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JP2003158277A - Method for manufacturing solar cell - Google Patents

Method for manufacturing solar cell

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JP2003158277A
JP2003158277A JP2001356534A JP2001356534A JP2003158277A JP 2003158277 A JP2003158277 A JP 2003158277A JP 2001356534 A JP2001356534 A JP 2001356534A JP 2001356534 A JP2001356534 A JP 2001356534A JP 2003158277 A JP2003158277 A JP 2003158277A
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diffusion
furnace
flow rate
semiconductor substrate
treatment agent
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Hiroki Narutomi
弘紀 成富
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Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池セルの特性を均一化するとともに、
リーク電流が少なく、出力電力が大きい太陽電池セルの
製造方法を提供する。 【解決手段】 不活性ガスが流下する炉内で、複数のP
型シリコンウェハが加熱される。不活性ガスを流下させ
ることによって、拡散処理膜から気化したリンを、炉外
に排出することができる。これによって気化したリンが
炉内に留まることを防止し、炉内のリン濃度を低下させ
ることができる。これによってP型シリコンウェハの表
面の厚み方向一方側表面部以外に、気化したリンが拡散
することを防止し、PN接合部分を良好に形成すること
ができ、リーク電流の増加を減少させることができる。
また予め定められる温度範囲内で、最大流量の不活性ガ
スを与えることによって炉内の温度ムラが大きくなるこ
とを防止し、製造される太陽電池セルの特性を均一化す
ることができる。
(57) [Abstract] [Problem] To uniformize the characteristics of solar cells,
Provided is a method for manufacturing a solar battery cell having a small leak current and a large output power. SOLUTION: In a furnace in which an inert gas flows, a plurality of P
The mold silicon wafer is heated. By causing the inert gas to flow down, the phosphorus vaporized from the diffusion processing film can be discharged out of the furnace. This prevents the vaporized phosphorus from remaining in the furnace and reduces the phosphorus concentration in the furnace. This prevents the vaporized phosphorus from diffusing to the surface of the P-type silicon wafer other than on one side in the thickness direction, makes it possible to form a good PN junction, and reduces the increase in leakage current. it can.
Further, by supplying an inert gas having a maximum flow rate within a predetermined temperature range, it is possible to prevent the temperature unevenness in the furnace from increasing, and to make the characteristics of the manufactured solar cell uniform.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板に不純
物半導体層を形成する太陽電池セルの製造方法に関す
る。なお本明細書において、「不活性ガス」は、アルゴ
ン、ネオン、ヘリウム、クリプトン、キセノンおよびラ
ドンである元素周期表第0属に属する元素から成るガス
ならびに窒素ガスを含む。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a solar battery cell in which an impurity semiconductor layer is formed on a semiconductor substrate. In addition, in the present specification, the “inert gas” includes a gas including nitrogen, an element belonging to Group 0 of the periodic table, which is argon, neon, helium, krypton, xenon, and radon.

【0002】[0002]

【従来の技術】太陽電池セルは、第1導電型半導体基板
の表面部分に、第2半導体層が形成され、PN接合部分
が形成される。従来の技術の太陽電池セルの製造方法
は、P型導電型半導体基板(以下P型半導体基板と呼
ぶ)にPN接合部分を形成するために、P型半導体基板
の厚み方向一方側の表面にN型半導体層を形成する。N
型半導体層の形成には、POCl3を用いた気相拡散法
またはP25を用いた塗布拡散法などのN型導電型の不
純物を熱拡散させる方法およびN型導電型の不純物をイ
オン化し、加速してP型半導体基板に打ち込むイオン打
ち込み法などが用いられる。このうち熱拡散法は、装置
の構造が単純で、取り扱いが容易であり、安価であると
いう特徴を有する。
2. Description of the Related Art In a solar cell, a second semiconductor layer is formed on a surface portion of a first conductivity type semiconductor substrate, and a PN junction portion is formed. In the conventional solar cell manufacturing method, in order to form a PN junction portion on a P-type conductive semiconductor substrate (hereinafter referred to as a P-type semiconductor substrate), an N-type surface is formed on one surface of the P-type semiconductor substrate. A type semiconductor layer is formed. N
The type semiconductor layer is formed by a method of thermally diffusing N-type conductivity type impurities such as a vapor phase diffusion method using POCl 3 or a coating diffusion method using P 2 O 5 and ionizing the N-type conductivity type impurities. Then, an ion implantation method or the like that accelerates and implants into the P-type semiconductor substrate is used. Among them, the thermal diffusion method has the features that the structure of the device is simple, the handling is easy, and the cost is low.

【0003】このような熱拡散法を用いた第1の従来の
技術の太陽電池セルの製造方法は、塗布工程と、熱拡散
工程とを含む。塗布工程は、太陽電池セルとして構成し
たときに受光面となる、P型シリコンウェハの厚み方向
一方の面に、N型導電型の不純物であるP25を主成分
とする拡散処理剤を塗布する工程である。熱拡散工程
は、拡散処理剤が塗布された後のP型シリコンウェハ
を、拡散炉で一定時間加熱する工程である。熱拡散工程
では、炉内の拡散温度条件を均一にするために、少量の
窒素を流した雰囲気下で行われる場合がある。
A first conventional solar cell manufacturing method using such a thermal diffusion method includes a coating step and a thermal diffusion step. In the coating step, a diffusion treatment agent containing P 2 O 5 which is an N-type conductivity type impurity as a main component is formed on one surface in the thickness direction of the P-type silicon wafer, which is a light receiving surface when configured as a solar cell. This is the step of applying. The thermal diffusion step is a step of heating the P-type silicon wafer after being coated with the diffusion treatment agent in a diffusion furnace for a certain period of time. The thermal diffusion step may be performed in an atmosphere in which a small amount of nitrogen is flowed in order to make the diffusion temperature condition in the furnace uniform.

【0004】拡散処理剤に含まれるリンは、熱拡散工程
で、P型シリコンウェハ厚み方向一方側表面からP型シ
リコンウェハ内部に透過し、P型シリコンウェハの厚み
方向一方側部分にN型半導体層を形成する。これによっ
てP型半導体基板のP型半導体部分とN型半導体層とが
隣接するPN接合部分が形成される。
In the thermal diffusion process, phosphorus contained in the diffusion treatment agent permeates from the surface on one side in the thickness direction of the P-type silicon wafer into the inside of the P-type silicon wafer, and the N-type semiconductor is formed on one side in the thickness direction of the P-type silicon wafer. Form the layers. As a result, a PN junction portion where the P-type semiconductor portion of the P-type semiconductor substrate and the N-type semiconductor layer are adjacent to each other is formed.

【0005】熱加熱工程時において、加熱によって拡散
処理剤に含まれる一部のリンが気化する。気化したリン
は、P型シリコンウェハの厚み方向他方の面にまわりこ
んで付着し、厚み方向他方の面側で拡散するアウト拡散
(Out diffusion)現象が生じる。アウト拡散によって
リンが、P型シリコンウェハの厚み方向他方側から内方
に向かって透過し、PN接合部分まで達する。リンを含
んだ半導体部分は、N型半導体となる。したがってPN
接合部分のP型半導体層形成側に、N型半導体部分が形
成され、P型半導体部分の比率が低下し、PN接合部を
良好に形成することができない。
During the heating step, a part of phosphorus contained in the diffusion treatment agent is vaporized by heating. The vaporized phosphorus wraps around and adheres to the other surface of the P-type silicon wafer in the thickness direction, and an out diffusion phenomenon occurs in which the phosphorus diffuses on the other surface side in the thickness direction. Due to the out diffusion, phosphorus permeates inward from the other side in the thickness direction of the P-type silicon wafer and reaches the PN junction. The semiconductor portion containing phosphorus becomes an N-type semiconductor. Therefore PN
The N-type semiconductor portion is formed on the P-type semiconductor layer formation side of the junction portion, the ratio of the P-type semiconductor portion decreases, and the PN junction portion cannot be formed well.

【0006】このように第1の従来の技術の製造方法で
は、PN接合部分において、P型半導体層形成側のP型
半導体部分の比率が低下する。これによって製造される
太陽電池セルは、リーク電流が増加するとともに出力電
力が低下し、太陽電池セルとしての特性が著しく低下す
る。
As described above, in the first conventional manufacturing method, the ratio of the P-type semiconductor portion on the P-type semiconductor layer forming side in the PN junction portion decreases. In the solar cell manufactured by this, the output current decreases as the leak current increases, and the characteristics of the solar cell deteriorate significantly.

【0007】また第2の従来の技術の太陽電池セルの製
造方法として、塩化水素を含む雰囲気中で、前記熱拡散
工程を行う技術が、たとえば特開昭54―64985号
公報に開示される。拡散処理剤から気化したリンが雰囲
気中の塩素と反応することによって、リンと塩素との化
合物が形成されて、気化したリンを捕捉する。これによ
ってリンが、P型シリコンウェハの厚み方向他方側にま
わりこむことを防止する。
As a second conventional method of manufacturing a solar battery cell, a technique of performing the thermal diffusion step in an atmosphere containing hydrogen chloride is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 54-64985. The phosphorus vaporized from the diffusion treatment agent reacts with chlorine in the atmosphere to form a compound of phosphorus and chlorine, which traps the vaporized phosphorus. This prevents phosphorus from wrapping around to the other side in the thickness direction of the P-type silicon wafer.

【0008】また第3の従来の技術の太陽電池セルの製
造方法として、前記P型シリコンウェハの受光面となる
面の反対側の面にチタンを含む拡散防止剤を塗布する方
法がある。前記拡散防止剤を付着したシリコンウェハを
加熱することによって、シリコンウェハの拡散防止剤塗
布部分にチタンを含むTiO2膜の拡散防止膜を形成す
る。拡散防止膜は、拡散を防止するマスクとなる。熱拡
散工程で気化したリンは、拡散防止膜に付着する。これ
によってリンが、P型シリコンウェハの拡散防止膜付着
部分に直接付着することを防止し、P型シリコンウェハ
の拡散防止膜付着部分で拡散が生じることを防止する。
このような従来の技術は、たとえば特開昭59−182
577号公報に開示され、また本件出願人も、たとえば
特願昭63−184396号公報および特願平3−17
703号公報に開示する技術を既に提案し、実施してい
る。
As a third prior art method of manufacturing a solar battery cell, there is a method of applying a diffusion inhibitor containing titanium to the surface of the P-type silicon wafer opposite to the light receiving surface. By heating the silicon wafer to which the diffusion preventing agent is attached, a diffusion preventing film of a TiO 2 film containing titanium is formed at the diffusion preventing agent coated portion of the silicon wafer. The diffusion prevention film serves as a mask for preventing diffusion. The phosphorus vaporized in the thermal diffusion process adheres to the diffusion barrier film. This prevents phosphorus from directly adhering to the diffusion prevention film adhesion portion of the P-type silicon wafer, and prevents diffusion from occurring in the diffusion prevention film adhesion portion of the P-type silicon wafer.
Such a conventional technique is disclosed, for example, in JP-A-59-182.
No. 577, and the applicant of the present application also discloses, for example, Japanese Patent Application No. 63-184396 and Japanese Patent Application No. 3-17.
The technology disclosed in Japanese Patent No. 703 has already been proposed and implemented.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】第2の従来の技術の太
陽電池セルの製造方法では、塩化水素が活性元素であ
り、拡散処理剤から気化した不純物と化学反応する。こ
のような化学反応によって化合物が生成される。したが
って熱拡散工程を終えた半導体基板に、塩素および塩素
化合物が付着するおそれがある。したがって次の工程と
して、塩素および塩素化合物を除去する工程を行う必要
があり、工程数が増加するという問題がある。また塩素
または塩素化合物が、半導体基板に残留することによっ
て、熱拡散工程後の太陽電池セルの製造工程に悪影響を
及ぼし、太陽電池セルの性能が低下するという問題があ
る。
In the second conventional method for manufacturing a solar cell, hydrogen chloride is an active element and chemically reacts with impurities vaporized from the diffusion treatment agent. A compound is produced by such a chemical reaction. Therefore, chlorine and chlorine compounds may adhere to the semiconductor substrate after the thermal diffusion process. Therefore, it is necessary to perform a step of removing chlorine and chlorine compounds as the next step, which causes a problem that the number of steps is increased. Further, chlorine or a chlorine compound remaining on the semiconductor substrate adversely affects the manufacturing process of the solar battery cell after the thermal diffusion process, and there is a problem that the performance of the solar battery cell deteriorates.

【0010】太陽電池セルの生産性を向上するために、
熱拡散工程は、拡散炉内に複数の半導体基板が収容され
た状態で行われることがある。たとえば本件出願人が既
に実施している熱拡散工程では、拡散炉内に200〜3
00枚の半導体基板が収納される。複数の半導体基板が
拡散炉に収容された場合、半導体基板ごとに付着したそ
れぞれの拡散処理膜から不純物が気化し、炉内に充満す
る不純物の濃度が高くなる。
In order to improve the productivity of solar cells,
The thermal diffusion process may be performed with a plurality of semiconductor substrates housed in a diffusion furnace. For example, in the thermal diffusion process that the applicant of the present invention has already implemented, 200 to 3
One hundred semiconductor substrates are stored. When a plurality of semiconductor substrates are accommodated in a diffusion furnace, impurities are vaporized from the respective diffusion-treated films attached to each semiconductor substrate, and the concentration of impurities filling the furnace is increased.

