JP2010205965A

JP2010205965A - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP2010205965A
Application number: JP2009050349A
Authority: JP
Inventors: Kyotaro Nakamura; 京太郎中村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-09-16

Abstract

【課題】高濃度ドーパント拡散層および低濃度ドーパント拡散層を所望の位置に安定して形成することが可能な太陽電池の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板の表面上に第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント拡散剤を塗布する工程と、ドーパント拡散剤の表面上に開口部および／または薄膜部と厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、拡散抑制マスクが設置されたドーパント拡散剤から半導体基板の表面にドーパントを拡散させる工程とを含む太陽電池の製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、高濃度ドーパント拡散層および低濃度ドーパント拡散層を所望の位置に安定して形成することが可能な半導体装置の製造方法を提供に関する。

近年、特に地球環境の保護の観点から、太陽光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池は次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。

太陽電池の種類には、化合物半導体を用いたものや有機材料を用いたものなどの様々なものがあるが、現在、シリコン結晶を用いた太陽電池が主流となっている。そして、現在、最も多く製造および販売されている太陽電池は、太陽光が入射する側の面（受光面）にｎ電極が形成され、受光面と反対側の面（裏面）にｐ電極が形成されて製造されている。

また、たとえば特許文献１には、太陽電池の受光面には電極を形成せず、裏面のみにｎ電極およびｐ電極を形成した裏面電極型太陽電池の製造方法が開示されている。

以下、図７（ａ）および図７（ｂ）の模式的断面図を参照して、特許文献１に記載の太陽電池の製造方法について説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、シリコン基板１００のテクスチャ構造１１２が形成されている側の反対側の表面となる裏面に、低濃度ｎ型ドーパント源１０１、高濃度ｎ型ドーパント源１０２、低濃度ｐ型ドーパント源１０３および高濃度ｐ型ドーパント源１０４をインクジェット法またはスクリーン印刷法などにより形成する。

次に、図７（ｂ）に示すように、シリコン基板１００を熱処理することによって、シリコン基板１００の裏面に、低濃度ｎ型ドーパント源１０１からｎ型ドーパントを低濃度に拡散させて低濃度ｎ型ドーパント拡散層１０９を形成するとともに、高濃度ｎ型ドーパント源１０２からｎ型ドーパントを高濃度に拡散させて高濃度ｎ型ドーパント拡散層１０７を形成し、さらには低濃度ｐ型ドーパント源１０３からｐ型ドーパントを低濃度に拡散させて低濃度ｐ型ドーパント拡散層１１０を形成するとともに、高濃度ｐ型ドーパント源１０４からｐ型ドーパントを高濃度に拡散させて高濃度ｐ型ドーパント拡散層１０８を形成する。

国際公開２００７／０８１５１０号パンフレット

図７（ｂ）に示すように、シリコン基板１００の裏面の高濃度ｎ型ドーパント拡散層１０７および高濃度ｐ型ドーパント拡散層１０８のような異なる導電型の高濃度ドーパント拡散層の間に低濃度ｎ型ドーパント拡散層１０９および低濃度ｐ型ドーパント拡散層１１０のような低濃度ドーパント拡散層を形成した場合には、特性の高い裏面電極型太陽電池が得られることが最近の研究でわかってきている。

しかしながら、上記の特許文献１に記載の方法においては、低濃度ｎ型ドーパント源１０９、高濃度ｎ型ドーパント源１０７、低濃度ｐ型ドーパント源１１０および高濃度ｐ型ドーパント源１０８をインクジェット法またはスクリーン印刷法により形成した後にシリコン基板１００の熱処理が行なわれる。

したがって、特許文献１に記載の方法においては、シリコン基板１００の熱処理時に上記のドーパント源からドーパントがアウトディフュージョン（外部拡散）することによって、異なる導電型のドーパントが相互に拡散し合うため、シリコン基板の裏面におけるドーパントの拡散の制御ができず、図７（ｂ）に示すように、高濃度ｎ型ドーパント拡散層１０７、高濃度ｐ型ドーパント拡散層１０８、低濃度ｎ型ドーパント拡散層１０９および低濃度ｐ型ドーパント拡散層１１０を所望の位置に安定して形成することができないという問題があった。

以上のような問題は、裏面電極型太陽電池に限られる問題ではなく、裏面電極型太陽電池などの太陽電池を含む半導体装置全体にも共通する。

上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、高濃度ドーパント拡散層および低濃度ドーパント拡散層を所望の位置に安定して形成することが可能な半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、半導体基板の表面上に第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント拡散剤を塗布する工程と、ドーパント拡散剤の表面上に開口部と厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、拡散抑制マスクが設置されたドーパント拡散剤から半導体基板の表面にドーパントを拡散させる工程とを含む半導体装置の製造方法を提供することができる。

ここで、本発明の第１の態様の半導体装置の製造方法においては、ドーパントを拡散させる工程において、拡散抑制マスクの開口部に対応する半導体基板の表面領域に高濃度ドーパント拡散層を形成し、拡散抑制マスクの厚膜部に対応する半導体基板の表面領域に低濃度ドーパント拡散層を形成することが好ましい。

また、本発明の第１の態様の半導体装置の製造方法においては、高濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度は１×１０¹⁹／ｃｍ³以上であることが好ましい。

また、本発明の第１の態様の半導体装置の製造方法においては、低濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度は１×１０¹⁷／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³未満であることが好ましい。

また、本発明の第２の態様によれば、半導体基板の表面上に第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント拡散剤を塗布する工程と、ドーパント拡散剤の表面上に薄膜部と厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、拡散抑制マスクが設置されたドーパント拡散剤から半導体基板の表面にドーパントを拡散させる工程とを含む半導体装置の製造方法を提供することができる。

ここで、本発明の第２の態様の半導体装置の製造方法においては、ドーパントを拡散させる工程において、拡散抑制マスクの薄膜部に対応する半導体基板の表面領域に高濃度ドーパント拡散層を形成し、拡散抑制マスクの厚膜部に対応する半導体基板の表面領域に低濃度ドーパント拡散層を形成することが好ましい。

また、本発明の第２の態様の半導体装置の製造方法においては、高濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度は１×１０¹⁹／ｃｍ³以上であることが好ましい。

また、本発明の第２の態様の半導体装置の製造方法においては、低濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度は１×１０¹⁷／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³未満であることが好ましい。

さらに、本発明の第３の態様によれば、半導体基板の表面上に第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント拡散剤を塗布する工程と、ドーパント拡散剤の表面上に開口部と薄膜部と厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、拡散抑制マスクが設置されたドーパント拡散剤から半導体基板の表面にドーパントを拡散させる工程とを含む半導体装置の製造方法を提供することができる。

ここで、本発明の第３の態様の半導体装置の製造方法においては、ドーパントを拡散させる工程において、拡散抑制マスクの開口部および薄膜部の少なくとも一方に対応する半導体基板の表面領域に高濃度ドーパント拡散層を形成し、拡散抑制マスクの厚膜部に対応する半導体基板の表面領域に低濃度ドーパント拡散層を形成することが好ましい。

