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JPS61500755A - How to manufacture solar cells - Google Patents

How to manufacture solar cells

Info

Publication number
JPS61500755A
JPS61500755A JP60500712A JP50071285A JPS61500755A JP S61500755 A JPS61500755 A JP S61500755A JP 60500712 A JP60500712 A JP 60500712A JP 50071285 A JP50071285 A JP 50071285A JP S61500755 A JPS61500755 A JP S61500755A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
substrate
silicon substrate
mask
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60500712A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ゴンシオラウスキー,ロナルド・シー
ヤテス,ダグラス・エイ
Original Assignee
モ−ビル・ソラ−・エナ−ジ−・コ−ポレ−シヨン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by モ−ビル・ソラ−・エナ−ジ−・コ−ポレ−シヨン filed Critical モ−ビル・ソラ−・エナ−ジ−・コ−ポレ−シヨン
Publication of JPS61500755A publication Critical patent/JPS61500755A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この出願は、1983年12月19:l出願の米国特許出願第563292号の 継続出願である1984年10月31日出願の米国特許出願第666972号の 一部継続出願である。[Detailed description of the invention] This application is filed under U.S. Patent Application No. 563,292, filed December 19, 1983: No. 666,972, filed October 31, 1984, which is a continuation application. This is a partial continuation application.

この発明は光電池の製造に、更に詳しくは、水素不活性化中に発生した損傷表面 層が表面電極の金属化のためのめっき用マスクとして使用される多結晶シリコン 太w!!j−池を製造°する改良された安価な方法に関係している。This invention relates to the production of photovoltaic cells, and more particularly to the production of photovoltaic cells, and more particularly to Polycrystalline silicon layer used as plating mask for surface electrode metallization Thick lol! ! It is concerned with an improved and inexpensive method of manufacturing J-ponds.

従来シリコン太陽電池の一般的な製造方法は、シリコンのウェハ又はリボンの表 面側に適当なビーバントを拡散させることによってPN接合を形成する段階、そ の表面に形成された保護絶縁被覆1に格子状雪掻・ξターンを食刻する段階、食 刻によって露出したすべてのシリコンにニッケルめっきを施す段階、このニッケ ル上;て銅及びすすをめっきする段階、表面から絶縁被覆層の残りの部分を除去 する段階、並びに表面の新しく露出した部分に反射防止膜を施す段階を含んで込 る。Conventional methods for manufacturing silicon solar cells typically involve the production of silicon wafers or ribbons. forming a PN junction by diffusing a suitable beavant on the surface side; The step of etching grid-like snow scrapes and ξ turns on the protective insulating coating 1 formed on the surface of the This step involves applying nickel plating to all the silicon exposed by engraving. Step of plating copper and soot on the surface, removing the remaining part of the insulation coating layer from the surface and applying an anti-reflective coating to the newly exposed portion of the surface. Ru.

このような手順はIg晶又は多結晶シリコンのいずれにも施すことができるが、 費用の点を考慮すると多結晶シリコンから太陽電池を製造することが望ましい。Although such a procedure can be applied to either Ig crystal or polycrystalline silicon, Considering cost, it is desirable to manufacture solar cells from polycrystalline silicon.

しかしながら、周知のように、粒界、転位部などにおける少数キャリヤ喪失のた めに、多結晶シリコン太陽電池で達成される効率は単結晶電池のものよりも一般 によくない。この情況は、−価の元素、例えば水素を結晶構造中に導入して構造 欠陥と関係したダングリング結合と化合させて、少数キャリヤの再結合喪失をゑ 少眼にすることによって改善されてきた。However, as is well known, minority carriers are lost at grain boundaries, dislocations, etc. Therefore, the efficiency achieved with polycrystalline silicon solar cells is generally lower than that of monocrystalline cells. It's not good for This situation can be solved by introducing -valent elements, such as hydrogen, into the crystal structure. Combining with defect-related dangling bonds to reduce recombination loss of minority carriers. It has been improved by making the eyes smaller.

技術上知られているように、光電池製造工程を設計する際の重要な考慮事項は、 水素不活性化段階に続く任意の段階における時間及び温度の組合せをシリコン中 に導入された水素が不活性化された基板から逆に拡散しないようにすることであ る。すなわち、゛例えば”、真丑中で半時間の間600℃の温度にさらされた水 素不活性化された光電池は、その観測された電子ビーム誘起電流活動率によって 証明されるように、全ての結合水素を殆んど喪失することが判明している。この 点に関して注意するべきことであるが、太i場電池製造に2ける接合拡散段階は 典型的には900℃の程度の温度を必要とする。As known in the art, important considerations when designing a photovoltaic manufacturing process are: The time and temperature combinations in any step following the hydrogen passivation step in silicon This prevents the hydrogen introduced into the substrate from diffusing from the inactivated substrate. Ru. That is, ``For example,'' water exposed to a temperature of 600°C for half an hour in a The elementary passivated photovoltaic cell is shown to be As evidenced, it has been found that almost all bonded hydrogens are lost. this It should be noted that the second junction diffusion step in the production of solar cells is Typically temperatures on the order of 900°C are required.

水素不活性化は通常光電池を十分に高い温度に加熱して銅のような卑金属を接合 中に拡散させ、これにより「ソフト」ダイオード又は短絡を生じさせることも又 判明している。例えば、号)においてシー・エイチ・シーガー(C,H,Saa ger )、ディー・ジエイ・シャープ(D、 J、 5harp)、ジエイ・ ケイ・ジー・パニック(J、 K、 G、 Pan1tz ) 及(jアール・ ブイ・グイエロ(R,V、 D’Aiello)によって示されたように、多結 晶シリコンの不活性にはキロ電子ボルトのエネルギー領域の水素イオンを発生す るのに使用されるカウフマン形イオン源金用いて行うことができる。高イオンエ ネルギー及びフシックス(例えば1ないし3ミリアン4ア毎平方七ンチメートル )領域における比較的短い露出時間(例えば0.5ないし4分)が最適のようで ある。Hydrogen passivation typically involves heating the photovoltaic cell to a sufficiently high temperature to bond base metals such as copper. It is also possible to diffuse into the It's clear. For example, C, H, Saa ger), D.G. Sharp (D, J, 5harp), G.A. K.G. Panic (J, K, G, Pan1tz) and (JR. As shown by R, V, D'Aiello, The inertness of crystalline silicon generates hydrogen ions in the kiloelectron volt energy range. This can be done using a Kaufmann type ion source, which is used for High ion energy and fusics (e.g. 1 to 3 mian/4 a/sq. ) relatively short exposure times (e.g. 0.5 to 4 minutes) seem to be optimal. be.

