JPS5994883A - 半導体基板用塗布組成物 - Google Patents
半導体基板用塗布組成物Info
- Publication number
- JPS5994883A JPS5994883A JP57206652A JP20665282A JPS5994883A JP S5994883 A JPS5994883 A JP S5994883A JP 57206652 A JP57206652 A JP 57206652A JP 20665282 A JP20665282 A JP 20665282A JP S5994883 A JPS5994883 A JP S5994883A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating composition
- junction
- semiconductor substrate
- heat treatment
- organic solvent
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/30—Coatings
- H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P32/00—Diffusion of dopants within, into or out of wafers, substrates or parts of devices
- H10P32/10—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers
- H10P32/14—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers within a single semiconductor body or layer in a solid phase; between different semiconductor bodies or layers, both in a solid phase
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、半導体基板用塗布組成物に関し、さらに詳し
くは太陽電池の反射防止膜、ならびにＰｎ接合形成用塗
布組成物に関するものである。
くは太陽電池の反射防止膜、ならびにＰｎ接合形成用塗
布組成物に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、太陽電池が高価格となるのは、その製造工程数が
多く、まだ製造に際して熟練技術を要する点に一つの要
因があった。その中でも、Ｐｎ接合の形成及び表面反射
防止膜の形成技術は、素子特性を決定する重要な工程で
あり、主にＰｎ接合は熱処理を伴う気相拡散により、又
反射防止膜は真空蒸着法で形成されており、バッチ方式
により生産を行っておシ、連続化等、生産向上のだめの
ネックとなっていた。
多く、まだ製造に際して熟練技術を要する点に一つの要
因があった。その中でも、Ｐｎ接合の形成及び表面反射
防止膜の形成技術は、素子特性を決定する重要な工程で
あり、主にＰｎ接合は熱処理を伴う気相拡散により、又
反射防止膜は真空蒸着法で形成されており、バッチ方式
により生産を行っておシ、連続化等、生産向上のだめの
ネックとなっていた。
発明の目的
本発明は、上記従来の欠点を解消するものであり、Ｐｎ
接合の形成と、反射防止膜の形成とを同一工程で連続プ
ロセスにて同時に達成するよう、常圧にて作業を行なう
だめの塗布組成物を提供することを目的とするものであ
る。
接合の形成と、反射防止膜の形成とを同一工程で連続プ
ロセスにて同時に達成するよう、常圧にて作業を行なう
だめの塗布組成物を提供することを目的とするものであ
る。
即ち、半導体基板に本発明による塗布組成物を塗布した
後、２ｏｏ℃以下の第１の熱処理で溶媒等を蒸発させ、
つづいて８ｏ○℃以上の第２の熱処理を施す事により、
Ｐｎ接合と、反射防止膜とを同時に形成するものである
。
後、２ｏｏ℃以下の第１の熱処理で溶媒等を蒸発させ、
つづいて８ｏ○℃以上の第２の熱処理を施す事により、
Ｐｎ接合と、反射防止膜とを同時に形成するものである
。
発明の構成
上記目的を達成するため、本発明の塗布組成物分散させ
、かつ塗布組成物の安定性を得るためにＥ Ｄ Ｔ Ａ
等のジアミン類またはアセチルアセトン等のジケトン類
を加えて錯体化しており、さらにリン、硼素及びヒ素の
