太陽電池のドープ領域の形成方法、太陽電池及び太陽電池の製造方法
【課題】本発明は、太陽電池のドープされた領域を形成する工程を開示する。
【解決手段】シリコン基板の第１面には第１ドーパントでドープされた第１ドープされた領域が形成され、第１面の上にはシリコン酸化膜が形成される。シリコン酸化膜は、第１ドープされた領域と対応する第１シリコン酸化膜および第１ドープされた領域と対応しない第２シリコン酸化膜を有する。第１シリコン酸化膜は第２シリコン酸化膜よりも厚い。シリコン酸化膜には第２ドーパントが注入され、第２ドープされた領域が、第２シリコン酸化膜に対応するシリコン基板の第１面の部分に形成される。
【解決手段】シリコン基板の第１面には第１ドーパントでドープされた第１ドープされた領域が形成され、第１面の上にはシリコン酸化膜が形成される。シリコン酸化膜は、第１ドープされた領域と対応する第１シリコン酸化膜および第１ドープされた領域と対応しない第２シリコン酸化膜を有する。第１シリコン酸化膜は第２シリコン酸化膜よりも厚い。シリコン酸化膜には第２ドーパントが注入され、第２ドープされた領域が、第２シリコン酸化膜に対応するシリコン基板の第１面の部分に形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池のドープ領域の形成方法、太陽電池及び太陽電池の製造方法に関、特に、ドープされた領域が形成される太陽電池およびそれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、シリコン基板とその表面にｐ−ドープされた領域及びｎ−ドープされた領域を有する。太陽電池上に入射する太陽光、つまり、光子（ｐｈｏｔｏｎｓ）が基板内に入ると、基板に電子−正孔対が生成され、生成された電子はｎ−ドープされた領域に移動し、生成された正孔はｐ−ドープされた領域に移動する。電子と正孔の移動により光起電力効果（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）が生じ、ｐ−ｎ接合の両端に電位差が発生する。また、自由電子と正孔がそれぞれｎ−ドープされた領域及びｐ−ドープされた領域に移動して電流が発生する。電位差と電流により発生した電力が太陽電池に連結された負荷回路に供給され、太陽光エネルギーが電気エネルギーに変換される。
【０００３】
後面接触太陽電池（Ｂａｃｋ ｃｏｎｔａｃｔ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ）は、基板、反射防止層、ドープされた領域、保護膜及び接触電極を有する。基板は、単結晶シリコン（ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｉｌｉｃｏｎ）又は多結晶シリコン（ｐｏｌｙ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｉｌｉｃｏｎ）のウエハー又はプレートであり、電子と正孔が移動する通路となる。基板の前面は構造化されたものであり、この基板上には、窒化シリコン及び／又は酸化シリコンの反射防止層が設けられる。前面と向き合う後面には、ｎ−ドープされた領域とｐ−ドープされた領域とが交互に配置されている。後面上には、保護層が塗布される。保護層は、その部分が除去されてビアホールが形成される。接触電極は、ビアホールを通過してドープされた領域と電気的に連結される。
【０００４】
上記の太陽電池のドープされた領域と反射防止膜とは、ｐ−ドープされた領域形成段階、構造化された前面形成段階、反射防止膜形成段階、ｎ−ドープされた領域形成段階の順序で製造される。ドープされた領域を形成する段階は、二酸化シリコン層が浸漬される段階と前記二酸化シリコン層が選択的に蝕刻される段階と、を有する。二酸化シリコン層が浸漬される段階は、ｎ−型又はｐ−型物質が含まれているドープされた二酸化シリコン（ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ）層とドープされていない二酸化シリコン（ｕｎｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ）層が常圧化学気相蒸着（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ‐Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｔｉｏｎ；ＡＰＣＶＤ）により積層される細部段階である。二酸化シリコン層を選択的に蝕刻する細部段階は、前記二酸化シリコン層の部分が印刷工程により二酸化シリコン層の上に塗布されたエッチングレジストによって選択的に蝕刻される細部段階を含む。
【０００５】
