特許 7418869 半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-12

(45)【発行日】2024-01-22

(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/266 20060101AFI20240115BHJP

   H01L 31/068 20120101ALI20240115BHJP

   H01L 31/18 20060101ALI20240115BHJP

【ＦＩ】

H01L21/265 M

H01L31/06 300

H01L31/04 440

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022508259

(86)(22)【出願日】2021-03-10

(86)【国際出願番号】 JP2021009604

(87)【国際公開番号】W WO2021187275

(87)【国際公開日】2021-09-23

【審査請求日】2022-06-20

(31)【優先権主張番号】P 2020045616

(32)【優先日】2020-03-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２７年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 「高性能・高信頼性太陽光発電の発電コスト低減技術開発／／太陽電池セル、モジュールの共通基盤技術開発／薄型セルを用いた高信頼性・高効率モジュール製造技術開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】棚橋 克人

(72)【発明者】

【氏名】高遠 秀尚

【審査官】桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０７１８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６１０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１９９８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１１４９２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０８－２１３４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】Evan FRANKLIN, Kean FONG, et al.，Design, fabrication and characterization of a 24.4% efficient interdigitated back contact solar cell，PROGRESS IN PHOTOVOLTAICS: RESEARCH AND APPLICATION，2014年10月29日，vol. 24，p. 411-427

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／２６６

Ｈ０１Ｌ ３１／０６８

Ｈ０１Ｌ ３１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）開口部を有するマスクを用意する工程、
（ｂ）前記マスクを介して半導体基板の第１面側からリンをイオン注入することより、前記マスクに覆われている前記半導体基板の第２領域を除いて、前記開口部から露出する前記半導体基板の第１領域にリンを導入する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記半導体基板の前記第１面を酸化する工程、
（ｄ）前記半導体基板の前記第１面に形成されている酸化膜の膜厚を減じるように前記酸化膜をエッチングする工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記第１領域上に形成されている酸化膜をマスクにして前記半導体基板の前記第１面側からボロンを導入することにより、前記第１領域を除く前記第２領域にボロンを導入する工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程の後、前記第１面に形成されている酸化膜を除去する工程、
を備える、半導体装置の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程で用意される前記マスクは、シリコン製のステンシルマスクである、半導体装置の製造方法。

【請求項3】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程は、前記半導体基板の前記第１領域に導入されているリンを活性化する活性化アニール工程である、半導体装置の製造方法。

【請求項4】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程は、酸素を含む雰囲気でのウェット酸化工程である、半導体装置の製造方法。

【請求項5】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程は、ウェットエッチング工程である、半導体装置の製造方法。

【請求項6】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｅ）工程では、熱拡散法を使用する、半導体装置の製造方法。

【請求項7】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｅ）工程では、イオン注入法を使用する、半導体装置の製造方法。

【請求項8】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程で用意される前記マスクは、複数の前記開口部を有し、
平面視において、複数の前記開口部のそれぞれは、スリット形状をしている、半導体装置の製造方法。

【請求項9】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程で用意される前記マスクは、複数の前記開口部を有し、
平面視において、複数の前記開口部は、ドットパターンを構成している、半導体装置の製造方法。

【請求項10】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程では、前記第２領域上に形成されている酸化膜を除去し、
前記（ｄ）工程と前記（ｅ）工程との間に、前記第１領域上に形成されている酸化膜をマスクにして、前記半導体基板の一部をウェットエッチングする工程を有し、
前記（ｅ）工程では、イオン注入法を使用する、半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池および半導体装置の製造技術に関し、例えば、半導体基板の受光面とは反対の裏面側にｎ型拡散層とｐ型拡散層とが形成された太陽電池に適用して有効な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

再生可能なエネルギーは、エネルギー資源が枯渇することなく使用できるとともに、発電時に地球温暖化の原因となる二酸化炭素を排出しないことから、石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料に替わるクリーンなエネルギーとして注目されている。

【0003】

再生可能なエネルギーの１つに太陽光があり、太陽電池を使用して太陽光を直接的に電力に変換する発電方式は、太陽光発電と呼ばれている。太陽電池とは、光エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する光電変換素子である。

【0004】

太陽電池には、有機太陽電池や多接合太陽電池など様々な種類があるが、結晶シリコン太陽電池が最も普及している。結晶シリコン太陽電池の最大の課題は、高効率化と低コスト化との両立を図ることである。結晶シリコン太陽電池の高効率化に向けて、ＰＥＲＣ型セル（Passivated Emitter and Rear Cell）、両面受光型セルなどの各種セルの研究開発が進められているが、電極を半導体基板の裏面にだけ形成することにより半導体基板の表面側の受光面積を大きくした裏面電極型セルが最も高い光電変換効率を示している。

【0005】

例えば、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３および特許文献１には、裏面電極型セルを使用した裏面電極型太陽電池に関する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【文献】Evan Franklin et al., “Design, fabrication and characterization of a 24.4% efficient interdigitated back contact solar cell”, PROGRESS IN PHOTOVOLTAICS: RESERARCH AND APPLICATION vol. 24, (2016) 411-427

【文献】Nicholas Bateman et al., “High quality ion implanted boron emitters in an interdigitated back contact solar cell with 20% efficiency”, Energy Procedia 8 (2011) 509-514

【文献】R. Muller at al., “Back-junction back-contact n-type silicon solar cell with diffused boron emitter locally blocked by implanted phosphorus” Applied Physics Letters vol. 105, (2014) 103503-1-103503-4

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１９－１６１０５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

半導体装置の製造工程では、フォトリソグラフィ技術によるパターニングとエッチングを使用して、例えば、半導体基板の同一面に互いに導電型の異なるｎ型拡散層とｐ型拡散層とを形成することが行われる。この点に関し、フォトリソグラフィ技術は、レジストの塗布工程、露光工程、現像工程および洗浄工程といった非常に多くの工程を必要とする。特に、半導体基板の同一面に互いに導電型の異なるｎ型拡散層とｐ型拡散層とを形成する場合、非常に多くの工程からなるフォトリソグラフィ工程を２回行う必要があり、工程数の増加に起因する製造コストの上昇が懸念される。すなわち、製造コストを抑制するために、フォトリソグラフィ技術を使用することなく、半導体基板の同一面に互いに導電型の異なるｎ型拡散層とｐ型拡散層とを形成できる技術が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