このような露出は一般に、基板が適当な放熱体に注意深く接触させられている場 合、基板温度を少なくとも約275℃まで上昇させることになる。そうでない場 合には、400℃を越える温度が容易に達成される。しかしながら、シリコン母 材中への卑金属の急速な拡散を避けるために温度を約300℃未満(て制限する ことが重要である。しかし、不活性化中に2いて熱制帥を行うための基板及び放 熱体の操作は容易にその種のイオン源での高速処理工程における処理速度減小要 因となる。従って、低費用高速処理工程を得るためには放熱体の使用を避けるこ とが望ましい。更に、経済的に生産することのできるEFG形シリコンリボンの 場合K1−1、表面の不揃いが放熱体の使用を困難にしている。Such exposure generally occurs when the board is carefully contacted with a suitable heat sink. In this case, the substrate temperature will increase to at least about 275°C. If not In some cases, temperatures in excess of 400°C are easily achieved. However, silicon mother Limit temperatures below approximately 300°C to avoid rapid diffusion of base metals into the material. This is very important. However, the substrate and radiation for thermal suppression during passivation are Manipulation of the hot body easily reduces the need for processing speed reductions in high-speed processing steps with these types of ion sources. cause Therefore, to obtain a low-cost, high-speed processing process, it is necessary to avoid the use of heat sinks. is desirable. Furthermore, we have developed an EFG type silicon ribbon that can be produced economically. In case K1-1, the unevenness of the surface makes it difficult to use the heat sink.

その上、水素不活性化は基部のシリコン面が露出しているときに最も有効である 。従って、表面の電極間領域を覆うことによって表面の格子状電極パターンを規 定するのに使用される任意の「ポジの」めっき用マスクは不活性化中所定の場逝 にあるべきではない。Moreover, hydrogen passivation is most effective when the underlying silicon surface is exposed. . Therefore, the lattice electrode pattern on the surface is defined by covering the area between the electrodes on the surface. Any “positive” plating mask used to It shouldn't be.

同時係属出願中の米国特許出願第563061号(代理人の書類番号MTA−4 9)に記載されているように、水素イオンビーム不活性化の際に発生した変質表 面層は選択された金属の置換めっきを含むその後の金瞑化段階のためのめっき用 マスクとして使用することができる。シリコン太陽電池の製造に適用されたとこ ろの米国特許出願M563061号に詳にdに記載された方法の採択実施り1で は、特に次の諸段階を含んでいる。(1)浅い接合のシリコンリボンの表面に誘 電材料のめっき用マスクを形成して後に表面電極によって覆われることになるシ リコンの部分を露出させたままにするようにする段階、(2)露出したシリコン 上にニッケル(又は類似の材料)の薄い層を付着させる段階、(3)めっき用マ スクを除去する段階、(4)光電池の接合側を水素不活性化する段階、(5)ニ ッケルを焼結して部分的にけい化ニッケルを形成する段階、(6)光電池の金属 被覆部分上に付加的なニッケルを置換めっきする段階、(7)ニッケル上に銅の 層を電気めっきする段階、及び(8)シリコンの露出面全体に反射防止膜を施す 段階。その後、シリコンは、例えば電気回路に接続できるようにするために、更 に処理されることになろう。別の方法においては、不活性化中の資料の加熱はニ ッケル焼結段階に対するエネルギーの少なくとも一部分を供給する。Co-pending U.S. Patent Application No. 563,061 (Attorney Docket No. MTA-4 9), the table of alterations that occurred during hydrogen ion beam inactivation. The surface layer is used for plating for subsequent metallization steps, including displacement plating of selected metals. Can be used as a mask. Applied to the production of silicon solar cells In the adopted implementation 1 of the method described in detail in U.S. Patent Application No. M563061, d. includes, inter alia, the following steps: (1) Induction on the surface of a shallowly bonded silicon ribbon Forming a mask for plating electrical materials and forming a mask that will later be covered with a surface electrode. (2) Exposed Silicon (3) depositing a thin layer of nickel (or similar material) on top of the plating matrix; (4) hydrogen inactivation of the bonding side of the photovoltaic cell, (5) sintering nickel to partially form nickel silicide; (6) photovoltaic metal; (7) displacement plating additional nickel on the coated portion; (7) displacing copper on the nickel; (8) applying an anti-reflective coating to the entire exposed surface of the silicon; step. The silicon is then further modified, for example to be able to connect it to an electrical circuit. will be processed. In another method, heating the material during inactivation is Provides at least a portion of the energy for the Keckel sintering step.

このような手順は(1)不活性化の前に最初のめっき用マスクの除去を可能にし くよシ良い不活性化を可能にし)且つ(2)金属化の前に付加的なマスク付着段 階を必要とすることなく卑金属の付着前に不活性化を可能にする(不活性化中の 卑金属の拡散によって引き起こされる不良光電池発生の危険性をなくすると共に 、不活性化中の基板の精密な温度制御に対する必要性又は不活性化に続く写真食 刻段階の必要性をなくすることにより製造工程を簡単化する)ことが認められる であろうが、この工程は更に改善することができる。すなわち、卑金属拡散を防 止するのに必要な温度制御(@度はなるべくならば約300℃未満)は不必要に されたけれども、基板の母材内でニッケル又はけい化ニッケルが比較的遅い拡散 速度においてではあっても拡散するために不良光゛電池発生の危険性がなお存在 する。Such a procedure (1) allows for the removal of the initial plating mask before passivation; (2) an additional mask deposition step prior to metallization. Allows passivation prior to base metal deposition without the need for layers (during passivation) Eliminating the risk of defective photovoltaic cells caused by base metal diffusion and , the need for precise temperature control of the substrate during passivation or photolithography following passivation. (simplifies the manufacturing process by eliminating the need for a cutting step) However, this process can be further improved. In other words, it prevents base metal diffusion. The temperature control required to stop the heat (preferably below about 300°C) is unnecessary. However, the diffusion of nickel or nickel silicide within the matrix of the substrate is relatively slow. Even at this speed, there is still a risk of defective photovoltaic cells due to diffusion. do.

更に、今概説したばかりの方法は、最初の金属化の前に基板上に付加的な層とし てめっき用マスクを形成することを必要とし、従ってこの範囲までは付加的な処 理及び材料を必要とする。Additionally, the method just outlined requires additional layers on the substrate before the first metallization. therefore, additional processing is required to this extent. Requires processing and materials.

発明の目的 従って、高温処理段階の後ではあるが任意の表面金属化の前に水素不活性化段階 を含んでいる太陽電池の製造のための処理順序を提供することがこの発明の目的 である。Purpose of invention Therefore, a hydrogen passivation step is required after the high temperature treatment step but before any surface metallization. It is an object of this invention to provide a processing sequence for the manufacture of solar cells containing It is.