前述した太陽電池の製造方法は、ドープされた領域を形成するための段階数の増加に従う工程の複雑性と、製造費用の増加の問題が発生する。したがって、製造工程の単純性と製造費用の減少が要求される。
【０００６】
前述の方法で製造された太陽電池は、互いに隣接している反対の極性でドープされた領域（すなわち、ｐ−ドープされた領域及びｎ−ドープされた領域）が互いに接触する。したがって、接触部分で光子によって発生した電子−正孔対は、容易に再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）することができるため、太陽電池の太陽光エネルギー使用効率が低くなる。したがって、太陽電池は互いに反対の極性でドープされ、隣接する領域が離隔されるように製造されることが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、製造工程の単純性と低い製造費用を有する太陽電池およびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、太陽光エネルギー使用効率が高い太陽電池およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記のような本発明の目的を達成するための本発明の一実施形態による、太陽電池のドープ領域を形成する方法は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有するシリコン基板を準備する段階と、前記シリコン基板の前記第１面の部分に対し、第１ドーパントでドープされた第１ドープ領域を形成する段階と、前記第１面上にシリコン酸化膜を形成して、前記第１面における前記第１ドープ領域上の第１シリコン酸化膜の厚さである第１厚さを、前記第１面における前記第１ドーパントでドープされていない部分上の第２シリコン酸化膜の厚さである第２厚さよりも大きくする段階と、前記第１面の外部から第２ドーパントを前記第１面上に形成された前記第１シリコン酸化膜及び前記第２シリコン酸化膜に注入する段階と、前記第１シリコン酸化膜、前記第２シリコン酸化膜及び前記シリコン基板を熱処理して、前記第１ドープ領域に隣接する第２ドープ領域を形成する段階と、を含む。
【００１０】
前記第１ドープ領域を形成する段階は、前記第１ドーパントを前記シリコン基板の前記第１面に注入する段階と、注入された前記第１ドーパントを活性化させる段階と、を含んでいてもよい。
【００１１】
また、前記第１面に注入された前記第１ドーパントを活性化させる段階と、前記第１面にシリコン酸化膜を形成させる段階とは、同時に実施されてもよい。
【００１２】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、１８００Å以上であることが好ましい。
【００１３】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、２０００Å以上であることがより好ましい。
【００１４】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、離隔して設けられてもよい。
【００１５】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、１００μｍ以上離隔していることが好ましい。
【００１６】
前記太陽電池のドープ領域の形成方法は、前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の前記第１ドーパントを注入する段階と、前記第２ドープ領域よりも低濃度の前記第２ドーパントを注入する段階と、をさらに含んでいてもよい。
【００１７】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の第１ドーパントを注入する段階は、前記第１ドープ領域に前記第１ドーパントを注入する段階と同時に実施されてもよい。
【００１８】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の前記第１ドーパントを注入する段階は、前記第１ドープ領域に前記第１ドーパントを注入する段階の後に実施されてもよい。
【００１９】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間の領域は、中和領域を含み、前記中和領域の前記第１ドーパントの濃度は、前記第２ドーパントの濃度よりも高くてもよい。
【００２０】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間の領域は、中和領域を含み、前記中和領域の前記第１ドーパントの濃度は、前記第２ドーパントの濃度よりも低くてもよい。
【００２１】
