JPH11274538A

JPH11274538A - 高強度薄型半導体素子形成用基板、高強度薄型半導体素子及び高強度薄型半導体素子の製造方法

Info

Publication number: JPH11274538A
Application number: JP10364659A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yasuzawa; 修安沢
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】基板を薄型化することに伴う基板自体の強度
の低下を防ぎ、基板の取り扱いが容易で、かつ割れ、欠
けによる不良品の発生を防止し、後工程での処理に使用
される装置に求められる基板搬送性能の低減化を実現す
ることを目的とする。【解決手段】基板の表面又は表裏面に、初期投入され
た基板厚を保持するか、十分な基板強度を与える厚さを
保持する肉厚部を有し、該肉厚部以外の部分の基板が選
択的に除去されて、前記肉厚部より薄くかつ２０μｍ以
上の厚みを有する薄層部が形成されてなる高強度薄型半
導体素子形成用基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度薄型半導体
素子形成用基板、高強度薄型半導体素子及び高強度薄型
半導体素子の製造方法に関し、より詳細には、高強度を
保持し、かつ軽量、薄膜化を実現する高強度薄型半導体
素子形成用基板、この基板を用いて形成された高強度薄
型半導体素子及びこの基板を用いた高強度薄型半導体素
子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来提案されている宇宙用太陽電池は、
一般に、以下のように製造されている。（１）薄型化エッチング工程により、初期投入された膜
厚２００〜３００μｍ程度のシリコン基板８０を、膜厚
５０〜２００μｍ程度の最終的な太陽電池の厚みにまで
均一に化学エッチングする（図１４（ａ））。（２）第１酸化工程により、基板８０両面に酸化膜２を
形成する（図１４（ｂ））。（３）酸化膜２にフォトエッチング技術により無反射表
面形状パターンの窓３開けを施す（酸化膜窓開け工程：
図１４（ｃ））。

【０００３】（４）上記酸化膜窓開け工程により酸化膜
２が除去された部分のみをエッチングし、表面に光の反
射を低減する無反射表面形状４を形成する（テクスチャ
エッチング工程：図１４（ｄ））。なお、前工程で一定
のパターンに酸化膜２を残すことにより、この無反射表
面形状４は逆ピラミッド構造になる（図１７参照）。（５）第２酸化工程により、再度基板８０両面に酸化膜
５を形成する（図１４（ｅ））。（６）基板８０裏面へ
Ｐ型不純物を拡散させるために、裏面に形成されている
酸化膜５を化学処理により除去する（図１５（ｆ））。

【０００４】（７）ボロンを拡散させることにより、基
板８０裏面にＰ型拡散層６を形成する（図１５
（ｇ））。（８）ＣＶＤ工程により、裏面保護のため裏面全面に酸
化膜７を形成する（図１５（ｈ））。（９）基板８０表面（受光面）に回り込んだＣＶＤによ
る酸化膜７を化学処理により除去する（図１５
（ｉ））。（１０）基板８０表面へリンを拡散することにより、受
光面にのみＮ型拡散層８を形成する（図１５（ｊ））。

【０００５】（１１）基板８０を熱酸化して、基板８０
表面のＮ型拡散層８上にパッシベーション膜（酸化膜）
９を形成する（図１６（ｋ））。（１２）後工程で形成する電極と拡散層６、８との接続
のため、（８）で形成した基板裏面のＣＶＤによる酸化
膜７と、（１１）で形成した基板８０表面のパッシベー
ション膜９との電極接合部分をそれぞれフォトエッチン
グ技術により除去する（図１６（ｌ））。（１３）基板８０表面にＮ型拡散層８と接続する所定形
状の受光面電極１０を形成する（Ｎ電極蒸着工程：図１
６（ｍ））。（１４）後工程での処理の簡易化を目的として基板８０
を所定の大きさに切断する（ダイシング・ブレイクＩ工
程）。

【０００６】（１５）基板８０裏面にＰ型拡散層６と接
続する所定形状の裏面電極１１を形成する（Ｐ電極蒸着
工程：図１６（ｎ））。（１６）基板８０表面に光の反射を低減させる反射防止
膜１２を形成する（反射防止膜蒸着工程：図１６
（ｏ））。（１７）Ｎ・Ｐ電極蒸着工程で形成した受光面電極１
０、裏面電極１１と基板８０との密着度を高めるために
熱処理を行う（シンタリング工程）。（１８）最終的な太陽電池寸法に基板８０を切断する
（ダイシング・ブレイクII工程）。以上の工程により太陽電池素子を完成する（図１７）。

【０００７】一般に、宇宙用太陽電池は宇宙空間で使用
されるので、素子特性自体に高い耐放射線特性が求めら
れる。高耐放射線性を実現する有効な手法の１つとし
て、太陽電池素子の基板厚を薄くすることが挙げられ
る。しかし、このような手法では、素子製造の初期工程
（１）でシリコン基板を最終太陽電池厚に化学エッチン
グする必要があるため、後工程で処理可能な強度を有す
る基板厚以下（約５０μｍ以下）に薄型化できないとい
う問題がある。

【０００８】また、初期工程（１）で基板厚を薄くすれ
ばするほど、後処理での熟練や注意力を必要とするため
大変な手間がかかる。さらに、処理装置も一般的な半導
体素子製造プロセスで用いられる装置に比べ、高い基板
搬送安定性が求められ、装置選定も制限されるという問
題があった。

【０００９】そこで、基板厚を薄くしながら、後工程で
処理可能な強度を確保するために、基板の裏面の外周の
みを肉厚に保ち、裏面の他の部分及び表面を薄膜化する
方法が、例えば、特開平４−１９２４７４号公報に提案
されている。

【００１０】（１）まず、厚さが２００〜３００μｍ
の、結晶面方位［１００］のｐ型シリコン基板を初期投
入された基板として用い、太陽電池が完成した状態で受
光面となる基板表面に対する裏面側であって、その周縁
部に被膜（図示せず）を施す。被膜はエッチングされな
い材料、例えばＣＶＤ法によるＳｉＯ₂又はＳｉ₃Ｎ₄
等又は耐酸・耐アルカリ性のワックスである。次いで、
薄型化エッチング工程により、シリコン基板９１の厚み
を最終太陽電池の厚みにまで化学エッチングする。この
とき、基板９１裏面の周縁部の被膜を施した部分はエッ
チングされずに残り、他の部分より肉厚の補強部９１ａ
（膜厚１００〜２５０μｍ程度）が形成され、基板９１
裏面の中央部には薄層部９１ｂ（膜厚５０〜２００μｍ
程度）が形成される（図１８（ａ））。

【００１１】続いて、上記工程（２）〜（１３）及び
（１５）と同様の工程を行い、基板９１の表面にＮ型拡
散層８、パッシベーション膜９及び受光面電極１０を、
基板９１裏面にＰ型拡散層６酸化膜7及び裏面電極１１
を形成する(図１８（ｂ）)。この際、基板９１の裏面の
周縁部に補強部９１ａが形成されているため、基板９１
の反りを防止することができる。その後、上記工程（１
６）及び（１７）と同様の工程を行う。

【００１２】続いて、（１８）基板９１表面に、接着剤
９３を用いてカバーガラス９２を貼り付ける。（１９）
最終的な太陽電池寸法に、基板９１をカバーガラス９２
ごと切断する（図１８（ｃ））。この際、基板９１裏面
の周縁部の補強部９１ａは切り取られる。なお、基板９
１は、カバーガラス９２により補強されているため反る
ことがない。以上の工程により太陽電池素子を完成す
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のよう
に、まず、基板９１裏面の周縁部において補強部９１ａ
を形成し、最後にこの補強部９１ａを切り取る方法で
は、基板９１裏面に凹凸が存在することから、製造上幾
つかの問題点があった。