また、本発明の第３の態様の半導体装置の製造方法においては、高濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度は１×１０¹⁹／ｃｍ³以上であることが好ましい。

また、本発明の第３の態様の半導体装置の製造方法においては、低濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度は１×１０¹⁷／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³未満であることが好ましい。

また、本発明の第１〜第３の態様の半導体装置の製造方法においては、第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント含有ガスから拡散抑制マスクを通して半導体基板の表面にドーパントを拡散させる工程をさらに含んでいてもよい。

本発明によれば、高濃度ドーパント拡散層および低濃度ドーパント拡散層を所望の位置に安定して形成することが可能な半導体装置の製造方法を提供することができる。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明者が行なった実験のプロセスを図解する模式的な断面図である。（ａ）〜（ｋ）は、本発明の太陽電池の製造方法の一例を図解する模式的な断面図である。本発明の太陽電池の製造方法によって作製された裏面電極型太陽電池の裏面の模式的な平面図である。（ａ）〜（ｋ）は、本発明の太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。（ａ）〜（ｊ）は、本発明の太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。（ａ）〜（ｆ）は、本発明の太陽電池の製造方法の他の一例を図解する模式的な断面図である。（ａ）および（ｂ）は、特許文献１に記載の太陽電池の製造方法を図解する模式的な断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。

＜本発明者の実験＞
図１（ａ）〜図１（ｄ）に、本発明者が行なった実験のプロセスを図解する模式的な断面図を示す。ここで、本発明者は、まず図１（ａ）に示すように、シリコン基板５１を用意し、続いて図１（ｂ）に示すように、シリコン基板５１の表面上にボロンを含有するボロンペースト５２を塗布して乾燥させた。

そして、本発明者は、図１（ｃ）に示すように、ボロンペースト５２の表面上に膜厚の存在部分（厚膜部５３ａ）と膜厚の非存在部分（開口部５３ｂ）とを有するようにパターンニングされた酸化シリコン膜５３を形成した後に、上記の酸化シリコン膜５３の形成後のシリコン基板５１を熱処理した。

その結果、図１（ｄ）の矢印に示すように、ボロンペースト５２からｐ型ドーパントであるボロンがシリコン基板５１の表面側だけでなく、酸化シリコン膜５３側にも拡散し、酸化シリコン膜５３側に拡散したボロンが酸化シリコン膜５３の厚膜部５３ａに吸収される一方で、酸化シリコン膜５３の開口部５３ｂには、酸化シリコン膜５３側にボロンが吸収される対象がない。

これにより、酸化シリコン膜５３の厚膜部５３ａに対応するシリコン基板５１の表面領域（酸化シリコン膜５３の厚膜部５３ａの下方に位置するシリコン基板５１の表面領域）に拡散するボロンの量よりも酸化シリコン膜５３の開口部５３ｂに対応するシリコン基板５１の表面領域（酸化シリコン膜５３の開口部５３ｂの下方に位置するシリコン基板５１の表面領域）に拡散するボロンの量が多くなる。

そして、酸化シリコン膜５３の厚膜部５３ａに対応するシリコン基板５１の表面領域にはボロンが相対的に低濃度に拡散することによって低濃度ｐ型ドーパント拡散層５４が形成され、酸化シリコン膜５３の開口部５３ｂに対応するシリコン基板５１の表面領域にはボロンが相対的に高濃度に拡散することによって高濃度ｐ型ドーパント拡散層５５が形成される。

本発明者は、以上の実験から、ドーパント拡散剤上に形成された拡散抑制マスクの膜厚によって、半導体基板の表面に低濃度ドーパント拡散層と高濃度ドーパント拡散層との作り分けができることを見いだし、本発明を完成するに至った。

＜実施の形態１＞
以下に、図２（ａ）〜図２（ｋ）の模式的断面図を参照して、本発明の太陽電池の製造方法の一例について説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、半導体基板１を用意する。ここで、半導体基板１としては、半導体からなる基板であれば特に限定されず用いることができるが、たとえばシリコンインゴットからスライスして得られるシリコン基板などを用いることができる。また、半導体基板１の導電型も特に限定されず、ｎ型の導電型を有していてもよく、ｐ型の導電型を有していてもよく、ｎ型およびｐ型のいずれの導電型を有していなくてもよい。

また、半導体基板１としてシリコン基板を用いる場合には、たとえば、シリコンインゴットのスライスにより生じたスライスダメージを除去したシリコン基板を用いてもよい。なお、上記のスライスダメージの除去は、たとえば、スライス後のシリコン基板の表面をフッ化水素水溶液と硝酸との混酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液などでエッチングすることなどによって行なうことができる。

また、半導体基板１の大きさおよび形状は特に限定されず、たとえば厚さを１００μｍ以上３００μｍ以下とし、１辺の長さを１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下とした四角形状の表面を有するものとすることができる。

次に、図２（ｂ）に示すように、半導体基板１の一方の表面の一部に第１導電型ドーパントを含有する第１導電型ドーパント拡散剤２を塗布する。

ここで、第１導電型ドーパント拡散剤２としては、第１導電型ドーパント源を含むものを用いることができ、第１導電型ドーパント源としては、第１導電型がｐ型である場合には、たとえば、酸化ホウ素、ホウ酸、有機ホウ素化合物、ホウ素−アルミニウム化合物、有機アルミニウム化合物またはアルミニウム塩のようなホウ素原子および／またはアルミニウム原子を含む化合物を単独でまたは２種以上併用して用いることができる。

また、第１導電型ドーパント拡散剤２は、溶剤および増粘剤を含んでいてもよい。ここで、溶剤としては、たとえば、エチレングリコール、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、ジエチルセロソルブ、セロソルブアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテル、メトキシエタノール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールアセテート、トリエチルグリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、液体ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、１−ブトキシエトキシプロパノール、ジプロピルグリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブタンジアール、１，５−ペンタンジアール、ヘキシレングリコール、グリセリン、グリセリルアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリルトリアセテート、トリメチロールプロピン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、オクタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、ジオキサン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、メチラール、ジエチルアセタール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチルを単独でまたは２種以上併用して用いることができる。

また、増粘剤としては、エチルセルロース、ポリビニルピロリドンまたは双方の混合物を用いるのが望ましいが、様々な品質および特性のベントナイト、様々な極性溶剤混合物用の一般に無機のレオロジー添加剤、ニトロセルロースおよびその他のセルロース化合物、デンプン、ゼラチン、アルギン酸、高分散性非晶質ケイ酸（Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標））、ポリビニルブチラール（Ｍｏｗｉｔａｌ（登録商標））、ナトリウムカルボキシメチルセルロース（ｖｉｖｉｓｔａｒ）、熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｅｕｒｅｌｏｎ（登録商標））、有機ヒマシ油誘導体（ＴｈｉｘｉｎＲ（登録商標））、ジアミド・ワックス（Ｔｈｉｘａｔｒｏｌｐｌｕｓ（登録商標））、膨潤ポリアクリル酸塩（Ｒｈｅｏｌａｔｅ（登録商標））、ポリエーテル尿素−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリオールなどを用いることもできる。