【0011】第3の従来の技術の太陽電池セルの製造方
法では、上述のように気化した不純物の濃度が高い場合
には、気化した不純物が、拡散防止膜を透過し、半導体
基板のPN接合部分まで達する。不純物がPN接合部分
まで達することによって、PN接合部分を良好に形成す
ることができず、製造される太陽電池セルのリーク電流
が増加し、品質が低下するという問題が生じる。
In the third conventional solar cell manufacturing method, when the concentration of the vaporized impurities is high as described above, the vaporized impurities pass through the diffusion prevention film to form the PN junction of the semiconductor substrate. Reach the part. When the impurities reach the PN junction portion, the PN junction portion cannot be formed satisfactorily, the leak current of the manufactured solar cell increases, and the quality deteriorates.

【0012】したがって本発明の目的は、製造される太
陽電池セルの特性を均一化するとともに、各半導体基板
の所望の部分以外に不純物半導体層が形成されることを
防ぎ、リーク電流の少ない太陽電池セルの製造方法を提
供することである。
Therefore, an object of the present invention is to make the characteristics of the solar battery cells to be manufactured uniform, prevent the formation of an impurity semiconductor layer in a portion other than a desired portion of each semiconductor substrate, and reduce the leakage current. A method of manufacturing a cell is provided.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板の
表面の第1の所定部分に拡散処理剤を付着させるととも
に、第2の所定部分に拡散防止剤を付着させる付着工程
と、炉内を流下する雰囲気ガスの流量が、炉内の温度を
予め定める温度範囲内に保持できる最大流量となるよう
に、雰囲気ガスが流下される炉内で、拡散処理剤および
拡散防止剤が付着された複数の半導体基板を加熱する熱
拡散工程とを含むことを特徴とする太陽電池セルの製造
方法である。
According to the present invention, a diffusion treatment agent is attached to a first predetermined portion of a surface of a semiconductor substrate, and a diffusion preventing agent is attached to a second predetermined portion, and an inside of a furnace. The diffusion treatment agent and the diffusion preventive agent were attached in the furnace in which the atmospheric gas flows down so that the flow rate of the atmospheric gas flowing down is the maximum flow rate that can maintain the temperature in the furnace within a predetermined temperature range. And a thermal diffusion step of heating a plurality of semiconductor substrates.

【0014】本発明に従えば、半導体基板の表面の第2
の所定部分に拡散防止剤を付着させることによって、炉
内で拡散処理剤から気化した不純物が、拡散防止剤に付
着し、半導体基板の表面の第2の所定部分で拡散するこ
とを防止することができる。
According to the invention, the second surface of the semiconductor substrate is
To prevent the impurities vaporized from the diffusion treatment agent in the furnace from adhering to the diffusion preventing agent and diffusing at the second predetermined portion on the surface of the semiconductor substrate. You can

【0015】また雰囲気ガスが流下する炉内で、複数の
半導体基板が加熱される。加熱によって拡散処理剤から
気化した不純物を、雰囲気ガスによって、雰囲気ガスの
流下方向下流側に搬送させることができる。これによっ
て気化した不純物が炉内に留まることを防止し、炉内の
不純物濃度を低下させることができる。これによって半
導体基板の表面の第1の所定部分以外の部分に、気化し
た不純物が付着することを防止することができ、半導体
基板の表面の第1の所定部分以外で不純物が拡散するこ
とを防止することができる。
Further, a plurality of semiconductor substrates are heated in the furnace in which the atmospheric gas flows down. The impurities vaporized from the diffusion treatment agent by heating can be carried to the downstream side in the flow-down direction of the atmospheric gas by the atmospheric gas. This can prevent vaporized impurities from staying in the furnace and reduce the impurity concentration in the furnace. This can prevent vaporized impurities from adhering to portions other than the first predetermined portion of the surface of the semiconductor substrate, and prevent diffusion of impurities in portions other than the first predetermined portion of the surface of the semiconductor substrate. can do.

【0016】また炉内を流下する雰囲気ガスの流量を大
きくすることによって、拡散処理剤から気化した不純物
の搬送量を増加させることができ、第1の所定部分以外
で、気化した不純物が拡散することをより確実に防止す
ることができる。しかし雰囲気ガスの流量が、大きくな
るにつれて炉内に温度ムラが生じ、温度ムラによって炉
内に配置される複数の半導体基板の拡散に影響が生じ
る。したがって炉内に配置されるすべての半導体基板の
拡散に影響を与えない温度範囲となる予め定められた炉
内温度範囲を設定し、この予め定められた温度範囲内
で、最大流量となるように雰囲気ガスを流下することに
よって、拡散炉の温度ムラによる太陽電池セルの品質の
偏差を小さくするとともに、第1の所定部分以外で、気
化した不純物が拡散することを防止することができる。
Further, by increasing the flow rate of the atmospheric gas flowing down in the furnace, it is possible to increase the transport amount of the vaporized impurities from the diffusion treatment agent, and the vaporized impurities are diffused except in the first predetermined portion. This can be prevented more reliably. However, as the flow rate of the atmospheric gas increases, temperature unevenness occurs in the furnace, and the temperature unevenness affects diffusion of the plurality of semiconductor substrates arranged in the furnace. Therefore, set a predetermined furnace temperature range that is a temperature range that does not affect the diffusion of all semiconductor substrates placed in the furnace, and set the maximum flow rate within this predetermined temperature range. By flowing down the atmospheric gas, it is possible to reduce the deviation of the quality of the solar cell due to the temperature unevenness of the diffusion furnace, and to prevent the vaporized impurities from diffusing outside the first predetermined portion.

【0017】また本発明は、前記予め定める温度範囲
は、半導体基板に形成する不純物半導体層の成長効率が
最も高くなる最適温度からの偏差が、最適温度の0.8
0%以下となる範囲であることを特徴とする。
Further, according to the present invention, in the predetermined temperature range, the deviation from the optimum temperature at which the growth efficiency of the impurity semiconductor layer formed on the semiconductor substrate is the highest is 0.8 of the optimum temperature.
It is characterized in that the range is 0% or less.

【0018】本発明に従えば、成長効率が最も高くなる
最適温度からの偏差が最適温度の0.80%以下となる
温度範囲内に保持される最大流量で、雰囲気ガスが流下
される。これによって炉内の温度ムラの影響による太陽
電池セルの品質のばらつきを防止し、第1の所定部分以
外への拡散を防止することを好適に実現することができ
る。最適温度からの偏差が最適温度の0.80%を超え
る温度範囲となる流量で、雰囲気ガスが流下されると、
流量が過大になり、炉内の温度ムラが大きくなり、製造
される太陽電池セルの品質の偏差が大きくなる。
According to the present invention, the atmospheric gas is allowed to flow down at the maximum flow rate that is maintained within the temperature range in which the deviation from the optimum temperature at which the growth efficiency is highest becomes 0.80% or less of the optimum temperature. As a result, it is possible to preferably realize the prevention of the variation in the quality of the solar battery cells due to the influence of the temperature unevenness in the furnace, and the prevention of the diffusion to other than the first predetermined portion. When the atmospheric gas flows down at a flow rate such that the deviation from the optimum temperature exceeds 0.80% of the optimum temperature,
The flow rate becomes excessive, the temperature unevenness in the furnace becomes large, and the deviation of the quality of the manufactured solar cells becomes large.

【0019】また本発明は、半導体基板の表面の第1の
所定部分に拡散処理剤を付着させるとともに、第2の所
定部分に拡散防止剤を付着させる付着工程と、炉内を流
下する雰囲気ガスの流量が、炉内の温度を半導体基板に
形成する不純物半導体層の成長効率が最も高くなる最適
温度に保持できる流量の4倍以上でかつ8倍以下となる
ように、雰囲気ガスが流下される炉内で、拡散処理剤お
よび拡散防止剤が付着された複数の半導体基板を加熱す
る熱拡散工程とを含むことを特徴とする太陽電池セルの
製造方法である。
Further, according to the present invention, a diffusion treatment agent is attached to the first predetermined portion of the surface of the semiconductor substrate, and a diffusion inhibitor is attached to the second predetermined portion, and an atmosphere gas flowing down in the furnace. The atmospheric gas is flowed so that the flow rate is 4 times or more and 8 times or less than the flow rate at which the temperature in the furnace can be maintained at the optimum temperature at which the growth efficiency of the impurity semiconductor layer formed on the semiconductor substrate is highest. And a thermal diffusion step of heating a plurality of semiconductor substrates to which a diffusion treatment agent and a diffusion inhibitor are attached in a furnace.

【0020】本発明に従えば、半導体基板の表面の第2
の所定部分に拡散防止剤を付着させることによって、炉
内で拡散処理剤から気化した不純物が、拡散防止剤に付
着し、半導体基板の表面の第2の所定部分で拡散するこ
とを防止することができる。
According to the invention, the second surface of the semiconductor substrate is
To prevent the impurities vaporized from the diffusion treatment agent in the furnace from adhering to the diffusion preventing agent and diffusing at the second predetermined portion on the surface of the semiconductor substrate. You can

【0021】また雰囲気ガスが流下する炉内で、複数の
半導体基板が加熱される。加熱によって拡散処理剤から
気化した不純物を、雰囲気ガスによって、雰囲気ガスの
流下方向下流側に搬送させることができる。これによっ
て気化した不純物が炉内に留まることを防止し、炉内の
不純物濃度を低下させることができる。これによって半
導体基板の表面の第1の所定部分以外の部分に、気化し
た不純物が付着することを防止することができ、半導体
基板の表面の第1の所定部分以外で不純物が拡散するこ
とを防止することができる。
Further, a plurality of semiconductor substrates are heated in the furnace in which the atmospheric gas flows down. The impurities vaporized from the diffusion treatment agent by heating can be carried to the downstream side in the flow-down direction of the atmospheric gas by the atmospheric gas. This can prevent vaporized impurities from staying in the furnace and reduce the impurity concentration in the furnace. This can prevent vaporized impurities from adhering to portions other than the first predetermined portion of the surface of the semiconductor substrate, and prevent diffusion of impurities in portions other than the first predetermined portion of the surface of the semiconductor substrate. can do.

【0022】また炉内を流下する雰囲気ガスの流量を大
きくすることによって、拡散処理剤から気化した不純物
の搬送量を増加させることができ、第1の所定部分以外
で、気化した不純物が拡散することをより確実に防止す
ることができる。しかし雰囲気ガスの流量が、大きくな
るにつれて炉内に温度ムラが生じ、温度ムラによって炉
内に配置される複数の半導体基板の拡散に影響が生じ
る。流量が、不純物半導体層の成長効率が最も高くなる
最適温度に保持できる流量の4倍以上でかつ8倍以下と
なるように、雰囲気ガスを流下することによって、温度
ムラによる各半導体基板の表面の第1の所定部分の拡散
ムラを所定の許容範囲内にすることができる。第1の所
定部分以外の部分に不純物が拡散することを防止するこ
とができる。また最適温度に保持できる流量の4倍未満
の流量では、製造された太陽電池セルのリーク電流が増
加し、出力電力が低下する。また最適温度に保持できる
流量の8倍を超える流量では、炉内の温度ムラが大きく
なり、太陽電池セルの品質の偏差が大きくなる。
Further, by increasing the flow rate of the atmospheric gas flowing down in the furnace, the transport amount of the vaporized impurities from the diffusion treatment agent can be increased, and the vaporized impurities are diffused except the first predetermined portion. This can be prevented more reliably. However, as the flow rate of the atmospheric gas increases, temperature unevenness occurs in the furnace, and the temperature unevenness affects diffusion of the plurality of semiconductor substrates arranged in the furnace. By flowing the atmosphere gas so that the flow rate is 4 times or more and 8 times or less than the flow rate that can be maintained at the optimum temperature at which the growth efficiency of the impurity semiconductor layer is maximized, the surface of each semiconductor substrate due to temperature unevenness is removed. The diffusion unevenness of the first predetermined portion can be set within a predetermined allowable range. It is possible to prevent impurities from diffusing into a portion other than the first predetermined portion. If the flow rate is less than 4 times the flow rate that can be maintained at the optimum temperature, the leak current of the manufactured solar battery cell increases and the output power decreases. Further, when the flow rate exceeds eight times the flow rate that can be maintained at the optimum temperature, the temperature unevenness in the furnace becomes large, and the deviation in the quality of the solar battery cells becomes large.

【0023】また本発明は、雰囲気ガスの流量は、前記
最適温度を保持できる流量の6.5倍以上でかつ8倍以
下であることを特徴とする。
The present invention is also characterized in that the flow rate of the atmospheric gas is 6.5 times or more and 8 times or less than the flow rate capable of maintaining the optimum temperature.

【0024】本発明に従えば、不純物半導体層の成長効
率が最も高くなる最適温度に保持できる流量の6.5倍
以上でかつ8倍以下となるように、雰囲気ガスを流下す
ることによって、第1の所定部分となる所望の部分以外
への拡散を防止するとともに炉内の温度ムラの影響によ
る拡散不良を防止することをさらに確実に実現すること
ができる。
According to the present invention, the atmosphere gas is flowed down so that the growth rate of the impurity semiconductor layer is 6.5 times or more and 8 times or less of the flow rate that can be maintained at the optimum temperature that maximizes the growth efficiency. It is possible to more reliably realize the prevention of diffusion to a portion other than the desired portion which is the predetermined portion of No. 1 and the prevention of diffusion failure due to the influence of temperature unevenness in the furnace.