一実施の形態における半導体装置の製造方法は、（ａ）開口部を有するマスクを用意する工程と、（ｂ）マスクを介して半導体基板の第１面側からリンをイオン注入することより、マスクに覆われている半導体基板の第２領域を除いて、開口部から露出する半導体基板の第１領域にリンを導入する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記半導体基板の前記第１面を酸化する工程とを備える。さらに、一実施の形態における半導体装置の製造方法は、（ｄ）半導体基板の第１面に形成されている酸化膜の膜厚を減じるように酸化膜をエッチングする工程と、（ｅ）（ｄ）工程の後、第１領域上に形成されている酸化膜をマスクにして半導体基板の第１面側からボロンを導入することにより、第１領域を除く第２領域にボロンを導入する工程と、（ｆ）（ｅ）工程の後、第１面に形成されている酸化膜を除去する工程とを備える。

【0010】

一実施の形態における太陽電池は、受光面と受光面とは反対側の裏面とを有する半導体基板と、裏面の複数の第１領域に形成された複数のリン拡散層と、裏面の第２領域に形成されたボロン拡散層とを備える。このとき、平面視において、複数のリン拡散層は、ドットパターンを構成する。

【発明の効果】

【0011】

一実施の形態によれば、半導体装置の製造コストを削減できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】太陽電池の模式的な構成を示す断面図である。

【図2】実施の形態における太陽電池の製造工程を示す断面図である。

【図3】図２に続く太陽電池の製造工程を示す断面図である。

【図4】図３に続く太陽電池の製造工程を示す断面図である。

【図5】図４に続く太陽電池の製造工程を示す断面図である。

【図6】図５に続く太陽電池の製造工程を示す断面図である。

【図7】図６に続く太陽電池の製造工程を示す断面図である。

【図8】図７に続く太陽電池の製造工程を示す断面図である。

【図9】変形例における太陽電池の製造工程を示す断面図である。

【図10】図９に続く太陽電池の製造工程を示す断面図である。

【図11】図１０に続く太陽電池の製造工程を示す断面図である。

【図12】図１１に続く太陽電池の製造工程を示す断面図である。

【図13】酸化シリコン膜の膜厚とエッチング時間との関係を示すグラフである。

【図14】半導体基板上に形成される酸化シリコン膜の膜厚によってボロンが半導体基板の内部に突き抜けるか否かを検証した結果を示す表である。

【図15】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態における太陽電池の製造方法で製造されたエミッタ層とＢＳＦ層の走査型容量顕微鏡像である。

【図16】（ａ）は、太陽電池の裏面における平面レイアウトの一例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す太陽電池の製造方法で使用されるマスク基板の構成例を示す平面図である。

【図17】（ａ）は、太陽電池の裏面における平面レイアウトの一例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す太陽電池の製造方法で使用されるマスク基板の構成例を示す平面図である。

【図18】製造困難なマスク基板の構成例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

【0014】

本実施の形態における技術的思想は、例えば、半導体基板の同一面に互いに導電型の異なるｎ型拡散層とｐ型拡散層とを形成する工程を含む半導体装置の製造工程に幅広く利用することができるが、以下では、特に、裏面電極型結晶シリコン太陽電池の製造工程を例に挙げて、本実施の形態における技術的思想を説明する。

【0015】

＜裏面電極型結晶シリコン太陽電池の製造工程に存在する改善の余地＞
裏面電極型結晶シリコン太陽電池は、半導体基板の受光面とは反対側の裏面にエミッタ層とＢＳＦ（Back Surface Field）層とを有する。一般的には、ｎ型のシリコン基板を用いて、エミッタ層となるｐ型拡散層であるボロン拡散層と、ＢＳＦ層となるｎ型拡散層であるリン拡散層とを形成する。このように、裏面電極型結晶シリコン太陽電池は、同一面（裏面）へ異なる導電型の拡散層を形成する必要があるため、作製工程が非常に複雑である。このことが裏面電極型結晶シリコン太陽電池のコストを上げる要因になっており、作製工程の簡略化が望まれている。

【0016】

例えば、同一面（裏面）へ異なる導電型の拡散層を形成するためには、パターニング技術が必要である。具体的には、エミッタ層を構成するボロン拡散層を形成する工程とＢＳＦ層を構成するリン拡散層を形成する工程とにおいて少なくとも２回のパターニング工程が必要とされる（非特許文献１参照）。

【0017】

非特許文献１によれば、リン拡散防止膜として機能する第１酸化膜を成膜した後、フォトリソグラフィ技術によるパターニングとエッチングを用いてＢＳＦ領域の第１酸化膜に開口部を形成してリンの拡散を行うことによりリン拡散層を形成する。続いて、ボロン拡散防止膜として機能する第２酸化膜を成膜した後、フォトリソグラフィ技術によるパターニングとエッチングを用いてエミッタ領域の第２酸化膜に開口部を形成してボロンの拡散を行うことによりボロン拡散層を形成している。先にボロンの拡散を行う場合もフォトリソグラフィ技術によるパターニングは２回必要となる。

【0018】

このように、ボロン拡散層とリン拡散層とをフォトリソグラフィ技術で形成する場合、フォトリソグラフィ技術を用いることによって高精度な位置決めが可能となり、ボロン拡散層とリン拡散層との間には適切な間隔（以下、本明細書ではこの間隔のことをギャップと呼ぶことにする）を設けることができる。しかしながら、フォトリソグラフィ工程は、レジスト塗布工程、露光工程、現像工程および洗浄工程という非常に多くの工程を含んでいる。このことから、裏面電極型結晶シリコン太陽電池を製造する場合、半導体基板の裏面に互いに導電型の異なるエミッタ層とＢＳＦ層とをそれぞれ形成するために、非常に複雑なフォトリソグラフィ工程を２回行う必要があり、工程数の増加に伴う製造コストの上昇が懸念される。