また、第１導電型ドーパント拡散剤２の塗布方法としては、たとえば、スプレー塗布、ディスペンサを用いた塗布、インクジェット塗布、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷または平版印刷などを用いることができる。

次に、図２（ｃ）に示すように、第１導電型ドーパント拡散剤２の表面上および半導体基板１の表面上に拡散抑制マスク３を形成する。ここで、拡散抑制マスク３は、膜厚を有しない開口部３ｂと膜厚を有する厚膜部３ａとから構成されている。なお、後述する第２導電型ドーパント拡散剤４から拡散する第２導電型ドーパントの拡散深さを調節するために開口部３ｂ上にはたとえば酸化シリコン膜などの薄膜が形成されていてもよい。

拡散抑制マスク３の厚膜部３ａの膜厚は、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに対応する半導体基板１の表面領域（拡散抑制マスク３の厚膜部３ａの下方に位置する半導体基板１の表面領域）に第１導電型ドーパントまたは第２導電型ドーパントが拡散して後述する低濃度ドーパント拡散層を形成することができるものであれば特に限定されない。

また、拡散抑制マスク３（本実施の形態では拡散抑制マスク３の厚膜部３ａ）としては、たとえば、半導体基板１の表面に開口部２ｂの形成箇所に対応する部分に開口を有するマスキングペーストを塗布した後に、マスキングペーストを焼成する方法などによって行なうことができる。マスキングペーストの塗布方法としては、たとえば、スプレー塗布、ディスペンサを用いた塗布、インクジェット塗布、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷または平版印刷などを用いることができる。

なお、マスキングペーストとしては、たとえば、溶剤、増粘剤、ならびに酸化シリコン前駆体および／または酸化チタン前駆体を含むものなどを用いることができる。また、マスキングペーストとしては、増粘剤を含まないものも用いることができる。

ここで、溶剤としては、たとえば、エチレングリコール、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、ジエチルセロソルブ、セロソルブアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテル、メトキシエタノール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールアセテート、トリエチルグリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、液体ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、１−ブトキシエトキシプロパノール、ジプロピルグリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブタンジアール、１，５−ペンタンジアール、ヘキシレングリコール、グリセリン、グリセリルアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリルトリアセテート、トリメチロールプロピン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、オクタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、ジオキサン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、メチラール、ジエチルアセタール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチルを単独でまたは２種以上併用して用いることができる。

また、酸化シリコン前駆体としては、たとえば、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）のような一般式Ｒ’_nＳｉ（ＯＲ）_4-n（Ｒ’はメチル、エチルまたはフェニル、Ｒはメチル、エチル、ｎ−プロピルまたはｉ−プロピル、ｎは０、１または２）で示される物質を用いることができる。

また、酸化チタン前駆体には、たとえば、Ｔｉ（ＯＨ）₄のほか、ＴＰＴ（テトライソプロポキシチタン）のようなＲ’_nＴｉ（ＯＲ）_4-nで示される物質（Ｒ’はメチル、エチルまたはフェニル、Ｒはメチル、エチル、ｎ−プロピルまたはｉ−プロピル、ｎは０、１または２）であり、その他ＴｉＣｌ₄、ＴｉＦ₄、ＴｉＯＳＯ₄なども含まれる。

また、拡散抑制マスク３（本実施の形態では拡散抑制マスク３の厚膜部３ａ）としては、たとえば、半導体基板１の表面全面にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などによって、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化チタン膜または酸化アルミニウム膜を単層のまたは複数層積層された膜を形成した後に、その膜の一部を除去することによって形成することができる。上記の材質からなる膜の一部の除去は、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いて開口部３ｂの形成箇所に対応する部分に開口を有するレジストパターンを上記の膜の表面に形成した後にレジストパターンの開口からエッチングなどにより上記の膜を除去する方法、または開口部３ｂの形成箇所に対応する拡散抑制マスク上にエッチングペーストを塗布した後に加熱することによって拡散抑制マスクをエッチングして除去する方法などにより形成することができる。

なお、エッチングペーストとしては、たとえば、エッチング成分としてリン酸を含み、エッチング成分以外の成分として水、有機溶媒および増粘剤を含むものなどを用いることができる。有機溶媒としては、たとえば、エチレングリコールなどのアルコール、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテル、プロピレンカーボネートなどのエステルまたはＮ−メチル−２−ピロリドンなどのケトンなどの少なくとも１種を用いることができる。また、増粘剤としては、たとえばセルロース、エチルセルロース、セルロース誘導体、ナイロン６などのポリアミド樹脂またはポリビニルピロリドンなどのビニル基が重合したポリマーなどの少なくとも１種を用いることができる。

次に、図２（ｄ）に示すように、拡散抑制マスク３から露出している半導体基板１の表面部分を覆うように第２導電型ドーパントを含有する第２導電型ドーパント拡散剤４を塗布する。

ここで、第２導電型ドーパント拡散剤４としては、第２導電型ドーパント源を含むものを用いることができ、第２導電型ドーパント源としては、第２導電型がｎ型である場合には、たとえば、リン酸塩、酸化リン、五酸化二リン、リン酸または有機リン化合物のようなリン原子を含む化合物を単独でまたは２種以上併用して用いることができる。

また、第２導電型ドーパント拡散剤４は、溶剤および増粘剤を含んでいてもよく、第２導電型ドーパント拡散剤４に含まれ得る溶剤および増粘剤としては、たとえば、上記において、第１導電型ドーパント拡散剤２に含まれ得る溶剤および増粘剤として説明したものを単独でまたは２種以上併用して用いることができる。

また、第２導電型ドーパント拡散剤４の塗布方法としては、たとえば、スプレー塗布、ディスペンサを用いた塗布、インクジェット塗布、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷または平版印刷などを用いることができる。

次に、半導体基板１を熱処理することによって、図２（ｅ）に示すように、第１導電型ドーパント拡散剤２から半導体基板１の表面に第１導電型ドーパントを拡散させて高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および低濃度第１導電型ドーパント拡散層９を形成するとともに、第２導電型ドーパント拡散剤４から半導体基板１の表面に第２導電型ドーパントを拡散させて高濃度第２導電型ドーパント拡散層８および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０を形成する。

ここで、上記の半導体基板１の熱処理により、第１導電型ドーパント拡散剤２からは第１導電型ドーパントが半導体基板１の表面だけでなく拡散抑制マスク３の厚膜部３ａにも拡散する。

これにより、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａが接する第１導電型ドーパント拡散剤２からは第１導電型ドーパントが半導体基板１の表面だけでなく拡散抑制マスク３の厚膜部３ａにも拡散して厚膜部３ａに吸収されるため、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに対応する半導体基板１の表面領域には第１導電型ドーパント濃度が比較的低い低濃度第１導電型ドーパント拡散層９が形成されることになる。