【0025】また本発明は、半導体基板の表面の第1の
所定部分に拡散処理剤を付着させるとともに、第2の所
定部分に拡散防止剤を付着させる付着工程と、炉内を流
下する雰囲気ガスの流量が、炉内の温度を予め定める温
度範囲内に保持でき、かつ標準状態で0.195リット
ル/分・cm2以上の流量すなわち単位平方センチメー
トル当りに、1分間に通過する雰囲気ガスの体積が0.
195リットル以上となるように、雰囲気ガスが流下さ
れる炉内で、拡散処理剤および拡散防止剤が付着された
複数の半導体基板を加熱する熱拡散工程とを含むことを
特徴とする太陽電池セルの製造方法である。
Further, according to the present invention, the diffusion treatment agent is adhered to the first predetermined portion of the surface of the semiconductor substrate, and the diffusion preventing agent is adhered to the second predetermined portion, and the atmosphere gas flowing down in the furnace. Of the ambient gas can maintain the temperature in the furnace within a predetermined temperature range, and the flow rate of 0.195 liters / minute · cm 2 or more in a standard state, that is, the volume of the atmosphere gas passing per minute per square centimeter is 0.
And a thermal diffusion step of heating a plurality of semiconductor substrates to which a diffusion treatment agent and a diffusion inhibitor are attached in a furnace in which an atmospheric gas is flowed down so as to have 195 liters or more. Is a manufacturing method.

【0026】本発明に従えば、半導体基板の表面の第2
の所定部分に拡散防止剤を付着させることによって、炉
内で拡散処理剤から気化した不純物が、拡散防止剤に付
着し、半導体基板の表面の第2の所定部分で拡散するこ
とを防止することができる。
According to the invention, the second surface of the semiconductor substrate is
To prevent the impurities vaporized from the diffusion treatment agent in the furnace from adhering to the diffusion preventing agent and diffusing at the second predetermined portion on the surface of the semiconductor substrate. You can

【0027】また雰囲気ガスが流下する炉内で、複数の
半導体基板が加熱される。加熱によって拡散処理剤から
気化した不純物を、雰囲気ガスによって、雰囲気ガスの
流下方向下流側に搬送させることができる。これによっ
て気化した不純物が炉内に留まることを防止し、炉内の
不純物濃度を低下させることができる。これによって半
導体基板の表面の第1の所定部分以外の部分に、気化し
た不純物が付着することを防止することができ、半導体
基板の表面の第1の所定部分以外で不純物が拡散するこ
とを防止することができる。
Further, a plurality of semiconductor substrates are heated in the furnace in which the atmospheric gas flows down. The impurities vaporized from the diffusion treatment agent by heating can be carried to the downstream side in the flow-down direction of the atmospheric gas by the atmospheric gas. This can prevent vaporized impurities from staying in the furnace and reduce the impurity concentration in the furnace. This can prevent vaporized impurities from adhering to portions other than the first predetermined portion of the surface of the semiconductor substrate, and prevent diffusion of impurities in portions other than the first predetermined portion of the surface of the semiconductor substrate. can do.

【0028】また炉内を流下する雰囲気ガスの流量を大
きくすることによって、拡散処理剤から気化した不純物
の搬送量を増加させることができ、第1の所定部分以外
で、気化した不純物が拡散することをより確実に防止す
ることができる。しかし雰囲気ガスの流量が、大きくな
るにつれて炉内に温度ムラが生じ、温度ムラによって炉
内に配置される複数の半導体基板の拡散に影響が生じ
る。炉内の温度を予め定める温度範囲内に保持でき、か
つ標準状態で0.195リットル/分・cm2以上の流
量となるように、雰囲気ガスを流下することによって、
温度ムラによる半導体基板の表面の第1の所定部分の拡
散不良を防止し、その他の部分に不純物が拡散すること
を防止することができる。
Further, by increasing the flow rate of the atmospheric gas flowing down in the furnace, the transport amount of the vaporized impurities from the diffusion treatment agent can be increased, and the vaporized impurities diffuse outside the first predetermined portion. This can be prevented more reliably. However, as the flow rate of the atmospheric gas increases, temperature unevenness occurs in the furnace, and the temperature unevenness affects diffusion of the plurality of semiconductor substrates arranged in the furnace. By keeping the temperature in the furnace within a predetermined temperature range, and by flowing the atmospheric gas so that the flow rate is 0.195 liter / min · cm 2 or more in the standard state,
It is possible to prevent the diffusion failure of the first predetermined portion of the surface of the semiconductor substrate due to the temperature unevenness, and to prevent the impurities from diffusing to other portions.

【0029】また本発明は、半導体基板の厚み方向一方
表面に拡散処理剤が付着され、半導体基板の厚み方向他
方表面に拡散防止剤が付着され、各半導体基板は、雰囲
気ガスの流下方向上流側に厚み方向他方表面を臨ませて
配置されることを特徴とする。
According to the present invention, the diffusion treatment agent is attached to one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction, and the diffusion inhibitor is attached to the other surface of the semiconductor substrate in the thickness direction. Is arranged so that the other surface in the thickness direction faces.

【0030】本発明に従えば、拡散防止剤が付着される
半導体基板の厚み方向他方側の表面が、雰囲気ガスの流
下方向上流側に臨んで配置されるので、拡散処理剤が付
着される厚み方向一方側の表面が、雰囲気ガスの流下方
向下流側に配置される。半導体基板に付着された拡散処
理剤から気化した不純物は、雰囲気ガスによって、流下
方向下流側に搬送されるので、半導体基板の流下方向上
流側の拡散防止剤に付着することを防止することができ
る。このようにして半導体基板の厚み方向一方側で気化
した不純物が、半導体基板をまわりこんで厚み方向他方
側に付着することをより確実に防止することができる。
According to the invention, since the surface of the semiconductor substrate on the other side in the thickness direction to which the diffusion preventing agent is attached faces the upstream side in the flowing direction of the atmospheric gas, the thickness to which the diffusion treating agent is attached. The surface on one side in the direction is arranged on the downstream side in the flowing direction of the atmospheric gas. Impurities vaporized from the diffusion treatment agent attached to the semiconductor substrate are transported to the downstream side in the downflow direction by the atmospheric gas, so that they can be prevented from attaching to the diffusion inhibitor on the upstream side in the downflow direction of the semiconductor substrate. . In this way, it is possible to more reliably prevent impurities vaporized on one side in the thickness direction of the semiconductor substrate from advancing around the semiconductor substrate and adhering to the other side in the thickness direction.

【0031】また本発明は、雰囲気ガスは、半導体基板
に付着される拡散処理剤および拡散防止剤と化学反応し
ないガスであることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the atmospheric gas is a gas which does not chemically react with the diffusion treatment agent and the diffusion inhibitor attached to the semiconductor substrate.

【0032】本発明に従えば、雰囲気ガスが、拡散処理
剤および拡散防止剤と化学反応しないガス、たとえば不
活性ガスであるので、気化した不純物および拡散防止剤
と、雰囲気ガスとが化学反応せず、炉内で反応生成物が
形成されることを防止することができる。これによって
半導体基板に反応生成物が付着しないので、次工程で、
半導体基板から除去する必要がない。したがって反応生
成物の、熱拡散工程の後の工程における処理への影響を
防止し、製造される太陽電池セルの特性が悪化すること
を防止することができる。
According to the present invention, since the atmospheric gas is a gas that does not chemically react with the diffusion treatment agent and the diffusion inhibitor, for example, an inert gas, the vaporized impurities and the diffusion inhibitor do not chemically react with the atmospheric gas. Therefore, it is possible to prevent the formation of reaction products in the furnace. This prevents reaction products from adhering to the semiconductor substrate, so in the next step,
It need not be removed from the semiconductor substrate. Therefore, it is possible to prevent the reaction product from affecting the treatment in the process after the thermal diffusion process and prevent the characteristics of the manufactured solar cell from being deteriorated.

【0033】また本発明は、前記拡散防止剤は、チタ
ン、酸化チタンおよびガラスの少なくともいずれか1つ
を含んで成ることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the diffusion inhibitor comprises at least one of titanium, titanium oxide and glass.

【0034】本発明に従えば、拡散防止剤は、チタン、
酸化チタンおよびガラスの少なくともいずれか1つを含
んで成るので、拡散処理剤から気化した不純物と拡散す
ることを良好に防止することができる。
According to the invention, the diffusion inhibitor is titanium,
Since at least one of titanium oxide and glass is contained, it is possible to favorably prevent the diffusion of the vaporized impurities from the diffusion treatment agent.

【0035】また本発明は、熱拡散工程で半導体基板の
表面の第1の所定位置に不純物半導体層を形成した後、
半導体基板の表面の第2の所定位置に付着された拡散防
止剤を、弗化水素溶液に溶出させて除去する防止剤除去
工程を含むことを特徴とする。
Further, according to the present invention, after the impurity semiconductor layer is formed at the first predetermined position on the surface of the semiconductor substrate in the thermal diffusion step,
The present invention is characterized by including an inhibitor removal step of eluting a diffusion inhibitor attached to a second predetermined position on the surface of the semiconductor substrate with a hydrogen fluoride solution to remove the diffusion inhibitor.

【0036】本発明に従えば、熱拡散工程で第1の所定
位置に不純物半導体層を形成した後、拡散防止剤を弗化
水素溶液で除去する防止剤除去工程を含む。弗化水素水
溶液を用いることによって、拡散防止剤を容易に弗化水
素溶液中に溶出させて除去することができる。
According to the present invention, after the impurity semiconductor layer is formed at the first predetermined position in the thermal diffusion step, an inhibitor removal step of removing the diffusion inhibitor with a hydrogen fluoride solution is included. By using the hydrogen fluoride aqueous solution, the diffusion inhibitor can be easily eluted in the hydrogen fluoride solution and removed.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】太陽電池セルは、半導体基板に正
の電荷をもった正孔がキャリアとなるP型半導体層と、
負の電荷をもった電子がキャリアとなるN型半導体層と
が隣接するPN接合(PN junction)部分が形成され
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A solar cell comprises a P-type semiconductor layer in which positively charged holes serve as carriers in a semiconductor substrate.
A PN junction portion is formed adjacent to the N-type semiconductor layer in which electrons having negative charges serve as carriers.

【0038】PN接合部分に太陽光が照射されると、光
が吸収されて電子と正孔が生じる。光照射によって生じ
た電子と正孔とは、PN接合部分の電位障壁によって、
それぞれN型およびP型側に分離される。P型領域では
正孔が、N型領域では、電子が過剰に蓄積され、PN接
合部分の両端部間に電位差が生じる。PN接合部分の両
端部間を電気的に接続することによって、電流が流れ、
電力として取り出すことができる。
When the PN junction portion is irradiated with sunlight, the light is absorbed and electrons and holes are generated. Electrons and holes generated by light irradiation are generated by the potential barrier at the PN junction.
Separated into N-type and P-type sides, respectively. Holes are excessively accumulated in the P-type region and electrons are excessively accumulated in the N-type region, so that a potential difference occurs between both ends of the PN junction. By electrically connecting both ends of the PN junction, current flows,
It can be taken out as electric power.

【0039】図1は、本発明の実施の一形態の太陽電池
セルの製造方法の一部であるPN接合部分を形成する工
程を示すフローチャートである。太陽電池セルは、たと
えば多結晶シリコンウェハにPN接合部分が形成され
る。ステップs0で、PN接合のためのP型導電型の不
純物が添加されたP型シリコンウェハの準備が完了する
とステップs1に進み、PN接合部分の形成工程が開始
される。P型シリコンウェハは、たとえば一辺が125
mmの正方形板状に形成され、その厚さは、0.2mm
以上でかつ0.4mm以下である。
FIG. 1 is a flow chart showing a step of forming a PN junction part which is a part of a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention. In a solar cell, for example, a PN junction portion is formed on a polycrystalline silicon wafer. When the preparation of the P-type silicon wafer to which the P-type conductivity type impurity is added for the PN junction is completed in step s0, the process proceeds to step s1 and the PN junction part forming process is started. A P-type silicon wafer has, for example, 125 sides.
It is formed into a square plate with a thickness of 0.2 mm.
It is above and 0.4 mm or less.