いずれかよりなるＰｎ接合形成用ドーパントを、たとえ
ばＢ （ＯＲ）３． Ｐ （ＯＲ）６等のエステルとし
て加えることにより、再現性のよいＰｎ接合が得られる
ように調合したことを特徴とする。この塗布組成物は室
温で安定なものであり、かつ、ドーパント及びチタンの
有機溶媒中での分散力を高めたことにより、均一で再現
性のよいＰｎ接合及び反射防止膜としての酸化チタン膜
（Ｔｉｅ、、）を同時に形成できる。
、かつ塗布組成物の安定性を得るためにＥ Ｄ Ｔ Ａ
等のジアミン類またはアセチルアセトン等のジケトン類
を加えて錯体化しており、さらにリン、硼素及びヒ素の
いずれかよりなるＰｎ接合形成用ドーパントを、たとえ
ばＢ （ＯＲ）３． Ｐ （ＯＲ）６等のエステルとし
て加えることにより、再現性のよいＰｎ接合が得られる
ように調合したことを特徴とする。この塗布組成物は室
温で安定なものであり、かつ、ドーパント及びチタンの
有機溶媒中での分散力を高めたことにより、均一で再現
性のよいＰｎ接合及び反射防止膜としての酸化チタン膜
（Ｔｉｅ、、）を同時に形成できる。
この本発明の塗布組成物は半導体基板にスピンナ又はデ
ィッピング法で塗布する。その後有機溶媒が蒸発する温
度にて、第１の熱処理を行なう。
ィッピング法で塗布する。その後有機溶媒が蒸発する温
度にて、第１の熱処理を行なう。
この過程では、有機チタン化合物はジアミンまたはジケ
トンと錯体を形成しているため安定であり、このことが
塗布組成液の安定性、及び膜の再現性を良くしている。
トンと錯体を形成しているため安定であり、このことが
塗布組成液の安定性、及び膜の再現性を良くしている。
一方、エステルの状態のドーパントは、一部分層して硼
酸、リン酸等に変化しはじめる。このことは次の第２の
熱処理で、塗布組成物中からドーパントが雰囲気中へ消
散する速度より、半導体基板に拡散する速度を大きくす
る。
酸、リン酸等に変化しはじめる。このことは次の第２の
熱処理で、塗布組成物中からドーパントが雰囲気中へ消
散する速度より、半導体基板に拡散する速度を大きくす
る。
この効果は、塗布組成物中のドーパント濃度が高いほど
大きく、太陽電池が表面不純物濃度を高めるほど開放電
圧が大きくなり、特性が向上することから非常に都合の
良いことである。次にひきつづいて、不活性ガス雰囲気
中で高温の第２の熱処理を施すことによりドーパントが
半導体基板中に拡散し、Ｐｎ接合を形成すると共に、反
射防止膜として酸化チタン膜を形成する。この第２の熱
処理では、有機チタン化合物は２００〜３００℃付近で
分解し、４００〜−５００ ’Ｃ付近からチタンの低級
酸化物が無定形のＴｉｅ遵となり、その後の加熱により
結晶化が進み、アナターゼ系のＴｉＯ２膜が生成する。
大きく、太陽電池が表面不純物濃度を高めるほど開放電
圧が大きくなり、特性が向上することから非常に都合の
良いことである。次にひきつづいて、不活性ガス雰囲気
中で高温の第２の熱処理を施すことによりドーパントが
半導体基板中に拡散し、Ｐｎ接合を形成すると共に、反
射防止膜として酸化チタン膜を形成する。この第２の熱
処理では、有機チタン化合物は２００〜３００℃付近で
分解し、４００〜−５００ ’Ｃ付近からチタンの低級
酸化物が無定形のＴｉｅ遵となり、その後の加熱により
結晶化が進み、アナターゼ系のＴｉＯ２膜が生成する。
つまり一般のＴｌＯ２の塗布組成物は、加水分解。
縮重合反応により、低温でチタン酸膜になる過程に較べ
て６０Ｑ℃以上の高温処理を必要とする代わりに、２０
ｏ℃以下の温度では非常に安定であり、経時変化が少な
いという特徴を有し、ピンホールがなく、均一な酸化チ
タン膜が再現性よく得られる。一方、エステル状態のド
ーパントは、エステルから、硼酸又はリン酸等に短時間
に変化しつつ酸化硼素又は五酸化リンの形まで変化し、
一種のドープ拡散によく似た形で不純物の半導体基板へ
の拡散が進行する。そのため従来の塗布拡散、つまり酸
化硼素をエチルセロソルブ等の有機溶媒に溶かした方法
及び一般に用いられている気相拡散に較べ、均一で再現
性がよく、かつダメージの少ない高濃度拡散層を得るこ
とができる。又チタンの太陽電池特性に対する影響は、
４００℃付近ですでにチタンは酸素と結合し、かつその
結合エネルギーが非常に太きいために、酸化チタンが還
元されて金属チタンとして半導体基板中に拡散すること
はなく、太陽電池特性に悪影響を与えることはない。つ
まり本発明の塗布組成物は、ｐｎ接合と、反射防止膜と
を同一処理で、しかも常圧処理により形成できることか
