專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法及背面接合型太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造方法及背面接合型太陽能電池。特別涉及以高精度且低成本形成背面接合型太陽能電池中的條紋(Stripe)形狀的η型、P型擴散區(qū)域的優(yōu)選的方法。
背景技術(shù)：
對于在受光面上不存在電極的背面接合型太陽能電池，具有原理上可期待其具有高轉(zhuǎn)化效率、從受光面一側(cè)觀察到的外觀設(shè)計性也優(yōu)異的優(yōu)勢，已經(jīng)開始實用化。該背面接合型太陽能電池的代表性的截面結(jié)構(gòu)示于圖1，從背面觀察到的平面結(jié)構(gòu)示于圖2。圖1、圖2所示的背面接合型太陽能電池10中，例如在由單晶η型硅形成的半導(dǎo)體襯底11的背面(與受光面相反一側(cè))上呈條紋形狀重復(fù)形成有η型區(qū)域12 (與襯底相比為高載體濃度)和P型區(qū)域13。在形成有上述區(qū)域的一側(cè)的面上形成保護膜15，所述保護膜15具有用于使各區(qū)域與電極取得連接的開口，進而，與η型區(qū)域連接的電極16、和與ρ 型區(qū)域連接的電極17同樣地呈條紋形狀重復(fù)形成。在半導(dǎo)體襯底11的受光面上大致整面地形成有保護膜14。在受光面?zhèn)扔袝r也形成用于降低光反射損失的紋理結(jié)構(gòu)或防反射膜。 需要說明的是，半導(dǎo)體襯底11也可以使用由P型硅和除硅之外的半導(dǎo)體形成的襯底。對于背面接合型太陽能電池，為了僅在背面集約地圖案形成η型區(qū)域、ρ型區(qū)域和與它們相對應(yīng)的保護膜和電極，要求高精度的圖案加工。圖3給出整面地形成作為圖案加工對象的薄膜后，利用光刻法進行光致抗蝕劑的曝光顯影、薄膜的蝕刻、光致抗蝕劑的除去的現(xiàn)有制造方法的一個例子。首先，(a)在半導(dǎo)體襯底11的表面(受光面)上整面地形成保護膜14，在背面(與受光面相反一側(cè)的面)上整面地形成擴散掩模21，(b)通過光刻法對擴散掩模21進行圖案加工。然后，(c)在半導(dǎo)體襯底11中沒有擴散掩模21的區(qū)域以高溫使η型摻雜劑22氣相擴散，形成η型區(qū)域12，(d)除去擴散掩模21。接著，(e)在半導(dǎo)體襯底11的背面上整面地形成擴散掩模27，(f)通過光刻法對擴散掩模27進行圖案加工。(g)在半導(dǎo)體襯底11中沒有擴散掩模27的區(qū)域，以高溫使ρ型摻雜劑23氣相擴散，形成ρ型區(qū)域13，(h)除去擴散掩模27。接著，(i)在半導(dǎo)體襯底11的背面上整面地形成保護膜15，(j)通過光刻法對保護膜15進行圖案加工。最后，(k)整面地形成作為η型連接電極16及ρ型連接電極17 的電極層18，(1)通過光刻法在η型連接電極16和ρ型連接電極17上分別對該電極層18 進行圖案加工，得到背面接合型太陽能電池10。關(guān)于上述光刻法，還公開了以下技術(shù)，S卩，通過研究固相擴散方式的工序，省略η 型或P型固相擴散源的圖案形成，使η型及P型摻雜劑同時擴散(專利文獻1)。另一方面，通過將蝕刻糊劑、掩蔽糊劑、摻雜糊劑及電極糊劑等進行圖案涂布來代替使用光刻法，還推進了簡化背面接合型太陽能電池的制造工序的研究(專利文獻2 4)。 將蝕刻糊劑用于整面形成的擴散掩模的開口加工，將掩蔽糊劑用于擴散掩模的圖案形成， 將摻雜糊劑用于固相擴散源的圖案形成，將電極糊劑用于連接電極的圖案形成。上述糊劑的圖案涂布采用絲網(wǎng)印刷法等印刷法。另外，作為以非接觸方式將糊劑進行圖案涂布的方法，還推進了利用噴墨法涂布摻雜糊劑的研究(專利文獻4、5)。進而，作為非接觸方式的圖案涂布法，還公開了通過從在涂布噴嘴的長度方向上排列的多個突出部噴出溶液來實現(xiàn)條紋狀涂布的技術(shù)(專利文獻 6、7)。專利文獻1 美國專利第4927770號說明書專利文獻2 日本特開2008-186927號公報專利文獻3 日本特開2010-205839號公報專利文獻4 國際公開第2007/081510號說明書專利文獻5 日本特開2004-221149號公報專利文獻6 日本特開2003-080147號公報專利文獻7 日本特開2007-187948號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，如上所述在重復(fù)使用工序數(shù)多的光刻法的方法中，存在增大太陽能電池的制造成本的問題。即使在通過固相擴散形成η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13的方法中，也必須通過光刻法對η型固相擴散源和P型固相擴散源進行圖案加工。根據(jù)專利文獻1的技術(shù)， 雖然可以使η型及ρ型摻雜劑同時擴散，但整體工序仍然非常長。還已知利用絲網(wǎng)印刷法圖案涂布抗蝕劑來代替將光致抗蝕劑進行曝光、顯影的方法，但也不會大幅度減少將擴散掩模、固相擴散源進行圖案形成的整體工序數(shù)。進而，市售的背面接合型太陽能電池中，如圖4所示，在半導(dǎo)體襯底11的背面存在無數(shù)個凹凸(例如寬度為20 70μπκ深度為1 3μπι左右的凹凸)。因此，想要通過光刻法在該半導(dǎo)體襯底11的背面對擴散掩模21進行圖案加工，通過光掩模57將本用途中使用的負型光致抗蝕劑51曝光、顯影時，存在以下問題。(a)曝光的底面反射角度根據(jù)凹凸而發(fā)生改變，因此易產(chǎn)生光致抗蝕劑的曝光不均。(b)曝光量不充分時，凹部中的光致抗蝕劑的底部M存在更易顯影(侵蝕)的傾向，因此無法以高精度對光致抗蝕劑進行圖案加工。另外，在專利文獻2 4的技術(shù)中，采用絲網(wǎng)印刷法等印刷法，但根據(jù)印刷法，印刷版(采用絲網(wǎng)印刷法時為絲網(wǎng)版)與半導(dǎo)體襯底接觸，在半導(dǎo)體襯底上形成微小的劃痕，因該劃痕而易附著污染物。特別是為了在沒有形成保護膜的半導(dǎo)體襯底面上涂布掩蔽糊劑、 摻雜糊劑，因印刷版接觸時在半導(dǎo)體襯底上形成的微小劃痕和附著的污染物的影響而太陽能電池的性能降低。而且，近年來，為了低成本化，將半導(dǎo)體襯底制薄的要求變高，但若變薄則強度降低，所以印刷版連接時半導(dǎo)體襯底易破裂。另外，絲網(wǎng)版通過一邊對具有開口部的薄板施加張力一邊固定于框架來制作，進而，由于印刷時被刮墨刀按壓而產(chǎn)生拉伸。因此， 在開口部的位置易產(chǎn)生誤差，作為圖案涂布精度難以達到士 5μπι。而且，例如印刷η型和ρ 型的摻雜糊劑時，首先涂布一種糊劑，之后一旦固化，若沒有完全達到相對于絲網(wǎng)版的接觸耐受性，則無法印刷另一糊劑。即，對每種涂布的糊劑必須進行固化工序。另一方面，專利文獻4、5所述的噴墨法中，由于噴墨噴嘴與半導(dǎo)體襯底不接觸，所以可以避免半導(dǎo)體襯底的破裂、劃痕和污染物的影響。但是，由于形成的涂布圖案如圖5所示形成多個圓的結(jié)合形狀，所以以高精度圖案加工條紋形狀存在限度。特別是對于在背面存在凹凸的半導(dǎo)體襯底，經(jīng)過涂布的墨易流入凹部，更難以進行高精度的圖案加工。進而，根據(jù)專利文獻6、7所公開的技術(shù)，由于涂布噴嘴與半導(dǎo)體襯底不接觸，所以可以避免半導(dǎo)體襯底的破裂、劃痕和污染物的影響。由于溶液被連續(xù)地噴出，所以可以圖案涂布成條紋形狀。但是，上述技術(shù)主要是針對液晶顯示器用濾色器的制造而進行開發(fā)的。 因此，為了實現(xiàn)高精度的條紋涂布圖案，為了使相鄰的不同顏色(RGB)的涂布圖案之間不接觸，需要在其之間設(shè)置被稱作黑矩陣的隔壁。另外，液晶顯示器用濾色器的制造中使用的典型的溶液在室溫下的涂布噴嘴出口處的粘度為IOmPa · s左右，溶劑的典型的沸點高，為 200°C左右，干燥速度慢、而且涂布量較多(典型的干燥后膜厚為Iym左右)。因此，為了使涂布圖案之間不接觸，通常對隔壁進一步進行疏液加工。如上所述，將2種以上的不同溶液圖案涂布成條紋形狀時，需要事先利用光刻法等對將它們區(qū)分開的隔壁進行圖案加工和疏液加工，即使應(yīng)用于背面接合型太陽能電池的制造，也不能充分地預(yù)見到工序的簡化。如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，無法在簡化背面接合型太陽能電池等半導(dǎo)體器件的制造工序的同時，以高精度將使用的各種糊劑圖案涂布成條紋形狀。特別是不存在下述方法， 艮口，在對半導(dǎo)體襯底面不產(chǎn)生不良影響、并且不增加工序數(shù)的情況下，高精度圖案涂布與絲網(wǎng)印刷的典型的墨相比較低粘度(例如室溫下的涂布環(huán)境中為10 500mPa*s)的掩蔽糊劑和摻雜糊劑。進而，對于在背面存在不規(guī)則的凹凸的半導(dǎo)體襯底，本課題明顯。本發(fā)明解決了上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種制造方法，所述制造方法以少工序數(shù)實現(xiàn)高精度的圖案涂布，且能夠降低背面接合型太陽能電池等半導(dǎo)體器件的成本。為了解決上述課題的本發(fā)明的特征在于以下(1) (12)中的任一種構(gòu)成。