【００１４】通常、太陽電池の裏面電極は、太陽電池の
全面に形成されており、一方、受光面電極は、太陽電池
の入射光量を増すために微細な櫛形形状で、太陽電池の
寸法いっぱいに配置されている。このため、受光面電極
の位置に対して極めて精密に、太陽電池を切断する位置
が設定されているので、アライメントマークは太陽電池
の受光面となる基板表面に設けられている。よって、上
記工程（１９）において補強部９１ａを切り取る際、基
板裏面にダイシングテープを貼付け、ダイシングステー
ジ上に基板を固定して、基板表面のアライメントマーク
を基準に位置合わせを行ない、基板表面側からダイシン
グブレードを切り込ませてダイシングする。

【００１５】この際、基板９１の薄層部９１ｂはダイシ
ングテープから５０〜２００μｍ程度完全に浮いている
ため、この浮いている部分に基板９１表面側からダイシ
ング圧がかかると、基板９１の割れが発生することがあ
る。また、太陽電池素子となる必要な部分がダイシング
ステージ上に固定されていないため、ダイシングによっ
て飛び散るという問題がある。また、上記工程（１９）
のように、カバーガラス９２を貼り付けた後に補強部９
１ａを切り取る方法では、基板９１の反りを防止するの
みならず、太陽電池素子の十分な強度を与えるために、
カバーガラス９２を厚膜にすることが必要になる。しか
し、カバーガラス９２の厚膜化に伴って、その入射光の
吸収が増大し、太陽電池素子の特性の低下を招く。

【００１６】さらに、上記の方法では、基板９１表面が
平坦であるため、基板９１表面から面全体に圧力を加え
ることを要する工程において、以下の問題がある。例え
ば、上記工程（１９）において、基板裏面へのダイシン
グテープの貼付けは、基板表面を下にしてテープ貼りス
テージ上に載置し、上から（基板裏面から）ダイシング
テープをローラーで伸ばし、基板裏面に押し付けながら
行われる。この際、ステージ上に細かい異物（例えば、
基板の屑・ゴミ等）が存在すると、基板表面と異物とが
接する部分に圧力が集中する。よって、その部分が、基
板９１の薄層部９１ｂであると、基板自体の強度が小さ
く、かつ基板の補強部９１ａからの加圧により、薄層部
９１ｂに大きな応力が加わり、基板割れを生じるという
問題がある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板の
表面又は表裏面に、初期投入された基板厚を保持する
か、十分な基板強度を与える厚さを保持する肉厚部を有
し、該肉厚部以外の部分の基板が選択的に除去されて、
前記肉厚部より薄くかつ２０μｍ以上の厚みを有する薄
層部が形成されてなる高強度薄型半導体素子形成用基板
が提供される。また、基板の裏面に、初期投入された基
板厚を保持する肉厚部を有し、該肉厚部以外の部分の基
板が選択的に除去されて、前記肉厚部より薄くかつ２０
μｍ以上の厚みを有する薄層部が形成されてなる高強度
薄型半導体素子形成用基板が提供される。

【００１８】さらに、本発明によれば、上記高強度薄型
半導体素子形成用基板自体に活性層が形成され、前記基
板の表面側に受光面電極、前記基板の裏面側に裏面電極
を備えてなり、前記基板の表面又は表裏面に、前記基板
の周縁に存在する形状、格子形状、ストライプ形状又は
島形状の肉厚部を有し、前記基板の表面における肉厚部
が、薄層部における層厚よりも２０μｍ以上厚く形成さ
れ、かつ前記基板の表面の１〜２０％の占有面積を有す
る高強度薄型半導体素子が提供される。

【００１９】また、本発明によれば、高強度薄型半導体
素子形成用基板の表面、あるいは表面及び裏面の両面
を、マスクを使用して選択的に加工除去することによ
り、初期投入された基板厚を保持するか、十分な基板強
度を与える厚さを保持する肉厚部を残存させるととも
に、前記肉厚部より薄くかつ２０μｍ以上の厚みを有す
る薄層部を形成することからなる高強度薄型半導体素子
の製造方法が提供される。さらに、高強度薄型半導体素
子形成用基板の裏面を、マスクを使用して選択的に加工
除去することにより、初期投入された基板厚を保持する
肉厚部を残存させるとともに、前記肉厚部より薄くかつ
２０μｍ以上の厚みを有する薄層部を形成することから
なる高強度薄型半導体素子の製造方法が提供される。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明における高強度薄型半導体
素子形成用基板（以下、「素子形成用基板」と記す）
は、適当な強度を保持しながら薄膜化、軽量化されたも
のである。

【００２１】素子形成用基板とは、半導体素子の１個又
は複数個が同時に形成されるための基板を意味し、ウェ
ハ等を含む。素子形成用基板は、例えばシリコン、ゲル
マニウム等の半導体、ＳｉＧｅ、ＧａＰ、ＧａＡｓ等の
化合物半導体基板等の公知のものを使用することができ
る。なかでもシリコン基板が好ましい。また、この基板
には、リン等のＮ型又はホウ素等のＰ型のいずれかの不
純物が含有されていてもよい。不純物が含有されている
場合には、通常半導体装置や太陽電池等に使用されてい
る程度の不純物濃度を有していることが好ましい。

【００２２】素子形成用基板は、その表面、裏面又は表
裏面に肉厚部及び薄層部を有する。肉厚部及び薄層部
が、素子形成用基板の表面及び表裏面に形成されている
場合は、肉厚部は初期投入された基板厚を保持するか、
十分な基板強度を与える厚さを保持するために寄与す
る。ここで、初期投入された基板厚とは、例えば、半導
体装置や太陽電池等の素子を形成する際に使用される程
度の基板厚を意味する。このような基板厚は、特に限定
されないが、例えば、２００〜４００μｍ程度のものが
挙げられる。なお、初期投入する前に、適当な基板厚さ
を持たせるように、基板をインゴット等から切り出した
り、平坦化したり、研磨したりする工程を経た基板であ
ってもよい。なお、この基板は表面は平滑であるものが
好ましく、一般に、基板上に形成される絶縁膜や導電膜
等との密着性、受けた光に対する反射性等を考慮して、
±２．０μｍ程度の平滑性を有しているものが好まし
い。また、十分な基板強度を保持するとは、初期投入さ
れた基板の表面及び／又は裏面をエッチング等して薄膜
化されたとしても、後工程で素子を形成する際の処理、
例えば、膜形成、パターニング、イオン注入、熱処理、
搬送、切り出し等の処理に耐えうる基板強度を有するこ
とを意味する。なお、この基板強度は、各処理方法又は
肉厚部の形状、大きさ、パターン等によって適切な値を
決定することができる。一方、肉厚部及び薄層部が素子
形成用基板の裏面に形成されている場合は、肉厚部は初
期投入された基板厚を保持することが好ましい。