【0040】ステップs1では、P型シリコンウェハが
太陽電池セルとして構成された場合に、受光面となる厚
み方向一方側の面に、5酸化リン(化学式:P25)を
主成分とする液状の拡散処理剤を塗布装置によってスピ
ン塗布するとともに、受光面と反対側の面となる厚み方
向他方側の面の少なくとも一部分に、テトライソプロポ
キシチタン(化学式:[(CH32CHO]4Ti)を
主成分とする液状の拡散防止剤を、塗布装置によってス
ピン塗布する塗布工程が行われる。スピン塗布すること
によってP型シリコンウェハに所定の厚さに拡散処理剤
および拡散防止剤を付着する。次にP型シリコンウェハ
に塗布した拡散処理剤および拡散防止剤を乾燥し、有機
成分を除去する。拡散処理剤および拡散防止剤が塗布さ
れたP型シリコンウェハは、P型シリコンウェハを、多
数枚収納する収容容器であるダンパーボートに、複数、
たとえば200〜300枚収納され、炉内で約100度
で30分間乾燥される。乾燥によって、拡散処理剤およ
び拡散防止剤は、固体状態となり膜化する。拡散処理剤
が乾燥して、たとえば厚さ300nmの拡散処理膜がP
型シリコンウェハの厚み方向一方側の面に形成され、拡
散防止剤が乾燥して、たとえば厚さ300nmの拡散防
止膜がP型シリコンウェハの厚み方向他方側の面に形成
される。このように各膜が形成されると付着工程が完了
し、ステップs2に進む。
In step s1, phosphorus pentoxide (chemical formula: P 2 O 5 ) is contained as a main component on the surface on one side in the thickness direction, which is the light receiving surface when the P-type silicon wafer is configured as a solar cell. A liquid diffusion treatment agent is spin-coated with a coating device, and tetraisopropoxy titanium (chemical formula: [(CH 3 ) 2 CHO] 4 is formed on at least a part of the surface on the other side in the thickness direction, which is the surface opposite to the light-receiving surface. A coating process is performed in which a liquid diffusion inhibitor containing Ti) as a main component is spin coated by a coating device. The diffusion treatment agent and the diffusion prevention agent are attached to the P-type silicon wafer to a predetermined thickness by spin coating. Next, the diffusion treatment agent and diffusion prevention agent applied to the P-type silicon wafer are dried to remove the organic component. A plurality of P-type silicon wafers coated with a diffusion treatment agent and a diffusion prevention agent are placed in a damper boat, which is a container for storing a large number of P-type silicon wafers.
For example, 200 to 300 sheets are stored and dried in a furnace at about 100 degrees for 30 minutes. Upon drying, the diffusion treating agent and the diffusion preventing agent become a solid state and form a film. When the diffusion treatment agent dries, the diffusion treatment film with a thickness of 300 nm becomes P, for example.
The diffusion preventing agent is formed on the surface of the p-type silicon wafer on one side in the thickness direction, and the diffusion preventing film is dried to form a diffusion preventing film having a thickness of 300 nm on the other side of the p-type silicon wafer in the thickness direction. When each film is formed in this way, the adhesion process is completed, and the process proceeds to step s2.

【0041】ステップs2では、熱拡散工程が行われ
る。ダンパーボートに収容される複数のP型シリコンウ
ェハを、不活性ガスが流量0.32リットル/分・cm
2で流下する拡散炉内で加熱する。たとえば不活性ガス
を流下しながら約900度で30分程度加熱する。前述
のステップs1に示す拡散処理膜および拡散防止処理膜
形成のための加熱を拡散炉内で行ってもよい。
In step s2, a thermal diffusion process is performed. A plurality of P-type silicon wafers accommodated in the damper boat are filled with an inert gas at a flow rate of 0.32 liter / min · cm.
Heat in the diffusion furnace that flows down in 2 . For example, while flowing down an inert gas, it is heated at about 900 degrees for about 30 minutes. The heating for forming the diffusion treatment film and the diffusion prevention treatment film shown in step s1 may be performed in the diffusion furnace.

【0042】P型シリコンウェハを加熱することによっ
て、拡散処理膜がP型半導体と接している厚み方向一方
側の表面部分で、拡散処理膜に含まれるリンが拡散し、
P型シリコンウェハの厚み方向一方側の表面部分にリン
が透過する。これによって、P型シリコンウェハの厚み
方向一方側の表面部に不純物半導体層であるN型半導体
層が形成される。これによってN型半導体層とP型シリ
コンウェハのP型半導体部分の境界部分にPN接合部分
が形成される。拡散炉による加熱が完了するとステップ
s3に進む。たとえばN型半導体層の厚さは、数μmで
ある。
By heating the P-type silicon wafer, phosphorus contained in the diffusion-treated film is diffused at the surface portion on one side in the thickness direction where the diffusion-treated film is in contact with the P-type semiconductor,
Phosphorus permeates to the surface portion on one side in the thickness direction of the P-type silicon wafer. As a result, an N-type semiconductor layer, which is an impurity semiconductor layer, is formed on the surface of the P-type silicon wafer on one side in the thickness direction. As a result, a PN junction is formed at the boundary between the N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor portion of the P-type silicon wafer. When the heating by the diffusion furnace is completed, the process proceeds to step s3. For example, the thickness of the N-type semiconductor layer is several μm.

【0043】ステップs3では、拡散防止膜の除去を行
う。具体的には、熱拡散工程を終えてチタンと酸化チタ
ンとガラスとを含む混合物となった拡散防止膜を弗化水
素溶液によってエッチングする。これによって拡散防止
膜を弗化水素溶液中に溶出させて、P型シリコンウェハ
から容易に拡散防止膜を除去することができる。拡散防
止膜の除去が完了すると、ステップs4に進む。ステッ
プs4では、PN接合部分の形成が完了する。PN接合
部分形成工程の次には、電界層および電極の形成工程が
行われる。
At step s3, the diffusion prevention film is removed. Specifically, after the thermal diffusion process is completed, the diffusion prevention film, which is a mixture containing titanium, titanium oxide, and glass, is etched with a hydrogen fluoride solution. As a result, the diffusion barrier film can be eluted into the hydrogen fluoride solution to easily remove the diffusion barrier film from the P-type silicon wafer. When the removal of the diffusion barrier film is completed, the process proceeds to step s4. In step s4, formation of the PN junction portion is completed. After the PN junction portion forming step, an electric field layer and an electrode forming step are performed.

【0044】図2は、太陽電池セルの製造工程を示す断
面図であり、図2(1)〜図2(8)に進むにつれて、
製造工程が進む。図3は、太陽電池セルのPN接合部形
成工程を含む製造工程を示すフローチャートである。ス
テップa0では、P型半導体基板としてP型シリコンウ
ェハが形成される。P型シリコンウェハ1は、キャスト
法で製造された多結晶シリコンから板状に切断されて形
成される。多結晶シリコンは、P型導電性不純物が添加
され、P型半導体となる。このような半導体基板となる
P型シリコンウェハ1が準備されるとステップa1に進
む。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the solar battery cell. As the process proceeds to FIGS. 2 (1) to 2 (8),
The manufacturing process progresses. FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing process including a PN junction forming process of a solar battery cell. At step a0, a P-type silicon wafer is formed as a P-type semiconductor substrate. The P-type silicon wafer 1 is formed by cutting the polycrystalline silicon manufactured by the casting method into a plate shape. P-type conductive impurities are added to polycrystalline silicon to become a P-type semiconductor. When the P-type silicon wafer 1 to be such a semiconductor substrate is prepared, the process proceeds to step a1.

【0045】ステップa1では、欠陥層2を除去する欠
陥層除去工程が行われる。図2(1)に示すように、準
備されたP型シリコンウェハ1は、付着物および酸化物
などが付着した欠陥層2が形成される。P型シリコンウ
ェハ1を水酸化ナトリウム(化学式:NAOH)および
水酸化カリウム(化学式:KOH)などのアルカリ性溶
液に浸漬してウエアエッチングを実施し、図2(2)に
示すように、P型シリコンウェハ1に形成される欠陥層
2を除去する。このようにP型シリコンウェハ1の欠陥
層2が除去されるとステップa2に進む。
At step a1, a defect layer removing process for removing the defect layer 2 is performed. As shown in FIG. 2A, the prepared P-type silicon wafer 1 is formed with a defect layer 2 to which deposits and oxides are attached. The P-type silicon wafer 1 is immersed in an alkaline solution such as sodium hydroxide (chemical formula: NAOH) and potassium hydroxide (chemical formula: KOH) to carry out wear etching, and as shown in FIG. The defect layer 2 formed on the wafer 1 is removed. When the defective layer 2 of the P-type silicon wafer 1 is thus removed, the process proceeds to step a2.

【0046】ステップa2では、PN接合部分を形成す
るPN接合部分形成工程が行われる。図2(3)に示す
ように、熱拡散法を用いて、P型シリコンウェハ1の厚
み方向一方側表面部にN型半導体層3を形成する。詳し
くは、図1に示すステップs1〜s4の工程が行われ
て、PN接合部分が形成される。PN接合部分の形成が
完了することによって、ステップa3に進む。
At step a2, a PN junction portion forming step of forming a PN junction portion is performed. As shown in FIG. 2C, the N-type semiconductor layer 3 is formed on the surface of the P-type silicon wafer 1 on one side in the thickness direction by using a thermal diffusion method. Specifically, the steps s1 to s4 shown in FIG. 1 are performed to form a PN junction part. When the formation of the PN junction portion is completed, the process proceeds to step a3.

【0047】ステップa3では、図2(4)に示すよう
に、太陽電池セルの受光面と反対側となる裏面の電界層
4を形成する裏面電界層形成工程が行われる。裏面電界
層4が形成されることによって、P型シリコンウェハ1
の裏面付近でのキャリア再結合を防止し、出力の低下を
防止することができる。電界層は、たとえばアルミニウ
ムがP型シリコンウェハ1の裏面側に拡散されてP型シ
リコンウェハの裏面部分にP+型半導体部分となる裏面
電界層4が形成される。このように裏面電界層4が形成
されるとステップa4に進む。
In step a3, as shown in FIG. 2 (4), a back surface electric field layer forming step for forming a back surface electric field layer 4 opposite to the light receiving surface of the solar battery cell is performed. By forming the back surface electric field layer 4, the P-type silicon wafer 1 is formed.
It is possible to prevent carrier recombination in the vicinity of the back surface of the device and prevent a decrease in output. In the electric field layer, for example, aluminum is diffused to the back surface side of the P-type silicon wafer 1 to form the back surface electric field layer 4 serving as a P + -type semiconductor portion on the back surface portion of the P-type silicon wafer. When the back surface field layer 4 is formed in this way, the process proceeds to step a4.

【0048】図1に示すステップs3において、拡散防
止膜が弗化水溶液によって除去されるので、アルミニウ
ムによる拡散不良を防止し、ステップa3での工程で、
P型シリコンウェハ1の厚み方向他方側の面に形成する
+の裏面電界層形成用のアルミニウムのドーピングを
容易に行うことができる。ここでP+は、P型シリコン
ウェハよりも、P型導電型の不純物が多い半導体層を意
味する。
In step s3 shown in FIG. 1, since the diffusion prevention film is removed by the aqueous solution of fluoride, diffusion failure due to aluminum is prevented, and in the step a3,
It is possible to easily dope the P + aluminum for forming the back surface electric field layer formed on the surface of the P-type silicon wafer 1 on the other side in the thickness direction. Here, P + means a semiconductor layer containing more P-type conductivity type impurities than the P-type silicon wafer.

【0049】ステップa4では、図2(5)に示すよう
に、受光面での光の反射を防止する反射防止膜5を形成
する反射防止膜形成工程が行われる。反射防止膜5は、
たとえば2酸化チタン(化学式:TiO2)、窒化珪素
(化学式:Sixy,ただし「x」「y」は任意の自然
数である。)または2酸化スズ(化学式:SnO2)な
どから成る。反射防止膜5は、受光面側の表面に形成さ
れる。反射防止膜5を形成することによって、受光面で
の光の反射を防止し、太陽電池としての出力の低下を防
ぐことができる。このように反射防止膜5を形成した
後、ステップa5に進む。
At step a4, as shown in FIG. 2 (5), an antireflection film forming step of forming an antireflection film 5 for preventing reflection of light on the light receiving surface is performed. The antireflection film 5 is
For example, titanium dioxide (chemical formula: TiO 2 ), silicon nitride (chemical formula: Si x N y , where “x” and “y” are arbitrary natural numbers), tin dioxide (chemical formula: SnO 2 ), or the like. The antireflection film 5 is formed on the surface on the light receiving surface side. By forming the antireflection film 5, it is possible to prevent light from being reflected on the light receiving surface and prevent a decrease in output as a solar cell. After forming the antireflection film 5 as described above, the process proceeds to step a5.

【0050】ステップa5では、電極形成工程が行われ
る。図2(6)に示すように、反射防止層5に表電極ペ
ースト6を印刷するとともに、裏電極ペースト7を裏面
電界層4に印刷するペースト塗布段階が行われる。次に
各ペースト6,7の予備乾燥を行う予備乾燥段階が行わ
れ、予備乾燥が終了すると、窒素または空気を供給しな
がら高温で各電極ペースト6,7を焼成する。これによ
って、図2(7)に示すように、基板には、表側および
裏側電極が形成される。形成された表側電極8は、反射
防止膜5を挿通してN型半導体層3と電気的に接続し、
裏側電極9は裏面電界層4と電気的に接続する。各電極
8,9が形成されると、ステップa6に進む。ステップ
a6では、図2(8)に示すように、各電極8,9に、
はんだ10が盛られ、ステップa7に進み、ステップa
7で太陽電池セルの製造工程が終了する。
At step a5, an electrode forming process is performed. As shown in FIG. 2 (6), the front electrode paste 6 is printed on the antireflection layer 5, and the paste application step of printing the back electrode paste 7 on the back surface electric field layer 4 is performed. Next, a pre-drying step of pre-drying the pastes 6 and 7 is performed, and when the pre-drying is completed, the electrode pastes 6 and 7 are fired at a high temperature while supplying nitrogen or air. As a result, as shown in FIG. 2 (7), front and back electrodes are formed on the substrate. The formed front side electrode 8 is inserted through the antireflection film 5 and electrically connected to the N-type semiconductor layer 3,
The back electrode 9 is electrically connected to the back surface field layer 4. When the electrodes 8 and 9 are formed, the process proceeds to step a6. At step a6, as shown in FIG. 2 (8), the electrodes 8 and 9 are
Solder 10 is piled up, proceed to step a7, and step a
At 7, the manufacturing process of the solar battery cell is completed.