(1) 一種半導(dǎo)體器件的制造方法，是在半導(dǎo)體襯底的表面上圖案形成P型及/或η 型區(qū)域的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括以下工序使蝕刻糊劑、掩蔽糊劑、摻雜糊劑、電極糊劑中的至少1種糊劑從噴嘴的噴出口噴出到所述半導(dǎo)體襯底的表面，在所述半導(dǎo)體襯底與所述噴出口之間形成由所述糊劑形成的珠體(bead)，并使所述半導(dǎo)體襯底相對于所述噴嘴相對移動，由此在所述半導(dǎo)體襯底的表面上以條紋狀涂布所述糊劑。(2)如上述(1)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，上述半導(dǎo)體器件為在上述半導(dǎo)體襯底的與受光面相反一側(cè)的面上形成有Pn結(jié)的背面接合型太陽能電池。(3)如上述(1)或( 所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，上述糊劑中所含的溶劑成分中以重量比計一半以上為沸點在150°C以上至210°C以下范圍內(nèi)的溶劑。(4)如上述(1) (3)中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，將上述蝕刻糊劑、掩蔽糊劑、摻雜糊劑、電極糊劑中的某種糊劑以條紋狀涂布在上述半導(dǎo)體襯底上后， 在該糊劑殘留于上述半導(dǎo)體襯底的狀態(tài)下將其他糊劑以條紋狀涂布在該半導(dǎo)體襯底上。(5)如上述(1) (3)中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，在將η型或 P型中任一方的摻雜糊劑以條紋狀涂布在所述半導(dǎo)體襯底上后，加熱該半導(dǎo)體襯底，圖案形成固相擴散源，將該固相擴散源作為隔壁，以條紋狀涂布另一方摻雜糊劑。(6)如上述(1) (5)中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，在半導(dǎo)體襯底的背面上形成經(jīng)過圖案加工的保護膜，將摻雜糊劑以條紋狀涂布在該保護膜的開口部。
(7)如上述(1) ㈩)中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，將上述蝕刻糊劑、掩蔽糊劑、摻雜糊劑、電極糊劑中的至少2種糊劑一并涂布。(8)如上述(1) (6)中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，將η型和ρ 型的摻雜糊劑一并涂布。(9)如上述(1) (8)中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，在涂布工序中，通過形成糊劑在橫向上相連的連接部、和分離的條紋部，由此將糊劑以梳型形狀涂布在所述半導(dǎo)體襯底的表面上。(10) 一種背面接合型太陽能電池，其特征在于，具有在至少一方的表面上存在不規(guī)則形狀的凹凸的半導(dǎo)體襯底，在該半導(dǎo)體襯底的上述表面上以橫穿所述凹凸的方式呈條紋狀形成η型區(qū)域及ρ型區(qū)域，上述η型區(qū)域及ρ型區(qū)域的長邊為直線狀。(11)如上述(10)所述的背面接合型太陽能電池，其中，所述η型區(qū)域及ρ型區(qū)域的各長邊上的最大突出部位于距離基準線20 μ m以內(nèi)的范圍內(nèi)，所述基準線是除去所述各長邊中的、與利用最小二乘法對該長邊近似得到的直線的距離較大的10%的測定點后進行直線近似得到的。(12)如上述(10)或(11)所述的背面接合型太陽能電池，其中，上述η型區(qū)域及ρ 型區(qū)域各長邊中的最大突出部位于與上述半導(dǎo)體襯底的凸部相對應(yīng)的位置。根據(jù)本發(fā)明的制造方法，由于可以以高精度將摻雜糊劑等圖案涂布為條紋形狀， 所以可以大幅度地縮短背面接合型太陽能電池等半導(dǎo)體器件的制造工序，可以實現(xiàn)低成本化。另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，由于為非接觸式的涂布法，所以不會對半導(dǎo)體襯底產(chǎn)生不良影響，可以提供高性能的半導(dǎo)體器件(例如高轉(zhuǎn)化效率的太陽能電池)。進而，根據(jù)本發(fā)明的背面接合型太陽能電池，即使在形成半導(dǎo)體襯底的擴散區(qū)域的面上存在不規(guī)則的微小凹凸，也可以以良好的精度呈直線狀形成η型和P型的擴散區(qū)域。因此，ρη結(jié)的特性波動變小，可以大幅度地提高太陽能電池的可靠性。


[圖1]表示背面接合型太陽能電池的典型性結(jié)構(gòu)的截面圖。[圖2]從背面觀察圖1得到的俯視圖。[圖3]表示利用現(xiàn)有方法的背面接合型太陽能電池的制造工序的一個例子的截面圖。[圖4]表示利用現(xiàn)有光刻法的光致抗蝕劑的圖案形成工序的一個例子的截面圖 (以背面為上方得到的圖)。[圖5]表示利用現(xiàn)有噴墨法形成的條紋形狀的一個例子的俯視圖。[圖6]表示本發(fā)明的背面接合型太陽能電池的制造工序的一個例子的截面圖。[圖7]表示本發(fā)明的背面接合型太陽能電池的制造工序的另一個例子的示截面圖。[圖8]表示本發(fā)明的背面接合型太陽能電池的制造工序的另一個例子的截面圖。[圖9]表示圖案形成為梳型形狀的固相擴散源的俯視圖。[圖10]表示使用在背面具有凹凸的半導(dǎo)體襯底的背面接合型太陽能電池的一個例子的俯視圖(從背面觀察得到的圖)。
[圖11]圖10的截面圖(以背面為上方得到的圖)。[圖12]表示本發(fā)明的背面接合型太陽能電池的制造工序的另一個例子的截面圖。[圖13]表示實施例1中使用的涂布裝置的立體圖。[圖14]表示將糊劑涂布成條紋狀的狀態(tài)的截面圖。[圖15]表示在涂布糊劑的初始階段從多個噴出口擠出的糊劑在噴嘴寬度方向上連接的狀態(tài)的截面圖。[圖16]表示實施例7中使用的涂布裝置的立體圖。[圖17]表示比較例2中的背面接合型太陽能電池的制造工序的截面圖。[圖18]表示比較例3中的背面接合型太陽能電池的制造工序的截面圖。
具體實施例方式(實施方式1隔開間隙形成固相擴散源的制造方法)為了說明本發(fā)明的實施方式之一，利用圖6說明背面接合型太陽能電池的制造方法的一個方案。需要說明的是，以下對半導(dǎo)體襯底11中使用η型的硅半導(dǎo)體、受光面中使用單層的保護膜14的例子進行說明，但本發(fā)明不限定于此。半導(dǎo)體襯底11中可以使用ρ 型硅和硅之外的半導(dǎo)體，另外，也可以在半導(dǎo)體襯底11的受光面上形成用于減少光反射損失的紋理結(jié)構(gòu)、多層構(gòu)造的防反射膜。首先，準備雜質(zhì)濃度為IO15 IOlfVcm3的典型的η型硅半導(dǎo)體襯底11。優(yōu)選半導(dǎo)體襯底11的厚度為50 300 μ m、外形為一邊為100 250mm的大致四邊形。另外，為了除去切割損壞和自然氧化物，還優(yōu)選預(yù)先使用氫氟酸溶液和堿溶液等對表面進行蝕刻。依次對上述半導(dǎo)體襯底11進行以下(a) (h)的處理。(a)在該半導(dǎo)體襯底11的受光面上形成保護膜14。作為該保護膜14，可以使用利用CVD法、熱氧化法和旋涂式玻璃(SOG)法等方法進行成膜的氧化硅、氮化硅等公知的保護膜。(b)在半導(dǎo)體襯底11的背面(與受光面相反一側(cè)的面)，將η型的摻雜糊劑從噴嘴的噴出口噴出。此時在半導(dǎo)體襯底11與噴出口之間形成狹窄的空隙，在該空隙的一部分充滿由摻雜糊劑形成的液體而形成積液、即所謂的珠體(bead)。然后，保持該珠體地使半導(dǎo)體襯底11相對于噴嘴相對移動，由此將糊劑涂布成條紋狀，通過在200 60(TC下烘焙，形成η型固相擴散源M。需要說明的是，使半導(dǎo)體襯底11相對于噴嘴相對移動，是指只要改變兩者的位置關(guān)系即可，可以使半導(dǎo)體襯底11和噴嘴中的任一方移動，也可以使兩方以不同的速度、向不同的方向移動。同樣地，(c)在η型固相擴散源M之間將ρ型的摻雜糊劑涂布成條紋狀，在200 600°C下烘焙，由此形成ρ型固相擴散源25。上述固相擴散源的厚度優(yōu)選為IOOnm 1 μ m， 優(yōu)選P型固相擴散源25的寬度大于η型固相擴散源M的寬度。另外，優(yōu)選將η型固相擴散源M與P型固相擴散源25的間距設(shè)計為0. 2 2mm。(d)將上述半導(dǎo)體襯底11在氮中或混合了氧的氮中等公知的條件下加熱至850 Iioo0C。由此，使η型固相擴散源M和P型固相擴散源25中分別所含的η型摻雜劑和ρ 型摻雜劑分別在半導(dǎo)體襯底11中固相擴散，形成η型區(qū)域12及ρ型區(qū)域13。優(yōu)選是通過控制η型摻雜劑和ρ型摻雜劑的擴散量，將上述擴散區(qū)域的典型的雜質(zhì)濃度調(diào)節(jié)為IO17 IO2Vcm30需要說明的是，η型區(qū)域12與ρ型區(qū)域13接觸時，對太陽能電池的性能產(chǎn)生不良影響，因此優(yōu)選將兩者隔著間隔地形成。另外，η型固相擴散源M和P型固相擴散源25的形成順序沒有特別限定。如本方案所述，從簡化工序方面考慮，優(yōu)選使η型及ρ型摻雜劑同時擴散，但也可以例如在形成η型固相擴散源M使η型摻雜劑固相擴散后形成P型固相擴散源25，還可與上述相反地形成。進而，也可以是利用本發(fā)明的條紋涂布法形成η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25中的任一方，另一方利用絲網(wǎng)印刷法等公知的方法形成。