一方、拡散抑制マスク３の開口部３ｂにおける第１導電型ドーパント拡散剤２から拡散する第１導電型ドーパントは拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに吸収されずに半導体基板１の表面に拡散するため、拡散抑制マスク３の開口部３ｂに対応する半導体基板１の表面領域には、低濃度第１導電型ドーパント拡散層９よりも第１導電型ドーパント濃度が高い高濃度第１導電型ドーパント拡散層７が形成されることになる。

また、上記の半導体基板１の熱処理により、第２導電型ドーパント拡散剤４から拡散抑制マスク３の開口部３ｂを通して半導体基板１の表面に第２導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第２導電型ドーパント拡散層８が形成され、第２導電型ドーパント拡散剤４から拡散抑制マスク３の厚膜部３ａを通して半導体基板１の表面に第２導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０が形成される。

ここで、第２導電型ドーパント拡散剤４からの第２導電型ドーパントの拡散は拡散抑制マスク３の厚膜部３ａによって抑制されるため、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａを通して半導体基板１の表面に拡散するドーパントの量が拡散抑制マスク３の開口部３ｂを通して半導体基板１の表面に拡散するドーパントの量よりも少なくなる。

これにより、拡散抑制マスク３の開口部３ｂに対応する半導体基板１の表面領域には高濃度第２導電型ドーパント拡散層８が形成され、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに対応する半導体基板１の表面領域には低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０が形成されることになる。なお、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８は、低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０よりも高い第２導電型ドーパント濃度を有することは言うまでもない。

なお、上記の半導体基板１の熱処理の条件は特に限定されないが、高濃度ドーパント拡散層（高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８）および低濃度ドーパント拡散層（低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０）を安定して形成する観点からは、半導体基板１をたとえば８５０℃以上１０００℃以下の温度でたとえば２０分以上５０分以下加熱することができる。

次に、図２（ｆ）に示すように、半導体基板１の表面上の第１導電型ドーパント拡散剤２、拡散抑制マスク３および第２導電型ドーパント拡散剤４を除去する。これにより、半導体基板１の表面において、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８、低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０の表面がそれぞれ露出することになる。

次に、図２（ｇ）に示すように、半導体基板１の高濃度第１導電型ドーパント拡散層７、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８、低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０がそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜１１を形成する。

ここで、パッシベーション膜１１としては、たとえば、プラズマＣＶＤ法などにより形成した、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることができる。

次に、図２（ｈ）に示すように、半導体基板１のパッシベーション膜１１の形成側と反対側の表面にたとえばピラミッド状の凹凸などからなるテクスチャ構造１２を形成する。

ここで、テクスチャ構造１２は、たとえば、半導体基板１の表面をエッチングすることにより形成することができる。なお、半導体基板１の表面のエッチングは、半導体基板１がシリコン基板からなる場合には、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液をたとえば７０℃以上８０℃以下に加熱したエッチング液を用いて半導体基板１の表面をエッチングすることにより行なうことができる。

次に、図２（ｉ）に示すように、半導体基板１の表面のテクスチャ構造１２上に反射防止膜１３を形成する。反射防止膜１３は、たとえば、プラズマＣＶＤ法などにより形成した、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることができる。

次に、図２（ｊ）に示すように、半導体基板１のパッシベーション膜１１の一部を除去することによってコンタクトホールを形成して、コンタクトホールから高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８のそれぞれの表面を露出させる。

ここで、コンタクトホールは、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いてコンタクトホールの形成箇所に対応する部分に開口を有するレジストパターンをパッシベーション膜１１上に形成した後にレジストパターンの開口からパッシベーション膜１１をエッチングなどにより除去する方法、またはコンタクトホールの形成箇所に対応するパッシベーション膜１１の部分にエッチングペーストを塗布した後に加熱することによってパッシベーション膜１１をエッチングして除去する方法などにより形成することができる。なお、エッチングペーストとしては、上記で説明したエッチングペーストと同様のものを用いることができる。

次に、図２（ｋ）に示すように、コンタクトホールを通して、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７に電気的に接続される第１導電型用電極１４と、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８に電気的に接続される第２導電型用電極１５とを形成する。

ここで、第１導電型用電極１４および第２導電型用電極１５としては、たとえば、銀などの金属からなる電極を用いることができる。

以上により、本実施の形態における太陽電池の製造方法によって、裏面電極型太陽電池を作製することができる。

図３に、本実施の形態における太陽電池の製造方法によって作製された裏面電極型太陽電池の裏面の模式的な平面図を示す。

ここで、裏面電極型太陽電池の裏面においては、図３に示すように、複数の帯状の第１導電型用電極１４と複数の帯状の第２導電型用電極１５がそれぞれ１本ずつ交互に間隔をあけて配列されており、すべての第１導電型用電極１４が１本の帯状の第１導電型用集電電極１４ａに電気的に接続されており、すべての第２導電型用電極１５が１本の帯状の第２導電型用集電電極１５ａに電気的に接続されている。また、半導体基板１の裏面には、円状の２つのアライメントマーク２０が半導体基板１の裏面の対角にそれぞれ配置されている。

また、半導体基板１の裏面において、複数の帯状の第１導電型用電極１４のそれぞれの下方には高濃度第１導電型ドーパント拡散層７が配置され、複数の帯状の第２導電型用電極１５のそれぞれの下方には高濃度第２導電型ドーパント拡散層８が配置されていることになるが、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８の形状および大きさは特に限定されない。たとえば、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８は、第１導電型用電極１０および第２導電型用電極１１のそれぞれに沿って帯状に形成されていてもよく、第１導電型用電極１４および第２導電型用電極１５のそれぞれの一部に接するドット状に形成されていてもよい。

なお、図２（ａ）〜図２（ｋ）においては、説明の便宜上、半導体基板１に１つの高濃度第１導電型ドーパント拡散層７と、１つの高濃度第２導電型ドーパント拡散層８のみが形成されるように示されているが、実際には、複数の高濃度第１導電型ドーパント拡散層７と、複数の高濃度第２導電型ドーパント拡散層８とが形成されてもよいことは言うまでもない。

本発明の一例である本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、厚膜部３ａと開口部３ｂとを有する拡散抑制マスク３およびドーパント拡散剤（第１導電型ドーパント拡散剤２および第２導電型ドーパント拡散剤４）の設置によって、高濃度ドーパント拡散層（高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８）および低濃度ドーパント拡散層（低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０）を所望の位置に形成することになる。

したがって、拡散抑制マスク３の膜厚の変化によって高濃度ドーパント拡散層および低濃度ドーパント拡散層の作り分けが可能となるため、上記の特許文献１に記載の方法と比べて、高濃度ドーパント拡散層および低濃度ドーパント拡散層を所望の位置に安定して形成することができる。