【００２３】肉厚部及び薄層部の二次元的な形状は、特
に限定されるものではないが、基板全面に均一に配置さ
れていることが好ましい。特に肉厚部及び薄層部が両面
に形成される場合には、上述のような基板厚又は基板強
度を有する限り、表裏同様のパターンを構成してもよい
し、異なるパターンを構成してもよい。なお、基板の強
度、後工程での加工、処理のし易さの観点からは、片面
のみに形成されることが好ましく、特に表面に形成され
ることがより好ましい。肉厚部及び薄層部の形状は、具
体的には、肉厚部及び薄層部が格子状に（図４参照）、
縦、横、斜めの交互のストライプ状に、肉厚部及び薄層
部が渦巻き状に、肉厚部又は薄膜部が島状に、肉厚部が
素子形成用基板の周辺部のみに（図６参照）、肉厚部が
最終的に高強度薄型半導体素子に切り出される形状にお
ける外周部のみに（図５参照）、厚膜部が最終的に完成
した高強度薄型半導体素子において電極が形成される部
分のみ（図７参照）に形成される形状が挙げられる。格
子状に形成される場合には、薄層部の大きさが、最終的
に高強度薄型半導体素子に切り出される基板のサイズよ
りも小さい、すなわち、このサイズの基板内に肉厚部及
び薄層部の両方が配置するように形成されるていること
が好ましい。また、ストライプ状、渦巻き状及び島状に
形成される場合も同様である。例えば、この場合の肉厚
部の幅又は径は１〜２０ｍｍ程度が挙げられる。１ｍｍ
未満の場合には、基板に十分な強度を付与することがで
きず、２０ｍｍより大きい場合には、高い耐放射線特性
等を得るという観点から好ましくない。なお、肉厚部が
基板の周辺部のみに形成される場合には、薄層部の大き
さは、最終的に高強度薄型半導体素子に切り出される基
板のサイズよりも大きい、すなわち、このサイズの基板
内に肉厚部が存在しないように形成されていてもよい。

【００２４】なお、薄層部の厚みは、肉厚部よりも薄
く、かつ２０μｍ程度以上であることが挙げられ、２０
〜１００μｍ程度が好ましい。薄層部の厚みが２０μｍ
程度よりも小さい場合は、適当な基板強度が得られず、
後加工に支障をきたすとともに、十分に入射光を吸収で
きず、十分な出力が得られないため好ましくない。薄層
部は、初期投入された基板の厚みにより適宜調整するこ
とができるが、具体的には、２０μｍ〜３８０μｍ程度
の深さで、好ましくは２０μｍ〜２００μｍ程度の深さ
で初期投入された基板の一部をエッチング除去して形成
することができる。また、肉厚部の厚みは、上述したよ
うに、後工程で素子を形成する際の処理に耐えうる基板
強度を有する限り特に限定されるものではなく、例え
ば、４０μｍ〜４００μｍ程度、さらに、５０μｍ〜２
００μｍ程度が挙げられる。

【００２５】本発明の素子形成用基板は、高強度、かつ
薄型であることを必要とする全ての半導体素子を形成す
るために適用することができる。その半導体素子として
は、例えば太陽電池等が挙げられ、なかでも、宇宙用太
陽電池が、高い基板強度を保持しながら、高い耐放射線
特性を得ることができるため好ましい。

【００２６】本発明の高強度薄型半導体素子は、上記素
子形成用基板自体に活性層を形成して、最終的な高強度
薄型半導体素子を構成する形状に切り出された基板（以
下、単に「基板」と記す）に形成されてなる。この基板
は、素子形成用基板と同様の膜厚、形状等で、最終的な
高強度薄型半導体素子において受光面となる基板の表
面、裏面又は表裏面に、肉厚部及び薄層部が形成されて
なる。なお、この基板において肉厚部が表面に形成され
ている場合には、肉厚部が表面の１〜２０％の占有面積
を占めていることが好ましい。また、この基板における
表面は、受光面積を増加させるために、薄層部にテクス
チャ構造を有していてもよい。この場合、テクスチャ構
造におけるもっとも膜厚の薄い部分の基板厚が、薄層部
の厚みである２０μｍ以上であることが好ましい。

【００２７】高強度薄型半導体素子は、特に、太陽電池
又は宇宙用太陽電池である場合には、基板の表面にＮ型
拡散層、このＮ型拡散層の一部の領域上に受光面電極、
表面上全面に反射防止膜が形成され、基板の裏面にＰ型
拡散層、このＰ型拡散層上に裏面電極が形成されて構成
される。

【００２８】Ｎ型拡散層及びＰ型拡散層は、それぞれ基
板の表面及び裏面全面に形成されることが好ましく、通
常の太陽電池に形成される不純物濃度で形成することが
できる。例えば、Ｎ型の場合は１．０×１０¹⁸〜１．０
×１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³程度、Ｐ型の場合は１．０
×１０¹⁸〜１．０×１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³程度の不
純物濃度が挙げられる。なお、Ｎ型拡散層とＰ型拡散層
との間には、低濃度で不純物が存在する（例えば、Ｐ型
の不純物であるリン、砒素等を１．０×１０¹⁴〜１．０
×１０¹⁶ａｔｏｍｓ／ｃｍ³程度）。また、それらの接
合深さは、太陽電池のサイズ、性能等により、適宜調整
することができる。例えば、基板の肉厚部の膜厚が１０
０μｍ程度、薄層部の膜厚が２０μｍ程度の場合には、
Ｎ型拡散層は０．０９〜０．２９μｍ程度、Ｐ型拡散層
は０．５〜０．７μｍ程度の接合深さが挙げられる。な
お、基板の表面における受光面積を増大させるために、
表面がテクスチャ構造を有している場合には、Ｎ型拡散
層はテクスチャ構造を有する表面全面に形成されている
ことが好ましい。さらに、基板の裏面において、Ｐ型拡
散層と後述する裏面電極とが接する領域は、Ｐ型の高濃
度不純物拡散層が形成されたＢＳＦ（Back Surface Fie
ld）構造であることが好ましい。ＢＳＦ構造の場合に
は、裏面近傍で光生成されるキャリアをP型の高濃度不
純物拡散層の電場により有効に収集し、効率を高めるこ
とができ、主に長波長光に対する太陽電池の感度を改善
するために有効である。

【００２９】受光面電極及び裏面電極は、通常半導体素
子を構成する場合に使用される導電材、例えば、アルミ
ニウム、銀、銅、ニッケル、鉛、チタン、タンタル、タ
ングステン、コバルト、金等の金属の単層膜又はＴｉ／
Ｐｄ／Ａｇ、Ａｌ／Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ、Ｔｉ／Ａｇ、Ａ
ｕ／Ｚｎ／Ａｇ等のこれら金属の積層膜を用いて形成す
ることができる。なかでも、裏面電極には、高反射率を
有するＡｌ／Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ等の積層膜が好ましい。
これら電極の膜厚は、特に限定されるものではなく、例
えば、１〜１０μｍ程度が挙げられる。また、受光面電
極は、太陽電池の入射光量を増すために、櫛形、格子形
等の形状で、受光面に対して１〜１０％程度の面積で形
成することができる。なお、受光面電極は、基板の肉厚
部の一部又は全部の上にのみ形成されていてもよいし、
肉厚部と薄層部の一部の上に形成されていてもよいし、
薄層部の一部の上のみに形成されていてもよい。裏面電
極は、受光面から入射し、基板に吸収されずに裏面に到
達した入射光を裏面で反射し、基板内に吸収させるよう
に、素子の周囲を除く全面に、裏面に対して約８０％以
上の面積で形成することが好ましい。

【００３０】反射防止膜は、受光面に照射された光の反
射を低減させるために使用されるものであり、通常、光
の反射を防止するために使用される材料であれば特に限
定されるものではない。例えば、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、
ＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅等の単層膜又はＴｉＯ₂
／Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂等のこれらの積層膜
を用いて形成することができる。反射防止膜の膜厚は、
特に限定されるものではなく、例えば、５００〜２００
０Å程度が挙げられる。反射防止膜は、受光面に対して
９０〜１００％程度に形成されることが好ましく、受光
面全面に形成されることがより好ましい。