【0051】図4は、本発明の太陽電池セルの製造方法
に用いられる拡散炉20の主要な構成を示すブロック図
である。拡散炉20は、ダンパーボート21に収容され
る複数のP型シリコンウェハ1を収容する拡散炉本体2
2と、P型シリコンウェハ1を加熱する加熱手段23
と、不活性ガスを拡散炉本体22に供給するガス挿入手
段24と、拡散炉本体を挿通した不活性ガスを拡散炉本
体外に排出するガス排出手段25と、拡散炉本体22の
炉内の温度を検出する温度検出手段26とを有する。ま
た温度検出手段26が検出した炉内の温度に基づいて、
加熱手段23に加熱量を調整する命令を与えるととも
に、ガス挿入手段24に不活性ガスの流量を調整する命
令を与える制御手段27とを有してもよい。
FIG. 4 is a block diagram showing the main structure of the diffusion furnace 20 used in the method for manufacturing a solar cell of the present invention. The diffusion furnace 20 is a diffusion furnace main body 2 that accommodates a plurality of P-type silicon wafers 1 accommodated in a damper boat 21.
2 and heating means 23 for heating the P-type silicon wafer 1.
A gas inserting means 24 for supplying an inert gas to the diffusion furnace main body 22, a gas discharging means 25 for discharging the inert gas passing through the diffusion furnace main body to the outside of the diffusion furnace main body; And a temperature detecting means 26 for detecting the temperature. Further, based on the temperature in the furnace detected by the temperature detecting means 26,
It may have a control means 27 for giving a command for adjusting the heating amount to the heating means 23 and for giving a command for adjusting the flow rate of the inert gas to the gas inserting means 24.

【0052】ダンパーボート21は、250枚のP型シ
リコンウェハを立設して保持し、拡散炉本体22に収容
された状態で、ガス流下方向Xに並べてP型シリコンウ
ェハを一列に収納する。P型シリコンウェハ同士は、間
隔Lをあけて並べられる。
The damper boat 21 holds 250 P-type silicon wafers in an upright position and, while being accommodated in the diffusion furnace main body 22, arranges them in the gas flow-down direction X and accommodates the P-type silicon wafers in a line. The P-type silicon wafers are arranged with a space L therebetween.

【0053】拡散炉本体22は、たとえば内径Dが20
0mmに形成され、軸線方向寸法Hが100cmに形成
される。また拡散炉本体22内に収容され、P型シリコ
ンウェハ同士は、間隔をあけて並べられるので、隣り合
う2つのP型シリコンウェハの間を、不活性ガスが通過
可能に形成される。これによって拡散処理膜から気化し
た不純物が拡散処理膜付近で留まらずに、不活性ガスに
よって搬送される。不活性ガスは、拡散炉本体22の軸
線方向一端部から軸線方向他端部に向けて流れる。
The diffusion furnace body 22 has, for example, an inner diameter D of 20.
It is formed to have a size of 0 mm and has an axial dimension H of 100 cm. Further, since the P-type silicon wafers are housed in the diffusion furnace main body 22 and arranged side by side with an interval therebetween, an inert gas can be formed between two adjacent P-type silicon wafers. As a result, the impurities vaporized from the diffusion-treated film are not retained near the diffusion-treated film but are carried by the inert gas. The inert gas flows from one end in the axial direction of the diffusion furnace main body 22 toward the other end in the axial direction.

【0054】加熱手段23は、設定温度可変に構成さ
れ、炉内の温度分布にムラがないように部分的に加熱で
きることが望ましい。またガス挿入手段24は、不活性
ガスを炉内の軸線方向一端部側から供給する。またガス
排出手段25またはガス挿入手段24は、不活性ガスを
炉内に流下させる。たとえばガス排出手段25は、真空
ポンプなどによって構成される。
It is desirable that the heating means 23 is constructed so that the set temperature can be varied, and that the heating means 23 can partially heat the furnace so that the temperature distribution in the furnace is uniform. Further, the gas inserting means 24 supplies the inert gas from one end side in the axial direction in the furnace. Further, the gas discharge means 25 or the gas insertion means 24 causes the inert gas to flow down into the furnace. For example, the gas discharging means 25 is composed of a vacuum pump or the like.

【0055】加熱時間と加熱温度と不活性ガスの流量を
制御し、製造された太陽電池セルの偏差が少なく、高品
質な特性を有するようにP型シリコンウェハの拡散が最
適となる各条件を与えて、熱拡散工程が行われる。たと
えば拡散によって生じる不純物半導体層であるN型半導
体層の成長効率が最も高くなる最適温度からの偏差が最
適温度の0.80%以下となる範囲内で、不活性ガスの
流量を最大にする。または最適温度を保てる流量の4.
0倍以上でかつ8.0倍以下の流量に調整する。好まし
くは、最適温度を保てる流量の6.5倍以上でかつ8.
0倍以下の流量に調整する。または標準状態、すなわち
温度0度でかつ圧力1気圧で0.195リットル/分・
cm2以上の流量以上でかつ拡散炉本体内の温度が所定
の範囲内になる流量に調節する。またこのような各条件
に基づく不活性ガスの流量、拡散炉本体の温度および拡
散時間の調整は、手動で行ってもよく、また制御手段2
7を用いてもよい。
By controlling the heating time, the heating temperature, and the flow rate of the inert gas, the conditions under which the diffusion of the P-type silicon wafer is optimized so that the manufactured solar cells have few deviations and have high quality characteristics. In addition, a thermal diffusion process is performed. For example, the flow rate of the inert gas is maximized within a range in which the deviation from the optimum temperature at which the growth efficiency of the N-type semiconductor layer, which is an impurity semiconductor layer caused by diffusion, is highest is 0.80% or less of the optimum temperature. Or the flow rate that keeps the optimum temperature.
Adjust the flow rate to 0 times or more and 8.0 times or less. Preferably, the flow rate is at least 6.5 times the flow rate at which the optimum temperature can be maintained, and 8.
Adjust the flow rate to 0 times or less. Or standard condition, that is, 0.195 liters / minute at a temperature of 0 degree and a pressure of 1 atmosphere.
The flow rate is adjusted to be equal to or higher than the flow rate of 2 cm 2 and the temperature inside the diffusion furnace body is within a predetermined range. Further, the adjustment of the flow rate of the inert gas, the temperature of the diffusion furnace main body, and the diffusion time based on such conditions may be performed manually, and the control means 2
7 may be used.

【0056】成長効率は、与えたエネルギーに対して拡
散が良好に成長する割合である。たとえば本実施の形態
では、成長効率が最も高くなる最適温度は、868度以
上でかつ872度以下の温度範囲であり、最適温度を保
持できる不活性ガスの流量は、0.041リットル/分
・cm2である。
The growth efficiency is the rate at which diffusion grows favorably for given energy. For example, in the present embodiment, the optimum temperature at which the growth efficiency is highest is in the temperature range of 868 ° C. or higher and 872 ° C. or lower, and the flow rate of the inert gas that can maintain the optimum temperature is 0.041 liter / min. cm 2 .

【0057】図5は、拡散処理剤および拡散防止剤によ
って拡散処理膜41および拡散防止膜40が形成された
状態のP型シリコンウェハ1を示す側面図である。図6
は、拡散防止膜41が形成されるP型シリコンウェハ1
の厚み方向他方側の面を示す平面図である。図7は、拡
散処理膜40が形成されるP型シリコンウェハ1の厚み
方向一方側の面を示す平面図である。
FIG. 5 is a side view showing the P-type silicon wafer 1 in a state where the diffusion treatment film 41 and the diffusion prevention film 40 are formed by the diffusion treatment agent and the diffusion prevention agent. Figure 6
Is a P-type silicon wafer 1 on which the diffusion prevention film 41 is formed.
FIG. 6 is a plan view showing the surface on the other side in the thickness direction of FIG. FIG. 7 is a plan view showing a surface on one side in the thickness direction of the P-type silicon wafer 1 on which the diffusion treatment film 40 is formed.

【0058】P型シリコンウェハの厚み方向一方側面の
中心に拡散処理剤が付着され、P型シリコンウェハ1が
回転されることによって、遠心力により拡散処理剤が厚
み方向一方側の全面に均一に拡がる。同様にP型シリコ
ンウェハ1の厚み方向他方の面の中心に拡散防止剤が付
着され、P型シリコンウェハ1が回転されることによっ
て、遠心力により拡散防止処理剤が、厚み方向他方側の
面の少なくとも一部分に均一に拡がる。次に拡散処理剤
および拡散防止剤が拡がったP型シリコンウェハ1は、
約100度で30分間加熱されることによって、有機成
分が除去され、P型シリコンウェハ1の厚み方向一方側
の表面に拡散処理膜41が形成され、P型シリコンウェ
ハ1の厚み方向他方側の表面の一部分に拡散防止膜40
が形成される。
A diffusion treatment agent is attached to the center of one side surface in the thickness direction of the P-type silicon wafer, and the P-type silicon wafer 1 is rotated, whereby the diffusion treatment agent is evenly distributed over the entire surface on one side in the thickness direction by centrifugal force. spread. Similarly, a diffusion preventive agent is attached to the center of the other surface in the thickness direction of the P-type silicon wafer 1 and the P-type silicon wafer 1 is rotated, so that the diffusion prevention treatment agent is applied to the surface on the other side in the thickness direction by centrifugal force. Spread evenly over at least a portion of the. Next, the P-type silicon wafer 1 on which the diffusion treatment agent and the diffusion prevention agent have spread is
By heating at about 100 degrees for 30 minutes, the organic components are removed, the diffusion treatment film 41 is formed on the surface of the P-type silicon wafer 1 on one side in the thickness direction, and the diffusion treatment film 41 on the other side in the thickness direction of the P-type silicon wafer 1 is formed. Diffusion prevention film 40 on a part of the surface
Is formed.

【0059】図6に示すようように、拡散防止膜40
は、厚み方向他方側の面の中心位置を、中心とする円形
に形成される。したがってP型シリコンウェハの厚み方
向他方側の縁辺部には、拡散防止膜40が形成されな
い。円形に形成されることによって、スピン塗布によっ
て容易に拡散防止膜を形成することができる。
As shown in FIG. 6, the diffusion preventive film 40 is formed.
Is formed in a circle centered on the center position of the surface on the other side in the thickness direction. Therefore, the diffusion prevention film 40 is not formed on the edge portion on the other side in the thickness direction of the P-type silicon wafer. The circular shape allows the diffusion preventing film to be easily formed by spin coating.

【0060】図7に示すように、拡散処理膜41は、厚
み方向一方側の面のほぼ全面に形成される。太陽電池セ
ルの受光面となる厚み方向一方側の面のほぼ全面に形成
されることによって、P型シリコンウェハの厚み方向一
方側全面にN型半導体層を形成することができ、太陽電
池セルの受光面部分に対するN型半導体層の占める割合
を最大にし、太陽電池セルの出力電力を向上させること
ができる。
As shown in FIG. 7, the diffusion treatment film 41 is formed on almost the entire surface on one side in the thickness direction. The N-type semiconductor layer can be formed on the entire surface on one side in the thickness direction of the P-type silicon wafer by being formed on almost the entire surface on the one side in the thickness direction which becomes the light receiving surface of the solar cell, It is possible to maximize the ratio of the N-type semiconductor layer to the light-receiving surface portion and improve the output power of the solar battery cell.

【0061】P型シリコンウェハ1は、拡散防止膜40
が形成される側の面を、不活性ガスの流下方向X上流側
に配置し、拡散処理膜41が形成される側の面を、不活
性ガスの流下方向X下流側に配置した状態で、拡散炉本
体22内に収容される。
The P-type silicon wafer 1 has a diffusion preventive film 40.
In the state where the surface on the side where the is formed is arranged on the upstream side in the downward direction X of the inert gas, and the surface on the side where the diffusion treatment film 41 is formed is arranged on the downstream side in the downward direction X of the inert gas, It is housed in the diffusion furnace main body 22.

【0062】拡散処理剤および拡散防止剤の乾燥工程
を、不活性ガスが流下する拡散炉で行ってもよい。流下
方向X下流側に臨む面に拡散処理剤が付着されることに
よって、拡散処理剤から気化した酸素は、不活性ガスに
よって、流下方向下流側に搬送され、拡散防止剤に付着
することを防止することができる。これによって拡散防
止膜41の組成は、2酸化チタンTiO2成分を低減
し、チタンTi成分の割合を増やすことができる。2酸
化チタンTiO2よりもチタンTiのほうが弗化水素に
よって除去されやすいので、拡散防止膜を弗化水素水溶
液によって、容易に除去することができる。
The step of drying the diffusion treatment agent and the diffusion inhibitor may be carried out in a diffusion furnace in which an inert gas flows down. Since the diffusion treatment agent is attached to the surface facing the downstream side in the downflow direction X, oxygen vaporized from the diffusion treatment agent is carried by the inert gas to the downstream side in the downflow direction and prevented from adhering to the diffusion prevention agent. can do. As a result, the composition of the diffusion prevention film 41 can reduce the titanium dioxide TiO 2 component and increase the proportion of the titanium Ti component. Since titanium Ti is more easily removed by hydrogen fluoride than titanium dioxide TiO 2 , the diffusion barrier film can be easily removed by an aqueous solution of hydrogen fluoride.