水素不活性化後の露出した不活性化面の金属化を防止するためにめっき用マスク を形成することを必要としないその種の処理順迅を提供することがこの発明の別 の目的である。Plating mask to prevent metallization of exposed passivation surfaces after hydrogen passivation It is another advantage of this invention to provide that kind of processing speed that does not require forming a This is the purpose of

発明の詳細な説明 これら及びその他の目的は、シリコン太陽電池の製造に適用されたところの採択 実施例に2いて特に次の諸段階を含んでいる工程によって実現される。すなわち 、rl)P形シリコンリボン中((す/しを拡散させて浅い接合を形成するよう にし、その際同時にこの接合に隣接したリボンの面にシんけい酸塩(ホスホシリ ケート)ガラスの層を形成する段階、(2)「ネガの」めっき用マスクの形式で (適当なホトL/シスト調金品及びエツチングを用いて)写真食刻法によりシん けい酸塩ガラスの格子状電極パターンを形成する(すなわち、その後表面電型を 取り付けることが望まれる基板の領域上にのみりんけい酸塩ガラスを残す)段階 、(3)シリコンリボンの反対側をアルミニウムペーストで被覆する段階、(4 )シリコンを加熱してアルミニウムを合金fヒするようにする段階、(5)光電 池の接合側を水素不活性化すると同時にシんけい酸塩ガラス電極パターン間の覆 われていないシリコン基板に変質層を形成する段階、(6)残シのシんけ(へ酸 塩ガラスをエツチングによシ除く段階、及び(7)置換めっきによシニッケルの :うな選択された金属で非変質露出シリコンとアルミニウムとを金属化する段階 。その後、シリコンは、例えば電気回路に接続できるように準備するために更に 処理し、又反射防止膜を施せばよい。Detailed description of the invention These and other purposes were adopted as applied to the production of silicon solar cells. This is achieved by a process in Example 2, which particularly includes the following steps. i.e. , rl) in a P-type silicon ribbon (to form a shallow junction by diffusing (su/shi) and at the same time apply phosphosilicate to the surface of the ribbon adjacent to this bond. (2) forming a layer of glass; (2) in the form of a "negative" plating mask; Printed by photo-etching (using suitable photo-L/cyst preparation and etching) Forming a grid-like electrode pattern on the silicate glass (i.e., subsequently surface electrotyping) Step 2: Leaving the phosphosilicate glass only on the area of the substrate where it is desired to attach it , (3) coating the opposite side of the silicon ribbon with aluminum paste; (4) ) heating silicon to form an alloy with aluminum; (5) photoelectronic heating; Hydrogen inertization of the bonding side of the pond and at the same time a cover between the silosilicate glass electrode patterns. Step of forming an altered layer on the uncoated silicon substrate, (6) sinking the residue (7) removing the salt glass by etching, and (7) displacing the nickel by displacement plating. : Metallization of unaltered exposed silicon and aluminum with selected metals . The silicon is then further processed to prepare it so that it can be connected to an electrical circuit, for example. It may be treated and coated with an anti-reflection coating.

ここで使用されたように「置換めっき」の用語は、還元剤を含んでいないめっき 浴中に物体を浸すことによって外部印加電界を用いることなく物体を金属でめっ きする方法を意味し、従ってこのめっきは置換反応を必然的に伴う。置換めっき は、無電解めっきが還元剤を含んでいるめっき浴を必要とするという点で無電解 めっきとは区別される。As used here, the term "displacement plating" refers to plating that does not contain a reducing agent. Objects can be plated with metal without an externally applied electric field by immersing the object in a bath. Therefore, this plating necessarily involves a substitution reaction. displacement plating is electroless in that electroless plating requires a plating bath that contains a reducing agent. It is distinguished from plating.

この製造1頂序には幾つかの重要な利点がある。表面電極の付着を不活性化後ま で遅延させることによって、その後の処理段階中に電1材料が接合部に拡散する ことによシ光電池が不良品になるすべての危険性が著しく減少する。不活性化中 の温度制御が一段と臨界的なものではなくなるので、放熱処理をしないでも済む 。それゆえ、この方法は高速処理イオンビーム不活性化を可能にする。加えて、 採択した方法は、接合を形成する方法の結果として形成されたガラス層をネガの めっき用マスクの本体として利用することによって(最初にガラスを除去する) エツチング段階と(めっき用マスクのための材料を与える)被覆段階の両方とも 排除され、ガラスはその代りに両段階において除去される。This manufacturing monotopic order has several important advantages. After inactivating the surface electrode adhesion, The D1 material diffuses into the joint during subsequent processing steps by delaying the In particular, any risk of the photovoltaic cell becoming defective is significantly reduced. Inactivating Temperature control becomes less critical, so there is no need for heat dissipation treatment. . Therefore, this method enables fast-throughput ion beam deactivation. In addition, The method adopted is to apply the glass layer formed as a result of the method of forming the bond to a negative By using it as the body of a plating mask (remove the glass first) Both the etching stage and the coating stage (providing material for the plating mask) glass is instead removed in both stages.

この発明のその池の目的は一部分は明白であろうし、又一部分は以下において明 らかになるであろう。この発明は従って、次の詳細な開示事項に2いて例示され ている幾つかの段階及びこれらの段階の一つ以上のものとその他のもののそれぞ れとの関係からなっておシ、又この発明の範囲は請求の範囲に示され細な説明が 参照されるべきであるが、この説明は、この発明の採択形態に従って太陽電池を 製造する際に関係のある多くの段階分図示した添付の図面と一緒に考慮されるべ きものである。The object of this invention will be partly obvious, and partly will be clear below. It will become clear. The invention is therefore illustrated in the following detailed disclosure. several stages, and one or more of these stages and each of the others. The scope of the invention is indicated in the claims and detailed description is not provided. It should be noted that this description describes solar cells according to the adopted form of this invention. It should be considered in conjunction with the accompanying drawings which illustrate the many stages involved in manufacturing. It is a kimono.

図面を通して同様の符号は同様の構造を示している。Like numerals indicate similar structures throughout the drawings.

図面に2いて、幾つかの被覆及び領域の厚さ及び深さは図示の都合上それらの相 対的な比率に従って正確に図示されてはいない。2 in the drawings, the thicknesses and depths of some coatings and regions may be relative to each other for illustrative purposes. It is not shown exactly according to the relative proportions.

発明の詳細な説明 今度は図面について述べると、この発明の採択実施例はEFG成長P形シリコン リボンからの太陽電池の製造に関係している。Detailed description of the invention Now referring to the drawings, the adopted embodiment of this invention is an EFG-grown P-type silicon. It is concerned with the production of solar cells from ribbons.

最初の工程要件として、事前清浄化されたEFG P形導電のシリコンリボン2 の一方側(以下、「表側」という)が、比較的浅い接合4(すなわち、約300 0ないし約7000オングストロームの深さの接合)、N形導電領域6、及び妥 当な厚さの(例えば、少なくとも1500オングストロームの程度の)層のシん けい酸塩ガラス8を生じるように計算されたシん拡散工程を受ける。−例として 、エラジブファインド・フイルムフエツト成長(edge −defined  fllm−fed growth、 EFG )法によシ製作され且つ約5Ω口 の抵抗率を持っているP形導電のシリコンリボンが、約4=1ないし9:1の比 率のHNO3(70チ):HF(49チ)の溶液中において約1ないし3分間約 25℃でエツチングすることによって清浄化される。その後、リボンは酸素の豊 富な雰囲気中でシん拡散を受け 、この例では、けい素及び酸素が反応して二酸 化けい素を形成し、りん及び酸素が反応して五酸化りんを形成し、五酸化りん及 び酸化けい素が反応してりんけい酸塩ガラスを形成し、又五酸化りん及びけい素 が反応してシん及び二酸化けい素を形成する。別の方法としては、米国特許第4 152824号に詳述されたようにして形成されたシんけい酸塩ガラスをりんの ための源として使用することもできる。The first process requirement is a pre-cleaned EFG P-type conductive silicon ribbon 2. One side (hereinafter referred to as the "front side") of the junction 4 is relatively shallow (i.e., about 300 mm 0 to about 7000 angstroms deep), an N-type conductive region 6, and a Thin layers of reasonable thickness (e.g., on the order of at least 1500 angstroms) A silicate glass 8 is subjected to a calculated diffusion process. -As an example , edge-defined It is manufactured by the flm-fed growth, EFG) method and has a diameter of approximately 5Ω. A silicon ribbon of P-type conductivity with a resistivity of about 4=1 to 9:1 in a solution of HNO3 (70 cm):HF (49 cm) for about 1 to 3 minutes. Cleaned by etching at 25°C. The ribbon is then enriched with oxygen. In this example, silicon and oxygen react to form diacid. phosphorus and oxygen react to form phosphorus pentoxide, and phosphorus pentoxide and Silicon dioxide reacts to form phosphosilicate glass, which also reacts with phosphorus pentoxide and silicon. reacts to form phosphorus and silicon dioxide. Alternatively, U.S. Pat. No. 152,824, a phosphorous silicate glass formed as detailed in US Pat. It can also be used as a source for