【００３１】本発明において、素子形成用基板に肉厚部
及び薄層部を形成する方法としては、その表面、裏面又
は表裏面の肉厚部となる領域上にマスクを形成し、この
マスクを使用して、薄層部となる領域の基板を選択的に
除去する方法が挙げられる。具体的には、まず初期投入
された素子形成用基板の表裏面の両方に絶縁膜を形成
し、次いで、表面及び／又は裏面の薄層部を形成する部
分に形成された絶縁膜をフォトリソグラフィ及びエッチ
ング工程によりエッチング除去し、さらに、この所望の
パターンに形成された絶縁膜をマスクとして基板を化学
的エッチング法によりエッチングする方法が挙げられ
る。なお、絶縁膜を使用するかわりに、エッチングマス
クとなり得る材料、例えば、耐化学エッチングテープ等
を適宜又は予め所望の形状にパターニングして使用して
もよい。

【００３２】また、基板に肉厚部及び薄層部を形成する
別の方法として、素子形成用基板に対して半導体素子を
形成する工程の一工程、例えば、後述する工程のうちの
一工程を利用することもできる。

【００３３】本発明の高強度薄型半導体素子の製造方法
においては、さらに、得られた高強度薄型半導体素子形
成用基板の表面、つまり最終的に高強度薄型半導体素子
の受光面となる面に太陽電池の活性層として機能するｐ
ｎ接合を形成する。この際のＮ型拡散層は、公知の方
法、例えば、イオン注入、熱拡散法等により形成するこ
とができる。なお、ｐｎ接合形成の前後に、得られた高
強度薄型半導体素子形成用基板の裏面、つまり最終的に
高強度薄型半導体素子の裏面となる面に、Ｐ型拡散層を
形成することがこのましい。Ｐ型拡散層は、公知の方
法、例えば、イオン注入、熱拡散法等により形成するこ
とができる。

【００３４】次いで、基板表面に受光面電極、裏面に裏
面電極を形成する。これらの電極は、公知の方法、例え
ば、真空蒸着法、ＢＥ蒸着法、スパッタリング法等によ
り形成することができる。なお、受光面電極及び裏面電
極は、いずれを先に形成してもよい。また、Ｎ型拡散層
を形成した後、受光面電極を形成し、さらにＰ型拡散層
を形成してもよいし、Ｐ型拡散層を形成した後、裏面電
極を形成し、さらにＮ型拡散層を形成してもよい。

【００３５】続いて、拡散層、電極等が形成された高強
度薄型半導体素子形成用基板から、個々の宇宙用太陽電
池素子を切り出す。素子の切り出しは、公知ダイシング
方法により行うことができる。なお、素子の切り出し
は、高強度薄型半導体素子を構成する基板に肉厚部が格
子状、ストライプ状、島状等に存在するように高強度薄
型半導体素子を切り出すか、基板内に薄層部、外周部に
肉厚部が存在するように高強度薄型半導体素子を切り出
すことが好ましい。また、特に受光面に肉厚部及び薄層
部が存在する場合には、高強度薄型半導体素子が薄層部
にのみ配置するように高強度薄型半導体素子を切り出し
てもよい。

【００３６】上記した高強度薄型半導体素子は、より具
体的には、以下の一連の工程により形成することができ
る。（１）素子形成用基板両面に酸化膜を形成する第１酸化
工程、（２）素子形成用基板の一面に無反射表面形状を
形成する際のマスクとして使用する前記酸化膜の窓開け
工程、（３）無反射表面形状を形成するテクスチャエッ
チング工程、（４）素子形成用基板両面に再度酸化膜を
形成する第２酸化工程、（５）素子形成用基板裏面の酸
化膜を除去し、第１導電型不純物拡散層を形成する工
程、（６）素子形成用基板裏面に再度酸化膜を形成する
酸化工程、（７）素子形成用基板表面の酸化膜を除去
し、第２導電型不純物拡散層を形成する工程、（８）素
子形成用基板表面にパッシベーション膜を形成する工
程、（９）素子形成用基板表裏面の酸化膜及びパッシベ
ーション膜を所望の形状で除去して不純物拡散層と接続
する電極を、素子形成用基板の表裏面にそれぞれ形成す
る工程、（１０）素子形成用基板表面に反射防止膜を形
成する工程、（１１）最終的なサイズに素子形成用基板
を切断する工程からなる。

【００３７】なお、上記工程は、適宜その順序を変更す
ることができる。また、上記工程の任意の段階で、不純
物拡散、電極の密着性を上げる等のために熱処理を行っ
てもよい。さらに、最終的な基板サイズに切断する前の
上記工程の任意の段階で、加工しやすい形状、サイズに
基板を切断してもよい。よって、例えば、（３）のテク
スチャエッチング工程において、マスクとして用いる酸
化膜を所定の部分（例えば、後工程で電極が形成される
部分、後工程で素子となる基板サイズの外周部のみ、こ
れらの組み合わせ部分等）のみ残し、その他の部分の酸
化膜を除去してエッチングすることにより薄膜化し、さ
らに、通常の工程で無反射表面形状に加工し、全体的又
は部分的に基板の膜厚を小さくするようにエッチングし
てもよい。

【００３８】以下に、本発明の高強度薄型半導体素子形
成用基板、高強度薄型半導体素子及び高強度薄型半導体
素子の製造方法を図面に基づいて説明する。

【００３９】実施例１薄型化エッチング工程により、初期投入された厚み１０
０μｍ程度のシリコン基板１の両面に酸化膜（図示せ
ず）を形成し、次いで、フォトリソグラフィ及びエッチ
ング工程によりシリコン基板１の裏面の薄膜化をしよう
とする部分の酸化膜を選択的に除去する。その後、この
酸化膜をマスクとして、例えばＲＩＥ法によりエッチン
グすることにより、基板１の裏面を部分的にエッチング
除去して、基板厚を薄膜化する（図１（ａ））。この際
のエッチング深さは５０μｍ程度とし、最も薄い部分の
厚みを３５μｍ程度とする。

【００４０】続いて、第１酸化工程として、熱酸化によ
り、シリコン基板１両面に膜厚３０００Å程度の酸化膜
２を形成する（図１（ｂ））。次いで、酸化膜２にフォ
トエッチング技術により無反射表面形状パターンの窓３
を開ける（酸化膜窓開け工程：図１（ｃ））。

【００４１】上記酸化膜窓開け工程により酸化膜２が除
去された部分のみをエッチングし、表面に光の反射を低
減する無反射表面形状４を形成する（テクスチャエッチ
ング工程：図１（ｄ））。なお、この際のエッチング
は、Ｓｉ単結晶の（１１１）結晶方向が他の（１００),
（０１０),（００１）結晶方向に比べアルカリ（ＫＯ
Ｈ，ＮａＯＨ）にエッチングされ易いという性質を利用
して、初期投入前に、エッチングされ易い方向を考慮し
てシリコン基板を作製することを前提とし、このシリコ
ン基板を用いて、テクスチャエッチングをする。テクス
チャエッチング工程でマスキング用にシリコン酸化膜を
パターニングする際に、そのパターンを一定の間隔の格
子状パターンとする（格子の窓開け部分：２０μｍ×２
０μｍ，格子部分：線幅２μｍ）。これにより一定の正
方形（２０μｍ×２０μｍ）が並んだ格子状パターンが
パターニングされる。このパターニングされたシリコン
基板をアルカリを用いてエッチングすることにより、正
方形（２０μｍ×２０μｍ）部分をピラミッド（四角
錘）の底面とする、逆ピラミッド構造が形成される。正
方形が規則正しく並んでいることから、逆ピラミッド構
造が規則正しく並んだ無反射表面形状が形成される。な
お、前工程で一定のパターンに酸化膜を残すことによ
り、この無反射表面形状は逆ピラミッド構造になる。