【0063】図8は、不活性ガスの流量を変化した場合
の拡散炉本体22内の温度分布を示すグラフである。な
お図8において、不活性ガスの流量が、0.041リッ
トル/分・cm2の場合の炉内の温度変化を実線Aで示
し、流量が、0.13リットル/分・cm2の場合の炉
内の温度変化を一点鎖線Bで示し、流量が、0.195
リットル/分・cm2の場合の炉内の温度変化を破線C
で示し、流量が、0.3249リットル/分・cm2
場合を破線Dで示す。
FIG. 8 is a graph showing the temperature distribution in the diffusion furnace main body 22 when the flow rate of the inert gas is changed. In FIG. 8, the solid line A shows the temperature change in the furnace when the flow rate of the inert gas is 0.041 liters / minute · cm 2 , and when the flow rate is 0.13 liters / minute · cm 2 . The temperature change in the furnace is shown by the one-dot chain line B, and the flow rate is 0.195.
The broken line C shows the temperature change in the furnace in the case of liter / min · cm 2.
And a flow rate of 0.3249 liter / min · cm 2 is indicated by a broken line D.

【0064】炉内は、最適温度870度に設定され、不
活性ガスの流量が多くなるほど、炉内の温度ムラが大き
くなる。不活性ガスの流量が0.041リットル/分・
cm 2の場合Aは、拡散炉本体の軸線方向にわたる温度
分布が、868度以上でかつ872度以下の範囲L1で
あり、不活性ガスの流量が、0.13リットル/分・c
2の場合Bは、拡散炉本体の軸線方向にわたる温度分
布が、866度以上でかつ874度以下の範囲であり、
設定温度である870度からの偏差が0.46%以下の
範囲L2である。また不活性ガスの流量が0.3249
リットル/分・cm2の場合Dは、拡散所本体の軸線方
向にわたる温度分布が、864度以上で877度以下の
範囲L3であり設定温度である870度からの偏差が
0.80%以下の範囲で最大の流量となる。
The optimum temperature inside the furnace was set at 870 ° C.
The greater the flow rate of active gas, the greater the temperature unevenness in the furnace.
Become Inert gas flow rate is 0.041 l / min.
cm 2In case A, the temperature is in the axial direction of the diffusion furnace body.
In the range L1 where the distribution is 868 degrees or more and 872 degrees or less
Yes, the flow rate of inert gas is 0.13 liters / min.c
m2In the case of B, the temperature component along the axial direction of the diffusion furnace body
The cloth is in the range of 866 degrees or more and 874 degrees or less,
Deviation from the set temperature of 870 degrees is 0.46% or less
The range is L2. The flow rate of the inert gas is 0.3249.
Liter / minute / cm2In case of, D is the direction of the axis of the diffusion station body
The temperature distribution across the direction is above 864 degrees and below 877 degrees.
The deviation from the set temperature of 870 degrees in the range L3 is
The maximum flow rate is in the range of 0.80% or less.

【0065】不活性ガスは、ガス挿入手段24から大気
温度で炉内に供給され、流下方向X下流側に流れるにつ
れて、加熱手段23によって温度が上昇する。P型シリ
コンウェハ1は、加熱手段23からの熱輻射によって加
熱される。不活性ガスも加熱手段23からの熱輻射によ
って加熱される。また炉内を流下する不活性ガスの流量
が多い場合には、P型シリコンウェハ1は、加熱手段2
3からの熱輻射によって加熱されるとともに、不活性ガ
スからの熱伝達の影響を受ける。これによって不活性ガ
スが流下することによって、拡散炉本体22内に収容さ
れるP型シリコンウェハ1のうち、流下方向X上流側の
ウェハの温度が低くなり、流下方向X下流側のウェハの
温度が高くなる。
The inert gas is supplied from the gas inserting means 24 into the furnace at the atmospheric temperature, and the temperature thereof is raised by the heating means 23 as it flows downstream in the downward direction X. The P-type silicon wafer 1 is heated by heat radiation from the heating means 23. The inert gas is also heated by the heat radiation from the heating means 23. When the flow rate of the inert gas flowing down the furnace is large, the P-type silicon wafer 1 is heated by the heating means 2.
It is heated by the heat radiation from 3 and is affected by the heat transfer from the inert gas. As a result of the inert gas flowing down, the temperature of the P-type silicon wafers 1 housed in the diffusion furnace body 22 on the upstream side in the downflow direction X becomes lower, and the temperature of the wafers on the downstream side in the downflow direction X becomes lower. Becomes higher.

【0066】図9は、不活性ガスの流量を変化させて製
造した太陽電池セルの性能を示すグラフであり、図9
(1)および図9(2)は、不活性ガスの流量が多い、
すなわち0.3249リットル/分・cm2で製造した
場合の太陽電池セルの性能を示し、図9(3)および図
9(4)は、不活性ガスの流量が図9(1)および図9
(2)より少ない、すなわち0.1950リットル/分
・cm2で製造した場合の太陽電池セルの性能を示し、
図9(5)および図9(6)は、不活性ガスの流量が図
9(3)および図9(4)より少ない、すなわち0.0
406リットル/分・cm2で製造した場合の太陽電池
セルの性能を示す。
FIG. 9 is a graph showing the performance of the solar battery cells manufactured by changing the flow rate of the inert gas.
In (1) and FIG. 9 (2), the flow rate of the inert gas is high,
That is, the performance of the solar battery cell when manufactured at 0.3249 liters / minute · cm 2 is shown. FIGS. 9 (3) and 9 (4) show that the flow rate of the inert gas is as shown in FIG. 9 (1) and FIG.
(2) shows the performance of solar cells when manufactured at less than 0.1950 liters / minute · cm 2 ,
9 (5) and 9 (6) shows that the flow rate of the inert gas is smaller than that in FIGS. 9 (3) and 9 (4), that is, 0.0.
The performance of the solar cell when manufactured at 406 liters / minute · cm 2 is shown.

【0067】また図9(1)、図9(3)および図9
(5)は、太陽電池セルの出力電力Pmの偏差を示し、
図9(2)、図9(4)および図9(6)は、太陽電池
セルのリーク電流Idと出力電力Pmとの関係を示す。
9 (1), 9 (3) and 9
(5) shows the deviation of the output power Pm of the solar cell,
9 (2), 9 (4) and 9 (6) show the relationship between the leak current Id of the solar battery cell and the output power Pm.

【0068】図9(2)、図9(4)および図9(6)に示
すように、不活性ガスの流量が増加することによって、
製造される太陽電池セルごとのリーク電流Idのばらつ
きが小さくなり、均一な品質を得ることができる。また
太陽電池セルのリーク電流Idが減少する。また図9
(1)、図9(3)および図9(5)に示すように、不活性
ガスの流量が増加することによって、製造される太陽電
池セルのうち、出力電力Pmが高い太陽電池セルの割合
が増加する。雰囲気ガスの流量を増加させることによっ
て、熱拡散中に拡散処理膜から気化したリンが、雰囲気
ガスによって搬送される。したがって拡散炉本体22内
の気化したリンの濃度を低下することができ、P型シリ
コンウェハの厚み方向他方側に気化したリンが付着する
ことを防止することができる。このように厚み方向他方
側でリンが拡散することがないので、PN接合部分のP
型半導体側にN型半導体部分が形成されることを防ぎ、
PN接合部分を良好に保つことができる。特に、最適温
度の0.80%以内の偏差の温度範囲内を保持した状態
で最大流量の不活性ガスを流下することによってリーク
電流が低下し、最大出力が高い太陽電池セルを製造する
ことができる。最適温度からの偏差が小さい温度範囲に
保持される流量の不活性ガスを流下した場合では流量が
小さすぎ、リーク電流が大きくなるとともに、出力電圧
が低くなる。最適温度から最適温度の0.80%を超え
る偏差の温度範囲となる最大流量の不活性ガスを流下し
た場合では、流量が過大となり炉内の温度ムラが大きく
なり、太陽電池セルの品質にばらつきが生じることがあ
る。
As shown in FIGS. 9 (2), 9 (4) and 9 (6), by increasing the flow rate of the inert gas,
The variation in the leak current Id for each manufactured solar cell is reduced, and uniform quality can be obtained. Further, the leak current Id of the solar battery cell is reduced. Also in FIG.
As shown in (1), FIG. 9 (3) and FIG. 9 (5), the proportion of solar cells with high output power Pm among the solar cells manufactured by increasing the flow rate of the inert gas. Will increase. By increasing the flow rate of the atmospheric gas, phosphorus vaporized from the diffusion treatment film during the thermal diffusion is carried by the atmospheric gas. Therefore, the concentration of vaporized phosphorus in the diffusion furnace main body 22 can be reduced, and vaporized phosphorus can be prevented from adhering to the other side in the thickness direction of the P-type silicon wafer. As described above, since phosphorus does not diffuse on the other side in the thickness direction, P at the PN junction portion
To prevent the N-type semiconductor portion from being formed on the type semiconductor side,
The PN junction portion can be kept good. In particular, by flowing down the maximum flow rate of the inert gas while maintaining the temperature range of the deviation within 0.80% of the optimum temperature, the leak current is reduced, and a solar cell with high maximum output can be manufactured. it can. When an inert gas having a flow rate maintained in a temperature range where the deviation from the optimum temperature is small is flown down, the flow rate becomes too small, the leak current increases, and the output voltage decreases. When a maximum flow rate of an inert gas that falls within the temperature range with a deviation of more than 0.80% from the optimum temperature is flowed down, the flow rate becomes excessive and temperature unevenness in the furnace increases, resulting in variations in the quality of solar cells. May occur.

【0069】図10は、不活性ガスの流量を変化させた
場合に製造される太陽電池セルの性能を示すグラフであ
る。図10において、各点a〜fは、不活性ガスの流量
を変化させた点を示し、aは0.0406リットル/分
・cm2、bは、0.0975リットル/分・cm2、c
は0.1950リットル/分・cm2、dは0.260
0リットル/分・cm2、eは0.3249リットル/分
・cm2、fは0.3899リットル/分・cm2の流量
の不活性ガスを流したときのリーク電流と出力電圧の特
性を示す。表1は、不活性ガスの流量を変化させた場合
に製造される太陽電池セルの性能を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the performance of solar cells manufactured when the flow rate of the inert gas is changed. In FIG. 10, points a to f indicate points at which the flow rate of the inert gas is changed, a is 0.0406 liter / min · cm 2 , b is 0.0975 liter / min · cm 2 , c.
Is 0.1950 liter / min · cm 2 , d is 0.260
The characteristics of the leak current and the output voltage when an inert gas at a flow rate of 0 liter / min · cm 2 , e is 0.3249 liter / min · cm 2 , and f is 0.3899 liter / min · cm 2 are shown. Show. Table 1 is a graph showing the performance of the solar cells manufactured when the flow rate of the inert gas is changed.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】図10および表1に示すように、a点から
d点に向かうにつれて、すなわち不活性ガスの流量が増
加するにつれて、リーク電流Idが減少し、出力電力P
mが増加する。さらにd点からe点に向かうにつれて、
出力電力Pmがほぼ一定に保たれた状態で、リーク電流
Idが減少する。さらにe点からf点に向かうにつれ
て、出力電力Pmが減少する。
As shown in FIG. 10 and Table 1, the leak current Id decreases as the flow rate of the inert gas increases from the point a to the point d, that is, the output power P increases.
m increases. Further, as it goes from the point d to the point e,
The leakage current Id decreases with the output power Pm kept substantially constant. Further, the output power Pm decreases from point e to point f.

【0072】またc点からa点に向かうにつれて、すな
わち不活性ガスを流下する流量が0.195リットル/
分・cm2よりも小さくなると、リーク電流Idが劇的
に増加するとともに、出力電力Pmが小さくなる。これ
は、拡散炉本体22内への不活性ガスの流量が小さくな
ることによって、N+拡散源となる気化したリンが、反
受光面側となる厚み方向他方の面へアウト拡散するから
である。
Further, from the point c to the point a, that is, the flow rate of the inert gas flowing down is 0.195 liter /
When the value is smaller than the minute · cm 2 , the leak current Id increases dramatically and the output power Pm decreases. This is because when the flow rate of the inert gas into the diffusion furnace main body 22 is reduced, the vaporized phosphorus serving as the N + diffusion source is out-diffused to the other surface in the thickness direction, which is the side opposite to the light receiving surface.