前記第１ドープ領域を形成する工程は、前記シリコン基板の前記第１面に、少なくとも一つのイオン透過部と、当該イオン透過部の間に配置されるイオン遮断部と、を有するハードマスクを近接させる段階と、前記シリコン基板の第１面の前記イオン透過部と対応する部分に、前記第１ドーパントを注入させる段階と、を含んでいてもよい。
【００２２】
少なくとも一つの前記イオン透過部は、閉多角形形状であり、一つの前記イオン透過部は、隣接する前記イオン透過部と離隔していてもよい。
【００２３】
前記ハードマスクは、前記イオン透過部に接するイオン半透過部を更に含んでいてもよい。
【００２４】
前記ハードマスクの前記イオン半透過部は、前記イオン遮断部の厚さよりも薄くてもよい。
【００２５】
前記ハードマスクの前記イオン半透過部には、前記透過部よりも小さい面積を有する少なくとも一つの微小開口が形成されていてもよい。
【００２６】
前記太陽電池のドープ領域の形成方法は、前記第１ドープ領域の周辺に中和領域を形成する段階を更に含み、前記中和領域を形成する段階は、中和領域形成用イオン透過部と、隣接する前記中和領域形成用イオン透過部の間に配置されたイオン遮断部と、を有する中和領域形成用ハードマスクを、前記シリコン基板の第１面に近接させる段階と、前記シリコン基板の前記第１面に近接させた前記中和領域形成用ハードマスクの前記イオン透過部を通過する前記第１ドーパントを前記第１面に注入する段階と、を含み、前記中和領域形成用イオン透過部は、当該中和領域形成用イオン透過部の面積が前記第１ドープ領域の面積よりも大きく、前記第１ドープ領域の位置に対応して整列していてもよい。
【００２７】
前記第１ドープ領域を形成する段階の後に、前記中和領域を形成する段階が実施されてもよい。
【００２８】
前記第１ドープ領域を形成する段階の前に、前記中和領域を形成する段階が実施されてもよい。
【００２９】
前記第１ドープ領域の前記第１ドーパントはｎ型の物質であり、前記第２ドープ領域の前記第２ドーパントはｐ型の物質であってもよい。
【００３０】
前記太陽電池のドープ領域の形成方法は、前記第１ドープ領域を形成するために、前記第１ドーパントを基板に注入した後、前記シリコン基板を熱処理する段階を更に含んでいてもよい。
【００３１】
本発明の他の実施形態によれば、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、第１面と当該第１面に対向する第２面と、を有するシリコン基板と、前記第１面の内に形成され、第１ドーパントでドープされた第１ドープ領域と、前記第１面の内に、前記第１ドープ領域に隣接して形成され、第２ドーパントでドープされた第２ドープ領域と、前記第１ドープ領域上に配置された第１シリコン酸化膜と、前記第２ドープ領域上に配置された第２シリコン酸化膜と、を備え、前記第１シリコン酸化膜は、前記第２シリコン酸化膜よりも厚い。
【００３２】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、１８００Å以上であることが好ましい。
【００３３】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、２０００Å以上であることが更に好ましい。
【００３４】
前記第１ドープ領域の前記第１ドーパントは、前記第１シリコン酸化膜と前記第２シリコン酸化膜に含まれていてもよい。
【００３５】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、離隔して設けられてもよい。
【００３６】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間には、中和領域が配設され、前記中和領域は、前記第１ドーパントと前記第２ドーパントを含む領域であってもよい。
【００３７】
前記中和領域上には、第３シリコン酸化膜が配設され、前記第３シリコン酸化膜の厚さは、前記第１シリコン酸化膜よりも小さく、前記第２シリコン酸化膜よりも大きくてもよい。
【００３８】
本発明のさらに他の実施形態によれば、半導体基板の第１面上に第１導電型の領域と前記第１導電型と反対の特性を有する第２導電型の領域とを有する太陽電池の製造方法は、前記第１面上に第１導電型の領域を形成する過程と、前記第１面を酸化する過程と、を含み、前記第１面上の酸化によって前記第１導電型の領域上に形成された第１酸化膜の厚さは、前記第１酸化膜を除いた前記第１面上の第２酸化膜の厚さよりも厚く、前記第１酸化膜を自己整列マスクとして使用し、前記第２導電型のイオンの注入によって前記第２導電型の領域を形成する過程を含む。
【００３９】