【0019】

この点に関し、例えば、非特許文献２に示すように、フォトリソグラフィ技術を使用することなく、マスクを使用したイオン注入法で同一面に互いに導電型の異なるリン拡散層とボロン拡散層とを形成する技術が提案されている。具体的に、非特許文献２に記載されている技術によれば、リン拡散層あるいはボロン拡散層を形成する領域だけを開口した２枚のマスクを使用したイオン注入法により、フォトリソグラフィ技術によるパターニングを行うことなくエミッタ層（ボロン拡散層）とＢＳＦ層（リン拡散層）とを形成することができる。しかしながら、この技術によれば、リン注入用マスクとボロン注入用マスクとの位置合わせが非常に難しく、リン拡散層とボロン拡散層とが重なり合ってしまい、これによって、裏面電極型結晶シリコン太陽電池の性能低下を招くことが懸念される。

【0020】

この点に関し、例えば、非特許文献３に示すように、リン注入用マスクだけを使用してリン拡散層とボロン拡散層とを形成する技術が提案されている。具体的に、非特許文献３に記載された技術によれば、リン注入領域だけに開口部を形成したマスクを使用したイオン注入法によってリンの注入を行った後、マスクを使用せずに半導体基板の裏面全体に熱拡散法でボロンを拡散することによりリン拡散層形成領域以外にボロン拡散層を形成することができる。しかしながら、この技術によれば、リン拡散層の内部にも逆導電型のボロンが入り込むためカウンタドーピングとなり、リン拡散層の内部に再結合中心が形成される結果、裏面電極型結晶シリコン太陽電池の性能低下を招くことが懸念される。

【0021】

そこで、本実施の形態では、フォトリソグラフィ技術を使用することなく、半導体基板の同一面（裏面）に互いに導電型の異なるリン拡散層とボロン拡散層とを形成することができ、かつ、リンとボロンの混在領域の形成を抑制できる裏面電極型結晶シリコン太陽電池を実現するための工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態における技術的思想について図面を参照しながら説明することにする。

【0022】

＜裏面電極型結晶シリコン太陽電池の構成＞
図１は、裏面電極型結晶シリコン太陽電池の模式的な構成を示す断面図である。

【0023】

図１において、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１は、例えば、ｎ型不純物が導入された結晶シリコンからなる半導体基板１０を有している。この半導体基板１０は、受光面である表面１００ａと、表面１００ａとは反対側の裏面１００ｂを有している。半導体基板１０の表面１００ａには、テクスチャ構造と呼ばれる凹凸構造が形成されている結果、半導体基板１０の表面１００ａは、凹凸面から構成されていることになる。これにより、半導体基板１０の表面１００ａ側から入射する太陽光の反射率を低減することができる。すなわち、半導体基板１０の表面１００ａに形成されているテクスチャ構造は、表面１００ａ側から入射する太陽光の反射を抑制する機能を有していることになる。

【0024】

そして、半導体基板１０の表面１００ａには、ｎ型不純物であるリンが導入されたリン拡散層１１が形成されている。この表面１００ａに形成されているリン拡散層１１は、表面１００ａにおける正孔の再結合を抑制する機能を有している。例えば、半導体基板１０の表面１００ａ側から太陽光が半導体基板１０内に照射されると、半導体基板１０において太陽光の光エネルギーが吸収されて、価電子帯の電子が伝導帯に励起される結果、半導体基板１０の内部に電子・正孔対が形成される。このとき発生した少数キャリアである正孔が電子と再結合して消滅すると、太陽電池の光電変換効率が低下する。このことから、半導体基板１０の表面１００ａにおける正孔と電子との再結合を抑制するためにリン拡散層１１が設けられている。具体的に、リン拡散層１１は、ｎ型半導体層であり、ドナー（導電型不純物）としてリンを含んでいる。そして、ドナーであるリンは、伝導帯に１個の電子を放出してプラスに帯電している。したがって、リン拡散層１１の内部には、プラスに帯電したドナーであるリンが多数存在することから、このリン拡散層１１を半導体基板１０の表面１００ａに形成することにより、プラスの電荷を有する正孔とプラスに帯電したドナーとの電気的な斥力によって、正孔は半導体基板１０の表面１００ａから排斥される。この結果、半導体基板１０の表面１００ａから正孔が遠ざけられることから、半導体基板１０の表面１００ａにおける電子と正孔の再結合が抑制される。

【0025】

続いて、図１において、半導体基板１０の裏面１００ｂにもテクスチャ構造が形成されている。このように半導体基板１０の裏面１００ｂにもテクスチャ構造を形成することにより、太陽電池の電流－電圧特性（Ｉ－Ｖ特性）を向上することができる。

【0026】

次に、図１に示すように、半導体基板１０の裏面１００ｂには、リン拡散層から構成されるＢＳＦ（Back Surface Field）層１２と、ボロン拡散層から構成されるエミッタ層１３が形成されている。そして、半導体基板１０の裏面１００ｂを覆うように絶縁層１４が形成されており、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１は、この絶縁層１４を貫通してＢＳＦ層１２に達するＢＳＦ電極１５と、絶縁層１４を貫通してエミッタ層１３に達するエミッタ電極１６ａおよびエミッタ電極１６ｂとを有している。

【0027】

ここで、リン拡散層から構成されるＢＳＦ層１２は、表面１００ａに形成されているリン拡散層１１と同様に、正孔を遠ざけて正孔と電子の再結合を抑制する機能を有しているとともに、ＢＳＦ電極１５と合わせて電子を外部に取り出すための電極としても機能する。一方、ｐ型半導体層であるボロン拡散層から構成されるエミッタ層１３は、半導体基板１０との間でｐｎ接合を形成する機能を有しているとともに、エミッタ電極１６ａおよびエミッタ電極１６ｂと合わせて正孔を外部に取り出すための電極として機能する。このようにして、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１が構成される。

【0028】

図１に示す裏面電極型結晶シリコン太陽電池１では、半導体基板１０の裏面１００ｂ側に互いに導電型の異なるＢＳＦ層１２とエミッタ層１３が形成されている結果、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１は、半導体基板１０の裏面１００ｂにＢＳＦ電極１５とエミッタ電極１６ａ（１６ｂ）とを有していることになる。言い換えれば、図１に示す裏面電極型結晶シリコン太陽電池１では、半導体基板１０の受光面である表面１００ａ側に電極を有していない。これにより、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１では、電極に邪魔されることなく受光面積を大きくとれることから、光電変換効率を向上できる。