【0073】またe点からf点に向かうにつれて、すな
わち不活性ガス流量が0.3249リットル/分・cm
2よりも大きくなると、出力電力Pmが小さくなる。こ
れは、拡散炉本体22内へ供給される不活性ガスの流量
が過大になることによって、拡散炉本体22内の温度ム
ラが大きくなり、P型シリコンウェハの拡散温度条件か
ら大きく逸脱するからである。また不活性ガス流量が、
0.3249リットル/分・cm2よりも大きくなる
と、拡散炉本体22内の温度偏差が大きくなり、製造さ
れる太陽電池セルの品質が均一にならない。
Further, from the point e to the point f, that is, the flow rate of the inert gas is 0.3249 liter / min.cm.
When it becomes larger than 2 , the output power Pm becomes smaller. This is because when the flow rate of the inert gas supplied into the diffusion furnace main body 22 becomes excessively large, the temperature unevenness in the diffusion furnace main body 22 becomes large, which largely deviates from the diffusion temperature condition of the P-type silicon wafer. is there. The inert gas flow rate is
When it is larger than 0.3249 liter / min · cm 2 , the temperature deviation in the diffusion furnace main body 22 becomes large and the quality of the manufactured solar battery cell is not uniform.

【0074】したがって0.195リットル/分・cm
2以上すなわち最適温度を保持できる流量の4倍以上の
不活性ガスを流下することによって、製造される太陽電
池セルのリーク電流Idを小さくし、出力電力Pmの低
下を防止し、品質を均一に保つことができる。
Therefore, 0.195 l / min · cm
By flowing an inert gas of 2 or more, that is, 4 times or more of the flow rate capable of maintaining the optimum temperature, the leak current Id of the manufactured solar cell is reduced, the decrease of the output power Pm is prevented, and the quality is made uniform. Can be kept.

【0075】さらに出力電力Pmが大きくなるe点とd
点との間、すなわち0.2600リットル/分・cm2
以上でかつ0.3249リットル/分・cm2以下の範
囲、すなわち最適温度を保持できる流量の6.5倍以上
でかつ8倍以下の範囲L5で不活性ガスを流下すること
によって、高い出力電力を得ることができる太陽電池セ
ルを製造することができる。
Point e and point d at which the output power Pm further increases
Between points, that is, 0.2600 liters / min · cm 2
High output power is achieved by flowing the inert gas in the range L5 which is not less than 0.3249 liters / minute · cm 2 and not less than 6.5 times and not more than 8 times the flow rate at which the optimum temperature can be maintained. It is possible to manufacture a solar cell capable of obtaining

【0076】以上のように本発明の実施例に従えば、熱
拡散工程において、気化したリンがP型シリコンウェハ
の厚み方向他方側の面に付着することを防止し、かつ拡
散温度範囲を大きく逸脱せずに、拡散炉本体22の拡散
不良が生じない温度範囲で拡散を行うことによって、太
陽電池セルの品質を均一化し、かつリーク電流を低下さ
せ、出力電力の大きい太陽電池セルを製造することがで
きる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, in the thermal diffusion step, vaporized phosphorus is prevented from adhering to the surface on the other side in the thickness direction of the P-type silicon wafer, and the diffusion temperature range is widened. The quality of the solar cells is made uniform and the leak current is reduced by performing the diffusion within the temperature range where the diffusion failure of the diffusion furnace main body 22 does not occur without deviating, and the solar cells with large output power are manufactured. be able to.

【0077】具体的には、図9および図10に示すよう
に、最適温度を保持できる流量の4倍以上でかつ8倍以
下、望ましくは6.5倍以上でかつ8倍以下の流量で不
活性ガスを流下する。本実施例では868度以上でかつ
872度以下の範囲をほぼ一定に保つ0.04リットル
/分・cm2の流量の4倍〜8倍である流量0.195
リットル/分・cm2以上でかつ流量0.320リット
ル/分・cm2以下の流量の不活性ガスが流下される。
流量が拡散温度条件をほぼ一定に保てる流量の4倍未
満、すなわち0.16リットル/分・cm2未満である
と、リーク電流Idが増加し、出力電力Pmが小さくな
る。また流量が拡散温度条件をほぼ一定に保てる流量の
8倍を超える、すなわち流量が0.32リットル/分・
cm2を超えると、拡散炉本体内に温度ムラが生じ、収
容される場所によって太陽電池セルの品質が低下する。
Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, the flow rate is 4 times or more and 8 times or less, preferably 6.5 times or more and 8 times or less of the flow rate at which the optimum temperature can be maintained. Flow down the active gas. In this embodiment, a flow rate of 0.195, which is 4 to 8 times the flow rate of 0.04 liter / min · cm 2 , which keeps the range of 868 degrees or more and 872 degrees or less substantially constant.
An inert gas having a flow rate of not less than liter / minute · cm 2 and not more than 0.320 liter / minute · cm 2 is flowed down.
If the flow rate is less than 4 times the flow rate that can keep the diffusion temperature condition almost constant, that is, less than 0.16 liter / min · cm 2 , the leak current Id increases and the output power Pm decreases. In addition, the flow rate exceeds 8 times the flow rate that can keep the diffusion temperature condition almost constant, that is, the flow rate is 0.32 liter / min.
When it exceeds cm 2 , temperature unevenness occurs in the diffusion furnace main body, and the quality of the solar battery cell deteriorates depending on the storage location.

【0078】特に拡散温度条件をほぼ一定に保てる流量
の6.5倍以上でかつ8.0倍以下の流量範囲にするこ
とによって、より出力電力が向上し、リーク電流が少な
い太陽電池セルを製造することができる。
In particular, by setting the flow rate range of 6.5 times or more and 8.0 times or less of the flow rate that can keep the diffusion temperature condition almost constant, the output power is further improved and the solar battery cell with less leak current is manufactured. can do.

【0079】また拡散炉本体内全体の温度範囲を、拡散
効率が良好な拡散温度の偏差0.80%以下、たとえば
864度以上877度以下に保った状態で、不活性ガス
の流量を最大にすることによって、リーク電流が少ない
太陽電池セルを製造することができる。
Further, the flow rate of the inert gas is maximized with the temperature range of the entire diffusion furnace main body maintained at a diffusion temperature deviation of 0.80% or less, for example, at which diffusion efficiency is good, for example, 864 degrees or more and 877 degrees or less. By doing so, a solar cell with a small leak current can be manufactured.

【0080】また拡散処理膜が付着される厚み方向一方
側の表面が、不活性ガスの流下方向X下流側に配置され
るので、拡散処理膜から気化したリンは、不活性ガスに
よって、流下方向X下流側に搬送されるので、拡散防止
膜に付着することを防止することができる。これによっ
てP型半導体ウェハの厚み方向一方側で気化した不純物
が、半導体基板をまわりこんで厚み方向他方側に飛散す
ることをより確実に防止することができる。
Since the surface on the one side in the thickness direction to which the diffusion-treated film is attached is arranged on the downstream side X in the inflow direction of the inert gas, the phosphorus vaporized from the diffusion-treated film is in the down-flow direction by the inert gas. Since it is transported to the downstream side of X, it can be prevented from adhering to the diffusion prevention film. As a result, it is possible to more reliably prevent the impurities vaporized on one side in the thickness direction of the P-type semiconductor wafer from going around the semiconductor substrate and scattering to the other side in the thickness direction.

【0081】また炉内を流下する雰囲気ガスとして、拡
散処理膜および拡散防止膜と化学反応しないガス、たと
えば不活性ガスが用いられることによって、雰囲気ガス
が化学反応せず、炉内で反応生成物が形成されることを
防止することができる。これによって雰囲気ガスおよび
その反応生成物を次工程で除去する必要がない。また熱
拡散工程で使用された雰囲気ガスが、熱加熱工程の後の
工程におよぼす影響を少なくすることができ、製造され
る太陽電池セルの特性が悪化することを防止することが
できる。
Further, as the atmosphere gas flowing down in the furnace, a gas which does not chemically react with the diffusion treatment film and the diffusion prevention film, for example, an inert gas is used, so that the atmosphere gas does not chemically react and the reaction product in the furnace. Can be prevented from being formed. This eliminates the need to remove the atmospheric gas and its reaction product in the next step. Further, the influence of the atmospheric gas used in the thermal diffusion step on the steps after the thermal heating step can be reduced, and the characteristics of the manufactured solar battery cell can be prevented from being deteriorated.

【0082】また拡散防止膜は、チタン、酸化チタンお
よびガラスの少なくともいずれか1つを含んで成るの
で、気化したリンがP型シリコンウェハの厚み方向他方
側で拡散することを良好に防止することができる。また
熱拡散工程でN型半導体層を形成した後、弗化水素水溶
液を用いて拡散防止剤を除去することによって、拡散防
止剤を容易に弗化水素溶液中に溶出させて除去すること
ができる。
Since the diffusion prevention film contains at least one of titanium, titanium oxide and glass, it is possible to prevent vaporized phosphorus from diffusing on the other side in the thickness direction of the P-type silicon wafer. You can In addition, after the N-type semiconductor layer is formed in the thermal diffusion step, the diffusion inhibitor is removed using an aqueous solution of hydrogen fluoride, whereby the diffusion inhibitor can be easily eluted in the hydrogen fluoride solution and removed. .

【0083】また上述の記載は、本発明の一例示に過ぎ
ず、発明の範囲内でその構成を変更することができる。
たとえば実施例では、P型シリコンウェハにN型半導体
層を形成するとしたが、第1導電型半導体基板に第1導
電型とは異なる第2導電型半導体層を形成すればよく、
たとえば拡散処理剤を換えて、N型半導体基板に、P型
半導体層を形成してもよい。またBSF型(Back Surfa
ce Field)型n+/P/P+太陽電池セルについても適用
することができる。また本実施の形態では、拡散防止剤
および拡散処理剤が液状であり、加熱乾燥させて拡散防
止膜および拡散処理膜を形成するるとしたが、拡散防止
剤および拡散処理剤が固体であって、直接膜状に形成さ
れてもよい。
The above description is merely one example of the present invention, and the configuration can be changed within the scope of the invention.
For example, in the embodiment, the N-type semiconductor layer is formed on the P-type silicon wafer, but the second-conductivity-type semiconductor layer different from the first-conductivity-type may be formed on the first-conductivity-type semiconductor substrate.
For example, the P-type semiconductor layer may be formed on the N-type semiconductor substrate by changing the diffusion treatment agent. BSF type (Back Surfa
It can also be applied to a ce Field) type n + / P / P + solar cell. Further, in the present embodiment, the diffusion inhibitor and the diffusion treatment agent are liquid, and it is assumed that the diffusion prevention film and the diffusion treatment film are solid by heating and drying, but the diffusion prevention agent and the diffusion treatment agent are solid. Alternatively, they may be directly formed into a film shape.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、拡散炉の
温度ムラによる太陽電池セルの品質のばらつきを少なく
し、不純物を半導体基板の表面の第1の所定部分以外の
部分に不純物が拡散することを防止することができる。
たとえばP型半導体基板の厚み方向一方側の表面で拡散
させ、N型半導体層を形成してPN接合部分を形成する
太陽電池セルにおいて、不純物が半導体基板の厚み方向
他方の面からP型半導体基板に透過することを防ぐこと
ができる。これによってPN接合部分のうちP型半導体
層側に、N型半導体部分が形成されることを防止し、P
型半導体の比率を向上させることができ、PN接合部分
の接合不良を少なくすることができる。これによってリ
ーク電流が少なく、電力特性の向上した太陽電池セルを
ムラなく製造することができ、太陽電池セルの歩止りを
向上することができ、生産コストを安価にすることがで
きる。
As described above, according to the present invention, the variation in the quality of the solar cell due to the temperature unevenness of the diffusion furnace is reduced, and the impurities are introduced into a portion other than the first predetermined portion of the surface of the semiconductor substrate. It is possible to prevent the diffusion.
For example, in a solar cell in which an N-type semiconductor layer is formed by diffusing on one surface in the thickness direction of a P-type semiconductor substrate to form a PN junction portion, impurities are introduced from the other surface in the thickness direction of the semiconductor substrate. Can be prevented from penetrating into. This prevents formation of the N-type semiconductor portion on the P-type semiconductor layer side of the PN junction portion, and P
The ratio of the type semiconductors can be improved, and the defective bonding at the PN junction portion can be reduced. As a result, it is possible to manufacture solar cells with little leakage current and improved power characteristics, to improve the yield of the solar cells, and to reduce the production cost.

【0085】また本発明によれば、予め定める温度範囲
が、成長効率が最も高くなる最適温度からの偏差が最適
温度の0.80%以下となる範囲内であって、最大流量
となる雰囲気ガスの流量を流下することによって、炉内
の温度ムラの影響による太陽電池セルの品質の偏差を小
さくし、第1の所定部分以外への拡散を防止することが
できる。これによって高品質な太陽電池セルをムラなく
製造することができる。
Further, according to the present invention, the predetermined temperature range is within a range in which the deviation from the optimum temperature at which the growth efficiency is the highest is 0.80% or less of the optimum temperature and the maximum flow rate is the atmospheric gas. By flowing down the flow rate of, it is possible to reduce the deviation of the quality of the solar battery cells due to the influence of temperature unevenness in the furnace, and to prevent the diffusion to other than the first predetermined portion. As a result, high-quality solar cells can be manufactured evenly.

【0086】また本発明によれば、不純物半導体層の成
長効率が最も高くなる最適温度に保持できる流量の4倍
以上でかつ8倍以下となるように、雰囲気ガスを流下す
ることによって、第1の所定部分以外への拡散を防止す
るとともに炉内の温度ムラの影響による品質の偏差を少
なくすることができる。これによって高品質な太陽電池
セルを製造することができる。
Further, according to the present invention, by flowing the atmospheric gas so that the growth efficiency of the impurity semiconductor layer is 4 times or more and 8 times or less of the flow rate that can be maintained at the optimum temperature that maximizes the growth efficiency, Can be prevented from diffusing to a portion other than a predetermined portion, and the quality deviation due to the influence of temperature unevenness in the furnace can be reduced. This makes it possible to manufacture high quality solar cells.