(e)通過利用氫氟酸等的蝕刻，除去η型固相擴散源M及P型固相擴散源25。此時也可以用抗蝕劑等保護形成于受光面的保護膜14。接著，(f)在半導(dǎo)體襯底11的背面上整面地形成保護膜15，(g)利用光刻法等對保護膜15進行圖案加工。作為該保護膜15，可以通過CVD法、熱氧化法等方法成膜，且可以采用能利用氫氟酸等進行蝕刻的氧化硅、氮化硅等公知的保護膜。為了進行保護膜15的圖案加工，如形成上述固相擴散源時那樣，將掩蔽糊劑從噴嘴的噴出口噴出以形成珠體，且使半導(dǎo)體襯底11和噴嘴相對地移動來進行涂布，之后進行燒制即可。利用如上所述地形成的掩模，也可以以高精度對保護膜15進行圖案加工?；蛘咭部梢裕紫日娴匦纬杀Ｗo膜 15，如形成上述固相擴散源時那樣，將蝕刻糊劑從噴嘴的噴出口噴出以形成珠體，且使半導(dǎo)體襯底11和噴嘴相對地移動來進行涂布，之后進行加熱，從而可以對保護膜15中僅存在蝕刻糊劑的部分進行蝕刻。既便如此，也可以以高精度對保護膜15進行圖案加工。最后，(h)利用絲網(wǎng)印刷法等圖案涂布電極糊劑并燒制，由此形成η型連接電極16 及P型連接電極17，得到背面接合型太陽能電池10。需要說明的是，對于電極糊劑也可以是如形成上述固相擴散源時那樣，將電極糊劑從噴嘴的噴出口噴出以形成珠體，且使半導(dǎo)體襯底11和噴嘴相對地移動來進行涂布，之后進行燒制。由此，可以以高精度對連接電極進行圖案加工。連接電極可以使用金、銀、鈀、鋁、鈦及鎳等金屬的單體、合金及層疊膜。還可以利用使這些電極材料的一部分擴散到擴散區(qū)域、降低接觸電阻的公知技術(shù)。如圖2所示，η型連接電極16及ρ型連接電極17優(yōu)選形成為各自的端部被連接的梳型狀。圖6中列舉的實施方式為以使η型固相擴散源M與P型固相擴散源25的間隙保持恒定的方式進行高精度圖案涂布的方案。由于該方案取決于形成的間距、寬度及間隔，所以難以籠統(tǒng)地表示，但對于蝕刻糊劑、掩蔽糊劑、摻雜糊劑、電極糊劑中，特別是以SOG 技術(shù)為母體的掩蔽糊劑和摻雜糊劑，在室溫下的涂布環(huán)境中的典型的粘度較低，為3 3000mPa · S，較優(yōu)選為10 500mPa · s。因此，涂布為條紋狀后的糊劑存在以下傾向易擴散而無法保持形態(tài)，難以進行沒有隔壁情況下的高精度圖案加工。但是，根據(jù)本發(fā)明，一邊以使涂布糊劑的噴嘴和半導(dǎo)體襯底的相對位置變化的方式使至少其一方移動，一邊從噴嘴的噴出口噴出糊劑以形成糊劑的珠體，因此可以以高精度將糊劑涂布為條紋形狀。為了在粘度更低的情況下以高精度涂布為條紋狀，優(yōu)選糊劑中所含的溶劑成分中以重量比計一半以上為沸點為150 210°C的溶劑。溶劑沸點為150°C以上時，可以防止噴嘴前端的干燥。另一方面，溶劑沸點為210°C以下時，可以相對地加快糊劑的干燥速度。因此，通過采用上述構(gòu)成，從而可以抑制因從涂布后到干燥之間涂布寬度、及與基底的潤濕性變化引起的圖案精度的惡化。還優(yōu)選在圖6 (b)所示的η型摻雜糊劑涂布前，利用公知的方法選擇性地對相當于之后形成的η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25的間隙的部分進行疏液加工。由此， 可以進一步使條紋涂布高精度化。由于對半導(dǎo)體襯底11的涂布面直接進行疏液加工而沒有形成隔壁，所以工序數(shù)的增加停留在最小限度，另外，如果選擇疏液材料，則也可以抑制之后的熱擴散中混入雜質(zhì)的影響。另外，在上述實施方式中，將η型摻雜糊劑噴出到半導(dǎo)體襯底上，將其暫時加熱形成η型固相擴散源M后，將ρ型摻雜糊劑噴出到半導(dǎo)體襯底上，但也可以在條紋涂布后的η 型摻雜糊劑殘留的狀態(tài)下(即，該摻雜糊劑形成為固相擴散源之前)，在它們之間條紋涂布 P型摻雜糊劑?，F(xiàn)有的絲網(wǎng)印刷法中，使η型摻雜糊劑完全固化后，印刷ρ型摻雜糊劑時，絲網(wǎng)版首先與η型固相擴散源M接觸，無法與半導(dǎo)體襯底11完全密合，因此難以進行ρ型摻雜糊劑的高精度圖案涂布。而且，在沒有將η型摻雜糊劑完全固化的情況下，印刷ρ型摻雜糊劑時，存在η型摻雜糊劑附著于絲網(wǎng)版等較大的問題。但是，本發(fā)明中，由于在使絲網(wǎng)版等不與半導(dǎo)體襯底接觸地涂布糊劑，所以條紋涂布某種糊劑后，無論有無烘焙和固化狀態(tài)如何，都可以在該糊劑殘留的狀態(tài)下將其他糊劑涂布為條紋狀。結(jié)果，可以以少的工序數(shù)實現(xiàn)高精度的圖案涂布。本發(fā)明中，在形成圖6(c)所示的狀態(tài)后、圖6(d)所示的工序之前，(c’)可以將掩蔽糊劑進行整面涂布，形成覆蓋η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25的擴散掩模21。 由此，可以防止對ρη結(jié)的特性產(chǎn)生大的影響的、來自氣相的污染物進入到η型固相擴散源 24與ρ型固相擴散源25之間的間隙的部分、及從η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25 到氣相的雜質(zhì)擴散，結(jié)果可以制造更高性能的背面接合型太陽能電池10。進而，在形成圖6(c)所示的狀態(tài)后、圖6(d)所示的工序之前，(c”)也可以在η型固相擴散源M與P型固相擴散源25之間，隔開間隙地形成擴散掩模21。由此，由于在間隙部分形成低濃度擴散區(qū)域，所以可以制造高性能的背面接合型太陽能電池10。(實施方式2不空開間隙地形成固相擴散源的制造方法)為了進一步說明本發(fā)明，使用圖7說明其他背面接合型太陽能電池的制造方法。 首先，與圖6同樣地，(a)在半導(dǎo)體襯底11的受光面上形成保護膜14。然后，(b)使η型的摻雜糊劑從噴嘴的噴出口噴出到半導(dǎo)體襯底11的背面，在半導(dǎo)體襯底11和噴出口之間形成由摻雜糊劑形成的珠體，同時使半導(dǎo)體襯底11相對于噴嘴相對移動，由此進行條紋涂布。之后，將該η型摻雜糊劑在200 600°C下進行烘焙，由此形成η型固相擴散源對。接著，(c)在η型固相擴散源M之間條紋涂布ρ型的摻雜糊劑。此時使η型固相擴散源25起到隔壁的作用是本實施方式的特征。之后，通過將該P型摻雜糊劑在200 600°C下進行烘焙，可以與η型固相擴散源M不空開間隙地形成ρ型固相擴散源25。之后，(d)將該半導(dǎo)體襯底11在氮中或在混合了氧的氮中等公知的條件下加熱至 850 1100°C。由此，使η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25中分別含有的η型摻雜劑和P型摻雜劑在半導(dǎo)體襯底11中進行固相擴散，形成η型區(qū)域12及ρ型區(qū)域13。需要說明的是，本實施方式的情況下，在η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13之間易形成η型摻雜劑和ρ 型摻雜劑二者都擴散的區(qū)域。在該區(qū)域中各摻雜劑彼此不活化。因此，如果適當?shù)剡x擇擴散濃度和時間，則可以得到與空開間隔地形成2種固相擴散源的情況同樣的效果。之后，在工序(e) (h)中與圖6同樣地得到背面接合型太陽能電池10。對于圖7列舉的實施方式，由于將先形成的η型固相擴散源M作為隨后涂布的PCN 102549761 A型摻雜糊劑的隔壁發(fā)揮作用，所以可以抑制兩者的間隙變得不均勻等精度惡化，而且，P型摻雜糊劑的使用量效率也提高。當然也可以首先形成P型固相擴散源25，將該P型固相擴散源25作為隔壁發(fā)揮作用，再涂布η型摻雜糊劑。另外，也可以對半導(dǎo)體襯底11的涂布面選擇性地進行疏液加工后涂布摻雜糊劑，由此形成固相擴散源，之后根據(jù)需要除去疏液加工，然后將形成的固相擴散源作為隔壁發(fā)揮作用，涂布下一種摻雜糊劑。本實施方式中，對于糊劑，基于與實施方式1中描述的同樣的理由，優(yōu)選該糊劑中所含的溶劑成分中以重量比計一半以上為沸點150 210°C的溶劑。另外，本實施方式中，在形成圖7(c)所示的狀態(tài)后、圖7(d)所示的工序之前，整面涂布掩蔽糊劑，可以形成覆蓋η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25的擴散掩模21。由此，可以防止從η型固相擴散源M和P型固相擴散源25向氣相的雜質(zhì)擴散。(實施方式3首先形成保護膜再形成固相擴散源的制造方法)為了進一步說明本發(fā)明，使用圖8說明背面接合型太陽能電池的其他制造方法。 首先，(a)在半導(dǎo)體襯底11的表面上整面形成保護膜14，在背面上整面形成保護膜15。然后，(b)利用光刻法對保護膜15進行圖案加工，在保護膜15上形成條紋狀的開口部。之后， (c)將η型的摻雜糊劑從噴嘴的噴出口噴出到半導(dǎo)體襯底11的背面，在半導(dǎo)體襯底11和噴出口之間形成由摻雜糊劑形成的珠體，并且使半導(dǎo)體襯底11相對于噴嘴相對移動，由此進行條紋涂布。此時以使η型摻雜糊劑至少充滿與η型固相擴散源M的預(yù)定形成位置相對應(yīng)的保護膜15的開口部(優(yōu)選充滿開口部、且上到保護膜的一部分)的方式涂布η型摻雜糊劑。然后，通過將該η型摻雜糊劑在200 60(TC下進行烘焙，形成η型固相擴散源Μ。接下來，(d)以使ρ型摻雜糊劑至少充滿與ρ型固相擴散源25的預(yù)定形成位置相對應(yīng)的保護膜的開口部(優(yōu)選充滿開口部、且上到保護膜15的一部分)的方式涂布ρ型摻雜糊劑。