また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８の形成のための拡散抑制マスク３のパターンニング（拡散抑制マスク３の開口部３ｂの形成）工程を、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８の形成時にそれぞれ１回ずつ（計２回）行なう必要がないため、製造工程を簡略化することができる。

また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８、低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０の形成のための熱処理を１回だけ行なえばよいため、製造工程を簡略化することができるとともに、熱処理による半導体基板１などの熱ダメージを有効に抑制することができる。

さらに、本実施の形態の太陽電池の製造方法のように、拡散抑制マスクに開口部を設けることによって、濃度差のある拡散領域である高濃度ドーパント拡散層と低濃度ドーパント拡散層との作り分けが容易となる。

また、第１導電型がｐ型である場合には、第１導電型のドーパントとしては、たとえばボロンなどのｐ型ドーパントを用いることができ、第２導電型がｎ型である場合には、第２導電型のドーパントとしては、たとえばリンなどのｎ型ドーパントを用いることができる。

また、裏面電極型太陽電池を高特性とする観点からは、高濃度ドーパント拡散層（高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８）のドーパント濃度を１×１０¹⁹／ｃｍ³以上とすることがより好ましい。

また、裏面電極型太陽電池を高特性とする観点からは、低濃度ドーパント拡散層（低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０）のドーパント濃度を１×１０¹⁷／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³未満とすることが好ましく、５×１０¹⁷／ｃｍ³以上１×１０¹⁸／ｃｍ³以下とすることがより好ましい。

また、図２（ａ）〜図２（ｋ）においても、説明の便宜上、半導体基板１に１つの高濃度第１導電型ドーパント拡散層７と、１つの高濃度第２導電型ドーパント拡散層８のみが形成されるように示されているが、実際には複数の高濃度第１導電型ドーパント拡散層７と、複数の高濃度第２導電型ドーパント拡散層８とが形成されてもよいことは言うまでもない。

＜実施の形態２＞
本実施の形態においては、拡散抑制マスク３が、開口部３ｂと、薄膜部３ｃと、薄膜部３ｃよりも厚い膜厚を有する厚膜部３ａとから構成される点を特徴としている。その他は実施の形態１と同様である。

以下、図４（ａ）〜図４（ｋ）の模式的断面図を参照して、本実施の形態における太陽電池の製造方法について説明する。なお、図４（ａ）〜図４（ｋ）においても、説明の便宜上、半導体基板１に１つの高濃度第１導電型ドーパント拡散層７と、１つの高濃度第２導電型ドーパント拡散層８のみが形成されるように示されているが、実際には複数の高濃度第１導電型ドーパント拡散層７と、複数の高濃度第２導電型ドーパント拡散層８とが形成されてもよいことは言うまでもない。

まず、図４（ａ）に示すように、半導体基板１を用意し、続いて、図４（ｂ）に示すように、半導体基板１の表面の一部に第１導電型ドーパントを含有する第１導電型ドーパント拡散剤２を塗布する。ここで、第１導電型ドーパント拡散剤２の塗布は、たとえば、実施の形態１における第１導電型ドーパント拡散剤２と同様の方法で塗布することができる。

次に、図４（ｃ）に示すように、第１導電型ドーパント拡散剤２の表面上および半導体基板１の表面上に拡散抑制マスク３を形成する。ここで、本実施の形態における拡散抑制マスク３は、たとえば実施の形態１における拡散抑制マスク３と同様の方法で形成することができる。

なお、拡散抑制マスク３の薄膜部３ｃの膜厚は、第１導電型または第２導電型のドーパントが拡散して後述する高濃度ドーパント拡散層を形成することができるものであれば特に限定されない。

次に、図４（ｄ）に示すように、拡散抑制マスク３の薄膜部３ｃを覆うように第２導電型ドーパントを含有する第２導電型ドーパント拡散剤４を塗布する。ここで、第２導電型ドーパント拡散剤４の塗布は、たとえば、実施の形態１における第２導電型ドーパント拡散剤４と同様の方法で塗布することができる。

次に、図４（ｅ）に示すように、半導体基板１を熱処理することによって、第１導電型ドーパント拡散剤２および第２導電型ドーパント拡散剤４からそれぞれ半導体基板１の表面に第１導電型ドーパントおよび第２導電型ドーパントをそれぞれ拡散させて、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８、低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０を形成する。

一方、拡散抑制マスク３の開口部３ｂにおける第１導電型ドーパント拡散剤２から拡散する第１導電型ドーパントは、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに吸収されずに半導体基板１に拡散するため、拡散抑制マスク３の開口部３ｂに対応する半導体基板１の表面領域には低濃度第１導電型ドーパント拡散層９よりも第１導電型ドーパント濃度が高い高濃度第１導電型ドーパント拡散層７が形成されることになる。

また、上記の半導体基板１の熱処理により、第２導電型ドーパント拡散剤４から拡散抑制マスク３の薄膜部３ｃを通して半導体基板１の表面に第２導電型ドーパントが拡散することによって高濃度第２導電型ドーパント拡散層８が形成され、第２導電型ドーパント拡散剤４から拡散抑制マスク３の厚膜部３ａを通して半導体基板１の表面に第２導電型ドーパントが拡散することによって低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０が形成されることになる。

ここで、第２導電型ドーパント拡散剤４からの第２導電型ドーパントの拡散は拡散抑制マスク３の厚膜部３ａによって抑制されるため、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａを通して半導体基板１の表面に拡散するドーパントの量が拡散抑制マスク３の薄膜部３ｃを通して半導体基板１の表面に拡散するドーパントの量よりも少なくなる。

これにより、拡散抑制マスク３の薄膜部３ｃに対応する半導体基板１の表面領域には高濃度第２導電型ドーパント拡散層８が形成され、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに対応する半導体基板１の表面領域には低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０が形成されることになる。なお、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８は、低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０よりも高い第２導電型ドーパント濃度を有することは言うまでもない。

次に、図４（ｆ）に示すように、半導体基板１の表面上の第１導電型ドーパント拡散剤２、拡散抑制マスク３および第２導電型ドーパント拡散剤４を除去することによって、半導体基板１の表面に、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８、低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０の表面をそれぞれ露出させる。

次に、図４（ｇ）に示すように、半導体基板１の高濃度第１導電型ドーパント拡散層７、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８、低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０がそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜１１を形成する。

次に、図４（ｈ）に示すように、半導体基板１のパッシベーション膜１１の形成側と反対側の表面にたとえばピラミッド状の凹凸などからなるテクスチャ構造１２を形成し、その後、図４（ｉ）に示すように、半導体基板１の表面のテクスチャ構造１２上に反射防止膜１３を形成する。

次に、図４（ｊ）に示すように、半導体基板１のパッシベーション膜１１の一部を除去することによってコンタクトホールを形成して、コンタクトホールから高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８のそれぞれの表面を露出させる。

次に、図４（ｋ）に示すように、コンタクトホールを通して、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７に電気的に接続される第１導電型用電極１４と、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８に電気的に接続される第２導電型用電極１５とを形成する。