ら、連続プロセスが採用でき、又作業が簡便になり、熟
練技術を要しないことから著しく生産性を良くする効果
がある。
て６０Ｑ℃以上の高温処理を必要とする代わりに、２０
ｏ℃以下の温度では非常に安定であり、経時変化が少な
いという特徴を有し、ピンホールがなく、均一な酸化チ
タン膜が再現性よく得られる。一方、エステル状態のド
ーパントは、エステルから、硼酸又はリン酸等に短時間
に変化しつつ酸化硼素又は五酸化リンの形まで変化し、
一種のドープ拡散によく似た形で不純物の半導体基板へ
の拡散が進行する。そのため従来の塗布拡散、つまり酸
化硼素をエチルセロソルブ等の有機溶媒に溶かした方法
及び一般に用いられている気相拡散に較べ、均一で再現
性がよく、かつダメージの少ない高濃度拡散層を得るこ
とができる。又チタンの太陽電池特性に対する影響は、
４００℃付近ですでにチタンは酸素と結合し、かつその
結合エネルギーが非常に太きいために、酸化チタンが還
元されて金属チタンとして半導体基板中に拡散すること
はなく、太陽電池特性に悪影響を与えることはない。つ
まり本発明の塗布組成物は、ｐｎ接合と、反射防止膜と
を同一処理で、しかも常圧処理により形成できることか
ら、連続プロセスが採用でき、又作業が簡便になり、熟
練技術を要しないことから著しく生産性を良くする効果
がある。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。
する。
有機溶媒としてエチルセロソルブ１００ＣＯに、カルボ
ン酸チタンにアセチルアセトンを加えて錯体化したも（
７）８．ＱＣＣ混合し、さらにＢ（ＯＣ２Ｈｓ）ｓの硼
酸トリアルキルを１０ｇ加えて十分に攪拌し塗布組成物
を準備した。これをスピンナ塗布装置により、第１図に
示すように比抵抗１．０Ω儒のＮ形シリコン半導体基板
１に塗布２する。そして次に１００℃にて２０分間大気
中にて第１の熱処理を行なう。この過程においては、有
機溶媒が蒸発すると共に硼酸トリアルキルの一部が硼酸
になる。
ン酸チタンにアセチルアセトンを加えて錯体化したも（
７）８．ＱＣＣ混合し、さらにＢ（ＯＣ２Ｈｓ）ｓの硼
酸トリアルキルを１０ｇ加えて十分に攪拌し塗布組成物
を準備した。これをスピンナ塗布装置により、第１図に
示すように比抵抗１．０Ω儒のＮ形シリコン半導体基板
１に塗布２する。そして次に１００℃にて２０分間大気
中にて第１の熱処理を行なう。この過程においては、有
機溶媒が蒸発すると共に硼酸トリアルキルの一部が硼酸
になる。
その後に、窒素雰囲気中にて９５０℃ヤ３０分第２の熱
処理を施し、第２図に示すように表面不純物濃度が１．
３ Ｘ １０”原−ｆ／Ｃ１ｄで、ｐｎ接合深さが約０
・５μｍの拡散層３を形成すると共に、アナターゼ系の
酸化チタン膜４も形成される。この時の酸化チタン膜４
の厚さは６２０人であシ、屈折率は２．１７である。そ
して第３図に示すように、裏面をエツチングし、電極６
を形成するとともにリード線６を半田等でつけ、キャノ
ンランプのソーラシュミレータで太陽電池の特性測定を
行なった。
処理を施し、第２図に示すように表面不純物濃度が１．
３ Ｘ １０”原−ｆ／Ｃ１ｄで、ｐｎ接合深さが約０
・５μｍの拡散層３を形成すると共に、アナターゼ系の
酸化チタン膜４も形成される。この時の酸化チタン膜４
の厚さは６２０人であシ、屈折率は２．１７である。そ
して第３図に示すように、裏面をエツチングし、電極６
を形成するとともにリード線６を半田等でつけ、キャノ
ンランプのソーラシュミレータで太陽電池の特性測定を
行なった。
これにより変換効率が１２・７条のものを得ることがで
きた。
きた。
発明の詳細
な説明したように、本発明による塗布組成物を用いるこ
とにより、 ｐｎ接合と反射防止膜とを同一処理で、
かつ常圧下で同時に形成することが可能であシ、従来法
に較べて高度な熟練技術を必要とせずに簡便に形成する
ことができる。しかも連続化プロセスで製造でき、著し
く生産性を高めることができ、真空系でないだめに生産
設備も安価であり、償却コストも安い等、太陽電池の低
コスト化を図る上での産業的意義は非常に太きい。
とにより、 ｐｎ接合と反射防止膜とを同一処理で、
かつ常圧下で同時に形成することが可能であシ、従来法
に較べて高度な熟練技術を必要とせずに簡便に形成する
ことができる。しかも連続化プロセスで製造でき、著し
く生産性を高めることができ、真空系でないだめに生産
設備も安価であり、償却コストも安い等、太陽電池の低
コスト化を図る上での産業的意義は非常に太きい。