此時，如圖示所示?？梢詫ⅵ切凸滔鄶U散源M作為隔壁發(fā)揮作用，或者也可以與圖示的方案不同地與η型固相擴散源M空開間隔地進行涂布。另外，也可以將ρ型摻雜糊劑不是以條紋形狀而是以覆蓋η型固相擴散源M的方式整面地進行涂布。之后，通過將該 P型摻雜糊劑在200 600°C下進行烘焙，可以形成ρ型固相擴散源25。(e)將該半導(dǎo)體襯底11在氮中或混合了氧的氮中等公知的條件下加熱至850 1100°C。由此，使η型固相擴散源對和ρ型固相擴散源25中分別含有的η型摻雜劑和ρ 型摻雜劑在半導(dǎo)體襯底11中進行固相擴散，形成η型區(qū)域12及ρ型區(qū)域13。通過根據(jù)需要使保護膜15保持擴散掩模的功能，可以比較容易地實現(xiàn)空開間隔地形成η型區(qū)域12和 P型區(qū)域13。當然，即使在η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13之間形成η型摻雜劑和ρ型摻雜劑兩者擴散的區(qū)域，由于在該區(qū)域中η型摻雜劑和P型摻雜劑彼此不活化，所以也可以獲得空開η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13之間的間隔的效果。接著，與圖6(e)同樣，(f)通過利用氫氟酸等的蝕刻，除去η型固相擴散源M及？ 型固相擴散源25。之后，也可以根據(jù)需要，通過專利文獻1中公開的氫化處理，對保護膜15 和半導(dǎo)體襯底11的界面進行改性。最后，與圖6(h)同樣，(g)通過利用絲網(wǎng)印刷法等圖案涂布電極糊劑并進行燒制， 形成η型連接電極16及ρ型連接電極17，得到背面接合型太陽能電池10。對于圖8中列舉的實施方式，由于首先將保護膜15進行圖案形成，然后形成固相擴散源，所以通過利用從保護膜15的開口部露出的半導(dǎo)體襯底11的涂布面和保護膜15對摻雜糊劑的潤濕性的差異，可以提高條紋涂布精度。另外，如上述實施方式1所述，還優(yōu)選在摻雜糊劑涂布前實行疏液加工，但在上述情況下，可以選擇性地對保護膜15上實行疏液加工。因此，與對半導(dǎo)體襯底11的涂布面直接進行疏液加工的情況相比，期待能夠減輕對半導(dǎo)體襯底11產(chǎn)生的不良影響等的效果。需要說明的是，圖8(f)中除去η型固相擴散源 M 型固相擴散源25的同時，還除去保護膜15，之后也可以再次圖案形成保護膜15。本實施方式中，與實施方式1同樣地，形成η型固相擴散源M的工序和形成ρ型固相擴散源25的工序的順序也可以相反。另外，也可以在將一方摻雜糊劑加熱形成固相擴散源之前，將另一方的摻雜糊劑噴出到半導(dǎo)體襯底上，一次性加熱兩方摻雜糊劑。本實施方式中，對于糊劑，基于實施方式1中描述的同樣的理由，優(yōu)選該糊劑中所含的溶劑成分中以重量比計一半以上為沸點150 210°C的溶劑。進而，本實施方式中，也可以在形成圖8(d)所示的狀態(tài)后、圖8(e)所示的工序前， 整面涂布掩蔽糊劑，形成覆蓋η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25的擴散掩模。由此， 可以防止從η型固相擴散源M及？型固相擴散源25向氣相的雜質(zhì)擴散。另外，空開間隙設(shè)置η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25的情況下，可以防止對ρη結(jié)的特性產(chǎn)生大的影響的、來自氣相的污染物進入該間隙的部分。結(jié)果可以制造更高性能的背面接合型太陽能電池10。需要說明的是，空開間隙設(shè)置η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25的情況下， 也可以在形成圖8(d)所示的狀態(tài)后、圖8(e)所示的工序前，在η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25之間，空開間隙地形成擴散掩模。由此，由于可以在間隙部分形成低濃度擴散區(qū)域，所以可以制造高性能的背面接合型太陽能電池10。(實施方式4先將擴散掩模設(shè)置于在表面具有凹凸的半導(dǎo)體襯底上再形成η型固相擴散源，并且在形成η型區(qū)域后設(shè)置P型固相擴散源的制造方法)為了進一步說明本發(fā)明，使用圖12說明背面接合型太陽能電池的其他制造方法。 首先，(a)在半導(dǎo)體襯底11的受光面上形成保護膜14。然后，(b)將掩蔽糊劑從噴嘴的噴出口噴出到具有不規(guī)則形狀的凹凸的半導(dǎo)體襯底11的背面上，在半導(dǎo)體襯底11和噴出口之間形成由掩蔽糊劑形成的珠體，并且使半導(dǎo)體襯底11相對于噴嘴相對移動，由此進行條紋涂布。之后，通過將該掩蔽糊劑在200 1000 V下進行烘焙，形成擴散掩模21。接下來，(c)在擴散掩模21之間條紋涂布η型的摻雜糊劑。此時將擴散掩模21作為隔壁發(fā)揮作用。另外，與工序(b)同樣，在半導(dǎo)體襯底11和噴出口之間形成由摻雜糊劑形成的珠體，并且使半導(dǎo)體襯底11相對于噴嘴相對移動。之后，通過將該η型摻雜糊劑在 200 600°C下進行烘焙，不與擴散掩模21空開間隙地形成η型固相擴散源對。接下來，(d)通過將該半導(dǎo)體襯底11在氮中或混合了氧的氮中等公知的條件下加熱至850 1100°C，使η型固相擴散源M中所含的η型摻雜劑在半導(dǎo)體襯底11中進行固相擴散，形成η型區(qū)域12。之后，(e)通過利用氫氟酸等的蝕刻，除去擴散掩模21及η型固相擴散源對。接下來，(f)以覆蓋所形成的η型區(qū)域12的方式條紋涂布掩蔽糊劑。此時與工序 (b)同樣地，在半導(dǎo)體襯底11與噴出口之間形成由掩蔽糊劑形成的珠體，并且使半導(dǎo)體襯底11相對于噴嘴相對移動。之后，通過將該掩蔽糊劑在200 100(TC下進行烘焙，形成擴散掩模W。
然后，(g)將擴散掩模28作為隔壁發(fā)揮作用，在其之間條紋涂布ρ型的摻雜糊劑。 此時與工序(b)同樣地，在半導(dǎo)體襯底11和噴出口之間形成由摻雜糊劑形成的珠體，并使半導(dǎo)體襯底11相對于噴嘴相對移動。然后，通過將涂布的該η型摻雜糊劑在200 600°C 下進行烘焙，不與擴散掩模觀空開間隙地形成P型固相擴散源25。(h)之后，與(d)同樣地使ρ型固相擴散源25中所含的ρ型摻雜劑在半導(dǎo)體襯底 11中進行固相擴散，形成P型區(qū)域13，(i)通過利用氫氟酸等的蝕刻，除去擴散掩模觀及？ 型固相擴散源25。之后，(j) (1)與圖7的(f) (h)相同。需要說明的是，本實施方式中，由于在半導(dǎo)體襯底11的表面存在不規(guī)則的、微小的凹凸，所以在工序(b)、(f)中掩蔽糊劑易從半導(dǎo)體襯底11的凸部流入凹部。因此，使裝置及糊劑噴出量等恒定地涂布掩蔽糊劑時，擴散掩模21、28的寬度可能局部變得比所期望的寬度寬。在上述情況下，在η型固相擴散源Μ、ρ型固相擴散源25、進而η型區(qū)域12及ρ 型區(qū)域13中，局部寬度變得比所期望的寬度窄。因此，糊劑的涂布條件優(yōu)選還考慮襯底表面的微小凹凸及糊劑的流動性等適當進行設(shè)定、變更。但是，即使如上所述寬度產(chǎn)生變化， 根據(jù)本發(fā)明，η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13之間的寬度向著變得比所期望的寬度寬的方向變化，η型區(qū)域及P型區(qū)域各自長邊上的最大突出部存在于與半導(dǎo)體襯底的凸部相對應(yīng)的位置，因此也不會對所得背面接合型太陽能電池的發(fā)電效率及可靠性產(chǎn)生影響。另外，對于本實施方式，形成η型及P型各自的固相擴散源時，由于將先形成的擴散掩模作為隔壁發(fā)揮作用，所以即使不積極地提高摻雜糊劑本身的涂布精度，也可以以高精度將固相擴散源設(shè)置為條紋形狀。因此，即使不形成珠體地涂布摻雜糊劑，在該情況下也可以以高精度將固相擴散源設(shè)置為條紋形狀。上述實施方式1 4中，如圖9所示，將糊劑涂布成條紋形狀而形成的η型固相擴散源M 型固相擴散源25的各個端部可以為在半導(dǎo)體襯底11的端部附近連接的梳型形狀。η型固相擴散源及ρ型固相擴散源基本上需要在襯底的中央部于單向上重復(fù)設(shè)置。 因此，為了提高生產(chǎn)速度，優(yōu)選使用從一個糊劑儲存部向多個噴出口供給糊劑的噴嘴，向半導(dǎo)體襯底上一次噴出多條糊劑。在上述情況下，通過將η型固相擴散源及ρ型固相擴散源形成為圖9所示的梳形形狀，可以以高精度形成條紋形狀。即，從如上所述的噴嘴中將糊劑一次涂布于半導(dǎo)體襯底的情況下，涂布開始時，難以從一個糊劑儲存部向各噴出口均勻地供給糊劑，因此會產(chǎn)生不均。但是，通過形成上述梳型形狀，可以吸收不均，可以提高條紋部的精度。更具體而言，該梳型形狀的連接部例如可以如下得到，S卩，提高條紋涂布的糊劑噴出量或降低相對移動速度等，制成珠體在橫向上相連的狀態(tài)，由此得到梳型形狀的連接部。 或者，有時利用在涂布初始存在于半導(dǎo)體襯底和噴嘴之間的剩余糊劑，自然地形成在橫向上相連的珠體，因此也可以利用該珠體得到梳型形狀的連接部。另一方面，條紋部可以通過減少糊劑噴出量或加快相對移動速度等，將珠體制成按每各噴出口分離的狀態(tài)而得到。由此，在使半導(dǎo)體襯底相對于噴嘴相對移動的一系列的涂布動作中，可以連續(xù)地形成上述梳型形狀。需要說明的是，該涂布方法不限定于形成固相擴散源的摻雜糊劑，可以適用于在半導(dǎo)體襯底和噴嘴的噴出口之間邊形成珠體邊涂布的全部糊劑。