次の段階は技術上周知のようにリボンの表側をネガ形ホトレジスト10で被覆す ることを含んでいる。ホトレジストは適当な方法で、例えば噴霧によるなどして 施され、次に焼成されて有機溶剤が駆逐され、りんけい酸塩ガラスにしっかりと 付着するようになる。典型的には、この焼成はホトレジストを約80℃ないし1 10℃に約35ないし約60分の間加熱することによって行われる。The next step is to coat the front side of the ribbon with negative photoresist 10, as is well known in the art. It includes things. The photoresist is applied by any suitable method, e.g. by spraying. applied and then fired to drive out the organic solvents and firmly bond the phosphosilicate glass. It becomes attached. Typically, this baking heats the photoresist to temperatures between about 80°C and 1°C. This is done by heating to 10° C. for about 35 to about 60 minutes.

ガ形マスク、例えば、所望の電極の指形に対応する部分が透明であり且つその他 の部分が不透明であるマスクで覆われる。適当な成極パターンの例としては、米 国特許第3686036号を参照すればよい。格子状マスクは次に十分な強さの 紫外線で十分な時間照射されて、ホトレジストの照射部分が重合するようにされ る。次に、ホトレジストは一つ以上の適当な現像剤での処理によって、例えばト ルエン及びプロパツール又はその他の適当な溶剤との接触によるなどして現像さ れる。この現像工程によって、照射されなかった、従って重合されなかったホト レジストの部分が除去される。それ故、所望の格子状電極形態のパターンをした ホトレジストの部分toAが残る。約140℃での事後現像焼成)ま次の処理段 階において残シのホトレジス)O腐食抵抗性を改善することが判明している。A moss-shaped mask, for example, the part corresponding to the finger shape of the desired electrode is transparent, and the other is covered with an opaque mask. An example of a suitable polarization pattern is Please refer to National Patent No. 3,686,036. The grid mask is then made of sufficient strength. The photoresist is exposed to ultraviolet light for a sufficient period of time to polymerize the exposed areas of the photoresist. Ru. The photoresist is then processed by treatment with one or more suitable developers, e.g. developed, such as by contact with luene and propatool or other suitable solvents. It will be done. This development step removes the unirradiated and therefore unpolymerized photons. A portion of the resist is removed. Therefore, it is possible to form a pattern with the desired grid-like electrode morphology. A portion of photoresist toA remains. Post-development and baking at approximately 140°C) The next processing stage Residual photoresist (O) has been found to improve corrosion resistance.

ホトレジストの露光及び現像(及び後現像焼付)に続いて、このアセンブリは、 例えばHF及びNH4Fの溶液からなる緩衝酸化物腐食液にさらされ、これによ シ、りんけい酸塩ガラス8の露出層が除去される。例えば、(P2O3)x($ 10゜)y%シんけい酸塩ガラスは、基板をl0NH4F(40:第):IHF 中に約25℃の温度で約15秒ないし2分の時間比めることによって基板から除 去さnる。この際、ホトレジストの重合された未除去の部分10Aの下にある格 子状電極形態のパターンをしたりんけい酸填ガラスの層12はそのまま残る。Following exposure and development of the photoresist (and post-development bake), this assembly For example, when exposed to a buffered oxide etchant consisting of a solution of HF and NH4F, Then, the exposed layer of phosphosilicate glass 8 is removed. For example, (P2O3)x($ 10゜)y% shinsilicate glass, the substrate is 10NH4F (40th):IHF It is removed from the substrate by heating at a temperature of about 25°C for about 15 seconds to 2 minutes. Leave. At this time, the scale under the polymerized unremoved portion 10A of the photoresist is removed. The layer 12 of phosphoric acid-filled glass patterned in the form of child electrodes remains intact.

次に、基板の裏側がアルミニウムペーストの1114で被覆される。層141に 形成するのに使用されるアルミニウムペーストは、蒸発によって除去され得るテ ルピネオールのような揮発性有機展色剤中のアルミニウム粉末からなることが望 ましい。The backside of the substrate is then coated with aluminum paste 1114. to layer 141 The aluminum paste used to form the Preferably consists of aluminum powder in a volatile organic vehicle such as lupineol. Delicious.

この段階の次には合金化段階が続くが、この合金化段階においては基板が約0. 25ないし2.0分の間575℃より高い温度に加熱されては−ストのすべての 揮発性又は熱分解性の有機成分が除去され且つペースト中のアルミニウムがシリ コン基板に合金接合される。This step is followed by an alloying step in which the substrate is approximately 0. All of the samples that are heated to temperatures above 575°C for 25 to 2.0 minutes Volatile or thermally decomposable organic components are removed and the aluminum in the paste is silicified. Alloy bonded to the control board.

合金化段階においては、アルミニウム被覆14が基板の裏側と合金を作り、約1 ないし5ミクロンの深さを持ったP+領域16が与えられる。合金段;考は又残 っているホトレジスト部分10Aを熱分解によって除去するのに役立つ。During the alloying step, the aluminum coating 14 alloys with the back side of the substrate and forms a metal alloy of about 1 A P+ region 16 having a depth of 5 to 5 microns is provided. Alloy stage; other thoughts remain This serves to remove the photoresist portion 10A by pyrolysis.

次に光電池は水素不活性化される。採択した方法は、基板から約15crnの所 にあるカウフマン形(広いビーム)イオン源の水素イオンビームに基板の表面を さらすものである。このイオン#、はなるべくならば(水素について)、約20 ないし50ミリトールの圧力、約25ないし40 s、 c、 c、毎分の程度 の水素流量、約1700ボルト直流の源及び基板間の電位、且つ約1ないし3ミ リアンペア/ctn2の基板におけるビーム電流で動作させる。約1ないし約4 ;;)の露出時間は、EFST形シリコン光電池で一般的に経験される少数キャ リヤ再結合喪失を最小限にしく約20ないし80ミクロンの深さ、すなわち接合 4の約100倍の深さの不活性化領域を与え)且つ同時に基板2の露出部分が約 200オングストロームの変質表面層18を与えるのに十分であることが判明し ている。The photovoltaic cell is then hydrogen deactivated. The method adopted is that the location is about 15 crn from the board. The surface of the substrate is exposed to the hydrogen ion beam of a Kaufmann-shaped (wide beam) ion source. It is something to expose. This ion # is preferably (for hydrogen) about 20 Pressure from 50 millitorr to about 25 to 40 seconds, c, c, per minute. hydrogen flow rate, a potential between the source and the substrate of about 1700 volts DC, and a voltage of about 1 to 3 volts. It operates with a beam current at the substrate of amperes/ctn2. about 1 to about 4 The exposure time of A depth of about 20 to 80 microns to minimize rear recombination loss, i.e. 4) and at the same time that the exposed portion of the substrate 2 is approximately 100 times as deep as the This was found to be sufficient to provide an altered surface layer 18 of 200 angstroms. ing.