さらに、特性的に表面反射防止膜についても、真空系で
形成した酸化チタン膜の表面反射率と大差がなく、ｐｎ
接合形成においては気相拡散に較べて高濃度のドープ拡
散法のようにシリコンウェハ全面に、均一かつ再現性よ
＜ｐｎ接合を形成でき、高濃度拡散に伴うダメージによ
る飽和電流増大が軽減でき、高い開放電圧を得ることが
できる。
形成した酸化チタン膜の表面反射率と大差がなく、ｐｎ
接合形成においては気相拡散に較べて高濃度のドープ拡
散法のようにシリコンウェハ全面に、均一かつ再現性よ
＜ｐｎ接合を形成でき、高濃度拡散に伴うダメージによ
る飽和電流増大が軽減でき、高い開放電圧を得ることが
できる。
第１図は本発明の実施例における塗布組成物を太陽電池
用シリコンウェハに塗布した図、第２図は同実施例にお
ける塗布組成物を塗布したシリコンウェハに第２の熱処
理を施した図、第３図は同太陽電池に電極形成とリード
線取付けを行った後の断面図である。 １・・・・・・シリコン半導体基板、２・・・・・・塗
布組成物、３・・・・・・拡散層、４・・・・・・酸化
チタン膜、６・・・・・・電極、６・・・・・・リード
線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
用シリコンウェハに塗布した図、第２図は同実施例にお
ける塗布組成物を塗布したシリコンウェハに第２の熱処
理を施した図、第３図は同太陽電池に電極形成とリード
線取付けを行った後の断面図である。 １・・・・・・シリコン半導体基板、２・・・・・・塗
布組成物、３・・・・・・拡散層、４・・・・・・酸化
チタン膜、６・・・・・・電極、６・・・・・・リード
線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
Claims (1)
- 有機チタン化合物にジアミンまたはジケトンからなる錯
体形成剤を混合するとともに、これとリン、硼素及びヒ
素のいずれかよりなるＰｎｎ接合形成用ドパパントをエ
ステルとして有機溶媒に溶解した半導体基板用塗布組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206652A JPS5994883A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 半導体基板用塗布組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206652A JPS5994883A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 半導体基板用塗布組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5994883A true JPS5994883A (ja) | 1984-05-31 |
Family
ID=16526890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57206652A Pending JPS5994883A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 半導体基板用塗布組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5994883A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5609694A (en) * | 1994-04-28 | 1997-03-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell and a method of manufacturing thereof |
-
1982
- 1982-11-24 JP JP57206652A patent/JPS5994883A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5609694A (en) * | 1994-04-28 | 1997-03-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell and a method of manufacturing thereof |
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