本発明の一例である本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、開口部３ｂと、薄膜部３ｃと、薄膜部３ｃよりも厚い膜厚を有する厚膜部３ａとを有する拡散抑制マスク３およびドーパント拡散剤（第１導電型ドーパント拡散剤２および第２導電型ドーパント拡散剤４）の設置によって、高濃度ドーパント拡散層（高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８）および低濃度ドーパント拡散層（低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０）を所望の位置に形成することになる。

また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８の形成のための拡散抑制マスク３のパターンニング（拡散抑制マスク３の開口部３ｂおよび薄膜部３ｃの形成）工程を、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８の形成時にそれぞれ１回ずつ（計２回）行なう必要がないため、製造工程を簡略化することができる。

また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、拡散抑制マスク３の薄膜部３ｃによって、たとえば、第１導電型ドーパントがボロンであって、第２導電型ドーパントがリンである場合などのように、第２導電型ドーパント拡散剤４から拡散する第２導電型ドーパントの拡散深さが第１導電型ドーパント拡散剤２から拡散する第１導電型ドーパントの拡散深さよりも深くなるときであっても、薄膜部３ｃによって第２導電型ドーパントの拡散を抑止することができるため、薄膜部３ｃの厚さの調節により、第１導電型ドーパント拡散層７の深さと高濃度第２導電型ドーパント拡散層８の深さとを同等程度とすることができる。

なお、本実施の形態における上記以外の説明は実施の形態１と同様であるため、その説明は省略する。

＜実施の形態３＞
本実施の形態においては、半導体基板の表面における第２導電型ドーパントの拡散を第２導電型ドーパント拡散剤による塗布拡散に代えて第２導電型ドーパントであるリンを含む第２導電型ドーパント含有ガスによる気相拡散により行なうことを特徴としている。

以下、図５（ａ）〜図５（ｊ）の模式的断面図を参照して、本実施の形態における太陽電池の製造方法について説明する。なお、図５（ａ）〜図５（ｊ）においても、説明の便宜上、半導体基板１に１つの高濃度第１導電型ドーパント拡散層７と、１つの高濃度第２導電型ドーパント拡散層８のみが形成されるように示されているが、実際には複数の高濃度第１導電型ドーパント拡散層７と、複数の高濃度第２導電型ドーパント拡散層８とが形成されてもよいことは言うまでもない。

まず、図５（ａ）に示すように、ｎ型シリコン基板である半導体基板１を用意し、続いて、図５（ｂ）に示すように、半導体基板１の表面の一部に第１導電型ドーパントであるボロンを含有する第１導電型ドーパント拡散剤２を塗布する。ここで、ボロンを含有する第１導電型ドーパント拡散剤２の塗布は、たとえば、実施の形態１〜２における第１導電型ドーパント拡散剤２と同様の方法で塗布することができる。

次に、図５（ｃ）に示すように、ボロンを含有する第１導電型ドーパント拡散剤２の表面上および半導体基板１の表面上に酸化シリコン膜からなる拡散抑制マスク３を形成する。ここで、本実施の形態における酸化シリコン膜からなる拡散抑制マスク３は、たとえば実施の形態１〜２における拡散抑制マスク３と同様の方法で形成することができる。

次に、図５（ｄ）に示すように、半導体基板１を熱処理することによって、ボロンを含有する第１導電型ドーパント拡散剤２から半導体基板１の表面に第１導電型ドーパントであるボロンを拡散させて、ｐ型ドーパント拡散層である高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および低濃度第１導電型ドーパント拡散層９を形成するとともに、リンを含有する第２導電型ドーパント含有ガス１７を流すことによって半導体基板１の表面に第２導電型ドーパントであるリンを拡散させて、ｎ型ドーパント拡散層である高濃度第２導電型ドーパント拡散層８および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０を形成する。

なお、リンを含有する第２導電型ドーパント含有ガス１７を用いた第２導電型ドーパントであるリンの拡散工程は第１導電型ドーパントであるボロンの拡散工程と同一の工程で行なってもよく、第１導電型ドーパントであるボロンの拡散工程の直前および／または直後に連続して行なってもよい。

ここで、上記のリンを含有する第２導電型ドーパント含有ガス１７を用いた気相拡散により、リンを含有する第２導電型ドーパント含有ガス１７から拡散抑制マスク３の開口部３ｂを通して半導体基板１の表面に第２導電型ドーパントであるリンが拡散することによって高濃度第２導電型ドーパント拡散層８が形成され、リンを含有する第２導電型ドーパント含有ガス１７から拡散抑制マスク３の厚膜部３ａを通して半導体基板１の表面に第２導電型ドーパントであるリンが拡散することによって低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０が形成される。

上記の半導体基板１の熱処理により、ボロンを含有する第１導電型ドーパント拡散剤２から第１導電型ドーパントであるボロンが拡散して、拡散抑制マスク３の開口部３ｂに対応する半導体基板１の表面領域には高濃度第１導電型ドーパント拡散層７が形成され、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに対応する半導体基板１の表面領域には低濃度第１導電型ドーパント拡散層９が形成される。

すなわち、本実施の形態においても、上記の半導体基板１の熱処理により、ボロンを含有する第１導電型ドーパント拡散剤２からは第１導電型ドーパントであるボロンが半導体基板１の表面だけでなく拡散抑制マスク３の厚膜部３ａにも拡散する。

これにより、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａが接する第１導電型ドーパント拡散剤２からは第１導電型ドーパントであるボロンが半導体基板１の表面だけでなく拡散抑制マスク３の厚膜部３ａにも拡散して厚膜部３ａに吸収されるため、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに対応する半導体基板１の表面領域にはボロン濃度が比較的低い低濃度第１導電型ドーパント拡散層９が形成されることになる。

一方、拡散抑制マスク３の開口部３ｂにおける第１導電型ドーパント拡散剤２から拡散する第１導電型ドーパントであるボロンは拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに吸収されずに半導体基板１の表面に拡散するため、拡散抑制マスク３の開口部３ｂに対応する半導体基板１の表面領域には、低濃度第１導電型ドーパント拡散層９よりもボロン濃度が高い高濃度第１導電型ドーパント拡散層７が形成されることになる。

また、上記のリンを含有する第２導電型ドーパント含有ガス１７により、リンを含有する第２導電型ドーパント含有ガス１７から拡散抑制マスク３の開口部３ｂを通して半導体基板１の表面に第２導電型ドーパントであるリンが拡散することによって高濃度第２導電型ドーパント拡散層８が形成され、リンを含有する第２導電型ドーパント含有ガス１７から拡散抑制マスク３の厚膜部３ａを通して半導体基板１の表面に第２導電型ドーパントであるリンが拡散することによって低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０が形成される。

ここで、上記のリンを含有する第２導電型ドーパント含有ガス１７からの第２導電型ドーパントであるリンの拡散は拡散抑制マスク３の厚膜部３ａによって抑制されるため、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａを通して半導体基板１の表面に拡散するリンの量が拡散抑制マスク３の開口部３ｂを通して半導体基板１の表面に拡散するリンの量よりも少なくなる。