本発明のさらに他の実施形態によれば、太陽電池は、半導体基板の第１面上に形成された第１導電型の領域と、前記第１導電型の領域と隣接した前記第１面上に形成された、前記第１導電型と反対の特性を有する第２導電型の領域と、を備え、前記第１導電型の領域上に形成された第１酸化膜の厚さは、前記第２導電型の領域上に形成された第２酸化膜の厚さよりも厚く、前記第２導電型の領域が形成されるように前記第２導電型のイオン注入時に前記第１酸化膜はマスクとして使用され、前記第２酸化膜は前記イオン注入の透過膜として使用される。
【発明の効果】
【００４０】
本発明による自己整列マスクとして利用されるシリコン酸化膜により太陽電池が製造されると、工程の段階と製造原価および製造時間を減少させることが可能である。また、反対極性でドープされた領域が離隔されるため、太陽電池の効率が改善され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１Ａ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｄ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｅ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｆ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｇ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による、イオン注入のためのハードマスクの概略的な平面図である。
【図３】基板に注入されるドーズとシリコン酸化膜の厚さとの関係を示すグラフである。
【図４】約２、５００Å厚さのシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板の表面抵抗を測定した実験の結果を示すグラフである。
【図５】シリコン酸化膜の深さとシリコン酸化膜内のホウ素イオンの分布との関係を示したシミュレーショングラフである。
【図６Ａ】本発明の他の実施形態によるｎ−ドープされた領域が形成される概略的な断面図である。
【図６Ｂ】本発明の他の実施形態によるｎ−ドープされた領域が形成される概略的な断面図である。
【図６Ｃ】本発明の他の実施形態によるｎ−ドープされた領域が形成される概略的な断面図である。
【図７Ａ】本発明の他の実施形態による、ハードマスクの概略的な部分断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのハードマスクの使用によって、ドープされた領域がシリコン基板に形成される工程の概略的な断面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのハードマスクの使用によって、ドープされた領域がシリコン基板に形成される工程の概略的な断面図である。
【図７Ｄ】図７Ａのハードマスクの使用によって、ドープされた領域がシリコン基板に形成される工程の概略的な断面図である。
【図８Ａ】本発明の他の実施形態によって、リンイオンの二回注入によりドープされた領域が形成される概略的な断面図である。
【図８Ｂ】本発明の他の実施形態によって、リンイオンの二回注入によりドープされた領域が形成される概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態による太陽電池の製造方法を詳しく説明する。本明細書の図面と詳細な説明において、同一の参照符号は同一の部品または構成要素を示すことに留意しなければならない。また、本明細書の実施形態に多様な数値が開示されているが、かかる数値が特許請求の範囲に記載されない限り、かかる数値は特許請求の範囲を限定しないことに留意しなければならない。
【００４３】
図１Ａ〜図１Ｇは、本発明の一実施形態により後面接触太陽電池が作られる過程を示す、基板の前面と後面上に形成される各層を示す概略的な断面図である。本発明の特徴により、基板の後面内のドープされた領域の表面の上で成長されたシリコン酸化膜は、ドープされていない領域の上で成長されたシリコン酸化膜よりも厚い。そして、前記ドープされた領域上の相対的に厚いシリコン酸化膜は、ドープされていない領域内にドーパントのイオン注入を行う段階で自己整列マスク（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｍａｓｋ）として利用され得ることに留意しなければならない。
【００４４】
図１Ａを参照すれば、本発明の一実施形態による太陽電池の製造に使用されるシリコン基板の概略的な断面図が示される。シリコン基板１０２は、（１、１、０）の格子構造を有する単結晶シリコンウエハーに、ｎ−型であるリン（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ、Ｐ）、ヒ素（Ａｒｓｅｎｉｃ、Ａｓ）、アンチモン（Ａｎｔｉｍｏｎｙ、Ｓｂ）およびこれらの混合物の中から選択された一つの物質のドーパントで低くドープされたウエハーである。例えば、前記基板は、リン原子が１×１０１５／ｃｍ２の濃度でドープされた基板であってもよい。基板は、多結晶のシリコンであってもよい。