変質表面層18の正確な性質は知られていない。しかしながら、それは、結晶構 造が幾分破壊されてシリコンが部分的にイオンビームからの水素とSiH又は5 iH2f形成しているが、材料がことによると非晶質であるような損傷領域であ ると考えられる。少量の炭素又は一つ以上の炭化水素が所望の変質表面智の形成 のために必要であると、芒、われる。最初に設置されたところでは、使用された カウフマン形イオン源には直径約5インチ(約13(7))の黒鉛製取付台が装 備されていて、これの上の中心部に典型的には2X4インチ(5X 10 cm  )の面を持った基板が配電された。ある場合に2いて、シリコン製取付台が黒 船台の代りに用いられたときには、変質層は黒鉛台が使用されたときのようには めっき用マスク−として十分に機能しなかった。このこと)で基づいて立てられ た仮説であるが、黒鉛台との水素イオンビームの衝突によって形成された炭素又 は炭化水素蒸気は基板の面上の誘電体層の形成を増大させるものと考えられる。The exact nature of the altered surface layer 18 is unknown. However, the crystal structure The structure is somewhat destroyed and the silicon is partially exposed to hydrogen from the ion beam and SiH or 5 iH2f is formed, but in a damaged region where the material is possibly amorphous. It is thought that A small amount of carbon or one or more hydrocarbons forms the desired altered surface structure. It is said that the awn is necessary for the purpose. Where it was first installed, it was used The Kauffman ion source is equipped with a graphite mount approximately 5 inches (approximately 13 (7)) in diameter. A typical 2 x 4 inch (5 x 10 cm) ) was used to distribute power. In some cases, the silicone mounting base is black. When used in place of a cradle, the altered layer is not as strong as when a graphite pedestal is used. It did not function satisfactorily as a plating mask. established on the basis of this This hypothesis was based on the carbon or carbon particles formed by the collision of the hydrogen ion beam with the graphite table. It is believed that the hydrocarbon vapor increases the formation of a dielectric layer on the surface of the substrate.

その性質が何であろうとも、この手頭に従って約1400ないし約1700ボル トの加速電圧及び1分のような短い露出時間でElられた変質表面層18はその 後の金属化がニッケルのような材料の置換めっきを含んでいる場合に露出した変 質表面層18のその後の金属化を防止するのに十分であることが判明している。Whatever its nature, according to this guideline it should be about 1400 to about 1700 volts. The altered surface layer 18 that is Eled at an accelerating voltage of 1 minute and a short exposure time of 1 minute is exposed changes when subsequent metallization includes displacement plating of materials such as nickel. This has been found to be sufficient to prevent subsequent metallization of the surface layer 18.

不活性化に続いて、約25℃ないし40℃の温度のlo N H4F(40%) :IHFの任衝液中に基板を浸すことシてよって残りのシんけい酸塩ガラス層1 2が除去される。その結果、基板2の表面は今や完全に露出している。この露出 蘭上には、変質表面層18が、所望の表面電極構造の形態をした、この場合には 非変質N十導電形シリコンのパターンを形成している。Inactivation is followed by loN H4F (40%) at a temperature of about 25°C to 40°C. : The remaining phosphosilicate glass layer 1 is removed by immersing the substrate in a solution of IHF. 2 is removed. As a result, the surface of substrate 2 is now completely exposed. This exposure On the orchid, a modified surface layer 18 is provided, in this case in the form of a desired surface electrode structure. A pattern of unaltered N1 conductivity type silicon is formed.

次に、光電池の金属化が行われる。基板はニッケルで置換めっきされ、ニッケル の接着性付着は裏側においてはアルミニウム被覆14の部分全体にニッケル層2 2を形成し、且つ表側におけるニッケルの接着性付着は直接基板2の表面に、シ んけい酸塩ガラス層12が不活性化の後で除去された部分においてのみ層20を 形成する。このめっき段階においては、シリコンの変質表面層18がニッケルの 付着しないめっき用マスクを形成する。ニッケル層のめつきは種々の置換めっき 法によシ行うことができる。なるべくならば、それはキリット・パテル(Kir itPatel)外の米国特許第4321283号に記載された方法の:うな又 はこれに類似した置換めっき法に従って行われる。予備段階として、清浄化され たシリコン基板面つ;適当な薬品で挙前活性化される。この事前活性化過程は、 しばしばシリコン百がそれ自体無電解めっき法に適せず、未処理面にめっきされ た。ニッケルが一般に不十分にしか付着しないので、望ましい。なるべくならば 、塩化金が活性剤として使用されるが、塩化白金、塩化第一すず一塩化パラジウ ム、又はその他の周知の活性剤、例えば米国特許第3489603号に記載させ たようなもの、を使用することもできる。その後、シリコンリボンの両側は、望 ましくは、前記の米国特許第4321283号に記載されたような水@筏又はニ ッケル・サルファメート及びぶつ化アンモニウムの水溶液中に約2.9のpH且 つほぼ室温において約2ないし6分の間浸すことKよって、ニッケルの層で被覆 される。Next, the metallization of the photovoltaic cell takes place. Substrate is displacement plated with nickel and nickel Adhesive adhesion of the nickel layer 2 over the entire area of the aluminum coating 14 on the back side 2 and the adhesive adhesion of nickel on the front side is directly on the surface of the substrate 2. Applying layer 20 only in those areas where phosphorous silicate glass layer 12 was removed after passivation. Form. At this plating stage, the altered surface layer 18 of silicon is replaced by nickel. Forms a non-stick plating mask. The nickel layer can be plated using various displacement plating methods. It can be done by law. Preferably, it's Kirit Patel. of the method described in U.S. Pat. No. 4,321,283 to is carried out according to a displacement plating method similar to this. As a preliminary step, it is cleaned The silicon substrate surface is pre-activated with a suitable chemical. This preactivation process is Often silicone is not suitable for electroless plating methods per se and is plated on an untreated surface. Ta. This is desirable because nickel generally adheres poorly. if possible , gold chloride is used as an activator, but platinum chloride, stannous chloride, palladium monochloride or other known active agents, such as those described in U.S. Pat. No. 3,489,603. You can also use something like Then, both sides of the silicone ribbon are Preferably, water@raft or double as described in the aforementioned US Pat. No. 4,321,283. A pH of about 2.9 and coated with a layer of nickel by soaking for about 2 to 6 minutes at about room temperature. be done.