【0029】

＜裏面電極型結晶シリコン太陽電池の動作＞
裏面電極型結晶シリコン太陽電池１は、上記のように構成されており、以下では、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１の動作について説明する。

【0030】

まず、図１において、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１の受光面である表面１００ａの上方から可視光や赤外光を含む太陽光が照射されると、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１の構成要素である半導体基板１０の内部に太陽光が照射される。具体的には、太陽光は、半導体基板１０と、半導体基板１０とエミッタ層１６ａ（１６ｂ）との境界領域に形成されているｐｎ接合部と、ＢＳＦ層１２に入射する。このとき、太陽光のうち、シリコンのバンドギャップよりも大きな光エネルギーを有する光は吸収される。具体的には、価電子帯に存在する電子が、太陽光から供給される光エネルギーを受け取って伝導帯に励起される。これにより、伝導帯に電子が蓄積されるとともに価電子帯に正孔が生成される。このようにして、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１０に太陽光が照射されることにより、太陽光に含まれるシリコンのバンドギャップよりも大きな光エネルギーを有する光が吸収されて伝導帯に電子が励起されるとともに、価電子帯に正孔が生成される。そして、ｐｎ接合部の一方を構成する半導体基板１０およびＢＳＦ層１２に電子が蓄積される一方、ｐｎ接合部の他方を構成するエミッタ層１３に正孔が蓄積する。この結果、ＢＳＦ電極１５とエミッタ電極１６ａ（１６ｂ）との間に起電力が生じる。そして、例えば、ＢＳＦ電極１５とエミッタ電極１６ａ（１６ｂ）との間に負荷を接続すると、ＢＳＦ電極１５から負荷を通ってエミッタ電極１６ａ（１６ｂ）に電子が流れる。言い換えれば、エミッタ電極１６ａ（１６ｂ）から負荷を通ってＢＳＦ電極１５に電流が流れる。

【0031】

このようにして、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１を動作させることにより、負荷を駆動することができる。

【0032】

＜実施の形態における基本思想＞
上述したように、裏面電極型結晶シリコン太陽電池では、半導体基板１０の同一面（裏面１００ｂ）に互いに導電型の異なるＢＳＦ層１２とエミッタ層１３を形成している。本実施の形態では、フォトリソグラフィ技術を使用することなく、半導体基板１０の同一面（裏面）に互いに導電型の異なるリン拡散層（ＢＳＦ層１２）とボロン拡散層（エミッタ層１３）とを形成することができ、かつ、リンとボロンの混在領域の形成を抑制できる裏面電極型結晶シリコン太陽電池を実現するための工夫を施している。以下では、この工夫の根底にある基本思想について説明する。

【0033】

例えば、結晶シリコン層（半導体基板）にｎ型不純物であるリンを導入したリン拡散層は、リンを導入しない結晶シリコン層よりも酸化されやすいという特性がある。すなわち、リン拡散層と結晶シリコン層の両方に同一の酸化条件で酸化工程を施すと、リン拡散層上に形成される酸化膜の膜厚は、結晶シリコン層上に形成される酸化膜の膜厚よりも厚くなる性質がある。本実施の形態では、この性質を利用して、マスク基板を使用することなく、結晶シリコン層の同一面にリン拡散層とボロン拡散層とを形成するものである。つまり、本実施の形態における基本思想は、リン拡散層がリンを導入しない結晶シリコン層よりも酸化されやすいという性質に着目した思想である。そして、この基本思想では、結晶シリコン層にリン拡散層を形成した後、結晶シリコン層とリン拡散層に対して酸化工程を実施し、続いて、リン拡散層上に形成された膜厚の厚い酸化膜をマスク基板に替わるマスクとして機能させることにより、リン拡散層にボロンが導入されないようにしながら、結晶シリコン層にボロンを導入して結晶シリコン層にボロン拡散層を形成する。

【0034】

以下では、上述した本実施の形態における基本思想を具現化した裏面電極型結晶シリコン太陽電池の製造方法について図面を参照しながら説明することにする。

【0035】

＜裏面電極型結晶シリコン太陽電池の製造方法＞
まず、図２に示すように、テクスチャ構造が形成された表面１００ａとテクスチャ構造が形成された裏面１００ｂとを有し、かつ、ｎ型不純物が導入された結晶シリコンからなる半導体基板１０を用意する。そして、例えば、イオン注入法を使用することにより、半導体基板１０の表面１００ａの全面にｎ型不純物であるリン（Ｐ）を導入する。これにより、半導体基板１０の表面１００ａの全面にリン拡散層１１を形成することができる。

【0036】

次に、図３に示すように、開口部ＯＰを有するマスク基板２０を用意する。このマスク基板２０は、例えば、カーボン基板に機械加工を施して開口部ＯＰを形成したマスクを使用することもできるし、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を使用してシリコン基板に貫通孔からなる開口部ＯＰを形成したステンシルマスクを使用することもできる。特に、開口部ＯＰの径を２００μｍ程度に微細加工する観点からは、微細加工に適したフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術で形成された開口部ＯＰを有するステンシルマスクを使用することが望ましい。そして、図３に示すように、マスク基板２０に形成されている開口部ＯＰが半導体基板１０の裏面１００ｂのうちのＢＳＦ層形成領域に重なるように位置合わせを実施する。その後、マスク基板２０をマスクにしたイオン注入法により、マスク基板２０を介して、半導体基板１０の裏面１００ｂ側からリンを導入する。これにより、半導体基板１０の裏面１００ｂのうち、マスク基板２０で覆われている領域（第２領域）を除いて、開口部ＯＰから露出するＢＳＦ層形成領域（第１領域）にリンが導入される。この結果、図３に示すように、半導体基板１０の裏面のＢＳＦ層形成領域にＢＳＦ層（リン拡散層）１２を形成することができる。なお、本明細書では、半導体基板１０の裏面１００ｂのうち、リンが導入されない領域を未注入領域と呼ぶことにする。

