JPS6155267B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6155267B2 JPS6155267B2 JP56017419A JP1741981A JPS6155267B2 JP S6155267 B2 JPS6155267 B2 JP S6155267B2 JP 56017419 A JP56017419 A JP 56017419A JP 1741981 A JP1741981 A JP 1741981A JP S6155267 B2 JPS6155267 B2 JP S6155267B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- solar cell
- manufacturing
- magnetic field
- semiconductor substrate
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/121—The active layers comprising only Group IV materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、マイクロ波イオン源を有する磁場走
査型大電流イオン打込み装置を用いる太陽電池の
製造方法に関する。
査型大電流イオン打込み装置を用いる太陽電池の
製造方法に関する。
従来、太陽電池は、不純物拡散法により作製さ
れていた。すなわち、n+p型太陽電池の場合、
POCl3を用い、850℃，30〜60分間の拡散時間
で、深さ0.3〜0.4μｍのn+型層をｐ型Si等の半導
体基板に形成していた。この方法では、拡散層の
均一性を少々犠性にするとしても、電気炉の均熱
長、ウエーハ間隔の関係から、ウエーハ処理速度
は150〜200枚／hrが限度である。
れていた。すなわち、n+p型太陽電池の場合、
POCl3を用い、850℃，30〜60分間の拡散時間
で、深さ0.3〜0.4μｍのn+型層をｐ型Si等の半導
体基板に形成していた。この方法では、拡散層の
均一性を少々犠性にするとしても、電気炉の均熱
長、ウエーハ間隔の関係から、ウエーハ処理速度
は150〜200枚／hrが限度である。
他方、イオン打込み法による太陽電池の製造方
法では、P+イオン電流5mA以上の従来の大電流
イオン打込み装置を用いれば、P+打込み量５×
1015cm-2で、110〜230枚／hrの3″φウエーハ処理
が可能である。しかし、従来装置では、主に、打
込み方式がメカニカル走査によつており、ウエー
ハ交換の時大気圧にもどし円板ごと交換する必要
があり、完全自動処理でなく、処理枚数も上記の
値が限界である。
法では、P+イオン電流5mA以上の従来の大電流
イオン打込み装置を用いれば、P+打込み量５×
1015cm-2で、110〜230枚／hrの3″φウエーハ処理
が可能である。しかし、従来装置では、主に、打
込み方式がメカニカル走査によつており、ウエー
ハ交換の時大気圧にもどし円板ごと交換する必要
があり、完全自動処理でなく、処理枚数も上記の
値が限界である。
本発明はこの問題点を解消するため、第１図に
示すごとく大電流イオンビームが取り出し易いマ
イクロ波イオン源１と、簡単なデイフレクタマグ
ネツト２を有し、セパレータ直流磁場に交流磁場
重畳させて、磁場スキヤン方式によりイオンビー
ムを走査する簡易な磁場走査型大電流イオン打込
み装置を用い、太陽電池を製造する。本装置は、
ビーム径が数cmと大きくし、しかもビーム走査を
行うため、イオン種の分離が良くない、特に、
PH3をソースガスとして用いる場合、単にP+イオ
ン群（P+，PH+，PH＋ ２，PH＋ ３）とH+イオン群
（H+，PH＋ ２）が分離する。しかし、P+イオン群の
みをSi面に打込むことにより、従来装置によるも
のと同等の特性を有するn+p型太陽電池を製造す
ることが可能である。
示すごとく大電流イオンビームが取り出し易いマ
イクロ波イオン源１と、簡単なデイフレクタマグ
ネツト２を有し、セパレータ直流磁場に交流磁場
重畳させて、磁場スキヤン方式によりイオンビー
ムを走査する簡易な磁場走査型大電流イオン打込
み装置を用い、太陽電池を製造する。本装置は、
ビーム径が数cmと大きくし、しかもビーム走査を
行うため、イオン種の分離が良くない、特に、
PH3をソースガスとして用いる場合、単にP+イオ
ン群（P+，PH+，PH＋ ２，PH＋ ３）とH+イオン群
（H+，PH＋ ２）が分離する。しかし、P+イオン群の
みをSi面に打込むことにより、従来装置によるも
のと同等の特性を有するn+p型太陽電池を製造す
ることが可能である。
また、本発明では、イオンビーム３の走査方向
に対し、直角方向にウエーハ４を一軸走査するこ
とにより、イオン打込み後のアニール法としてレ
ーザーアニール法や電子線アニール法を用いるこ
とができ、プロセスを連続高速自動化することが
できる。処理速度は、4″φウエーハ500枚／hr以
上可能である。
に対し、直角方向にウエーハ４を一軸走査するこ
とにより、イオン打込み後のアニール法としてレ
ーザーアニール法や電子線アニール法を用いるこ
とができ、プロセスを連続高速自動化することが
できる。処理速度は、4″φウエーハ500枚／hr以
上可能である。
上記イオン打込み装置において、ソースガスと
してPH３を用い、得られたイオンビームスペクト
ルを第２図に示す。実際にイオンに照射されるの
はP+イオンP+イオンスペクトルの裾に見えるPH
＋，PH＋ ２およびPH＋ ３イオンである。ｐ型Siウエーハ
に、P+イオン群をイオン打込み後、例えばドラ
イ窒素中、850℃、30分間の電気炉アニールを行
つた試料のシート抵抗値分布は、ビーム走査幅、
すなわち、直流磁場強度に対する交流変調磁場振