【００４５】
太陽光が入射される基板１０２の前面１１０は、水酸化カリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ、ＫＯＨ）とイソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）または水酸化カリウムとＮＭＰ（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）の混合溶液で蝕刻することによって構造化され、これによってランダムピラミッドのような構造化された前面１１２を有する。基板１０２の後面１２０は、その結晶欠陥、切断欠陥、自然酸化膜、または不必要な不純物などを除去した研磨された平坦な表面を有する。基板１０２は、約１５０μｍ〜約１７０μｍの厚さを有してもよい。
【００４６】
図１Ｂを参照すれば、構造化された前面１１２上に、前面フィールド層（ｆｒｏｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｅｌｄ ｌａｙｅｒ）１１４が形成される概略的な断面図が示される。前面フィールド層１１４は、１．０×１０１３／ｃｍ２〜７×１０１５／ｃｍ２の低いドーズのリンイオン（ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｏｎ）が構造化された前面１１２に注入される段階と活性化（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）される段階を通じて基板の構造化された前面１１２の上に形成される。前面フィールド層１１４は、その付近の正孔を基板１０２の内部と後面１２０方向に反射させ、太陽電池の太陽光エネルギー使用効率を増加させる。
【００４７】
図１Ｃを参照すれば、ｎ−イオン注入された領域２０５が、基板１０２の後面１２０に形成される概略的な断面が示される。ｎ−イオン注入された領域またはベース領域２０５は、ｎ−型物質のドーパントで基板の予め決められた位置にイオン注入工程（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって形成されてもよい。例えば、リンイオン注入段階は、常温のチェンバで、２０ＫｅＶの電気エネルギーと、約１．５×１０１５イオン／ｃｍ２〜約４．５×１０１５イオン／ｃｍ２のドーズで、リンイオンが約８００ｎｍだけ深くシリコンに注入されるように行われてもよい。イオン注入段階には、イオン透過部６０２とイオン遮断部６０６を有するハードマスク６００が利用されてもよい。ハードマスク６００は、約１ｍｍ厚さのグラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）またはセラミックで作られた高耐熱性の基板であり、そのイオン透過部６０２はレーザービームの加工によって形成されてもよい。
【００４８】
ハードマスク６００のイオン透過部６０２の模様および位置は、基板１０２のｎ−イオン注入された領域２０５の模様および位置と実質的に同一である。ｎ−イオン注入された領域２０５は、後述される工程によりｎ−ドープされた領域になるため、イオン透過部６０２の模様および位置は、ｎ−ドープされた領域の模様および位置と実質的に同一である。このために、ハードマスク６００は基板１０２の後面１２０に近接して配置される。例えば、ハードマスク６００は、基板１０２の後面１２０と約５００μｍの距離に離隔されてもよい。本実施形態によるイオン注入段階は、多様なシリコン化合物の膜が化学気相蒸着方法により作られ、そのシリコン化合物の膜の一部が蝕刻される工程よりも、製造工程が単純であり、その所要費用が低くなり得る。
【００４９】
本実施形態は、基板の前面１１０が構造化された後、後面１２０にｎ−イオン注入された領域２０５が形成されることと説明されたが、後面の段階後に、前面の段階が行われることも可能であることは、当該分野の通常の知識を有する者に簡単に理解され得る。
【００５０】
ｎ−イオン注入された領域２０５は、基板１０２の後面１２０の全体に均一に分布する複数の点イオン注入された領域（ｐｏｉｎｔ ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔｅｄ ｒｅｇｉｏｎ）であってもよい。図２を参照すれば、本発明の一実施形態により、基板の後面にｎ−イオン注入された領域２０５が形成される段階に利用される、図１Ｃに示されたハードマスク６００の概略的な平面図が示される。ハードマスク６００の隣接したイオン透過部６０２の間にはイオン遮断部６０６が配置される。イオン透過部６０２は、それぞれ約１００μｍ〜約８００μｍの直径を有してもよく、ハードマスク６００内で約１０００μｍ〜約２０００μｍの間隔で一定に配置されてもよい。前述のように、イオン透過部６０２の模様、大きさおよび位置は、基板１０２の後面１２０に形成されるｎ−ドープされた領域２１０の模様、大きさおよび位置と実質的に同一である。