【0037】

続いて、図４に示すように、半導体基板１０の表面１００ａに形成されたリン拡散層１１および半導体基板１０の裏面１００ｂに形成されたＢＳＦ層（リン拡散層）１２に導入されているリンを活性化させるために、活性化アニール工程を実施する。具体的に、活性化アニール工程は、酸素雰囲気中での加熱処理から構成され、例えば、水蒸気を含む雰囲気中において、加熱温度が９００℃で加熱時間が４５分のウェット酸化法で実施される。

【0038】

これにより、図４に示すように、半導体基板１０の表面１００ａ上に酸化シリコン膜（酸化膜）３０ａが形成されるとともに、半導体基板１０の裏面１００ｂを覆うように酸化シリコン膜３０ｂが形成される。このとき、リン拡散層１１およびＢＳＦ層（リン拡散層）１２は酸化速度が速いため、リン拡散層が形成されていない半導体基板１０の裏面１００ｂの未注入領域よりも膜厚の厚い酸化シリコン膜３０ｂが形成される。具体的には、図４に示すように、半導体基板１０の表面１００ａには、表面１００ａの全体にわたってリン拡散層１１が形成されていることから、リン拡散層１１上には、膜厚の厚い酸化シリコン膜３０ａが形成される。例えば、リン拡散層１１上に形成される酸化シリコン膜３０ａの膜厚は、約３８００Åである。一方、半導体基板１０の裏面１００ｂには、リンが導入されたＢＳＦ層（リン拡散層）１２が形成されているＢＳＦ層形成領域とリンが導入されていない未注入領域とが存在する。このことから、図４に示すように、半導体基板１０の裏面１００ｂには、ＢＳＦ層形成領域を覆う膜厚の厚い部分と未注入領域を覆う膜厚の薄い部分とを有する酸化シリコン膜３０ｂが形成される。例えば、ＢＳＦ層形成領域を覆う膜厚の厚い部分には、約３８００Åの酸化シリコン膜３０ｂが形成される一方、未注入領域を覆う膜厚の薄い部分には、約１０００Åの酸化シリコン膜３０ｂが形成される。なお、ＢＳＦ層形成領域と未注入領域との間の境界領域では、ＢＳＦ層形成領域から未注入領域に向かって酸化シリコン膜３０ｂの膜厚が次第に減少するように酸化シリコン膜３０ｂが形成される。

【0039】

次に、図５に示すように、半導体基板１０の裏面１００ｂに形成されている未注入領域を覆う酸化シリコン膜３０ｂの膜厚を減じるように、半導体基板１０の裏面１００ｂに形成されている酸化シリコン膜３０ｂをエッチングする。具体的には、半導体基板１０を１％の濃度の希フッ酸に浸漬した後、エッチング時間が４６０秒のウェットエッチングにより、酸化シリコン膜３０ｂの膜厚を減じる。このとき、半導体基板１０の表面１００ａに形成されている酸化シリコン膜３０ａの膜厚も薄くなる。例えば、ウェットエッチング後の酸化シリコン膜３０ａの膜厚は、約３４５０Åである。一方、半導体基板１０の裏面１００ｂにおいても、酸化シリコン膜３０ｂの膜厚が薄くなる。例えば、ＢＳＦ層形成領域を覆う膜厚の厚い部分には、約３４５０Åの酸化シリコン膜３０ｂが残存する一方、未注入領域を覆う膜厚の薄い部分には、約３５０Åの酸化シリコン膜３０ｂが残存することになる。なお、図５においては、未注入領域を覆う膜厚の薄い部分には、約３５０Åの酸化シリコン膜３０ｂが残存しているが、例えば、未注入領域を覆う膜厚の薄い部分の酸化シリコン膜３０ｂが完全に除去されるようにウェットエッチングを実施してもよい。さらには、ウェットエッチングに替えてドライエッチングを使用することもできる。

【0040】

その後、図６に示すように、半導体基板１０の表面１００ａ上に形成されている酸化シリコン膜３０ａ上にボロンを含むＢＳＧ（Boron-Silicate Glass）膜４０ａを形成するとともに、半導体基板１０の裏面１００ｂを覆う酸化シリコン膜３０ｂをさらに覆うようにＢＳＧ膜４０ｂを形成する。次に、図７に示すように、半導体基板１０に対して加熱処理（例えば、加熱温度９７０℃）を実施する。これにより、半導体基板１０の裏面に形成されている未注入領域を覆う酸化シリコン膜３０ｂの膜厚は薄いため、酸化シリコン膜３０ｂを覆っているＢＳＧ膜４０ｂからボロンが膜厚の薄い酸化シリコン膜３０ｂを突き抜けて半導体基板１０の内部に導入される結果、半導体基板１０の裏面１００ｂにエミッタ層（ボロン拡散層）１３が形成される。

【0041】

一方、半導体基板１０の裏面に形成されているＢＳＦ層形成領域を覆う酸化シリコン膜３０ｂの膜厚は厚いため、酸化シリコン膜３０ｂを覆っているＢＳＧ膜４０ｂから拡散するボロンは半導体基板１０の内部に形成されているＢＳＦ層（リン拡散層）１２まで達しない。このようにして、本実施の形態によれば、マスク基板を使用することなく、半導体基板１０の裏面１００ｂに形成されているＢＳＦ層（リン拡散層）１２にボロンを注入することなく、半導体基板１０の裏面１００ｂにＢＳＦ層（リン拡散層）１２から離間したエミッタ層（ボロン拡散層）１３を形成することができる。つまり、本実施の形態では、マスク基板を使用しなくても、半導体基板１０の裏面１００ｂに形成されているＢＳＦ層（リン拡散層）１２を覆う酸化シリコン膜３０ｂの膜厚の厚い部分がマスクとして機能する。この結果、本実施の形態によれば、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２にボロンが導入されないようにしながら、半導体基板１０の裏面１００ｂにボロンを導入してエミッタ層（ボロン拡散層）１３を形成することができるのである。