另外，采用該涂布方法時，η型摻雜糊劑和ρ型摻雜糊劑的涂布方向優(yōu)選為相反。圖6 圖8、圖12中列舉的實施方式是在條紋涂布η型摻雜糊劑后暫時加熱，形成η型固相擴散源Μ，之后條紋涂布ρ型摻雜糊劑然后再次進行加熱，由此形成ρ型固相擴散源25的實施方式。但是，本發(fā)明中未必如上所述地分別進行加熱，也可以將η型和？型的摻雜糊劑進行一并涂布后同時加熱。一邊同時加熱將η型和ρ型的摻雜糊劑形成為固相擴散源，一邊進一步連續(xù)地升溫使η型和P型的摻雜劑固相擴散，從而可以進一步省略工序數(shù)，故優(yōu)選。此處所謂一并涂布，不限定于在時間上嚴格意義的同時涂布η型和ρ型的摻雜糊齊U，定義為在對先涂布的摻雜糊劑積極地進行干燥和加熱之前，涂布另一摻雜糊劑。因此， 不限定于從在同一噴嘴上交替排列的噴出口中同時噴出η型和ρ型的摻雜糊劑的涂布方法，例如在使與η型和ρ型的摻雜糊劑相對應(yīng)的各噴嘴相互對位地排列的狀態(tài)下，即使將2 個噴嘴作為一體地使其相對于半導(dǎo)體襯底相對移動也可以實現(xiàn)一并涂布。需要說明的是， 一并涂布不僅限定于η型和ρ型的摻雜糊劑的組合，也可以適用于性質(zhì)不同的任意糊劑的組合、或者即使為相同糊劑但涂布膜厚(涂布量)不同的組合。本發(fā)明中，還可以期待利用一并涂布使圖案精度提高的效果。在制造背面接合型太陽能電池方面最重要的精度為η型及/或ρ型的擴散區(qū)域的相對位置。具體而言，是相同η型或相同ρ型的條紋狀擴散區(qū)域的條紋寬度和其中心間距、或η型和ρ型的條紋狀擴散區(qū)域之間的中心間距及間隙等，其中，根據(jù)目的選擇最重要的精度。如上所述，在現(xiàn)有絲網(wǎng)印刷法中，由于絲網(wǎng)版拉伸的影響，即使為η型或ρ型單獨的條紋涂布誤差也大，而且需要對兩者分別進行圖案涂布，所以在單獨的誤差上還重疊與襯底的對位誤差。因此，例如難以以高精度控制η型和P型的條紋狀擴散區(qū)域之間的間隙。 另一方面，本發(fā)明中，不僅可以使用尺寸變化極小的牢固的噴嘴，還可以以高精度使2個噴嘴對位后進行一并涂布等，由此可以將重要的η型及/或P型的擴散區(qū)域的相對位置的誤差抑制到例如士5μπι以下的水平。根據(jù)本發(fā)明，存在可以使所涂布的各糊劑的邊緣為直線狀的優(yōu)點，但其中一并涂布可以說是對于以高精度控制η型和P型的條紋狀擴散區(qū)域間的間隙的最優(yōu)選的圖案涂布方法之一。另外，在上述方案中，列舉了使摻雜糊劑(實施方式1 幻、或摻雜糊劑及掩蔽糊劑(實施方式4)形成珠體邊地條紋涂布于半導(dǎo)體襯底上的方法。但是，本發(fā)明中，也可以將摻雜糊劑、蝕刻糊劑、掩蔽糊劑、電極糊劑中的僅一種或這些糊劑中的多種形成珠體地條紋涂布在半導(dǎo)體襯底上。本發(fā)明中，摻雜糊劑的組成只要含有摻雜劑成分即可，沒有特別限定。例如可以使用以用于通過SOG法形成摻雜氧化物膜的糊劑為中心的公知材料。作為該典型的組成，優(yōu)選至少含有基質(zhì)材料、溶劑、摻雜劑。有時也可以根據(jù)需要添加公知的增粘劑。作為優(yōu)選的摻雜糊劑的基質(zhì)材料，可以舉出燒制后形成二氧化硅膜的硅化合物。 具體而言，可以舉出烷氧基硅烷醇、烷氧基硅烷、烷基硅烷醇、烷基硅烷、倍半硅氧烷、硅烷醇化物、及它們的芳香族取代物及使其低聚物化得到的廣義的硅氧烷材料。也可以在基質(zhì)材料中添加其他玻璃質(zhì)形成材料、有機粘合劑等。溶劑只要溶解基質(zhì)材料即可，沒有特別限定，可以舉出醇、酯、醚、醛、酮、水及酸寸。
作為對硅半導(dǎo)體襯底的η型摻雜劑，可以舉出含有磷、砷、銻等的化合物，作為P型摻雜劑，可以舉出含有硼、鋁等的化合物。具體而言，可以舉出五氧化二磷、氧化磷、磷酸、磷類鹽、有機磷化合物、氧化硼、硼酸、硼鹽、有機硼化合物、硼-鋁化合物、鋁鹽及有機鋁化合物作為優(yōu)選例。大多數(shù)情況下將基質(zhì)材料調(diào)整為在摻雜糊劑中50wt%以下的濃度。摻雜劑優(yōu)選以摻雜糊劑的10wt%以下的濃度進行添加，較優(yōu)選為5wt%以下。需要說明的是，也可以不使用基質(zhì)材料而使用僅由摻雜劑和溶劑形成的溶液，但必須注意由于沒有基質(zhì)材料引起的氣相擴散。另外，摻雜糊劑的粘度沒有特別限定，優(yōu)選以3 3000mPa · s、較優(yōu)選10 500mPa · s進行使用。另外，作為掩蔽糊劑的材料，可以舉出與上述摻雜糊劑同樣的在燒制后形成二氧化硅膜的硅化合物。具體而言，可以舉出烷氧基硅烷醇、烷氧基硅烷、烷基硅烷醇、烷基硅烷、倍半硅氧烷、硅烷醇化物、及它們的芳香族取代物及使其低聚物化得到的廣義的硅氧烷材料。作為蝕刻糊劑的材料，沒有特別限定，例如作為蝕刻成分，優(yōu)選含有氟化氫、銨、磷酸、硫酸、硝酸中的至少1種，作為除此之外的成分，優(yōu)選含有水、有機溶劑和增粘劑等。進而，作為電極糊劑的材料，優(yōu)選使用銀、鋁及銅等導(dǎo)電性微粒成分和溶劑及/或聚合物成分的混合物。聚合物可以在燒制后殘留，但燒制時通過熱分解，可以提高導(dǎo)電性微粒之間的粘合性，提高電極的導(dǎo)電性。作為聚合物成分，可以使用丙烯酸類、環(huán)氧類等公知材料。根據(jù)以上本發(fā)明得到的背面接合型太陽能電池例如具有以下構(gòu)成。通常固相擴散源的基質(zhì)為二氧化硅類膜的情況下，大多在摻雜劑擴散后利用氫氟酸類溶液除去固相擴散源。該氫氟酸類溶液具有也蝕刻基底的半導(dǎo)體襯底的能力。另一方面，固相擴散源即使殘留微量，也會導(dǎo)致太陽能電池的性能降低，因此除去固相擴散源時通?；椎陌雽?dǎo)體襯底也發(fā)生少許蝕刻。因此，利用使用光刻法對固相擴散源進行圖案加工的現(xiàn)有方法制成的背面接合型太陽能電池中，即使使用表面光滑的半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底中的η型固相擴散源和ρ型固相擴散源的任一方的作為基底的部分與另一方的作為基底的部分相比蝕刻的次數(shù)變多。結(jié)果，在該半導(dǎo)體襯底本身的表面上形成凹凸，還存在在η 型區(qū)域和P型區(qū)域的表面上還產(chǎn)生高低差、品質(zhì)易于降低的問題。但是，根據(jù)本發(fā)明，可以減少蝕刻處理的次數(shù)，還可以根據(jù)需要，利用一次蝕刻處理除去η型固相擴散源和P型固相擴散源。因此，可以降低在半導(dǎo)體襯底本身的表面上利用蝕刻處理產(chǎn)生凹凸的可能性，還可以降低在η型區(qū)域和ρ型區(qū)域的表面上產(chǎn)生高低差的可能性。而且，本發(fā)明中，如圖7所示，不空開間隙地形成固相擴散源時，η型區(qū)域和ρ型區(qū)域之間也不會產(chǎn)生階差。另外，在背面接合型太陽能電池中，如圖10及圖11所示，在于表面上存在無數(shù)凹凸的半導(dǎo)體襯底上，有時以橫穿上述凹凸的方式將η型區(qū)域12、ρ型區(qū)域13設(shè)置為條紋狀。 如上所述，在半導(dǎo)體襯底上存在凹凸時，難以以高精度圖案形成η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13。 但是，根據(jù)本發(fā)明的方法，易于將糊劑涂布為直線狀，η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13各自的長邊55也易于形成直線狀。因此，例如也可以使η型區(qū)域12及ρ型區(qū)域13的長邊55上的最大突出部相對于從下述基準線僅突出20 μ m以內(nèi)。η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13過于接近時，存在背面接合型太陽能電池的可靠性降低的傾向，因此如上所述，優(yōu)選使η型區(qū)域12和 P型區(qū)域13的長邊55上的最大突出部56相對于基準線僅突出20 μ m以內(nèi)的范圍。關(guān)于η型及/或ρ型的擴散區(qū)域的相對位置，例如使用具有能量分散形X射線分析功能的掃描電子顯微鏡(SEM-EDX)和二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)，分析在半導(dǎo)體襯底中擴散的摻雜劑元素，由此可以容易地進行測定η型及/或P型的擴散區(qū)域的相對位置。作為優(yōu)選的測定條件，可以舉出測定范圍為0. 3 IOmm見方、測定間距為3 300 μ m。然后，上述擴散區(qū)域的長邊55是否為直線狀如下所述進行判斷。即，首先，為了確定基準線，通過上述方法測定η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13中形成為條紋狀的長邊的摻雜劑元素的濃度，求出半導(dǎo)體襯底中的成為平均摻雜劑濃度的10倍以上的邊界線、或者求出在半導(dǎo)體襯底中不存在同種摻雜劑時作為檢測極限的邊界線。需要說明的是，該邊界線相當于擴散區(qū)域的長邊。然后，通過最小二乘法將該邊界線進行直線近似，除去上述邊界線中與近似的直線的距離較大的10%的測定點后再次進行直線近似，將所得直線作為基準線。然后，判斷上述邊界線是否都在距離該基準線為擴散區(qū)域?qū)挾鹊?/10以內(nèi)的范圍內(nèi)，都在該范圍內(nèi)時，判斷為是“直線狀”。進而，本發(fā)明中形成為條紋狀的擴散區(qū)域的寬度、間隔，用相對于作為對象的2個長邊如上所述定義的基準線之間的距離定義。需要說明的是，在上述說明中，僅列舉了背面型太陽能電池的制造方法，但本發(fā)明還可以擴展到在半導(dǎo)體表面上圖案形成有P型及/或η型區(qū)域的半導(dǎo)體器件，例如晶體管陣列、二極管陣列、光電二極管陣列及轉(zhuǎn)換器等的制造方法。