幅の比率に依存する。第３図はその比率が５％、
第４図は12.5％の時の結果である。シート抵抗値
分布の標準偏差値はそれぞれ1.8％と1.0％であ
る。これらの値は、従来型イオン打込み装置を用
いた場合の0.7〜1.5％にほぼ匹適する値である。
また、拡散法において、200枚／hrの処理速度で
n+層を形成した場合のシート抵抗値分布の標準
偏差は3.5％である。
してPH３を用い、得られたイオンビームスペクト
ルを第２図に示す。実際にイオンに照射されるの
はP+イオンP+イオンスペクトルの裾に見えるPH
＋，PH＋ ２およびPH＋ ３イオンである。ｐ型Siウエーハ
に、P+イオン群をイオン打込み後、例えばドラ
イ窒素中、850℃、30分間の電気炉アニールを行
つた試料のシート抵抗値分布は、ビーム走査幅、
すなわち、直流磁場強度に対する交流変調磁場振
幅の比率に依存する。第３図はその比率が５％、
第４図は12.5％の時の結果である。シート抵抗値
分布の標準偏差値はそれぞれ1.8％と1.0％であ
る。これらの値は、従来型イオン打込み装置を用
いた場合の0.7〜1.5％にほぼ匹適する値である。
また、拡散法において、200枚／hrの処理速度で
n+層を形成した場合のシート抵抗値分布の標準
偏差は3.5％である。
実施例
質量分離器に交流磁場を重畳させてビームを走
査し、かつウエーハをビームスキヤンの方向と直
角方向に移動させる様に構成した上記イオン打込
み装置を用い、打込みエネルギー５〜30keV、打
込み量１×1015〜５×1015cm-2で上記P+イオン群
をｐ型Siウエーハに打込んだ後、ドライN2中、
850℃、30分間の電気炉アニールを行つた。この
後、裏面に周辺部をマスクし約１μｍの厚さの
Alを蒸着し、750℃、30分間のアロイングを行つ
た。その後表側は、メタルマスクを用い魚骨状パ
ターンに、裏面はリング状メタルマスクを用い周
辺部を除く全面にTi（0.1μｍ）／Ag（５μｍ）
を蒸着した。この太陽電池は、反射防止膜のない
状態で、28℃、AM1ソーラシミユレータ照射下
において、10％を越える変換効率を示した。この
値は、従来型イオン打込み装置を用いた場合、お
よび拡散型太陽電池と同等の値である。
査し、かつウエーハをビームスキヤンの方向と直
角方向に移動させる様に構成した上記イオン打込
み装置を用い、打込みエネルギー５〜30keV、打
込み量１×1015〜５×1015cm-2で上記P+イオン群
をｐ型Siウエーハに打込んだ後、ドライN2中、
850℃、30分間の電気炉アニールを行つた。この
後、裏面に周辺部をマスクし約１μｍの厚さの
Alを蒸着し、750℃、30分間のアロイングを行つ
た。その後表側は、メタルマスクを用い魚骨状パ
ターンに、裏面はリング状メタルマスクを用い周
辺部を除く全面にTi（0.1μｍ）／Ag（５μｍ）
を蒸着した。この太陽電池は、反射防止膜のない
状態で、28℃、AM1ソーラシミユレータ照射下
において、10％を越える変換効率を示した。この
値は、従来型イオン打込み装置を用いた場合、お
よび拡散型太陽電池と同等の値である。
また、上記と同じ打込み条件で、イオン打込み
を行つた後、Ｑスイツチルビーレーザーを用い、
アニールを行つた。レーザーのパルス幅は20〜40
ナノ秒であり、照射エネルギー密度は2.0〜
2.5J／cm2とした。アニール後の電極形成も上記と
同様に行い、太陽電池を作製した。ただし、基板
を加熱しないというレーザアニールの特徴を生か
すため、裏面Alのアロイングは、400〜600℃の
比較的抵温度にて行つた。この太陽電池は、反射
防止膜のない状態で、28℃、AM1ソーラシミユ
レータ照射下において、11％に近い変換効率を示
した。
を行つた後、Ｑスイツチルビーレーザーを用い、
アニールを行つた。レーザーのパルス幅は20〜40
ナノ秒であり、照射エネルギー密度は2.0〜
2.5J／cm2とした。アニール後の電極形成も上記と
同様に行い、太陽電池を作製した。ただし、基板
を加熱しないというレーザアニールの特徴を生か
すため、裏面Alのアロイングは、400〜600℃の
比較的抵温度にて行つた。この太陽電池は、反射
防止膜のない状態で、28℃、AM1ソーラシミユ
レータ照射下において、11％に近い変換効率を示
した。
以上において、基板としてSiウエーハを、イオ
ンとしてP+イオン群を用いた例を示したが、他
の半導体ウエーハ、他のイオン群に対しても本発
明を適用でき、太陽電池を製作できることは明ら
かである。
ンとしてP+イオン群を用いた例を示したが、他
の半導体ウエーハ、他のイオン群に対しても本発
明を適用でき、太陽電池を製作できることは明ら
かである。
第１図はマイクロ波イオン源を有する磁場走査
型大電流イオン打込み装置の構成を示す図、第２
図は第１図の装置において、PH３ガスをソースガ
スとして得られるイオンビームスペクトルを示す
図、第３図および第４図は本発明の製造方法によ
り作製されたn+p型Siウエーハのシート抵抗分布
を示す図である。 １……イオン源、２……デイフレクタマグネツ
ト、３……イオンビーム、４……ウエーハ。
型大電流イオン打込み装置の構成を示す図、第２
図は第１図の装置において、PH３ガスをソースガ
スとして得られるイオンビームスペクトルを示す
図、第３図および第４図は本発明の製造方法によ
り作製されたn+p型Siウエーハのシート抵抗分布
を示す図である。 １……イオン源、２……デイフレクタマグネツ
ト、３……イオンビーム、４……ウエーハ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１導電型の半導体基板の表面領域に、第２
導電型の不純物イオンを打込んで、pn接合を形
成することにより製作する太陽電池の製造方法に
おいて、マイクロ波イオン源からのイオンビーム