【0042】

なお、半導体基板１０の表面１００ａ側においても、表面１００ａの全面に形成されているリン拡散層１１上には膜厚の厚い酸化シリコン膜３０ａが形成されている。このことから、酸化シリコン膜３０ａ上に形成されているＢＳＧ膜４０ａから熱拡散するボロンは、膜厚の厚い酸化シリコン膜３０ａを突き抜けることができない結果、酸化シリコン膜３０ａの下層に形成されているリン拡散層１１にボロンが注入されることを回避できる。

【0043】

続いて、図８に示すように、半導体基板１０の表面１００ａ側においては、酸化シリコン膜３０ａとＢＳＧ膜４０ａを除去し、かつ、半導体基板１０の裏面１００ｂ側においては、酸化シリコン膜３０ｂとＢＳＧ膜４０ｂを除去する。これにより、図８に示すように、半導体基板１０の表面１００ａにリン拡散層１１が形成され、かつ、半導体基板１０の裏面１００ｂに互いに導電型の異なるＢＳＦ層１２とエミッタ層１３とが形成された構造が得られる。その後、通常技術を使用することにより、例えば、図１に示すように、半導体基板１０の裏面１００ｂ側に、ＢＳＦ層１２と電気的に接続されたＢＳＦ電極１５と、エミッタ層１３と電気的に接続されたエミッタ電極１６ａおよびエミッタ電極１６ｂを形成することができる。以上のようにして、本実施の形態における裏面電極型結晶シリコン太陽電池を製造することができる。

【0044】

＜変形例＞
上述した実施の形態では、例えば、図７に示すように、ＢＳＧ膜４０ｂから膜厚の薄い酸化シリコン膜３０ｂを介して半導体基板１０の内部にボロンを熱拡散させることにより、エミッタ層１３を形成している。このような熱拡散法を使用してボロンを半導体基板１０の内部に拡散させる方法では、比較的低い熱負荷でボロンの拡散を実現できる利点が得られる。つまり、熱拡散法によるボロンの半導体基板１０の内部への拡散では、半導体基板１０に加わる熱負荷を必要以上に増大することを抑制できる結果、熱負荷に起因する裏面電極型結晶シリコン太陽電池の特性劣化を抑制できる。

【0045】

ただし、半導体基板１０の内部へのボロンの注入方法は、上述した熱拡散法に限らず、例えば、イオン注入法を使用することもできる。具体的に、ボロンの注入にイオン注入法を使用する場合、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２を覆うように形成された厚い膜厚の酸化シリコン膜３０ｂを貫通しない一方、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２が形成されていない薄い膜厚の酸化シリコン膜３０ｂを貫通するように、ボロンの注入エネルギーを調整する。これにより、熱拡散法だけでなくイオン注入法においても、マスク基板を使用することなく、半導体基板１０の裏面１００ｂに形成されているＢＳＦ層（リン拡散層）１２にボロンを注入しないようにしながら、半導体基板１０の裏面１００ｂにＢＳＦ層（リン拡散層）１２から離間したエミッタ層（ボロン拡散層）１３を形成することができる。イオン注入法を使用する利点としては、ボロン注入工程を簡略化できる点を挙げることができる。

【0046】

さらに、イオン注入法では、以下に示す工程を経ることにより、半導体基板１０の裏面１００ｂに形成されているＢＳＦ層（リン拡散層）１２とエミッタ層（ボロン拡散層）１３との間のギャップを確実に確保することができる。

【0047】

以下では、この工程について説明する。

【0048】

図２から図４に示す工程を実施した後、図９に示すように、半導体基板１０の裏面１００ｂに形成されている未注入領域を覆う膜厚の薄い酸化シリコン膜３０ｂを除去するように、半導体基板０の裏面１００ｂに形成されている酸化シリコン膜３０ｂをエッチングする。このとき、図９に示すように、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２を覆う酸化シリコン膜３０ｂは、未注入領域を覆う酸化シリコン膜３０ｂよりも膜厚が厚いため、未注入領域を覆う酸化シリコン膜３０ｂを除去しても、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２を覆う酸化シリコン膜３０ｂは残存する。

【0049】

次に、半導体基板１０を水酸化カリウム溶液に浸漬して半導体基板１０をウェットエッチングする。具体的に、図１０に示すように、半導体基板１０の裏面１００ｂにおいて半導体基板１０が露出している未注入領域で半導体基板１０がエッチングされる。このとき、膜厚の厚い酸化シリコン膜３０ｂで覆われているＢＳＦ層（リン拡散層）１２は、膜厚の厚い酸化シリコン膜３０ｂがマスクとして機能することからエッチングされない。ただし、図１０に示すように、マスクとして機能する酸化シリコン膜３０ｂの端部では、ウェットエッチングの回り込みが発生する結果、酸化シリコン膜３０ｂの端部で覆われている領域に微細な空隙部５０が形成される。

【0050】

続いて、図１１に示すように、イオン注入法により、半導体基板１０の裏面１００ｂにボロンを注入する。このとき、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２を覆う膜厚の厚い酸化シリコン膜３０ｂがマスクとして機能する結果、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２にはボロンは注入されない。一方、露出している未注入領域においては、半導体基板１０の内部にボロンが注入されてエミッタ層（ボロン拡散層）１３が形成される。一方、酸化シリコン膜３０ｂの端部で覆われている領域には、空隙部５０が形成されているため、この空隙部５０において露出する半導体基板１０の裏面１００ｂにおいてもボロンは注入されない。これにより、本変形例によれば、確実にＢＳＦ層（リン拡散層）１２とエミッタ層（ボロン拡散層）１３との間にギャップを確保することができる。その後、図１２に示すように、半導体基板１０の表面１００ａ上に形成されている酸化シリコン膜３０ａと、半導体基板１０の裏面１００ｂに形成されているＢＳＦ層（リン拡散層）１２を覆う酸化シリコン膜３０ｂを除去する。このようにして、確実にＢＳＦ層（リン拡散層）１２とエミッタ層（ボロン拡散層）１３の間にギャップを確保することができる裏面電極型結晶シリコン太陽電池を製造することができる。