實施例以下給出實施例說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于這些實施例。[糊劑的粘度]糊劑的粘度是基于JIS Z 8803(1991) “液體的粘度-測定方法”，在25°C的條件下使用旋轉(zhuǎn)粘度計(東京計器株式會社制VISCOMETER TV-20)測定得到的。[擴散區(qū)域的位置·寬度·間隔·直線性]利用二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)，分析在半導(dǎo)體襯底中擴散的摻雜劑即磷元素和硼元素。對任意3個區(qū)域(各區(qū)域為在條紋長度方向上20mm、寬度方向上2mm的區(qū)域)進行測定，測定間距為10 μ m。[耐電壓測定]選擇任意3組ρ型及η型區(qū)域，在它們之間施加反方向偏壓(ρ型為負、η型為正) 時，測定電流開始急激增加時的電壓，將其最小值作為耐電壓。[實施例1(空開間隙形成固相擴散源的制造方法)]基于圖6所示的方法，如下所述制造背面接合型太陽能電池。首先，準備厚250 μ m、一邊IOOmm的由η型單晶硅形成的半導(dǎo)體襯底11，為了除去切割損壞和自然氧化物，利用氫氧化鈉溶液將兩表面蝕刻約20 μ m，水洗后進行研磨。然后，(a)通過等離子體CVD法，在硅襯底11的受光面上形成厚0. 3 μ m的由氮化硅形成的保護膜14。另一方面，(b)將η型摻雜糊劑條紋涂布于半導(dǎo)體襯底11的涂布面(與受光面相反一側(cè)的面)。之后，在空氣中、于150°C加熱30分鐘，再于500°C加熱30分鐘，由此形成厚約0. 2 μ m、寬160 μ m、間距600 μ m的η型固相擴散源Μ。需要說明的是，η型摻雜糊劑中含有5wt%的硅化合物作為基質(zhì)材料和3wt%的五氧化二磷作為η型摻雜劑，所述硅化合物以四乙氧基硅烷作為起始原料，溶劑使用70wt% 異丙醇和30wt%乙酸乙酯的混合溶液。上述糊劑在室溫的涂布環(huán)境下的粘度為10 20mPa · s。另外，圖13給出本實施例中使用的條紋涂布裝置的簡圖。使噴嘴40沿著Y方向相對于真空吸附于臺31的半導(dǎo)體襯底11移動，由此條紋涂布η型摻雜劑。如圖14所示， 從形成于噴嘴40的下部的多個噴出口 41噴出糊劑42，在半導(dǎo)體襯底11和噴出口 41之間形成珠體43的狀態(tài)下使噴嘴40沿著與紙面垂直的方向移動。將噴出口 41的下部與半導(dǎo)體襯底11的間隙量LC在20 300 μ m之間進行調(diào)節(jié)。同樣地(c)條紋涂布ρ型摻雜糊劑，在空氣中、于150°C加熱30分鐘，再于500°C 加熱30分鐘，由此形成厚約0. 2 μ m、寬360 μ m、間距600 μ m的ρ型固相擴散源25。ρ型摻雜糊劑中含有5wt%的硅化合物作為基質(zhì)材料、和3wt%的氧化硼作為ρ型摻雜劑，所述硅化合物以四乙氧基硅烷作為起始原料，溶劑使用70wt%異丙醇(沸點82°C) 和30wt%乙酸乙酯(沸點77°C)的混合溶液。該糊劑在室溫下的涂布環(huán)境下的粘度為10 20mPa · s。(d)將該半導(dǎo)體襯底11在氮中、于950°C加熱60分鐘，由此使η型固相擴散源M 和P型固相擴散源25中分別所含的η型摻雜劑(磷原子)和ρ型摻雜劑(硼原子)在半導(dǎo)體襯底11中擴散，形成η型區(qū)域12及ρ型區(qū)域13。(e)通過利用氫氟酸的蝕刻，除去η型固相擴散源M及P型固相擴散源25。然后，(f)通過對半導(dǎo)體襯底11的背面進行干式氧化，整面形成厚0.2μπι的由氧化硅形成的保護膜15。之后，(g)通過光刻法用氫氟酸對保護膜15進行蝕刻，由此形成寬100 μ m的開口。最后，(h)絲網(wǎng)印刷銀糊劑，在500°C下進行燒制，由此形成η型連接電極16及ρ 型連接電極17。如上所述，通過比利用光刻法形成固相擴散源更為簡化的工序，可以制造圖1及圖2所示的背面接合型太陽能電池10。但是，由于摻雜糊劑的溶劑沸點比較低，所以進行長時間的條紋涂布時需要定期除去在噴嘴前端析出的干燥物。另外，對于所得背面接合型太陽能電池10，除去保護膜15、η型連接電極16和ρ型連接電極17，利用SIMS將半導(dǎo)體襯底 11的背面中的硅、磷和硼的含量進行作圖，由此測定η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13的形狀，結(jié)果兩者的間隔在所有的測定區(qū)域中均在所期望值士8 μ m的范圍內(nèi)。對pn結(jié)施加反偏壓時的耐電壓在標準的范圍內(nèi)。[實施例2]除了使兩種摻雜糊劑溶劑為50wt%丙二醇丙醚(沸點150°C )、35wt%異丙醇、 15wt%乙酸乙酯的混合溶液之外，與實施例1同樣地制造背面接合型太陽能電池10。與實施例1同樣地測定η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13的形狀，結(jié)果兩者的間隔在所有測定區(qū)域中均在所期望值士 8μπι的范圍內(nèi)。對pn結(jié)施加反偏壓時的耐電壓也在標準的范圍內(nèi)，可以制造與實施例1同樣的背面接合型太陽能電池10。在長時間的條紋涂布中，在噴嘴前端析出的干燥物是微量的，干燥物除去的頻率與實施例1相比大幅減少。[實施例3]除了使兩種摻雜糊劑的溶劑為50wt% YBL(沸點203°C )、35wt%異丙醇、15wt% 乙酸乙酯的混合溶液之外，與實施例1同樣地制造背面接合型太陽能電池10。與實施例1 同樣地測定η型區(qū)域12和P型區(qū)域13的形狀，結(jié)果兩者的間隔在所有測定區(qū)域中均在所期望值士8 μ m的范圍內(nèi)。對pn結(jié)施加反偏壓時的耐電壓也在標準的范圍內(nèi)，可以制造與實施例1同樣的背面接合型太陽能電池10。在長時間的條紋涂布中，在噴嘴前端沒有析出干燥物。[實施例4]除了使兩種摻雜糊劑的溶劑為50wt %二甘醇一乙醚乙酸酯(沸點217°C )、35wt % 異丙醇、15wt%乙酸乙酯的混合溶液之外，與實施例3同樣地制造背面接合型太陽能電池 10。需要說明的是，存在糊劑的溶劑成分的沸點變高，剛剛涂布后在橫向上擴展而不干燥的傾向，η型固相擴散源M的寬度較寬，為260 μ m,因此通過將ρ型固相擴散源25的寬度調(diào)節(jié)為260μπι，可以制造背面接合型太陽能電池10。對pn結(jié)施加反偏壓時的耐電壓也在標準的范圍內(nèi)。另外，測定η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13的形狀，結(jié)果兩者的間隔在所有測定區(qū)域中均在所期望值士 10 μ m的范圍內(nèi)。[實施例5(不空開間隙地形成固相擴散源的制造方法)]基于圖7所示的方法，如下所述制造背面接合型太陽能電池。首先，與實施例3同樣地(a)在半導(dǎo)體襯底11的受光面上形成保護膜14。然后， 與實施例3同樣地(b)在半導(dǎo)體襯底11的涂布面(與受光面相反一側(cè)的面)上形成厚約 0. 25μπι、寬200μπι、間距600μπι的η型固相擴散源24。接著，(c)條紋涂布ρ型摻雜糊劑， 此時將加熱后的η型固相擴散源25作為隔壁發(fā)揮作用，由此無間隙地涂布ρ型摻雜糊劑。 與實施例3同樣地進行加熱，由此形成厚約0. 25 μ m、寬400 μ m、間距600 μ m的ρ型固相擴散源25。(d)通過將該半導(dǎo)體襯底11在含有10%氧的氮中、于950°C加熱60分鐘，使η型固相擴散源M和P型固相擴散源25中分別所含的η型摻雜劑(磷原子)和ρ型摻雜劑 (硼原子)在半導(dǎo)體襯底11中擴散，形成η型區(qū)域12及ρ型區(qū)域13。之后，(e) (h)與實施例3相同。對所得背面接合型太陽能電池10的pn結(jié)施加反偏壓時的耐電壓與實施例3同樣地在標準的范圍內(nèi)。另外，測定η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13的形狀，結(jié)果兩者的邊界線一致， 兩者的間隔為零。但是，η型摻雜劑和ρ型摻雜劑兩者擴散，形成彼此不活化的區(qū)域，因此可以獲得與空開間隔在所期望值士 10 μ m的范圍內(nèi)形成η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13同樣的效果。[實施例6(先形成保護膜后形成固相擴散源的制造方法)]基于圖8所示的方法，如下所述制造背面接合型太陽能電池。首先，準備與實施例3相同的半導(dǎo)體襯底11，(a)在半導(dǎo)體襯底11的表面上與實施例3同樣地形成保護膜14，在背面上通過等離子體CVD形成厚0. 3 μ m的由氮化硅形成的保護膜15。(b)通過光刻法利用氫氟酸對保護膜15進行蝕刻，由此在與隨后形成的η型擴散區(qū)域?qū)?yīng)的部分形成寬160 μ m的開口，在與ρ型擴散區(qū)域?qū)?yīng)的部分形成寬360 μ m的開口。然后，與實施例3同樣地(c)形成厚約0. 