これにより、拡散抑制マスク３の開口部３ｂに対応する半導体基板１の表面領域には高濃度第２導電型ドーパント拡散層８が形成され、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに対応する半導体基板１の表面領域には低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０が形成されることになる。なお、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８は、低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０よりも高いリン濃度を有することは言うまでもない。

なお、リンを含有する第２導電型ドーパント含有ガス１７としては、たとえばＰＯＣｌ₃などのリンを含むガスを用いることができる。

次に、図５（ｅ）に示すように、半導体基板１の表面上の第１導電型ドーパント拡散剤２および拡散抑制マスク３を除去することによって、半導体基板１の表面に、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８、低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０の表面をそれぞれ露出させる。

次に、図５（ｆ）に示すように、半導体基板１の高濃度第１導電型ドーパント拡散層７、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８、低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０がそれぞれ露出している側の表面にパッシベーション膜１１を形成する。

次に、図５（ｇ）に示すように、半導体基板１のパッシベーション膜１１の形成側と反対側の表面にたとえばピラミッド状の凹凸などからなるテクスチャ構造１２を形成し、その後、図５（ｈ）に示すように、半導体基板１の表面のテクスチャ構造１２上に反射防止膜１３を形成する。

次に、図５（ｉ）に示すように、半導体基板１のパッシベーション膜１１の一部を除去することによってコンタクトホールを形成して、コンタクトホールから高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８のそれぞれの表面を露出させる。

次に、図５（ｊ）に示すように、コンタクトホールを通して、高濃度第１導電型ドーパント拡散層７に電気的に接続される第１導電型用電極１４と、高濃度第２導電型ドーパント拡散層８に電気的に接続される第２導電型用電極１５とを形成する。

本発明の一例である本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、ｎ型シリコン基板である半導体基板１の一方の表面における開口部３ｂと厚膜部３ａとを有する拡散抑制マスク３の設置、ボロンを含有する第１導電型ドーパント拡散剤２の設置およびリンを含有する第２導電型ドーパント含有ガス１７を用いた気相拡散によって、高濃度ドーパント拡散層（高濃度第１導電型ドーパント拡散層７および高濃度第２導電型ドーパント拡散層８）および低濃度ドーパント拡散層（低濃度第１導電型ドーパント拡散層９および低濃度第２導電型ドーパント拡散層１０）を所望の位置に形成することになる。

また、本実施の形態における上記以外の説明は実施の形態１〜２と同様であるため、その説明は省略する。

＜実施の形態４＞
本実施の形態においては、裏面電極型太陽電池ではなく、半導体基板の受光面と裏面にそれぞれ電極を備えた構成の太陽電池を作製することを特徴としている。

以下、図６（ａ）〜図６（ｆ）の模式的断面図を参照して、本実施の形態における太陽電池の製造方法について説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、ｎ型半導体基板７１を用意し、続いて、図６（ｂ）に示すように、ｎ型半導体基板７１の表面上にボロンなどのｐ型ドーパントを含有するｐ型ドーパント拡散剤７２を塗布する。なお、ｐ型ドーパント拡散剤７２の塗布方法としては、たとえば、スプレー塗布、ディスペンサを用いた塗布、インクジェット塗布、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷または平版印刷などを用いることができる。

次に、図６（ｃ）に示すように、ｐ型ドーパント拡散剤７２の表面上に開口部３ｂと厚膜部３ａとを有する拡散抑制マスク３を形成する。ここで、拡散抑制マスク３は実施の形態１〜３と同様にして形成することができる。また、ｐ型ドーパント拡散剤７２の塗布方法としては、たとえば、上記と同様の方法を用いることができる。

次に、図６（ｄ）に示すように、ｎ型半導体基板７１を熱処理することによって、ｎ型ドーパント拡散剤７２からｐ型半導体基板７１の表面にｎ型ドーパントを拡散させて、ｎ型半導体基板７１の表面に低濃度ｎ型ドーパント拡散層７６および高濃度ｎ型ドーパント拡散層７５をそれぞれ形成する。

ここで、上記のｎ型半導体基板７１の熱処理により、拡散抑制マスク３の開口部３ｂに対応するｐ型半導体基板７１の表面領域にはｎ型ドーパントが比較的高濃度に拡散することによって高濃度ｐ型ドーパント拡散層７５が形成され、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに対応するｎ型半導体基板７１の表面領域にはｎ型ドーパントが比較的低濃度に拡散することによって低濃度ｐ型ドーパント拡散層７６が形成される。

すなわち、本実施の形態においても、上記のｎ型半導体基板７１の熱処理により、ｐ型ドーパント拡散剤７２からはｐ型ドーパントがｎ型半導体基板７１の表面だけでなく拡散抑制マスク３の厚膜部３ａにも拡散する。

これにより、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａが接するｐ型ドーパント拡散剤７２からはｐ型ドーパントがｎ型半導体基板７１の表面だけでなく拡散抑制マスク３の厚膜部３ａにも拡散して厚膜部３ａに吸収されるため、拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに対応するｎ型半導体基板７１の表面領域にはｐ型ドーパント濃度が比較的低い低濃度ｐ型ドーパント拡散層７６が形成されることになる。

一方、拡散抑制マスク３の開口部３ｂにおけるｐ型ドーパント拡散剤７２から拡散するｐ型ドーパントは拡散抑制マスク３の厚膜部３ａに吸収されずにｎ型半導体基板７１の表面に拡散するため、拡散抑制マスク３の開口部３ｂに対応するｎ型半導体基板７１の表面領域には、低濃度ｐ型ドーパント拡散層７６よりもｐ型ドーパント濃度が高い高濃度ｐ型ドーパント拡散層７５が形成されることになる。

次に、図６（ｅ）に示すように、ｎ型半導体基板７１の表面から拡散抑制マスク３およびｐ型ドーパント拡散剤７２を除去することによって、ｎ型半導体基板７１の表面に、高濃度ｐ型ドーパント拡散層７５および低濃度ｐ型ドーパント拡散層７６の表面をそれぞれ露出させる。

次に、図６（ｆ）に示すように、ｎ型半導体基板７１の受光面となる表面に形成された高濃度ｐ型ドーパント拡散層７５上にｐ電極７７を形成するとともに、ｎ型半導体基板７１の裏面にｎ電極７８を形成する。

ここで、ｐ電極７７およびｎ電極７８としては、たとえば、銀などの金属からなる電極を用いることができる。

以上により、本実施の形態における太陽電池の製造方法によって、半導体基板の受光面と裏面にそれぞれ電極を備えた構成の太陽電池を作製することができる。

本発明の一例である本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、開口部３ｂと厚膜部３ａとを有する拡散抑制マスク３およびｐ型ドーパント拡散剤７２の設置によって、高濃度ｐ型ドーパント拡散層７５および低濃度ｐ型ドーパント拡散層７６を所望の位置に形成することになる。