ニッケルが施された後、基板は不活性の又は窒素の雰囲気中においてニッケル層 を焼結するのに十分な温度及び時間で加熱されて基板の表側にあるニッケル層2 0を隣接のシリコンと反応させ、けい化ニッケルのオーム接触を形成する。この 目的のために、基板は望ましくは約300℃の温度に約15ないし約40分の間 が熱される。これによりニッケル層20と基板2との間の境界部に約300オン グストロームの深さのけい化ニッケル層が形成される。裏側のニッケル層18は アルミニウム層12と合金を形成する。この焼結の温度は300℃を著しく越え るべきではない。それよシ高い温度はニッケル層20をシリコン中に過剰に浸透 させることになるからである。なるべくならば、ニッケルの付着及び′$8結け 、基板の表側のニッケル層20が約1000オングストロームの厚さを持つよう に制御する。After the nickel is applied, the substrate is exposed to a nickel layer in an inert or nitrogen atmosphere. The nickel layer 2 on the front side of the substrate is heated to a temperature and time sufficient to sinter the nickel layer 2. 0 reacts with the adjacent silicon to form a nickel silicide ohmic contact. this For this purpose, the substrate is desirably subjected to a temperature of about 300° C. for about 15 to about 40 minutes. is heated. As a result, approximately 300 µm of ions is applied to the boundary between the nickel layer 20 and the substrate 2. A layer of nickel silicide is formed with a depth of 1.5 cm. The nickel layer 18 on the back side is An alloy is formed with the aluminum layer 12. The temperature of this sintering significantly exceeds 300℃. Shouldn't. The higher temperatures cause excessive penetration of the nickel layer 20 into the silicon. This is because it will cause you to If possible, remove the nickel adhesion and '$8 knot. , so that the nickel layer 20 on the front side of the substrate has a thickness of about 1000 angstroms. to control.

その後、層18及び20のニッケルは、硝酸によるなどしてエツチングを受け、 そして更に金属化を受けて、例えば、技術上周知の技法によシ、置換めっきによ る第2ニッケル層と置換めつ炒及び/又は電気めっきによる一つ以上の銅の層と を施されることが望ましい。銅は損傷した層には付着しないので、銅めっきには 変質層の被覆は必要でない。The nickel in layers 18 and 20 is then etched, such as with nitric acid. and may be further metallized, for example by techniques well known in the art, by displacement plating. a second layer of nickel and one or more layers of copper by displacement annealing and/or electroplating; It is desirable that the Copper plating does not adhere to damaged layers because copper does not adhere to damaged layers. Coating of the altered layer is not necessary.

金属化の後で、光電池縁部(図示せず)が整えられ、そして反射防止膜24が光 電池の表面に施される。これは多くの既知の方法の何れかによって、例えば、T lO2の化学蒸着法(CVD法)又は蒸着法によって行えばよい。又は、技術上 周知のように、約150℃の温度での窒化けい累のプラズマ付着によって反射防 止膜24を形成してもよい。After metallization, the photocell edges (not shown) are trimmed and the antireflection coating 24 is exposed to light. applied to the surface of the battery. This can be done in any of a number of known ways, e.g. This may be carried out by a chemical vapor deposition method (CVD method) or a vapor deposition method using 1O2. Or technically As is well known, reflection prevention is achieved by plasma deposition of silicon nitride at a temperature of about 150°C. A stopper film 24 may also be formed.

例として、この発明を実施する採択した方法は、以上に述べた個々の段階を、各 段階について詳細に説明された採択様式において既述の順序に従って行うことか らなっている。By way of example, the method adopted for carrying out the invention may include each of the individual steps described above. Do they follow the order set out in the adoption form, which details the steps? It is becoming more and more.

前述の方法に従ってEFG成長リボンから作られた太陽電池は平均効率に2いて 10ないし20チの増大を示すことが判定されている。更に、この材料について は水素不活性化段階(・マ又光電池効率の分布範囲を著しく制限することが判明 している。Solar cells made from EFG grown ribbons according to the method described above have an average efficiency of 2. It has been determined to exhibit an increase of 10 to 20 inches. Furthermore, regarding this material was found to significantly limit the distribution range of photovoltaic efficiency during the hydrogen inactivation step (M). are doing.

この方法には多くの利点がちる。第一に、この方法は、最初のニッケル被覆が不 活性化の前に表側面に付着されていたならば浅(ハ接合の光電池に2いて発生す るかもしれないような、不活性化中ニッケル又はけい化ニッケルの拡散によって 接合4がそこなわれる可能性をなくする。不良光電池発生の可能性を減少するこ とのほかに、この方法は不活性化中の(熱放散によるなどしての)精密な温度制 御のための要件を緩和する。この方法はそれ故製造工程において高速処理イオン ビーム不活性化段階を可能にする。This method has many advantages. First, this method requires that the initial nickel coating be If it had been deposited on the front side before activation, it would have caused a shallow (2. by diffusion of nickel or nickel silicide during passivation, as may To eliminate the possibility that the joint 4 will be damaged. This reduces the possibility of defective photocells. In addition to the Relax requirements for management. This method therefore requires fast processing of ions during the manufacturing process. Enables beam deactivation step.

この発明は開示事項の範囲内にとどまりながら変更が可能であることが理解され るであろう。例えば、採択実施例においては表面電極格子状パターンが写真食刻 法によりめっき用マスクに形成されているが、それはケミカルシリングに一般に 使用されるその他の方法(例えば、シルクスクリーン印刷)によっても同程度に よく形成されるであろうことが理解されよう。It is understood that modifications may be made to this invention while remaining within the scope of the disclosure. There will be. For example, in the adopted embodiment, the surface electrode grid pattern is photoetched. It is formed into a plating mask by the method, but it is generally used for chemical silling. to the same extent by other methods used (e.g. silk-screen printing) It will be understood that it will be well formed.

又、採択方法はN十拡散中に形成されたりんけい酸塩ガラスを利用してイオンビ ームマスクを形成し、損傷層パターンを規定しているが、表面層に対してはその 他の材料2は工程を利用することもできよう。例えば、N形基板を出発材料とし て使用し、例えばほう素での拡散によって接合を形成することによってほうけい 酸塩ガラス層を与えることも可能でおろう。更に又、仮(て出発材料が接合はあ るがガラス層なしで供給されたとすれば、適当な層が与えられなければならない であろう。察知されることであろうが、供給される層は、エツチングされて適当 なめっき用マスクを形成することができるものであっても又はそれ自体適当な形 態に付着させられるものであってもよい。In addition, the adopted method utilizes phosphosilicate glass formed during N diffusion to generate ion beams. This method forms a team mask and defines the damaged layer pattern, but for the surface layer, Other materials 2 could also utilize the process. For example, if an N-type substrate is used as a starting material, For example, by using boron to form a bond by diffusion with boron. It would also be possible to provide an acid salt glass layer. Furthermore, if the starting materials are not bonded, If the glass is supplied without a glass layer, a suitable layer must be provided. Will. As will be appreciated, the applied layer may be etched to suit Even if it is capable of forming a plating mask or itself has a suitable shape. It may also be something that can be attached to the surface.