25μπκ寬200μπκ間距600μπι的η型固相擴散源24，(d)形成厚約0. 25 μ m、寬400 μ m、間距600 μ m的ρ型固相擴散源25。(e)將半導(dǎo)體襯底在含有10%氧的氮中、于950°C加熱60分鐘，使η型固相擴散源 24和ρ型固相擴散源25中分別所含的η型摻雜劑(磷原子)和ρ型摻雜劑(硼原子)在半導(dǎo)體襯底11中擴散，形成η型區(qū)域12及ρ型區(qū)域13。此時也可以將保護膜15作為擴散掩模發(fā)揮作用，由此可以空開間隔地以高精度形成η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13。(f)通過利用氫氟酸的蝕刻，除去η型固相擴散源M及P型固相擴散源25。最后，與實施例3同樣地(g)形成η型連接電極16及ρ型連接電極17，由此制造背面接合型太陽能電池10。與實施例3同樣地測定η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13的形狀，結(jié)果η型區(qū)域12和ρ 型區(qū)域13的間隔在所期望值士5 μ m的范圍內(nèi)。另外，所得的背面接合型太陽能電池10中， 對pn結(jié)施加反偏壓時的耐電壓大于實施例3，為良好的結(jié)果。[實施例7(將固相擴散源圖案加工為梳型形狀的制造方法)]在涂布η型摻雜糊劑及ρ型摻雜糊劑的初始階段，如圖15所示，利用由于存在于半導(dǎo)體襯底11和噴嘴40之間的剩余糊劑而在橫向上相連的狀態(tài)的珠體43。在一系列的涂布動作中，剩余糊劑被消耗后，如圖14所示，珠體43被移至按各噴出口 41分離的條紋涂布。由此，除了形成圖9所示的梳形形狀的η型固相擴散源M及ρ型固相擴散源25之外， 與實施例3同樣地制造背面接合型太陽能電池10。與實施例3同樣地測定η型區(qū)域12和 P型區(qū)域13的形狀，結(jié)果兩者的間隔在所有測定區(qū)域中均在所期望值士8 μ m的范圍內(nèi)。對 pn結(jié)施加反偏壓時的耐電壓也在標準的范圍內(nèi)，可以制造與實施例3同樣的背面接合型太陽能電池10。另外，由于無需在條紋涂布即將開始前嚴格地控制存在于半導(dǎo)體襯底11和噴嘴 40之間的糊劑量，所以可以比實施例3更為簡便地實現(xiàn)糊劑的條紋涂布。[實施例8( 一并涂布η型及ρ型的摻雜糊劑的制造方法)]除了將工序(b) (d)如下所述進行改變之外，與實施例3同樣地制造背面接合型太陽能電池10。即，使用圖16所示的條紋涂布裝置30，在半導(dǎo)體襯底11的涂布面上一并涂布η型和P型的摻雜糊劑。需要說明的是，使η型摻雜糊劑用噴嘴40η和ρ型摻雜糊劑用噴嘴40ρ 相互對位地排列，將上述2個噴嘴40η和40ρ —體地沿著Y方向移動，由此在半導(dǎo)體襯底11 的涂布面上一并涂布η型和ρ型的摻雜糊劑。然后，將上述經(jīng)一并涂布的半導(dǎo)體襯底11在空氣中、于150°C加熱30分鐘、再于 500°C加熱30分鐘，由此形成與實施例3同樣的η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25。 接下來，在氮中、于950°C加熱60分鐘，由此與實施例3同樣地形成η型區(qū)域12及ρ型區(qū)域 13。除去保護膜15、η型連接電極16和ρ型連接電極17，通過SIMS對半導(dǎo)體襯底11 的背面中的硅、磷和硼的含量進行作圖，由此測定η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13的形狀，結(jié)果兩者的間隔都在所期望值+5ym以下的范圍內(nèi)。另外，對于所得的背面接合型太陽能電池 10，對pn結(jié)施加反偏壓時的耐電壓在與實施例5同等的標準的范圍內(nèi)。
[比較例1(利用絲網(wǎng)印刷法的制造方法)]除了對將實施例1中使用的η型和ρ型的摻雜糊劑進行粘度調(diào)節(jié)得到的物質(zhì)利用絲網(wǎng)印刷法進行圖案涂布之外，與實施例1同樣地制造背面接合型太陽能電池10。與實施例1同樣地分析η型區(qū)域12和P型區(qū)域13的形狀，結(jié)果η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13的間隔超過所期望值士 ΙΟμπι。對ρη結(jié)施加反偏壓時的耐電壓低于實施例3。[比較例2(利用光刻法形成固相擴散源的制造方法)]經(jīng)過圖17所示的工序制造背面接合型太陽能電池10。即，首先，與實施例1同樣地(a)在半導(dǎo)體襯底11的受光面上形成保護膜14。(b)將實施例1中使用的η型摻雜糊劑的異丙醇置換為乙醇，將其旋轉(zhuǎn)涂布于半導(dǎo)體襯底11的涂布面，在空氣中、于150°C加熱 30分鐘，進而在500°C下加熱30分鐘，由此整面地形成厚0. 3μ m的η型固相擴散源Μ。 (c)通過利用光刻法對上述η型固相擴散源M進行圖案加工，形成寬160 μ m、間距600 μ m 的η型固相擴散源24。此時利用作為蝕刻液使用的氫氟酸，對半導(dǎo)體襯底11的背面蝕刻約 50nm，因此形成階差。然后，(d)將實施例1中使用的ρ型摻雜糊劑的異丙醇置換為乙醇，將其進行旋轉(zhuǎn)涂布，在空氣中、于150°C加熱30分鐘、再于500°C加熱30分鐘，由此整面地形成厚0. 2 μ m 的P型固相擴散源25。(e)通過利用光刻法對上述ρ型固相擴散源25進行圖案加工，形成寬360 μ m、間距600 μ m的ρ型固相擴散源25。此時利用作為蝕刻液使用的氫氟酸，先形成的η型固相擴散源M的厚度減少至約0. 2 μ m，對半導(dǎo)體襯底11的背面蝕刻約50nm，因此進一步形成階差。(f) (j)與實施例1的圖6(d) (h)同樣地制造背面接合型太陽能電池10。與實施例3同樣地進行分析，結(jié)果η型固相擴散源M和ρ型固相擴散源25的間隔為所期望值士5 μ m以下。但是，在η型擴散區(qū)域M和ρ型擴散區(qū)域25的表面產(chǎn)生高低差70，而且在兩者之間存在凹狀的階差。[實施例9(使用在背面存在凹凸的半導(dǎo)體襯底的制造方法)]基于圖12所示的方法，如下所述制造背面接合型太陽能電池。首先，準備厚250 μ m、一邊IOOmm的由η型單晶硅形成的半導(dǎo)體襯底11，為了除去切割損壞和自然氧化物，利用加熱后的氫氧化鈉溶液對兩表面蝕刻約20 μ m。此時在半導(dǎo)體襯底11的兩面上形成典型的寬40 100 μ m、深1 2μπι左右的無數(shù)凹凸。然后，(a)通過等離子體CVD法，在硅襯底11的受光面上形成厚0. 3 μ m的由氮化硅形成的保護膜14。另一方面，(b)將掩蔽糊劑從噴嘴的噴出口噴出到存在凹凸的半導(dǎo)體襯底11的背面上，在半導(dǎo)體襯底11和噴出口之間形成由掩蔽糊劑形成的珠體，并使半導(dǎo)體襯底11相對于噴嘴相對移動，由此進行條紋涂布。之后，將該半導(dǎo)體襯底11在空氣中、于150°c加熱30 分鐘，再于500°C加熱30分鐘，由此形成厚約1. 0 μ m、寬440 μ m、間距600 μ m的擴散掩模 21。此時由于掩蔽糊劑易從凸部流入凹部，所以對于擴散掩模21的寬度，存在凹部比凸部寬5μπι左右的傾向。需要說明的是，掩蔽糊劑使用40wt%苯基硅烷類的硅化合物，溶劑使用甲氧基甲基丁醇(沸點174°C )。上述糊劑的粘度約為70mPa · s。接著，(c)將擴散掩模21作為隔壁發(fā)揮作用地條紋涂布實施例3中使用的η型的摻雜糊劑。之后，通過在200°C下進行烘焙，與擴散掩模21不空開間隙地形成厚約0. 4μ m的η型固相擴散源Μ。因此，對于η型固相擴散源M的寬度，存在凹部比凸部窄的傾向。然后，(d)通過將上述半導(dǎo)體襯底11在空氣中加熱到950°C，使η型固相擴散源M 中所含的η型摻雜劑(磷原子)在半導(dǎo)體襯底11中進行固相擴散，形成η型區(qū)域12。之后，(e)通過利用氫氟酸的蝕刻，除去擴散掩模21及η型固相擴散源Μ。(f)接著，與(b)同樣地以覆蓋η型區(qū)域12的方式形成厚約Ι.Ομπκ寬240μπκ間距600 μ m的擴散掩模21。此時由于掩蔽糊劑易從凸部流入凹部，所以對于擴散掩模21的寬度，存在凹部比凸部寬5μπι左右的傾向。(g)將擴散掩模21作為隔壁發(fā)揮作用地條紋涂布實施例3中使用的ρ型的摻雜糊齊U。之后，通過在200°c下進行烘焙，與擴散掩模21不空開間隙地形成厚約0. 4μπι的P型固相擴散源對。因此，對于P型固相擴散源25的寬度，存在凹部比凸部窄的傾向。(h)之后，與(d)同樣地使ρ型固相擴散源25中所含的ρ型摻雜劑(硼原子)在半導(dǎo)體襯底11中進行固相擴散，形成P型區(qū)域13，(i)通過利用氫氟酸的蝕刻，除去擴散掩模21及ρ型固相擴散源25。之后，(j) ⑴與實施例3的(f) (h)相同，由此制造背面接合型太陽能電池 10。對于如上所述得到的背面接合型太陽能電池10，與實施例3同樣地測定η型區(qū)域 12和ρ型區(qū)域13的形狀，結(jié)果η型區(qū)域、ρ型區(qū)域的寬度分別為160μπι、360μπι，兩者的間隔在所有測定區(qū)域中均在所期望值士 10 μ m的范圍內(nèi)。另外，對于η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域 13，長邊的直線性優(yōu)異，其最大突出部存在于距離基準線16 μ m以內(nèi)。