【００５１】
本実施形態により、ｎ−イオン注入された領域２０５とイオン透過部６０２のそれぞれは、円形の形状を有し、基板の後面１２０とハードマスク６００に分布することと説明したが、異なる方式として、ｎ−イオン注入された領域２０５とイオン透過部６０２のそれぞれは、楕円形、四角形などの他の形状または幹とその幹から分岐される複数の枝を有する先形状を有することもできる。
【００５２】
前記図１Ｃの製造段階後、予め注入されたイオンの活性化と同時に行われる酸化膜形成段階の断面図が図１Ｄに示される。シリコン酸化膜４００は、基板１０２の前面部と後面部の表面１１０、１２０上に酸化工程によって形成された二酸化シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎｄｉ ｏｘｉｄｅ；ＳｉＯ２）であってもよい。シリコン酸化膜４００を形成または成長させるためのイオンの活性化および酸化段階は、約６：９の体積比を有する酸素ガスと水素ガスの流れ率（ｆｌｏｗ ｒａｔｉｏ）で約８００℃〜約１０００℃の温度で約１０分〜約１２０分間行われてもよく、これによってイオン注入された領域２０５はドープされた領域２１０になる。
【００５３】
前記の段階で形成されたシリコン酸化膜４００の一つは、前面フィールド層１１４の上で成長された前面シリコン酸化膜４１０である。シリコン酸化膜４００の他の一つは、基板の後面１２０で成長された後面保護膜４２０である。後面保護膜４２０のうち、ｎ−イオン注入された領域２１０上に形成された第１シリコン酸化膜４２２の成長された厚さは、注入されたイオンの濃度に比例した厚さを有することを本発明者らは発見した。これによって、ｎ−イオン注入された領域２０５の活性化と酸化段階によって形成されたｎ−ドープされた領域２１０上の第１シリコン酸化膜４２２の厚さ（ｔ（ＳＯＬ１））は、ドープされていない領域１２４上の第２シリコン酸化膜４２４の厚さ（ｔ（ＳＯＬ２））よりも大きい。そして、シリコン酸化膜は、基板に水平な方向にも形成されることを考慮する時、第１シリコン酸化膜４２２の幅（ｗ（ＳＯＬ１））はｎ−ドープされた領域２１０の幅（ｗ（ＤＲ））よりも大きい。
【００５４】
図３を参照すれば、約２０ＫｅＶのエネルギーで各ドーズの値でリン−イオン注入された領域とイオン注入されていない領域とを有する基板が、約３：２の体積比を有する酸素ガスと水素ガスの流れ率で約４５分〜約５０分間、約９００℃の温度の炉またはチェンバで酸化されたデータを示す実験のグラフが示されている。グラフは、イオン注入されていない領域上に、約１、０００Åの酸化シリコンが成長される反面、イオン注入の量がより高い領域の上に、より厚い酸化シリコンの成長を示している。例えば、３．００×１０１５イオン／ｃｍ２のドーズで、リン−イオン注入された領域上に成長された酸化シリコンの厚さは、約２、５００Å以上であった。
【００５５】
図４を参照すれば、厚さ約２、５００Åの酸化シリコンを有するシリコン基板がホウ素イオン注入されて十分な熱処理後、シリコン基板の表面抵抗を示す実験のグラフが示されている。ホウ素イオン注入段階は、約２０ＫｅＶ〜４０ＫｅＶのエネルギーと１．５×１０１５イオン／ｃｍ２〜４．５×１０１５イオン／ｃｍ２のドーズで行われ、熱処理段階は、約１０５０℃の温度で約６０分間行われた。その後、１：１０のフッ化水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｆｌｕｏｒｉｄｅ；ＨＦ）と脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）の混合溶液の中で酸化シリコンが除去された後、シリコン基板の表面抵抗が測定された。図４から分かるように、酸化シリコンが成長されていないシリコン基板上にホウ素イオン注入されたシリコン基板の表面抵抗値は、厚さ約２、５００Åの酸化シリコンを有するシリコン基板上にホウ素イオン注入された表面抵抗値よりも非常に低いため、約１．５×１０１５イオン／ｃｍ２〜約４．５×１０１５イオン／ｃｍ２のドーズと約２０ＫｅＶ〜約４０ＫｅＶのエネルギーでホウ素イオン注入時、厚さ約２、５００Åの酸化シリコンはマスクとして作用し得ることを確認した。
【００５６】