又、この発明の方法の採択実施例は水素不活性化によって形成された変質層を利 用して以前にめっきされたニッケルを除去しその後のめっきのマスクとしている が、この方法はニッケル以外の金属についても使用することができる。例えば、 技術に通じた者には理解されるように、浅い接合のシリコン素子における表面電 榎の初期層は(望ましくは低い温度で)、オーム接触金形成し且つ後の段階で付 着させられる銅又はその他の卑金属の拡散に対する障壁として役立つことのでき る多くの低反応性材料の何れかをめっきすることによって付着させてもよい。Further, the adopted embodiment of the method of this invention utilizes the altered layer formed by hydrogen inactivation. used to remove previously plated nickel and serve as a mask for subsequent plating. However, this method can also be used with metals other than nickel. for example, As those skilled in the art will appreciate, the surface charge in shallow junction silicon devices is The initial layer of Enoki (preferably at low temperature) is formed by ohmic contact metal formation and applied at a later stage. can serve as a barrier to diffusion of deposited copper or other base metals. It may be deposited by plating any of a number of low reactivity materials.

銅と共に使用するのに適した金属はニッケルはもとよシ、パラジウム、白金、コ バルト、及びロジウムを含んでいる。これらの材料はすべてけい化物を形成する が、けい化物層は必要不可欠なものではない。しかしながら、初期金属層は適当 に付着し、オーム接触として役立ち、且つ後に付着させられる任意の金属の拡散 に対する障壁として作用すると共に、接合自体にあま逆拡散しないことが1要で ある。これらの材料は、ニッケルと同様の方法で置換めっき技術によって施せば よい。Metals suitable for use with copper include nickel, palladium, platinum, and copper. Contains balt and rhodium. All these materials form silicides However, the silicide layer is not essential. However, the initial metal layer is Diffusion of any metal that adheres to, serves as an ohmic contact, and is subsequently deposited In addition to acting as a barrier to be. These materials can be applied by displacement plating techniques in a manner similar to nickel. good.

その他の変更は、この発明の原理から外れることなく、例えば、(a)アルミニ ウムペーストの代シに火炎噴霧アルミニウムを用いて光電池のP十裏面領域を形 成すること、又は(b)ニッケル若しくはパラジウム、白金、コバルト及びロジ ウムのようなその他の低反応性材料の第2以降の破覆を励すという別の方法を用 いること、又は(flイオン注入法によシ接合を形成すること、によって行うこ とができる。付加的なマスク層が不活性化部分に施されていない場合には、ニッ ケル(又は既述の形式のその他の低反応性金R)の層を置換めっきによって施し 、且つ付加的な銅の層を電気めっき又は置換めっきによって施さなければならな い。Other modifications may be made without departing from the principles of the invention, such as (a) aluminum The backside area of the photovoltaic cell is shaped using flame sprayed aluminum instead of aluminum paste. or (b) nickel or palladium, platinum, cobalt and Using an alternative method of encouraging subsequent rupture of other low reactivity materials such as or (by forming a junction using fl ion implantation). I can do it. If no additional masking layer is applied to the passivation area, the Ni A layer of KEL (or other low reactivity gold R of the type previously described) is applied by displacement plating. , and an additional layer of copper shall be applied by electroplating or displacement plating. stomach.

勿論、この発明によって与えられる方法はEFG基板からの太1場N池の製造に 限定されるものではない。すなわち、例えば鋳型多結晶基板、や金級シリコン上 のニピタキシャルシリコン、又は化学的若しくは物理的蒸着法によって形成され た高純度ポリシリコン層もこの発明により比較的高効率の太陽電池を形成するの に使用することができる。更に、この方法は単結晶シリコンにも適用可能であっ て、P形シリコンはもとよfiN形シリコンについても実施することができる。Of course, the method provided by this invention is suitable for the production of Taiichiba Nike from EFG substrates. It is not limited. That is, for example, on a molded polycrystalline substrate or on gold-grade silicon. nipitaxial silicon, or formed by chemical or physical vapor deposition This invention also enables the formation of relatively high-efficiency solar cells using high-purity polysilicon layers. It can be used for. Furthermore, this method can also be applied to single crystal silicon. Therefore, it is possible to implement not only P-type silicon but also fiN-type silicon.

更に、この方法はショットキーバリヤダイオードの製造に使用することができて 、変質層は金属化のためのマスクとして役立つであろう。そのような場合には、 理解されることであろうが、金属・基板境界面が接合部であシ、従って基板はり んなどの拡散によって接合を施されることはないであろう。Furthermore, this method can be used to fabricate Schottky barrier diodes. , the altered layer will serve as a mask for metallization. In such cases, As will be appreciated, the metal/substrate interface is the joint and therefore the substrate It is unlikely that the bond will be applied by diffusion such as.

ここに開示されたこの発明の範囲から外れることなく前述の方法にこれら及びそ の他の変更を行うことができるので、前述の説明に含まれ又は添付の図面に示さ れたすべての事項は限定的な意味ではなく例示的な意味において解釈されるべき であると考えられる。These and other methods may be incorporated into the foregoing without departing from the scope of the invention disclosed herein. Other changes may be made that are not included in the foregoing description or shown in the accompanying drawings. All matters herein shall be construed in an illustrative rather than a restrictive sense. It is thought that.