【００４２】次に、第２酸化工程として、熱酸化によ
り、再度基板１両面に膜厚３０００Å程度の酸化膜５を
形成する（図１（ｅ））。基板１裏面へのＰ型不純物の
拡散を目的として、裏面に形成されている酸化膜５を化
学処理、例えばＨＦによりＳｉＯ₂を溶解させて除去す
る（図２（ｆ））。

【００４３】続いて、基板を拡散炉（拡散温度：１００
０℃程度、キャリアガス：ＢＢｒ₃で処理し、基板１裏
面に拡散雰囲気中にあるボロンを熱拡散することによ
り、Ｐ型拡散層６を形成する（図２（ｇ））。その後、
ＣＶＤ法により、裏面保護のため裏面全面に膜厚４００
０Å程度の酸化膜７を形成する（図２（ｈ））。

【００４４】基板１表面（受光面）に回り込んだＣＶＤ
による酸化膜７を化学処理、例えばＨＦによりＳｉＯ₂
を溶解させて除去する（図２（ｉ））。次いで、基板を
拡散炉（拡散温度：８００℃程度、キャリアガスＰＯＣ
ｌ₃）で処理し、基板１表面へ拡散雰囲気中にあるリン
を拡散することにより、受光面にのみＮ型拡散層８を形
成する（図２（ｊ））。

【００４５】続いて、基板１を熱酸化して、基板表面の
Ｎ型拡散層８上に膜厚２００Å程度のパッシベーション
膜（酸化膜）９を形成する（図３（ｋ））。後工程で形
成する電極と拡散層６、８との接続のため、基板１裏面
の酸化膜７と、基板１表面のパッシベーション膜９との
電極接合部分をそれぞれフォトエッチング技術により除
去する（図３（ｌ））。

【００４６】基板１表面にＮ型拡散層８と接続する所定
形状の受光面電極１０を形成する（Ｎ電極蒸着工程：図
３（ｍ））。ここで電極材料として、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ
（膜厚５００Å／４００Å／６．５μｍ）の３層メタル
を使用した。後工程での処理の簡易化を目的として基板
１を所定の大きさに切断する（ダイシング・ブレイクＩ
工程）。

【００４７】基板１裏面にＰ型拡散層６と接続する所定
形状の裏面電極１１を形成する（Ｐ電極蒸着工程：図３
（ｎ））。ここで電極材料としてＡｌ／Ｔｉ／Ｐｄ／Ａ
ｇ（膜厚１５００Å／５００Å／４００Å／５．０μ
ｍ）の４層のメタルを使用した。基板１表面に光の反射
を低減させるＴｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃（膜厚８００Å／１
１００Å）の２層の酸化物を用いて、反射防止膜１２を
形成する（反射防止膜蒸着工程：図３（ｏ））。

【００４８】続いて、Ｎ・Ｐ電極蒸着工程で形成した受
光面電極１０、裏面電極１１と基板１との密着度を高め
るためにＮ₂雰囲気下、４１５℃程度の温度で、３０分
間程度熱処理を行う（シンタリング工程）。最終的な太
陽電池寸法（４０ｍｍ×７０ｍｍ）に基板１を切断する
（ダイシング・ブレイクII工程）。

【００４９】実施例２実施例１では、基板の裏面のみを部分的にエッチング
し、薄膜化を施したが、この実施例では、基板の裏面の
一部、さらに基板の表面全体を均一にエッチングするこ
とにより、一層の薄膜化を施す。なお、それ以降の工程
は、すべて実施例１と同様に行う。

【００５０】実施例３実施例１では、基板の薄膜化の際に、化学エッチングの
保護膜として酸化膜を使用したが、この実施例では、初
期投入された基板に、あらかじめパターンを形成させた
耐化学エッチング用テープを貼り、従来技術の薄型化化
学エッチング工程を処理し、耐化学エッチングテープを
剥がすことにより、薄膜化を施す。なお、それ以降の工
程は、すべて実施例１と同様に行う。

【００５１】実施例４この実施例では、基板２０の裏面を部分的にエッチング
する際、図４に示したように、凹部パターン２１を幅５
ｍｍ程度の格子状とする。それ以外の工程は、すべて実
施例１と同様に行う。なお、この実施例において最終的
に得られる太陽電池の寸法は、４０ｍｍ×７０ｍｍのサ
イズであるため（図４中、破線Ａ）、最終的に得られる
太陽電池の基板には、凹部パターン２１及び厚膜部分２
２の両方が残る。

【００５２】実施例５この実施例では、基板３０の裏面を部分的にエッチング
する際、図５に示したように、凹部パターン３１を幅３
０ｍｍ程度の格子状とする。それ以外の工程は、すべて
実施例１と同様に行う。なお、この実施例において最終
的に得られる太陽電池の寸法は、４０ｍｍ×７０ｍｍの
サイズであるため（図５中、破線Ｂ）、最終的に得られ
る太陽電池の基板は、凹部パターン３１が内部に配置
し、外周部に厚膜部分３２が配置されるように形成され
る。

【００５３】実施例６この実施例では、初期投入された基板４０の裏面のみを
部分的にエッチングする際、図６に示したように、凹部
パターン４１を基板４０の外周部以外の部分に形成し、
基板４０の外周部にのみ厚膜部分４２を残す。

【００５４】この基板４０を用いて、実施例１における
Ｎ電極の形成までの工程を同様に行う。これらの工程の
間、基板４０の外周部を厚膜化して強度を高く維持する
ことにより、基板割れによる不具合品の発生を抑えるこ
とができる。そしてＮ電極形成後、ダイシング・ブレイ
クＩ工程で基板を切り出す際に、基板４０の外周部分を
切り落とし、８０ｍｍ×８０ｍｍ程度のサイズとする
（図６中、破線Ｃ）。これにより、薄型太陽電池素子を
製造する際の大部分の工程を高強度基板の状態で処理で
き、素子製造における良品率を高めることが可能とな
る。

【００５５】実施例７この実施例では、実施例１における第１酸化工程までと
同様の工程を行い、その後、酸化膜の窓開け工程におい
て、Ｎ電極形成部分以外の酸化膜を除去する。

【００５６】続いて、Ｎ電極形成部分以外を薄型化のた
めにエッチングし、Ｎ電極形成部分のみを厚膜状態で残
す。その後、実施例１と同様にテクスチャエッチング工
程に付し、無反射表面形状を形成する。この際、先の酸
化膜窓開け工程で、Ｎ電極形成部分以外の全面の酸化膜
を除去しているので、無反射表面形状（テクスチャ形
状）は図１７に示したような一定のパターンの繰り返し
形状（逆ピラミッド形状）にはならず、図７に示したよ
うなランダムテクスチャ形状になる。

【００５７】ここでのテクスチャエッチング工程は上記
方法と異なり、Ｓｉの面を一定のマスキングパターン無
しにアルカリエッチングすると、Ｓｉ表面に多数ある活
性部分からエッチングされる。つまり、このエッチング
開始部分（活性部分）がＳｉ表面にランダムに存在する
ことから、エッチングされた形状が一定の逆ピラミッド
の繰り返しではないランダムテクスチャ形状になる。そ
の後の工程は、実施例１と同様に行う。

【００５８】この実施例においては、実施例１で示した
ように、初期投入されたシリコン基板に酸化膜を形成
し、選択的に酸化膜を除去し、その後に化学エッチング
して基板厚を薄膜化する工程を必要としないため、工程
の複雑化を防止することができ、非常に簡単に素子の高
強度化と薄型化を実現できる。

【００５９】実施例８薄型化エッチング工程により、初期投入された厚み１０
０μｍ程度のシリコン基板の基板強度保持用肉厚部以外
の薄型化しようとする部分を化学エッチングする。すな
わち、まず、シリコン基板５０の両面に酸化膜５１を形
成する（図８（ａ））。次いで、フォトリソグラフィ及
びエッチング工程により太陽電池が完成した状態で受光
面となるシリコン基板５０表面の薄膜化しようとする部
分の酸化膜５１を選択的に除去する（図８（ｂ））。