を、セパレータ直流磁場に交流磁場を重畳させる
磁場スキヤン方式により走査し、複数種のイオン
を含むイオン群をイオン打込みすることを特徴と
する太陽電池の製造方法。 ２ 上記半導体基板は上記イオンビームの走査方
向と直角方向に移動せしめることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の太陽電池の製造方法。 ３ 上記イオン打込みが、該イオン打込みに続く
レーザアニール又は電子線アニールを含むことを
特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項
記載の太陽電池の製造方法。 ４ 上記半導体基板としてｐ型Siウエーハ、上記
イオン群としてp+イオン群を用いることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の太陽電池の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56017419A JPS57132373A (en) | 1981-02-10 | 1981-02-10 | Manufacture of solar battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56017419A JPS57132373A (en) | 1981-02-10 | 1981-02-10 | Manufacture of solar battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57132373A JPS57132373A (en) | 1982-08-16 |
| JPS6155267B2 true JPS6155267B2 (ja) | 1986-11-27 |
Family
ID=11943483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56017419A Granted JPS57132373A (en) | 1981-02-10 | 1981-02-10 | Manufacture of solar battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57132373A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8871619B2 (en) * | 2008-06-11 | 2014-10-28 | Intevac, Inc. | Application specific implant system and method for use in solar cell fabrications |
| US8749053B2 (en) | 2009-06-23 | 2014-06-10 | Intevac, Inc. | Plasma grid implant system for use in solar cell fabrications |
| EP2777069A4 (en) | 2011-11-08 | 2015-01-14 | Intevac Inc | SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM AND METHOD |
| TWI570745B (zh) | 2012-12-19 | 2017-02-11 | 因特瓦克公司 | 用於電漿離子植入之柵極 |
| FR3081081B1 (fr) * | 2018-05-14 | 2020-10-09 | Segton Advanced Tech | Procede d'amorphisation pour creer industriellement un metamateriau a photoconversion geante dans un convertisseur lumiere-electricite tout en silicium |
| FR3067169B1 (fr) * | 2017-06-01 | 2021-09-24 | Segton Advanced Tech | Procede ameliore de fabrication d'un metamateriau a l'interieur d'un convertisseur lumiere-electricite en silinium |
| FR3067168A1 (fr) * | 2017-06-01 | 2018-12-07 | Segton Advanced Technology | Procede de fabrication d'un convertisseur lumiere-electricite tout en silicium pour une photoconversion geante |
| WO2018220447A2 (en) * | 2017-06-01 | 2018-12-06 | Segton Advanced Technologie Sas | Improved process for manufacturing a crystalline metamaterial within a silicon light-to-electricity converter |
-
1981
- 1981-02-10 JP JP56017419A patent/JPS57132373A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57132373A (en) | 1982-08-16 |
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