国際調査報告international search report

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.(a)対立する第1面及び第2面を備え且つこの第1面にこれの選択部分を 露出させる所定の二次元パターンのある表面層の形態をしたマスクを備えている シリコン基板を設ける段階、(b)前記の第1面の前記の選択露出部分に金属が 僅かしか付着しない表面層を形成するのに十分な強さの水素イオンビームにそれ に十分な時間前記の第1面をさらす段階、(c)前記のマスクを除去する段階、 並びに(d)前記の第1面に金属めつきをかけて前記の選択露出部分以外の前記 の第1面のすべての部分に金属層が形成されるようにする段階、 をこの順序に含んでいる固体半導体素子を製造する方法。1. (a) having opposing first and second surfaces, and having a selected portion thereof on the first surface; comprising a mask in the form of a surface layer with a predetermined two-dimensional pattern to be exposed; (b) providing a silicon substrate; (b) depositing metal on the selectively exposed portion of the first surface; It is exposed to a hydrogen ion beam of sufficient intensity to form a slightly adherent surface layer. (c) removing said mask; and (d) applying metal plating to the first surface to remove the portions other than the selectively exposed portions. forming a metal layer on all portions of the first side of the A method of manufacturing a solid-state semiconductor device including in this order. 2.前記の水素ビーム照射の前に前記の第1面に隣接した接合を形成する段階を 更に含んでいる、請求の範囲第1項に記載の方法。2. forming a bond adjacent to the first surface before the hydrogen beam irradiation; 2. The method of claim 1, further comprising: 3.前記の素子が光電性である、請求の範囲第1項に記載の方法。3. 2. The method of claim 1, wherein said element is photosensitive. 4.前記の第1面を覆うように反射防止膜を施す段階を更に含んでいる、請求の 範囲第3項に記載の方法。4. The claimed invention further comprises the step of applying an anti-reflection coating to cover the first surface. The method described in Scope No. 3. 5.(a)対立する第1面及び第2面を備えたシリコン基板を設ける段階、 (b)前記の基板の前記の第1面に表面層を形成する段階、(c)所定の二次 元パターンを選択的に食刻することによつて前記の表面層にマスクを形成し、こ れにより前記の第1面の部分を選択的に露出させる段階、 (d)前記の第1面の前記の選択露出部分に金属が僅かしか付着しない表面層を 形成するのに十分な強さの水素イオンビームにそれに十分な時間前記の第1面を さらす段階、(e)前記のマスクを除去する段階、並びに(f)前記の第1面を 金属化する段階 をこの順序に含んでいる固体半導体素子を製造する方法。5. (a) providing a silicon substrate with opposing first and second sides; (b) forming a surface layer on the first surface of the substrate; (c) forming a predetermined secondary layer on the first surface of the substrate; A mask is formed on the surface layer by selectively etching the original pattern; selectively exposing a portion of the first surface by (d) a surface layer having only a small amount of metal attached to the selectively exposed portion of the first surface; The first surface is exposed to a hydrogen ion beam of sufficient intensity for a sufficient period of time to form (e) removing said mask; and (f) exposing said first side to a metallization stage A method of manufacturing a solid-state semiconductor device including in this order. 6.前記の表面層が前記の第1面に隣接した前記の基板における接合の拡散の結 果として形成されたガラス層である、請求の範囲第5項に記載の方法。6. a result of bond diffusion in said substrate where said surface layer is adjacent to said first surface; 6. The method of claim 5, wherein the glass layer is formed as a result. 7.前記の接合が前記のシリコン基板中にりんを拡散させろことによつて形成さ れ、これによりりんけい酸塩ガラス表面層が形成される、請求の範囲第6項に記 載の方法。7. The bond is formed by diffusing phosphorus into the silicon substrate. as claimed in claim 6, thereby forming a phosphosilicate glass surface layer. How to put it on. 8.前記のマスクが前記の第1面を覆うホトレジストを用いて写真食刻法により 形威される、請求の範囲第5項に記載の方法。8. The mask is formed by photolithography using a photoresist covering the first side. 6. The method of claim 5, wherein the method is 9.前記のホトレジストの除去り前に前記の第2面にアルミニウムの被覆を施す 段階、及びその後(1)前記の被覆のアルミニウムを前記のシリコン基板と合金 化させ且つ(2)熱分解によつて前記のホトレジストの除去を行うのに十分な温 度と時間にかいて前記のシリコン基板を加熱する段階を更に含んでいる、請求の 範囲第8項に記載の方法。9. Applying an aluminum coating to the second surface before removing the photoresist. and thereafter (1) alloying said coated aluminum with said silicon substrate. (2) at a temperature sufficient to effect the removal of said photoresist by pyrolysis; further comprising the step of heating said silicon substrate at a temperature and for a period of time. The method described in Scope Item 8. 10.前記の第1面及び第2面の両方が金属化される、請求の範囲第5項に記載 の方法。10. Claim 5, wherein both said first and second sides are metallized. the method of. 11.前記の表面層が誘電体である、請求の範囲第5項に記載の方法。11. 6. The method of claim 5, wherein said surface layer is dielectric. 12.前記の第1面の金属化の前に前記の第2面にアルミニウムの被覆を施す段 階、及びこのアルミニウムを前記のシリコン基板と合金化するのに十分な温度と 時間において前記のアルミニウムを加熱する段階を更に含んでいる、請求の範囲 第5項に記載の方法。12. applying an aluminum coating to said second side before metallizing said first side; and a temperature sufficient to alloy this aluminum with said silicon substrate. Claims further comprising the step of heating said aluminum for a time. The method described in paragraph 5. 13.(a)対立する第1面及び第2面を備えたシリコン基板を設ける段階、 (b)前記の第1面に隣接して前記の基板に接合を形成し且つ同時に前記の第1 面にガラス層を形成する段階、(c)前記のガラス層をホトレジスト材料の接着 性被覆で覆う段階、 (d)所定の二次元パターンを備えたマスクを通して前記の接着性被覆に放射エ ネルギーを照射する段階、(e)前記の接着性被覆で化学的に現像して前記の接 着性被覆の選択部分が前記の所定のパターンに従つて前記のガラス層から除去さ れるようにする段階、 (f)前記の接着性被覆によつて覆われていない前記のガラスの部分を除去して 前記の第1面の選択部分が露出するようにする段階、 (g)前記の第2面にアルミニウムの被覆を施す段階、(h)(1)前記のアル ミニウムの被覆のアルミニウムを前記のシリコン基板と合金化させ且つ(2)熱 分解によつて前記の接着性被覆の除去を行うのに十分な温度と時間において前記 のシリコン基板を加熱する段階、 (i)金属が僅かしか接着しない前記の第1面の前記の露出した選択部分におけ る表面層を形成するのに十分な強さと時間において前記の第1面に水素イオンビ ームを照射する段階、(j)前記のガラス層を除去する段階、並びに(k)前記 の第1面及び第2面を金属化する段階をこの順序に含んでいる固体半導体素子を 製造する方法。13. (a) providing a silicon substrate with opposing first and second sides; (b) forming a bond on said substrate adjacent said first surface and simultaneously forming a bond on said first surface; (c) bonding the glass layer with a photoresist material; covering with a sexual covering; (d) radiating radiation onto said adhesive coating through a mask with a predetermined two-dimensional pattern; (e) chemically developing with said adhesive coating to form said adhesive coating; Selected portions of the adhesive coating are removed from said glass layer according to said predetermined pattern. the step of making it possible to (f) removing any part of said glass which is not covered by said adhesive coating; exposing selected portions of the first surface; (g) applying an aluminum coating to said second surface; (h) (1) said aluminum coating; alloying the aluminum coated with the silicon substrate and (2) heating. said at a temperature and time sufficient to effect removal of said adhesive coating by decomposition. heating the silicon substrate of (i) in said exposed selected portions of said first side to which metal only slightly adheres; Hydrogen ion beams are applied to the first surface with sufficient intensity and time to form a surface layer that (j) removing said glass layer; and (k) irradiating said glass layer. A solid-state semiconductor device including the steps of metallizing the first side and the second side of the solid-state semiconductor device in this order. How to manufacture. 14.前記の第1面が前記の基板の少数キヤリヤ喪失を減少させるのに十分な時 間と強さにおいて前記の水素イオンビームを照射される、請求の範囲第13項に 記載の方法。14. when said first surface is sufficient to reduce minority carrier loss of said substrate; 14. irradiated with said hydrogen ion beam at an intensity of Method described. 15.前記の金属化がニツケル、パラジウム、コバルト、白金、及びロジウムを 含む金属の群から選ばれた金属を用いて行われる、請求の範囲第13項に記載の 方法。15. The metallization includes nickel, palladium, cobalt, platinum, and rhodium. The method according to claim 13 is carried out using a metal selected from the group of metals including Method. 16.前記の金属化がニツケル塩及びふつ化物イオンを含む溶液からニツケルを めつきすることからなつている、請求の範囲第13項に記載の方法。16. The above metallization removes nickel from a solution containing nickel salts and fluoride ions. 14. The method according to claim 13, comprising plating.
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