【００６０】その後、この酸化膜５１をマスクとして用
いて、例えばＲＩＥ法によりエッチングすることによ
り、シリコン基板５０の表面を部分的にエッチング除去
して、基板厚を薄型化する（図８（ｃ））。この際のエ
ッチング深さは５０μｍ程度とし、最も薄い部分の厚み
を３５μｍ程度とする。エッチングは２０μｍ以上行っ
て、肉厚部を薄層部より２０μｍ以上厚膜にすると強度
が増す。薄層部の厚さが２０μｍ以下の場合には十分な
基板強度が得られず、後工程でわれが発生する等加工に
支障をきたすとともに、基板内で十分入射光が吸収され
ず太陽電池素子の出力が低下する。一方、１００μｍ以
上の場合には、高耐放射線性が十分にえられない。ま
た、肉厚部の面積は太陽電池素子の面積に占める割合を
１〜２０％とすると効果的である。１％以下の場合には
十分な強度が得られず、２０％以上の場合には高耐放射
線性が十分に得られない。

【００６１】続いて、マスクとして用いた酸化膜５１を
除去する（図８（ｄ））。その後、第１酸化工程とし
て、熱酸化により、シリコン基板５０両面に膜厚３００
０Å程度の酸化膜２を形成する（図８（ｅ））。次い
で、酸化膜２にフォトエッチング技術により無反射表面
形状パターンの窓３を開ける（酸化膜窓開け工程：図９
（ｆ））。

【００６２】上記酸化膜窓開け工程により酸化膜２が除
去された部分のみをエッチングし、表面に光の反射を低
減する無反射表面形状４を形成する（テクスチャエッチ
ング工程：図９（ｇ））。この際のエッチング方法は実
施例１と同様に行うことができる。なお、この工程で、
薄層部にさらにテクスチャエッチングを行うことにより
部分的にさらに基板厚が薄くなるため、薄層部のうちも
っとも薄い部分の厚さは２０μｍ以上とする。

【００６３】次に、マスクとして使用した酸化膜２を除
去する（図９（ｈ））。続いて、第２酸化工程として、
熱酸化により、再度シリコン基板５０両面に膜厚３００
０Å程度の酸化膜（図示せず）を形成する。シリコン基
板５０裏面へのＰ型不純物の拡散を目的として、裏面に
形成されている酸化膜をＨＦにより除去する。

【００６４】次いで、シリコン基板５０を拡散炉で処理
し、シリコン基板５０裏面に拡散雰囲気中にあるボロン
を熱拡散することにより、Ｐ型拡散層６を形成し、ＢＳ
Ｆ構造とする。薄層部の厚さが薄い場合、裏面付近での
少数キャリアを有効に利用できるため、ＢＳＦ効果が大
きく、特に１００μｍ以下だと有効である。その後、Ｃ
ＶＤ法により、裏面保護のため裏面全面に膜厚４０００
Å程度の酸化膜７を形成する。シリコン基板５０表面
（受光面）に回り込んだ酸化膜をＨＦにより除去する。
次いで、シリコン基板５０を拡散炉で処理し、シリコン
基板５０表面へ拡散雰囲気中にあるリンを拡散すること
により受光面にのみＮ型拡散層８を形成する（図９
（ｉ））。

【００６５】続いて、シリコン基板５０を熱酸化して、
シリコン基板５０表面のＮ型拡散層８上に膜厚２００Å
程度のパッシペーション膜９を形成する（図９
（ｊ））。後工程で形成する電極と拡散層６、８との接
続のため、シリコン基板５０裏面の酸化膜７とシリコン
基板５０表面のパッシペーション膜９との電極接合部分
をそれぞれフォトエッチング技術により除去する。次い
で、シリコン基板５０表面にＮ型拡散層８と接続する所
定形状の電極１０を形成する。ここで電極材料としては
Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇの３層メタルを使用した。また、シリ
コン基板５０裏面にＰ型拡散層６と接続する所定形状の
電極１１を形成する。ここで電極材料としてＡｌ／Ｔｉ
／Ｐｄ／Ａｇの４層メタルを使用した（図１０
（ｋ））。アルミニウム等の高反射金属を裏面電極に用
いた場合、基板に吸収されず裏面に到達した入射光を裏
面で基板内に反射し、吸収率を高め、太陽電池素子の出
力を増すという効果があり、薄層部の厚さが薄い場合、
吸収されず裏面に到達する入射光の割合が大きいため効
果が大きく、特に１００μｍ以下だと有効である。ま
た、その裏面電極の面積は、太陽電池素子裏面面積の８
０％以上を占めていると効果的である。

【００６６】続いて、シリコン基板５０表面に光の反射
を低減させるＴｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃の２層の酸化物を用
いて、反射防止膜１２を形成する（図１０（ｌ））。続
いて、Ｎ・Ｐ電極蒸着工程で形成した電極と基板との密
着度を高めるためにＮ₂雰囲気下で熱処理を行う。

【００６７】最終的な太陽電池寸法に基板をダイシング
する（図１０（ｍ））。この切り出された太陽電子素子
には肉厚部が存在するため、素子の強度を高強度に保持
することができ、素子の取り扱いを容易にし、作業性が
向上する。なお、この実施例では、受光面電極１０が形
成される部分のみを肉厚部とし、受光面電極１０が形成
されない部分を選択的にエッチング除去して薄膜化し
た。これにより、太陽電池素子の受光面電極１０にイン
ターコネクタを接続する際等で、加圧等により力が加わ
っても割れにくい。

【００６８】実施例９実施例８では、完成した太陽電池の受光面となるシリコ
ン基板表面側のみを部分的にエッチングし、薄膜化を施
したが、この実施例では、シリコン基板の表面の一部、
さらに基板の裏面の全面を均一にエッチングすることに
より一層の薄膜化を施す。なお、それ以降の工程は、す
べて実施例８と同様に行う。

【００６９】実施例１０実施例８ではシリコン基板の薄膜化の際に、化学エッチ
ングの保護膜として酸化膜を使用したが、この実施例で
は、初期投入されたシリコン基板にあらかじめパターン
を形成させた耐化学エッチング用テープを貼り、従来技
術の薄型化化学エッチング工程を処理し、耐化学エッチ
ングテープを剥がすことにより、薄膜化を施す。なお、
それ以降の工程は、すべて実施例８と同様に行う。

【００７０】実施例１１実施例８では、完成した太陽電池の受光面となるシリコ
ン基板表面側のみを部分的にエッチングしたが、この実
施例では、図１１（ａ）に示したように、シリコン基板
６０表裏両面に肉厚部を残し、他部分を選択的にエッチ
ングした。それ以降の工程は、すべて実施例８と同様に
行い、図１１（ｂ）に示したように、最終的な太陽電池
寸法に基板をダイシングする。これにより、シリコン基
板表裏両面に肉厚部を有する基板を用いて太陽電池の製
造工程の大部分を処理することができ、素子製造におけ
る良品率を高めることが可能になる。また、表面と裏面
とを同時にエッチングするため、片面のみをエッチング
する場合に比べ、トータルで同じ厚さをエッチングする
場合の処理時間の半分ですむ。さらに、片面のみに肉厚
部がある場合にくらべ、表裏面両面からの衝撃に耐える
ことができる。また、肉厚部が最終的な太陽電池素子内
に存在するため、素子完成後も素子の強度を確保するこ
とができ、素子の取扱いを容易にし、作業性を向上す
る。また、基板両面の肉厚部のパターンが対称に形成さ
れているため、基板の表裏両面上にかかる圧力に対し基
板薄層部は接触せず、肉厚部が柱の役目を果たして強度
を維持することができる。よって、例えば、ダイシング
のテープ貼りのように基板をステージに置き、その上か
らローラーでテーブを押し付ける処理における良品率を
向上することができる。