【0087】また本発明によれば、不純物半導体層の成
長効率が最も高くなる最適温度に保持できる流量の6.
5倍以上でかつ8倍以下となるように、雰囲気ガスを流
下することによって、第1の所定部分となる所望の部分
以外への拡散を防止するとともに炉内の温度ムラの影響
による拡散不良を防止することをさらに確実に実現する
ことができる。
Further, according to the present invention, the flow rate of 6. which can be maintained at the optimum temperature that maximizes the growth efficiency of the impurity semiconductor layer.
By flowing the atmospheric gas so as to be not less than 5 times and not more than 8 times, it is possible to prevent diffusion to a portion other than a desired portion which is the first predetermined portion, and to prevent diffusion failure due to the influence of temperature unevenness in the furnace. The prevention can be realized more reliably.

【0088】また本発明によれば、炉内の温度を予め定
める温度範囲内に保持でき、かつ標準状態で0.195
リットル/分・cm2以上の流量となるように、雰囲気
ガスを流下することによって、第1の所定部分以外への
拡散を防止するとともに炉内の温度ムラの影響による拡
散不良を防止することを好適に実現することができる。
Further, according to the present invention, the temperature in the furnace can be maintained within a predetermined temperature range, and it is 0.195 in the standard state.
By flowing down the atmospheric gas so that the flow rate is at least 1 liter / min · cm 2 , it is possible to prevent diffusion to other than the first predetermined portion and to prevent defective diffusion due to the influence of temperature unevenness in the furnace. It can be realized suitably.

【0089】また本発明によれば、拡散防止処理剤が付
着される半導体基板の厚み方向他方側の表面が、雰囲気
ガスの流下方向上流側に臨んで配置されるので、半導体
基板の厚み方向一方側で気化した不純物が、半導体基板
をまわりこんで厚み方向他方側に飛散することをより確
実に防止することができる。これによって半導体基板の
厚み方向他方側で拡散が生じることを防止し、製造され
た太陽電池セルのリーク電流をより低下させることがで
きる。
Further, according to the present invention, since the surface of the semiconductor substrate on the other side in the thickness direction to which the diffusion preventive agent is attached faces the upstream side in the flowing direction of the atmospheric gas, one side in the thickness direction of the semiconductor substrate. It is possible to more reliably prevent the impurities vaporized on the side from going around the semiconductor substrate and scattering to the other side in the thickness direction. This can prevent diffusion from occurring on the other side in the thickness direction of the semiconductor substrate, and further reduce the leak current of the manufactured solar cell.

【0090】また本発明によれば、雰囲気ガスが拡散処
理剤および拡散防止剤と化学反応しないガス、たとえば
不活性ガスであるので、熱拡散工程の後で、雰囲気ガス
による反応生成物を除去する必要がなく、次工程に及ぼ
す影響を少なくすることができ、製造される太陽電池セ
ルの特性が悪化することを防止することができる。
Further, according to the present invention, since the atmospheric gas is a gas that does not chemically react with the diffusion treating agent and the diffusion preventing agent, for example, an inert gas, the reaction product due to the atmospheric gas is removed after the thermal diffusion step. There is no need to do so, the influence on the next process can be reduced, and the characteristics of the manufactured solar battery cell can be prevented from deteriorating.

【0091】本発明によれば、拡散防止剤は、チタン、
酸化チタンおよびガラスのいずれか1つを含んで成るの
で、拡散処理剤から気化した不純物が、第2の所定部分
で拡散することを良好に防止することができる。
According to the invention, the diffusion inhibitor is titanium,
Since it contains at least one of titanium oxide and glass, it is possible to favorably prevent the impurities vaporized from the diffusion treatment agent from diffusing in the second predetermined portion.

【0092】また本発明によれば、熱拡散工程で第1の
所定位置に不純物半導体層を形成した後、拡散防止剤を
弗化水素溶液で除去する防止剤除去工程を含み、弗化水
素水溶液を用いて、拡散防止剤を除去することによっ
て、拡散防止剤を容易に弗化水素溶液中に溶出させて除
去することができる。
Further, according to the present invention, after the impurity semiconductor layer is formed at the first predetermined position in the thermal diffusion step, an inhibitor removing step of removing the diffusion inhibitor with a hydrogen fluoride solution is included, and the hydrogen fluoride aqueous solution is included. By removing the diffusion inhibitor by using, the diffusion inhibitor can be easily eluted in the hydrogen fluoride solution and removed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の一形態の太陽電池セルの製造方
法の一部であるPN接合部分を形成する工程を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing a step of forming a PN junction part which is a part of a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.

【図2】太陽電池セルの製造工程を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a solar battery cell.

【図3】太陽電池セルのPN接合部形成工程を含む製造
工程を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing process including a PN junction forming process of a solar cell.

【図4】本発明の太陽電池セルの製造方法に用いられる
拡散炉20の主要な構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a main configuration of a diffusion furnace 20 used in the method for manufacturing a solar cell of the present invention.

【図5】拡散処理剤および拡散防止剤によって拡散処理
膜41および拡散防止膜40が形成された状態のP型シ
リコンウェハ1を示す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing the P-type silicon wafer 1 in a state where the diffusion treatment film 41 and the diffusion prevention film 40 are formed by the diffusion treatment agent and the diffusion prevention agent.

【図6】拡散防止膜41が形成されるP型シリコンウェ
ハ1の厚み方向他方側の面を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing the other surface in the thickness direction of the P-type silicon wafer 1 on which the diffusion prevention film 41 is formed.

【図7】拡散処理膜40が形成されるP型シリコンウェ
ハ1の厚み方向一方側の面を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a surface on one side in the thickness direction of the P-type silicon wafer 1 on which the diffusion treatment film 40 is formed.

【図8】不活性ガスの流量を変化した場合の拡散炉本体
22内の温度分布を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a temperature distribution in the diffusion furnace main body 22 when the flow rate of the inert gas is changed.

【図9】不活性ガスの流量を変化させて製造した太陽電
池セルの性能を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the performance of solar cells manufactured by changing the flow rate of an inert gas.

【図10】不活性ガスの流量を変化させた場合に製造さ
れる太陽電池セルの性能を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the performance of solar cells manufactured when the flow rate of the inert gas is changed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型シリコンウェハ 3 N型半導体層 4 裏面電界層 5 反射防止層 8 表側電極 9 裏側電極 10 はんだ 20 拡散炉 21 ダンパーボート 22 拡散炉本体 23 加熱手段 40 拡散防止膜 41 拡散処理膜 X 流下方向 1 P-type silicon wafer 3 N-type semiconductor layer 4 Back surface electric field layer 5 Antireflection layer 8 Front electrode 9 Back electrode 10 Solder 20 diffusion furnace 21 damper boat 22 Main body of diffusion furnace 23 Heating means 40 Diffusion prevention film 41 Diffusion treated film X downflow direction

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面の第1の所定部分に拡
散処理剤を付着させるとともに、第2の所定部分に拡散
防止剤を付着させる付着工程と、 炉内を流下する雰囲気ガスの流量が、炉内の温度を予め
定める温度範囲内に保持できる最大流量となるように、
雰囲気ガスが流下される炉内で、拡散処理剤および拡散
防止剤が付着された複数の半導体基板を加熱する熱拡散
工程とを含むことを特徴とする太陽電池セルの製造方
法。
1. A step of adhering a diffusion treatment agent to a first predetermined portion of a surface of a semiconductor substrate and a diffusion preventive agent to a second predetermined portion of the semiconductor substrate, and a flow rate of an atmospheric gas flowing down in the furnace. In order to keep the temperature inside the furnace at the maximum flow rate that can be maintained within the predetermined temperature range,
And a thermal diffusion step of heating a plurality of semiconductor substrates to which a diffusion treatment agent and a diffusion inhibitor are adhered in a furnace in which an atmospheric gas is flown down.
【請求項2】 前記予め定める温度範囲は、半導体基板
に形成する不純物半導体層の成長効率が最も高くなる最
適温度からの偏差が、最適温度の0.80%以下となる
範囲であることを特徴とする請求項1記載の太陽電池セ
ルの製造方法。
2. The predetermined temperature range is a range in which the deviation from the optimum temperature at which the growth efficiency of the impurity semiconductor layer formed on the semiconductor substrate is highest is 0.80% or less of the optimum temperature. The method for manufacturing a solar cell according to claim 1.
【請求項3】 半導体基板の表面の第1の所定部分に拡
散処理剤を付着させるとともに、第2の所定部分に拡散
防止剤を付着させる付着工程と、 炉内を流下する雰囲気ガスの流量が、炉内の温度を半導
体基板に形成する不純物半導体層の成長効率が最も高く
なる最適温度に保持できる流量の4倍以上でかつ8倍以
下となるように、雰囲気ガスが流下される炉内で、拡散
処理剤および拡散防止剤が付着された複数の半導体基板
を加熱する熱拡散工程とを含むことを特徴とする太陽電
池セルの製造方法。
3. A step of adhering a diffusion treatment agent to a first predetermined portion of a surface of a semiconductor substrate and a diffusion preventive agent to a second predetermined portion of the semiconductor substrate, and a flow rate of an atmospheric gas flowing down in the furnace. In the furnace in which the atmospheric gas is flowed so that the temperature in the furnace is 4 times or more and 8 times or less than the flow rate that can be maintained at the optimum temperature at which the growth efficiency of the impurity semiconductor layer formed on the semiconductor substrate is highest. And a thermal diffusion step of heating a plurality of semiconductor substrates having a diffusion treatment agent and a diffusion prevention agent attached thereto, the method for producing a solar cell.
【請求項4】 雰囲気ガスの流量は、前記最適温度を保
持できる流量の6.5倍以上でかつ8倍以下であること
を特徴とする請求項3記載の太陽電池セルの製造方法。
4. The method for manufacturing a solar battery cell according to claim 3, wherein the flow rate of the atmospheric gas is 6.5 times or more and 8 times or less the flow rate capable of maintaining the optimum temperature.
【請求項5】 半導体基板の表面の第1の所定部分に拡
散処理剤を付着させるとともに、第2の所定部分に拡散
防止剤を付着させる付着工程と、 炉内を流下する雰囲気ガスの流量が、炉内の温度を予め
定める温度範囲内に保持でき、かつ標準状態で0.19
5リットル/分・cm2以上の流量となるように、雰囲
気ガスが流下される炉内で、拡散処理剤および拡散防止
剤が付着された複数の半導体基板を加熱する熱拡散工程
とを含むことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
5. A step of adhering a diffusion treatment agent to a first predetermined portion of a surface of a semiconductor substrate and a diffusion preventive agent to a second predetermined portion of the semiconductor substrate, and a flow rate of an atmospheric gas flowing down in the furnace. The temperature inside the furnace can be kept within a predetermined temperature range, and it is 0.19 in the standard state.
And a thermal diffusion step of heating a plurality of semiconductor substrates to which a diffusion treatment agent and a diffusion inhibitor are attached in a furnace in which an atmospheric gas is flown so that the flow rate is 5 liters / minute · cm 2 or more. A method for manufacturing a solar cell, comprising:
【請求項6】 半導体基板の厚み方向一方表面に拡散処
理剤が付着され、半導体基板の厚み方向他方表面に拡散
防止剤が付着され、 各半導体基板は、雰囲気ガスの流下方向上流側に厚み方
向他方表面を臨ませて配置されることを特徴とする請求
項1〜5のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
6. A diffusion treatment agent is adhered to one surface of the semiconductor substrate in the thickness direction, and a diffusion inhibitor is adhered to the other surface of the semiconductor substrate in the thickness direction. It arrange | positions so that the other surface may be faced and the manufacturing method of the photovoltaic cell in any one of the Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
【請求項7】 雰囲気ガスは、半導体基板に付着される
拡散処理剤および拡散防止剤と化学反応しないガスであ
ることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の太
陽電池セルの製造方法。
7. The manufacturing of a solar cell according to claim 1, wherein the atmospheric gas is a gas that does not chemically react with the diffusion treatment agent and the diffusion inhibitor attached to the semiconductor substrate. Method.
【請求項8】 前記拡散防止剤は、チタン、酸化チタン
およびガラスの少なくともいずれか1つを含んで成るこ
とを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の太陽電
池セルの製造方法。
8. The method for manufacturing a solar battery cell according to claim 1, wherein the diffusion inhibitor contains at least one of titanium, titanium oxide and glass.
【請求項9】 熱拡散工程で半導体基板の表面の第1の
所定位置に不純物半導体層を形成した後、半導体基板の
表面の第2の所定位置に付着された拡散防止剤を、弗化
水素溶液に溶出させて除去する防止剤除去工程を含むこ
とを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の太陽電
池セルの製造方法。
9. An impurity semiconductor layer is formed at a first predetermined position on the surface of the semiconductor substrate by a thermal diffusion process, and then a diffusion inhibitor attached at a second predetermined position on the surface of the semiconductor substrate is treated with hydrogen fluoride. The method for producing a solar battery cell according to any one of claims 1 to 8, further comprising a step of removing the inhibitor by eluting it into a solution and removing it.
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Cited By (3)

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