前記図１Ｄの熱処理によるｎ−イオン注入された領域２０５の活性化と酸化段階後、ｐ−イオン注入を行う概略的な断面図が図１Ｅに示される。図１Ｄのシリコン基板１０２の後面１２０には、ホウ素のようなｐ−型物質のイオンが注入され、その後、シリコン基板１０２の熱処理によって注入されたイオンは活性化され、ｐ−ドープされた領域２５０が形成される。ホウ素イオンがシリコン基板に注入される時、相対的に厚い第１シリコン酸化膜４２２は、前述した通り、前記ホウ素イオンがシリコン基板１０２の内部に注入されることを防止する自己整列マスク（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｍａｓｋ）５００として利用される。反面、第２シリコン酸化膜４２４は相対的に薄いため、前記ホウ素イオンがシリコン基板１０２の内部に注入される。したがって、シリコン基板１０２のｎ−ドープされた領域２１０の間にはホウ素イオンでｐ−ドープされた領域２５０が形成される。
【００５７】
ここで、第１シリコン酸化膜４２２のそれぞれの幅（ｗ（ＳＯＬ１））はｎ−ドープされた領域２１０のそれぞれの幅（ｗ（ｎＤＲ））よりも広いため、シリコン基板の後面１２０のｐ−ドープされた領域２５０は、ｎ−ドープされた領域２１０と離隔して形成されてもよい。例えば、隣接するドープされた領域２１０、２５０の間の距離は数百Å程度であってもよい。
【００５８】
前記のように、ｎ−ドープされた領域２１０上のシリコン酸化膜４２２が自己整列マスク５００として使用されるため、ホウ素イオンが通過できないシリコン酸化膜の厚さの臨界値を求めることが必要である。図５は、シリコン酸化膜の深さとシリコン酸化膜に入っているホウ素イオンとの分布の関係を示したシミュレーショングラフである。シミュレーションは、ホウ素イオンがシリコン膜の上に成長されたシリコン酸化膜に注入され活性化された後、シリコン酸化膜の深さとホウ素イオンの濃度との関係を確認するためのものであり、下記表１に羅列された条件が利用されることに留意しなければならない。
【００５９】
【表１】
【００６０】
シミュレーション結果によれば、シリコン酸化膜に注入されたホウ素原子はシリコン酸化膜の表面から約１８００Å、つまり、１８０ｎｍの深さまで分布する。したがって、シリコン酸化膜は約１８００Åよりも厚いことが好ましいと発明者らは考えた。もし、シミュレーションが約１０パーセントの誤差を有すると仮定すれば、ホウ素イオンを通過させないマスクとして作用するシリコン酸化膜は２０００Å（約２００ｎｍ）よりも厚いことが好ましいと発明者らは考えた。
【００６１】
図１Ｅのシリコン基板のｎ−ドープされた領域２１０は、図１Ｃおよび図２と関連して、前述した通り一定の間隔に離隔した複数の閉多角形であってもよい。もし、ｎ−ドープされた領域２１０の間にｐ−ドープされた領域２５０を形成する段階において、前記厚いシリコン酸化膜４２２である自己整列マスク５００が使用されず、ｎ−ドープされた領域２１０が形成される時に利用されたようなハードマスクが利用される場合、ハードマスクのホウ素イオンの注入を防止する複数のイオン遮断部が互いに離隔して配置されなければならないため、ハードマスクの製作が不可能になり得る。
【００６２】
このような問題は、二酸化シリコン層の形成、写真マスクの形成、蝕刻、他の二酸化シリコン層の形成および拡散のような段階によって解決され得る。しかし、このような工程は、太陽電池の製造方法の複雑性に起因して製造費用と時間の増加を招き得る。これに対して、本発明の厚いシリコン酸化膜を自己整列マスクとして利用する工程は、太陽電池の製造方法の簡単性のため、製造費用と時間の減少を招き得る。
【００６３】
図１Ｆを参照すれば、前面シリコン酸化膜４１０の上に、反射防止膜１１６が形成される概略的な断面図が示される。シリコン基板前面の前面シリコン酸化膜４１０上には、窒化シリコンのような反射防止膜１１６が通常の化学気相蒸着方法により形成される。反射防止膜１１６は、その下に配置された前面シリコン酸化膜４１０および高くｎ−ドープされた前面フィールド層１１４と共にシリコン基板１０２の内部１０２に入った光が外部に抜け出ることを防止する。
【００６４】
図１Ｇを参照すれば、シリコン基板の後面にビアホール１５０を通じて接触電極１４０、１４５が形成される概略的な断面図が示される。基板１０２の後面１２０内のｎ−ドープされた領域２１０に集まった電子とｐ−ドープされた領域２５０に集まった正孔は接触電極１４０、１４５を通じてそれぞれ外部負荷（図示せず）と接続されなければならない。このために、ビアホール１５０、フォトリソグラフィまたはスクリーン印刷技術によってｎ−ドープされた領域および／またはｐ−ドープされた領域２１０、２５０上の第１および第２シリコン酸化膜４２２、４２４が蝕刻されて形成される。ビアホール１５０には、銅、チタニウム、タングステンまたはこれらの合金の中から選択された金属で作られた接触電極１４０、１４５が配置され得ることは、当該技術分野の通常の知識を有する者は簡単に理解できるだろう。
【００６５】