【００７１】実施例１２実施例８では、シリコン基板の無反射表面形状を形成す
る際に均一なパターンの形状としたが、この実施例で
は、図１２（ａ）に示したように、シリコン基板７０表
面に肉厚部と薄層部とを形成した後、薄層部にも受光面
電極１０を形成することができるように、酸化膜３をパ
ターニングした。次いで、図１２（ｂ）に示したよう
に、この酸化膜３をマスクとして用いてシリコン基板７
０の薄層部表面をエッチングし、無反射表面形状７４を
形成した。なお、それ以降の工程においては、受光面電
極１０を肉厚部のみならず薄層部にも形成する以外は、
すべて実施例８と同様に行う。これにより、図１２
（ｃ）に示したように、受光面電極１０が肉厚部上及び
薄層部上に形成された太陽電池素子を得ることができ
る。

【００７２】実施例１３実施例８では、シリコン基板の肉厚部にのみ受光面電極
１０を形成したが、この実施例では、図１３に示したよ
うに、シリコン基板７１の薄層部の表面に平坦な部分を
有する無反射表面形状７４を形成し、受光面電極１０を
薄層部上にのみ形成した。なお、それ以降の工程は、す
べて実施例８と同様に行う。薄層部上にのみ受光面電極
１０を形成した場合には、太陽電池素子の受光面電極１
０にインターコネクタを接続する場合、太陽電池素子の
表面からインターコネクタがはみ出さず、後のカバーガ
ラス接着等が容易となる。

【００７３】実施例１４この実施例では、基板の表面を部分的にエッチングする
際、図４に示したように、凹部パターン２１を格子状と
する。それ以外の工程は、すべて実施例８と同様に行
う。なお、この実施例において最終的に得られる太陽電
池の寸法は、４０ｍｍ×７０ｍｍのサイズであるため
（図４中、破線Ａ）、最終的に得られる太陽電池の基板
には、凹部パターン２１及び厚膜部分２２の両方が残
る。

【００７４】実施例１５この実施例では、基板の表面を部分的にエッチングする
際、図５に示したように、凹部パターン３１を幅３０ｍ
ｍ程度の格子状とする。それ以外の工程は、すべて実施
例８と同様に行う。なお、この実施例において最終的に
得られる太陽電池の寸法は、４０ｍｍ×７０ｍｍのサイ
ズであるため（図５中、破線Ｂ）、最終的に得られる太
陽電池の基板は、凹部パターン３１が内部に配置し、外
周部に厚膜部分３２が配置されるように形成される。
これにより、太陽電池素子の周縁部が欠ける等の欠陥が
減少する。

【００７５】実施例１６この実施例では、初期投入された基板の表面のみを部分
的にエッチングする際、図６に示したように、凹部パタ
ーン４１を基板の外周部以外の部分に形成し、基板の外
周部にのみ厚膜部４２を残す。この際、基板の外周部の
肉厚部４２の幅は１ｍｍ〜２０ｍｍ程度が好ましい。肉
厚部の幅が１ｍｍ未満では十分な強度が得られず、２０
ｍｍより大きい場合には、破棄する部分が多くなり、実
用的でない。

【００７６】この基板を用いて、実施例８において、Ｎ
電極の形成までの工程を同様に行う。これらの工程の
間、基板の外周部を厚膜化して強度を高く維持すること
により、基板割れによる不具合品の発生を抑えることが
できる。そしてＮ電極形成後、ダイシング・ブレイクＩ
工程で基板を切り出す際に、基板の外周部分を切り落と
し、８０ｍｍ×８０ｍｍ程度のサイズとする（図６中、
破線Ｃ）。これにより、薄型太陽電池素子を製造する際
の大部分の工程を高強度基板の状態で処理でき、素子製
造における良品率を高めることが可能となる。また、図
示していないが同一の基板上に複数の太陽電池素子を形
成する場合、それら素子間にのみ肉厚部があってもよ
い。

【００７７】実施例１７この実施例では、基板の表裏面をエッチングする際、図
４に示したように、凹部パターン２１を格子状とする。
それ以外の工程は、すべて実施例８及び実施例１１と同
様に行う。

【００７８】実施例１８この実施例では、基板の表裏面を部分的にエッチングす
る際、図５に示したように、凹部パターン３１を幅３０
ｍｍ程度の格子状とする。それ以外の工程は、すべて実
施例８及び実施例１１と同様に行う。なお、この実施例
において最終的に得られる太陽電池の寸法は、４０ｍｍ
×７０ｍｍのサイズであるため（図５中、破線Ｂ）、最
終的に得られる太陽電池の基板は、その表裏面にそれぞ
れ凹部パターン３１が内部に配置し、外周部に厚膜部分
３２が配置されるように形成される。

【００７９】実施例１９この実施例では、初期投入された基板の表裏面をエッチ
ングする際、図６に示したように、凹部パターン４１を
基板の外周部以外の部分に形成し、基板の外周部にのみ
厚膜部４２を残す。それ以外の工程は、すべて実施例８
及び実施例１１と同様に行う。

【００８０】

【発明の効果】本発明の高強度薄型半導体素子形成用基
板によれば、基板を薄型化することに伴う基板自体の強
度の低下を防ぐことができるため、基板の取り扱いが容
易になるとともに、割れ、欠けによる不良品の発生を防
止し、後工程での処理に使用される装置に求められる基
板搬送性能の低減化を実現できる。

【００８１】また、本発明の高強度薄型半導体素子形成
用基板自体に活性層を形成し、半導体素子を形成する場
合には、半導体素子の軽量化、薄膜化を一層高めること
ができるため、種々の用途、例えば太陽電池素子、こと
に薄膜化を必要とする宇宙用太陽電池素子の製造を実現
でき、耐放射線性の向上した高性能、高信頼性の高強度
薄型半導体素子が得られる。

【００８２】しかも、本発明における高強度薄型半導体
素子形成用基板の肉厚部及び薄層部の形状を特定の形状
にすることにより、基板の強度を面内で均一に高めるこ
とができるため、従来の基板と同様に処理することが可
能となる。特に完成した素子の割れ・欠けが生じ易い周
囲部分の強度を高くするような肉厚部及び薄層部の形状
を採用した場合には、完成した素子の取り扱いが容易に
なる。

【００８３】また、基板表面にのみ肉厚部及び薄層部を
形成する場合には、ダイシング工程の際の裏面の浮き等
を回避して、歩留りの向上を図ることができ、高強度薄
型半導体素子を接着剤によって別の基板に接着する際の
接着剤中に発生する気泡を防止することができるため、
その適用範囲が広がり、信頼性の高い高強度薄型半導体
素子を得ることが可能となる。

【００８４】さらに、基板両面に肉厚部及び薄層部を形
成する場合には、特に、表裏面で肉厚部のパターンを対
称に配置することにより、基板の表裏両面上にかかる圧
力に対し薄層部は接触せず、肉厚部が柱の役目を果たし
て強度を維持することができ、基板のわれの低減を図る
ことができるとともに、ダイシング時等の際に、薄膜部
への装置等の直接的な接触に起因する汚染を防止するこ
とができ、信頼性の高い高強度薄型半導体素子を得るこ
とが可能となる。

【００８５】また、本発明の高強度薄型半導体素子の製
造方法によれば、上記のような基板強度の高い基板を使
用して、高強度薄型半導体素子を製造することができる
ため、素子の製造の歩留、良品率を高めることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用太
陽電池素子の製造方法（実施例１）を説明するための概
略断面工程図である。