【0051】

＜製法上の特徴＞
次に、本実施の形態における製法上の特徴点について説明する。

【0052】

本実施の形態における製法上の特徴点は、例えば、図７や図１１に示すように、半導体基板１０の裏面１００ｂに形成されているＢＳＦ層（リン拡散層）１２を覆う膜厚の厚い酸化シリコン膜３０ｂを残存させた状態で、半導体基板１０の裏面１００ｂにボロンを導入する点にある。つまり、本実施の形態における製法上の特徴点は、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２を覆う膜厚の厚い酸化シリコン膜３０ｂをマスクとして機能させることにより、マスク基板を使用することなく、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２以外の未注入領域にボロンを導入してエミッタ層（ボロン拡散層）１３を形成する点にある。

【0053】

これにより、本実施の形態によれば、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２を形成する際に使用される１枚のマスク基板２０だけで、半導体基板１０の同一面（裏面）に互いに導電型の異なるＢＳＦ層（リン拡散層）１２とエミッタ層（ボロン拡散層）１３を形成することができ、かつ、リンとボロンの混在領域の形成を抑制できる裏面電極型結晶シリコン太陽電池を実現することができる。なぜなら、エミッタ層（ボロン拡散層）１３を形成する際にマスク基板を使用することなく、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２を覆う膜厚の厚い酸化シリコン膜３０ｂをマスクとして機能させているからである。

【0054】

したがって、本実施の形態によれば、半導体基板１０の同一面（裏面）に互いに導電型の異なるＢＳＦ層（リン拡散層）１２とエミッタ層（ボロン拡散層）１３を形成するために２枚のマスク基板を使用する必要がなくなる。このことは、２枚のマスク基板の位置合わせを実施する必要がなくなることを意味し、これによって、製造工程の簡略化を図ることができるとともに、２枚のマスク基板の位置ずれに起因するリンとボロンの混在領域の発生による再結合中心の増大を抑制できる。この結果、本実施の形態によれば、製造工程の簡略化による製造コストの低減と裏面電極型結晶シリコン太陽電池の性能向上を図ることができるという顕著な効果が得られる。

【0055】

＜検証結果＞
続いて、リン拡散層上に形成される酸化シリコン膜の膜厚がリンを導入していない結晶シリコン層上に形成される酸化シリコン膜の膜厚よりも厚くなる検証結果について説明する。図１３は、酸化シリコン膜の膜厚とエッチング時間との関係を示すグラフである。横軸はエッチング時間を示している一方、縦軸は酸化シリコン膜の膜厚を示している。図１３において、グラフ（１）は、リン拡散層上に形成されている酸化シリコン膜の膜厚とエッチング時間との関係を示している一方、グラフ（２）は、リンを導入していない結晶シリコン層上に形成されている酸化シリコン膜の膜厚とエッチング時間との関係を示している。図１３に示すように、エッチング時間が「０」の場合の酸化シリコン膜の膜厚に着目すると、グラフ（１）では、酸化シリコン膜の膜厚が２０００Å程度であるのに対し、グラフ（２）では、酸化シリコン膜の膜厚が４００Å程度であることがわかる。すなわち、グラフ（１）およびグラフ（２）から、リン拡散層上に形成される酸化シリコン膜の膜厚がリンを導入していない結晶シリコン層上に形成される酸化シリコン膜の膜厚よりも厚くなることが裏付けられていることがわかる。そして、グラフ（２）から２５０秒程度のエッチング時間でリンを導入していない結晶シリコン層上に形成される酸化シリコン膜の膜厚がほぼゼロに近くなることがわかる。一方、グラフ（１）から２５０秒程度のエッチング時間では、リン拡散層上に形成される酸化シリコン膜の膜厚が１８００Å程度残存していることがわかる。このことから、例えば、エッチング時間を２５０秒程度に調整することにより、膜厚の厚い酸化シリコン膜をリン拡散層上に残存させながら、リンが導入されていない結晶シリコン層上の酸化シリコン膜を除去することができることがわかる。

【0056】

次に、図１４は、半導体基板上に形成される酸化シリコン膜の膜厚によってボロンが半導体基板の内部に突き抜けるか否かを検証した結果を示す表である。

【0057】

図１４において、まず、ｎ型半導体基板上に酸化シリコン膜が形成されていない場合には、ｎ型半導体基板にボロンが導入される結果、ｎ型半導体基板のシート抵抗は、６８（Ω／□）～７１（Ω／□）となっている。次に、ｎ型半導体基板上に２７０Åの膜厚の酸化シリコン膜を形成している場合には、ｎ型半導体基板のシート抵抗は、６８（Ω／□）となっており、まだボロンの突き抜けが生じていると推測することができる。続いて、ｎ型半導体基板上に６５０Åの膜厚の酸化シリコン膜を形成している場合には、ｎ型半導体基板のシート抵抗は、７２（Ω／□）となっており、この場合も、まだボロンの突き抜けが生じていると推測することができる。一方、ｎ型半導体基板上に１４００Åの膜厚の酸化シリコン膜を形成している場合には、ｎ型半導体基板のシート抵抗は、３２（Ω／□）と急激に下がっており、かつ、ボロンを導入しないｎ型半導体基板のシート抵抗が２７．５（Ω／□）であることを考慮すると、ボロンの突き抜けが生じていないと推測できる。

【0058】

以上の結果から、ｎ型半導体基板上に１４００Å以上の膜厚を有する酸化シリコン膜が形成されていれば、ボロンの突き抜けが生じにくくなることがわかる。そして、この結果から、例えば、図１３を参照すると、２５０秒程度のエッチング時間では、リン拡散層上に形成される酸化シリコン膜の膜厚が１８００Å程度残存していることから、この程度の膜厚があれば、ボロンの突き抜けを効果的に抑制することができることがわかる。つまり、エッチング時間を２５０秒程度に設定することにより、リン拡散層上に形成されている酸化シリコン膜をボロンの突き抜け防止用のマスクとして機能させることができるとともに、リンを導入していない結晶シリコン層上に形成される酸化シリコン膜の膜厚をほぼゼロにすることができることがわかる。