したがって、拡散抑制マスク３の膜厚の変化によって高濃度ｐ型ドーパント拡散層７５および低濃度ｐ型ドーパント拡散層７６の作り分けが可能となるため、上記の特許文献１に記載の方法と比べて、高濃度ｐ型ドーパント拡散層７５および低濃度ｐ型ドーパント拡散層７６を所望の位置に安定して形成することができる。

また、本実施の形態の太陽電池の製造方法においては、高濃度ｐ型ドーパント拡散層７５および低濃度ｐ型ドーパント拡散層７６の形成のための熱処理を１回だけ行なえばよいため、製造工程を簡略化することができるとともに、熱処理によるｎ型半導体基板７１などの熱ダメージを有効に抑制することができる。

また、本実施の形態においては、実施の形態１〜３と同様に、ｎ型半導体基板７１に反射防止膜、テクスチャ構造およびパッシベーション膜などが形成されていてもよい。

また、図６（ａ）〜図６（ｆ）においては、説明の便宜上、ｎ型半導体基板７１に１つの高濃度ｐ型ドーパント拡散層７５のみが形成されるように示されているが、実際には複数の高濃度ｐ型ドーパント拡散層７５が形成されてもよいことは言うまでもない。

また、本発明の半導体装置の概念には、太陽電池を含むあらゆる半導体装置が含まれる。また、本発明の太陽電池の概念には、半導体基板の一方の表面（裏面）のみにｐ型用電極およびｎ型用電極の双方が形成された構成の裏面電極型太陽電池だけでなく、ＭＷＴ（Metal Wrap Through）セル（半導体基板に設けられた貫通孔に電極の一部を配置した構成の太陽電池セル）などのいわゆるバックコンタクト型太陽電池（半導体基板の受光面と反対側の裏面から電流を取り出す構造の太陽電池）および半導体基板の受光面と裏面にそれぞれ電極を形成して製造された両面電極型太陽電池などのあらゆる構成の太陽電池が含まれる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明によれば、高濃度ドーパント拡散層および低濃度ドーパント拡散層を所望の位置に安定して形成することが可能な半導体装置の製造方法を提供することができるため、半導体基板の受光面と裏面にそれぞれ電極を備えた構成の両面電極型太陽電池や半導体基板の裏面のみに電極を備えた構成の裏面電極型太陽電池の製造に好適に利用することができる。

１半導体基板、２第１導電型ドーパント拡散剤、３拡散抑制マスク、３ａ厚膜部、３ｂ開口部、３ｃ薄膜部、４第２導電型ドーパント拡散剤、７高濃度第１導電型ドーパント拡散層、８高濃度第２導電型ドーパント拡散層、９低濃度第１導電型ドーパント拡散層、１０低濃度第２導電型ドーパント拡散層、１１パッシベーション膜、１２テクスチャ構造、１３反射防止膜、１４第１導電型用電極、１４ａ第１導電型用集電電極、１５第２導電型用電極、１５ａ第２導電型用集電電極、１７第２導電型ドーパント含有ガス、２０アライメントマーク、５１，１００シリコン基板、５２ボロンペースト、５３酸化シリコン膜、５３ａ厚膜部、５３ｂ開口部、５４低濃度ｐ型ドーパント拡散層、５５高濃度ｐ型ドーパント拡散層、７１ｎ型半導体基板、７２ｐ型ドーパント拡散剤、７５高濃度ｐ型ドーパント拡散層、７６低濃度ｐ型ドーパント拡散層、７７ｐ電極、７８ｎ電極、１０１低濃度ｎ型ドーパント源、１０２高濃度ｎ型ドーパント源、１０３低濃度ｐ型ドーパント源、１０４高濃度ｐ型ドーパント源、１０７高濃度ｎ型ドーパント拡散層、１１２テクスチャ構造、１０８高濃度ｐ型ドーパント拡散層、１０９低濃度ｎ型ドーパント拡散層、１１０低濃度ｐ型ドーパント拡散層。

Claims

半導体基板の表面上に第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント拡散剤を塗布する工程と、
前記ドーパント拡散剤の表面上に開口部と厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、
前記拡散抑制マスクが設置された前記ドーパント拡散剤から前記半導体基板の前記表面に前記ドーパントを拡散させる工程とを含む、半導体装置の製造方法。
前記ドーパントを拡散させる工程において、前記拡散抑制マスクの前記開口部に対応する前記半導体基板の表面領域に高濃度ドーパント拡散層を形成し、前記拡散抑制マスクの前記厚膜部に対応する前記半導体基板の表面領域に低濃度ドーパント拡散層を形成することを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
前記高濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度が１×１０¹⁹／ｃｍ³以上であることを特徴とする、請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
前記低濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度が１×１０¹⁷／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³未満であることを特徴とする、請求項２または３に記載の半導体装置の製造方法。
半導体基板の表面上に第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント拡散剤を塗布する工程と、
前記ドーパント拡散剤の表面上に薄膜部と厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、
前記拡散抑制マスクが設置された前記ドーパント拡散剤から前記半導体基板の前記表面に前記ドーパントを拡散させる工程とを含む、半導体装置の製造方法。
前記ドーパントを拡散させる工程において、前記拡散抑制マスクの前記薄膜部に対応する前記半導体基板の表面領域に高濃度ドーパント拡散層を形成し、前記拡散抑制マスクの前記厚膜部に対応する前記半導体基板の表面領域に低濃度ドーパント拡散層を形成することを特徴とする、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
前記高濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度が１×１０¹⁹／ｃｍ³以上であることを特徴とする、請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
前記低濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度が１×１０¹⁷／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³未満であることを特徴とする、請求項６または７に記載の半導体装置の製造方法。
半導体基板の表面上に第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント拡散剤を塗布する工程と、
前記ドーパント拡散剤の表面上に開口部と薄膜部と厚膜部とを有する拡散抑制マスクを形成する工程と、
前記拡散抑制マスクが設置された前記ドーパント拡散剤から前記半導体基板の前記表面に前記ドーパントを拡散させる工程とを含む、半導体装置の製造方法。
前記ドーパントを拡散させる工程において、前記拡散抑制マスクの前記開口部および前記薄膜部の少なくとも一方に対応する前記半導体基板の表面領域に高濃度ドーパント拡散層を形成し、前記拡散抑制マスクの前記厚膜部に対応する前記半導体基板の表面領域に低濃度ドーパント拡散層を形成することを特徴とする、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
前記高濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度が１×１０¹⁹／ｃｍ³以上であることを特徴とする、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
前記低濃度ドーパント拡散層のドーパント濃度が１×１０¹⁷／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³未満であることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の半導体装置の製造方法。
第１導電型または第２導電型のドーパントを含有するドーパント含有ガスから前記拡散抑制マスクを通して前記半導体基板の前記表面に前記ドーパントを拡散させる工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１から１２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。