進而，該最大突出部存在于與半導(dǎo)體襯底的凸部相對應(yīng)的位置，相鄰的η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13的間隔中，與半導(dǎo)體襯底的凹部相對應(yīng)的位置處的間隔的最大值大于與半導(dǎo)體襯底的凸部相對應(yīng)的位置處的間隔的最小值。因此，存在η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13的間隔大于設(shè)計值的傾向，但由于不存在兩者過度接近的部分，所以對發(fā)電效率和可靠性沒有影響。對Pn結(jié)施加反偏壓時的耐電壓也在標準的范圍內(nèi)。[比較例3(通過光刻法在背面存在凹凸的半導(dǎo)體襯底上形成固相擴散源的制造方法)]基于圖18所示的方法，如下所述制造背面接合型太陽能電池。首先，(a)與實施例9同樣地在硅襯底11的受光面上形成保護膜14后，利用等離子體CVD法在背面整面形成厚0. 5 μ m的由二氧化硅形成的擴散掩模21，和利用旋涂法在其上背面整面形成厚30 μ m的負型光致抗蝕劑51。(b)通過光刻法將負型光致抗蝕劑51圖案形成為寬440 μ m、間距600 μ m。此時如使用圖4進行說明的那樣，曝光的底面反射53的角度因凹凸而發(fā)生改變，因此產(chǎn)生負型光致抗蝕劑51的曝光不均，在其長邊上形成許多距離基準線超過20 μ m的部分。需要說明的是，負型光致抗蝕劑51的長邊的評價通過與分析擴散區(qū)域的長邊同樣的方法進行。(c)通過利用氫氟酸的蝕刻，除去擴散掩模21的不需要的部分，(d)用有機溶劑除去負型光致抗蝕劑51后，在1000°C下使η型摻雜劑(磷原子)22進行氣相擴散，形成η型區(qū)域12。因此，在η型區(qū)域12的長邊上形成許多最大突出部距離基準線超過20 μ m的部分。之后，(e)通過利用氫氟酸的蝕刻除去擴散掩模21。
(f)接著，與(a)同樣地在背面整面形成厚0.5μπι的由二氧化硅形成的擴散掩模 21，和在其上背面整面形成厚30μπι的負型光致抗蝕劑51。進而，與(b)同樣地將負型光致抗蝕劑51圖案形成為寬240 μ m、間距600 μ m。與(b)同樣地在負型光致抗蝕劑51的長邊上形成許多距離基準線超過20 μ m的部分。
(g)通過利用氫氟酸的蝕刻，除去擴散掩模21的不需要的部分，(h)用有機溶劑除去負型光致抗蝕劑51后，在KKKTC下使ρ型摻雜劑(硼原子)23進行氣相擴散，形成ρ型區(qū)域13。因此，在ρ型區(qū)域13的長邊上形成許多最大突出部距離基準線超過20 μ m的部分。之后，(i)通過利用氫氟酸的蝕刻，除去擴散掩模21。
之后，(j) (1)與實施例9相同。
對于如上所述得到的背面接合型太陽能電池10，與實施例3同樣地測定η型區(qū)域 12和ρ型區(qū)域13的形狀，結(jié)果η型區(qū)域、ρ型區(qū)域的寬度分別為165μπι、365μπι，確認到兩者的間隔超過所期望值士 15 μ m的測定區(qū)域。另外，在η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13各長邊上距離基準線超過17 μ m的區(qū)域中存在許多突出部。因此，η型區(qū)域12和ρ型區(qū)域13的間隔特別是在與半導(dǎo)體襯底的凹部相對應(yīng)的位置存在明顯小于設(shè)計值的部分，另外，與實施例9 的背面接合型太陽能電池10相比，對ρη結(jié)施加反偏壓時的耐電壓也大幅度降低。因此，可以說是可靠性大幅降低的太陽能電池。
產(chǎn)業(yè)上的可利用件
本發(fā)明能夠用于制造背面接合型太陽能電池，所述背面接合型太陽能電池在半導(dǎo)體襯底的背面上條紋形成有η型區(qū)域和ρ型區(qū)域、還條紋形成有對應(yīng)的連接電極。
符號說明
10背面接合型太陽能電池
11半導(dǎo)體襯底
12η型區(qū)域
13P型區(qū)域
14保護膜(受光面)
15保護膜(背面)
16η型連接電極
17P型連接電極
21擴散掩模
22η型摻雜劑
23P型摻雜劑
24η型固相擴散源
25P型固相擴散源
30條紋涂布裝置
31臺
32直線驅(qū)動裝置(X方向)
33直線驅(qū)動裝置(Y方向)
34托架
35CXD相機
36高度感受器
40噴嘴
41噴出口
42糊劑
43珠體
44集合管
45加壓口
46糊劑供給口
51光致抗蝕劑
52紫外光(曝光)
53底面反射光
54光致抗蝕劑的底部(侵蝕部)
55長邊(基準線)
56最大突出部
57光掩模
70高低差
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，是在半導(dǎo)體襯底的表面上圖案形成P型及/或η型區(qū)域的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括以下工序使蝕刻糊劑、掩蔽糊劑、摻雜糊齊U、電極糊劑中的至少1種糊劑從噴嘴的噴出口噴出到所述半導(dǎo)體襯底的表面，在所述半導(dǎo)體襯底與所述噴出口之間形成由所述糊劑形成的珠體，并使所述半導(dǎo)體襯底相對于所述噴嘴相對移動，由此在所述半導(dǎo)體襯底的表面上以條紋狀涂布所述糊劑。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述半導(dǎo)體器件為在所述半導(dǎo)體襯底的與受光面相反一側(cè)的面上形成有Pn結(jié)的背面接合型太陽能電池。
3.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述糊劑中所含的溶劑成分中以重量比計一半以上為沸點在150°C以上至210°C以下范圍內(nèi)的溶劑。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，將所述蝕刻糊劑、 掩蔽糊劑、摻雜糊劑、電極糊劑中的某種糊劑以條紋狀涂布在所述半導(dǎo)體襯底上后，在所述糊劑殘留于所述半導(dǎo)體襯底的狀態(tài)下將其他糊劑以條紋狀涂布在所述半導(dǎo)體襯底上。
5.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，在將η型或ρ型中任一方的摻雜糊劑以條紋狀涂布在所述半導(dǎo)體襯底上后，加熱該半導(dǎo)體襯底，圖案形成固相擴散源，將該固相擴散源作為隔壁，以條紋狀涂布另一方摻雜糊劑。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，在半導(dǎo)體襯底的背面上形成經(jīng)過圖案加工的保護膜，將摻雜糊劑以條紋狀涂布在該保護膜的開口部。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，將所述蝕刻糊劑、 掩蔽糊劑、摻雜糊劑、電極糊劑中的至少2種糊劑一并涂布。
8.如權(quán)利要求1 6中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，將η型和ρ型的摻雜糊劑一并涂布。
9.如權(quán)利要求1 8中任一項所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，在涂布工序中，通過形成糊劑在橫向上相連的連接部、和分離的條紋部，由此將糊劑以梳型形狀涂布在所述半導(dǎo)體襯底的表面上。
10.一種背面接合型太陽能電池，其特征在于，具有在至少一方的表面上存在不規(guī)則形狀的凹凸的半導(dǎo)體襯底，在該半導(dǎo)體襯底的所述表面上以橫穿所述凹凸的方式呈條紋狀形成η型區(qū)域及P型區(qū)域，所述η型區(qū)域及P型區(qū)域的長邊為直線狀。
11.如權(quán)利要求10所述的背面接合型太陽能電池，其中，所述η型區(qū)域及ρ型區(qū)域的各長邊上的最大突出部位于距離基準線20 μ m以內(nèi)的范圍內(nèi)，所述基準線是除去所述各長邊中的、與利用最小二乘法對該長邊近似得到的直線的距離較大的10%的測定點后進行直線近似得到的。
12.如權(quán)利要求10或11所述的背面接合型太陽能電池，其中，所述η型區(qū)域及ρ型區(qū)域的各長邊中的最大突出部位于與所述半導(dǎo)體襯底的凸部相對應(yīng)的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過以少的工序數(shù)實現(xiàn)高精度的圖案涂布、由此能夠使背面接合型太陽能電池低成本化的制造方法，具體而言，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法是在半導(dǎo)體襯底的表面上圖案形成p型及/或n型區(qū)域的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括以下工序使蝕刻糊劑、掩蔽糊劑、摻雜糊劑、電極糊劑中的至少1種糊劑從噴嘴的噴出口噴出到上述半導(dǎo)體襯底的表面，在上述半導(dǎo)體襯底與上述噴出口之間形成由上述糊劑形成的珠體，并使上述半導(dǎo)體襯底相對于上述噴嘴相對移動，由此在上述半導(dǎo)體襯底的表面上以條紋狀涂布上述糊劑。
文檔編號H01L21/22GK102549761SQ201080041730
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者北村義之, 后藤哲哉, 安騰隆, 藤森茂雄 申請人:東麗株式會社