【0059】

図１５は、本実施の形態における裏面電極型結晶シリコン太陽電池の製造方法で製造されたエミッタ層（ボロン拡散層）とＢＳＦ層（リン拡散層）の走査型容量顕微鏡像である。図１５（ａ）に示すように、半導体基板１０にエミッタ層（ボロン拡散層）１３が形成されていることがわかる。一方、図１５（ｂ）に示すように、半導体基板１０にＢＳＦ層（リン拡散層）１２が形成されており、このＢＳＦ層（リン拡散層）１２には、ボロンが導入されていないことがわかる。

【0060】

＜応用例＞
＜＜応用例１＞＞
図１６（ａ）は、裏面電極型結晶シリコン太陽電池の裏面における平面レイアウトの一例を示す平面図である。図１６（ａ）において、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１Ａは、平面形状が矩形形状のＢＳＦ層（リン拡散層）１２を有し、このＢＳＦ層（リン拡散層）１２を離間して囲むようにエミッタ層（ボロン拡散層）１３が形成されている。

【0061】

このように構成されている裏面電極型結晶シリコン太陽電池１Ａは、本実施の形態における製造方法を使用すると、例えば、図１６（ｂ）に示す１枚のマスク基板２０Ａで製造することができる。図１６（ｂ）に示すマスク基板２０Ａには、矩形形状のＢＳＦ層（リン拡散層）１２を形成するために、スリット形状の開口部ＯＰ１を有している。

【0062】

＜＜応用例２＞＞
例えば、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２は、半導体基板１０の裏面から正孔を遠ざけて正孔と電子の再結合を抑制する機能を有しているが、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２の平面サイズは小さいことが望ましい。なぜなら、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２が正孔と電子との再結合を抑制する機能を有しているとは言っても、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２自体には、ドナーである導電型不純物が多数含まれており、このドナーが再結合中心として機能してしまうことが懸念されるからである。つまり、再結合中心を低減する観点からは、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２の平面サイズはできるだけ小さいことが望ましいのである。この知見は、本発明者が見出した新規な知見であり、本発明者は、この知見に基づいて、以下に示す平面レイアウトを有する裏面電極型結晶シリコン太陽電池を提案している。

【0063】

図１７（ａ）は、裏面電極型結晶シリコン太陽電池の裏面における平面レイアウトの一例を示す平面図である。図１７（ａ）において、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１Ｂは、平面形状が円形形状のＢＳＦ層（リン拡散層）１２を複数有しており、複数のＢＳＦ層（リン拡散層）１２を離間して囲むようにエミッタ層（ボロン拡散層）１３が形成されている。このとき、それぞれ円形形状をした複数のＢＳＦ層（リン拡散層）１２は、ドットパターンを構成していることになる。このように構成されている裏面電極型結晶シリコン太陽電池１Ｂでは、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２の平面サイズを小さくできる結果、正孔と電子の再結合を抑制できる。これにより、裏面電極型結晶シリコン太陽電池１Ｂによれば、光電変換効率を向上することができる。

【0064】

裏面電極型結晶シリコン太陽電池１Ｂは、本実施の形態における製造方法を使用すると、例えば、図１７（ｂ）に示す１枚のマスク基板２０Ｂで製造することができる。図１７（ｂ）に示すマスク基板２０Ｂには、ドットパターンからなる複数のＢＳＦ層（リン拡散層）１２を形成するために、それぞれ円形形状からなる複数の開口部ＯＰ２が形成されている。

【0065】

ここで、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２がドットパターンを構成している裏面電極型結晶シリコン太陽電池１Ｂは、例えば、図１７（ｂ）に示す１枚のマスク基板２０Ｂだけを使用する本実施の形態における製造方法だからこそ製造できる構造である。例えば、ＢＳＦ層（リン拡散層）１２を形成するマスク基板とエミッタ層（ボロン拡散層）１３を形成するマスク基板の２枚のマスク基板を使用する製造技術では、エミッタ層（ボロン拡散層）１３を形成するマスク基板として、例えば、図１８に示すマスク基板２０Ｃが必要となる。このマスク基板２０Ｃは、図１８に示すように、ＢＳＦ層形成領域を遮蔽する遮蔽パターンＰＴを有し、それ以外の領域が開口されている必要がある。ところが、このように構成されているマスク基板２０Ｃは、遮蔽パターンＰＴが宙に浮いた構成となり、遮蔽パターンＰＴを支持する支持部を形成することができないことから製造することが困難である。つまり、例えば、図１７（ａ）に示すＢＳＦ層（リン拡散層）１２がドットパターンを構成している裏面電極型結晶シリコン太陽電池１Ｂは、２枚のマスク基板を使用する製造技術では製造することが困難である。これに対し、例えば、図１７（ｂ）に示す１枚のマスク基板２０Ｂだけを使用する本実施の形態における製造方法では、図１８に示すマスク基板２０Ｃを使用する必要がないことから、図１７（ａ）に示すＢＳＦ層（リン拡散層）１２がドットパターンを構成している裏面電極型結晶シリコン太陽電池１Ｂを容易に製造することができる。このように、本実施の形態における製造方法は、光電変換効率を向上できる裏面電極型結晶シリコン太陽電池１Ｂを容易に製造できる技術的思想を提供するものであることから、非常に優れた技術的思想であると言うことができる。

【0066】

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0067】

１ 裏面電極型結晶シリコン太陽電池
１Ａ 裏面電極型結晶シリコン太陽電池
１Ｂ 裏面電極型結晶シリコン太陽電池
１０ 半導体基板
１１ リン拡散層
１２ ＢＳＦ層
１３ エミッタ層
１４ 絶縁層
１５ ＢＳＦ電極
１６ａ エミッタ電極
１６ｂ エミッタ電極
２０ マスク基板
２０Ａ マスク基板
２０Ｂ マスク基板
２０Ｃ マスク基板
３０ａ 酸化シリコン膜
３０ｂ 酸化シリコン膜
４０ａ ＢＳＧ膜
４０ｂ ＢＳＧ膜
５０ 空隙部
１００ａ 表面
１００ｂ 裏面
ＯＰ 開口部
ＯＰ１ 開口部
ＯＰ２ 開口部
ＰＴ 遮蔽パターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】