【図２】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用太
陽電池素子の製造方法（実施例１）を説明するための概
略断面工程図である。

【図３】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用太
陽電池素子の製造方法（実施例１）を説明するための概
略断面工程図である。

【図４】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用太
陽電池素子の別の製造方法（実施例４、１４、１７）を
説明するための基板の概略斜視図である。

【図５】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用太
陽電池素子のさらに別の製造方法（実施例５、１５、１
８）を説明するための基板の概略斜視図である。

【図６】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用太
陽電池素子のさらに別の製造方法（実施例６、１６、１
９）を説明するための基板の概略斜視図である。

【図７】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用太
陽電池素子のさらに別の製造方法（実施例７）を説明す
るための宇宙用太陽電池素子の要部の概略斜視図であ
る。

【図８】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用太
陽電池素子の製造方法（実施０例８）を説明するための
概略断面工程図である。

【図９】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用太
陽電池素子の製造方法（実施例８）を説明するための概
略断面工程図である。

【図１０】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用
太陽電池素子の製造方法（実施例８）を説明するための
概略断面工程図である。

【図１１】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用
太陽電池素子の別の製造方法（実施例１１）を説明する
ための概略断面工程図である。

【図１２】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用
太陽電池素子のさらに別の製造方法（実施例１２）を説
明するための概略断面工程図である。

【図１３】本発明の高強度薄型半導体素子である宇宙用
太陽電池素子のさらに別の製造方法（実施例１３）を説
明するための概略断面工程図である。

【図１４】従来の宇宙用太陽電池素子の製造方法を説明
するための概略断面工程図である。

【図１５】従来の宇宙用太陽電池素子の製造方法を説明
するための概略断面工程図である。

【図１６】従来の宇宙用太陽電池素子の製造方法を説明
するための概略断面工程図である。

【図１７】従来の宇宙用太陽電池素子の製造方法により
形成された逆ピラミッド形状の宇宙用太陽電池素子の要
部の概略斜視図である。

【図１８】従来の宇宙用太陽電池素子の別の製造方法を
説明するための概略断面工程図である。

【符号の説明】

１、２０、３０、４０、４３、５０、６０、７０、７１
シリコン基板２シリコン酸化膜３窓４、４４、７４無反射表面形状５、７、５１酸化膜６Ｐ型拡散層８Ｎ型拡散層９パッシベーション膜１０、１１電極１２反射防止膜２１、３１、４１凹部パターン２２、３２、４２厚膜部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面又は表裏面に、初期投入され
た基板厚を保持するか、十分な基板強度を与える厚さを
保持する肉厚部を有し、該肉厚部以外の部分の基板が選
択的に除去されて、前記肉厚部より薄くかつ２０μｍ以
上の厚みを有する薄層部が形成されてなることを特徴と
する高強度薄型半導体素子形成用基板。
【請求項２】肉厚部が、基板の周縁に存在する形状、
格子形状、ストライプ形状又は島形状である請求項1記
載の高強度薄型半導体素子形成用基板。
【請求項３】基板の裏面に、初期投入された基板厚を
保持する肉厚部を有し、該肉厚部以外の部分の基板が選
択的に除去されて、前記肉厚部より薄くかつ２０μｍ以
上の厚みを有する薄層部が形成されてなることを特徴と
する高強度薄型半導体素子形成用基板。
【請求項４】肉厚部が、格子形状、ストライプ形状又
は島形状である請求項３記載の高強度薄型半導体素子形
成用基板。
【請求項５】請求項1記載の高強度薄型半導体素子形
成用基板自体に活性層が形成され、前記基板の表面側に
受光面電極、前記基板の裏面側に裏面電極を備えてな
り、前記基板の表面又は表裏面に、前記基板の周縁に存在す
る形状、格子形状、ストライプ形状又は島形状の肉厚部
を有し、前記基板の表面における肉厚部が、薄層部における層厚
よりも２０μｍ以上厚く形成され、かつ前記基板の表面
の１〜２０％の占有面積を有する高強度薄型半導体素
子。
【請求項６】基板の表面にＮ型拡散層、該Ｎ型拡散層
の一部の領域上に受光面電極、表面上全面に反射防止膜
が形成され、前記基板の裏面にＰ型拡散層、該Ｐ型拡散
層上に裏面電極が形成されてなり、薄層部における層厚が２０〜１００μｍであり、前記表面がテクスチャ構造を有しており、前記裏面電極が前記基板の裏面の８０％以上の面積で形
成されており、かつ前記Ｐ型拡散層と裏面電極とが接す
る領域がＢＳＦ構造である請求項５記載の素子。
【請求項７】基板の表面の肉厚部の上にのみ又は基板
の表面の薄層部の上にのみ受光面電極が形成されてなる
請求項６記載の素子。
【請求項８】請求項３記載の高強度薄型半導体素子形
成用基板自体に活性層を形成し、前記基板の表面側に受
光面電極、前記基板の裏面側に裏面電極を備えてなる高
強度薄型半導体素子。
【請求項９】基板の裏面に、格子形状、ストライプ形
状又は島形状の肉厚部を有する請求項８に記載の素子。
【請求項１０】基板の裏面における肉厚部が、薄層部
における層厚よりも２０μｍ以上厚く形成されてなる請
求項８又は９に記載の素子。
【請求項１１】高強度薄型半導体素子が、太陽電池又
は宇宙用太陽電池である請求項５〜１０のいずれか１つ
に記載の素子。
【請求項１２】高強度薄型半導体素子形成用基板の表
面及び裏面の両面の一部を、マスクを使用して選択的に
加工除去することにより、初期投入された基板厚を保持
するか、十分な基板強度を与える厚さを保持する肉厚部
を残存させるとともに、前記肉厚部より薄くかつ２０μ
ｍ以上の厚みを有する薄層部を形成することからなる高
強度薄型半導体素子の製造方法。
【請求項１３】高強度薄型半導体素子形成用基板の表
面の一部を、マスクを使用して選択的に加工除去するこ
とにより、初期投入された基板厚を保持するか、十分な
基板強度を与える厚さを保持する肉厚部を残存させると
ともに、前記肉厚部より薄くかつ２０μｍ以上の厚みを
有する薄層部を形成することからなる高強度薄型半導体
素子の製造方法。
【請求項１４】高強度薄型半導体素子形成用基板の裏
面の一部を、マスクを使用して選択的に加工除去するこ
とにより、初期投入された基板厚を保持する肉厚部を残
存させるとともに、前記肉厚部より薄くかつ２０μｍ以
上の厚みを有する薄層部を形成することからなる高強度
薄型半導体素子の製造方法。
【請求項１５】さらに、高強度薄型半導体素子形成用
基板の表面にｐｎ接合を形成する工程、高強度薄型半導
体素子の受光面となる基板の表面に受光面電極、裏面に
裏面電極を形成する工程、高強度薄型半導体素子形成用
基板から宇宙用太陽電池素子を切り出す工程を含む請求
項１２〜１４のいずれか１つに記載の高強度薄型半導体
素子の製造方法。
【請求項１６】高強度薄型半導体素子を構成する基板
に肉厚部が格子状、ストライプ状又は島状に存在する
か、前記基板内に薄層部、外周部に肉厚部が存在するよ
うに高強度薄型半導体素子を切り出す請求項１５に記載
の製造方法。
【請求項１７】表面又は表面及び裏面の両面に肉厚部
が形成されてなる高強度薄型半導体素子形成用基板か
ら、高強度薄型半導体素子を構成する基板が薄層部にの
み存在するように高強度薄型半導体素子を切り出す請求
項１５に記載の製造方法。