本発明の他の実施形態として、図示されてはいないが、ビアホール１５０は、後面シリコン酸化膜４２０の上にドープされていないシリコンガラスが塗布された後、前記保護膜とドープされていないシリコンガラスの一部が除去されて形成されることもできることを当該技術分野の通常の知識を有する者は簡単に理解できるだろう。
【００６６】
前述した図１Ａ〜図１Ｇに図示及び説明された太陽電池の製造方法では、ｎ−ドープされた領域２１０が先に形成され、ｐ−ドープされた領域２５０が後に形成されると説明されたが、本発明の他の実施形態による太陽電池の製造方法では、その逆順序に太陽電池を製造することが可能である。言い換えると、ｎ−ドープされた領域は、ｐ−ドープされた領域の形成段階でｐ−ドープされた領域上に形成された厚い酸化シリコンを自己整列マスクとして形成され得ることは、当該技術分野で通常の知識を有する者に前述の本発明の特徴により理解され得る。
【００６７】
本発明の他の実施形態によれば、ドープされた領域の上で厚く形成されたシリコン酸化膜が自己整列マスクとして利用される段階は、後面接触太陽電池の製造方法以外にも、ｎ−ドープされた領域とｐ−ドープされた領域とが隣接する構造を有する他のモードの太陽電池の製造方法にも適用され得る。
【００６８】
本発明の他の実施形態によれば、ｎ−ドープされた領域とｐ−ドープされた領域のうち、先に形成されるドープされた領域は、ハードマスクを利用したイオン注入工程と異なる方法で形成されてもよい。図６Ａ〜図６Ｃを参照すれば、シリコンガラス層が利用されてｎ−ドープされた領域が形成される工程の概略的な断面図が示される。図６Ａに示したように、ドープされたシリコンガラス層７１０とエッチングレジスト層７３０がシリコン基板１０２の後面１２０の上に順次に塗布される。図６Ｂから分かるように、図６Ａのドープされたシリコンガラス層７１０は、エッチングレジスト層７３０のマスクの使用によって蝕刻され、熱処理段階によってｎ−ドープされた領域２１０が形成される。図６Ｃは、図６Ｂのドープされたシリコンガラス層７１０とエッチングレジスト層７３０が除去され、シリコン基板１０２の後面１２０内にｎ−ドープされた領域２１０が形成された工程を示す。前記の段階後、図１Ｄ〜図１Ｇと関連して説明された通り、ｐ−ドープされた領域が形成される段階が適用されてもよい。
【００６９】
本発明の他の実施形態による、互いに異なる極性を有するドープされた領域が、シリコン基板の一面で互いに十分に離隔して配置される太陽電池の製造方法では、半透過部が含まれたハードマスクが利用されてもよい。図７Ａ〜図７Ｄは、シリコン基板の表面にｎ−ドープされた領域が形成される段階に利用されるハードマスクの概略的なの部分平面図と、前記ハードマスクの使用によってｎ−ドープされた領域と、前記ｎ−ドープされた領域に離隔されるｐ−ドープされた領域とが形成される概略的な断面図が示される。ハードマスクは図１Ｃに示されたように、シリコン基板の一面に近接して配置され、リンのようなｎ−型物質のイオンを通過させることに留意しなければならない。
【００７０】
図７Ａを参照すれば、ハードマスク６００は、イオン遮断部６０６、イオン透過部６０２およびイオン半透過部６０４を有する。イオン透過部６０２とイオン遮断部６０６は、図２と関連して説明されたものが適用され得ることに留意しなければならない。イオン半透過部６０４は、それを通過するイオンの数がイオン透過部６０２を通過するイオンの数よりも少なく、イオン遮断部６０６を通過するイオンの数よりも多い部分である。イオン半透過部６０４は、イオン透過部６０２の周辺に配置され、その厚さがイオン遮断部６０６の厚さよりも小さく形成されてもよい。例えば、イオン遮断部６０６の厚さが１ｍｍである場合、イオン半透過部６０４はそれよりも薄い０．５ｍｍであってもよい。異なる方式として、イオン半透過部６０４は、その一部が微細に除去された複数の微小開口（ｍｉｎｕｔｅ ｏｐｅｎｉｎｇ、図示せず）を有するものであってもよい。例えば、イオン半透過部６０４の幅が１００μｍである場合、直径数ｎｍの複数の微小開口が前記イオン半透過部６０４に配置されてもよい。
【００７１】
図７Ｂを参照すれば、図７Ａに示されたハードマスクがシリコン基板の表面１２６に近接して配置され、リンイオンが前記ハードマスクを通過してシリコン基板の表面１２６に注入される概略的な部分断面図が示される。ハードマスク６００のイオン透過部６０２に対応するシリコン基板の表面１２６の部分には、リンイオンが高濃度に注入された第１ｎ−イオン注入された領域２１２が形成され、イオン半透過部６０４に対応する基板の表面１２６の部分には、リンイオンが低濃度に注入された第２ｎ−イオン注入された領域２１４が形成される。前記イオン注入された領域２１２、２１４は基板の露出した表面のみならず、イオンが基板に通常注入される程度の深さを意味することは当該技術分野の通常の知識を有する者に簡単に理解され得る。
【００７２】
図７Ｃを参照すれば、図７Ｂに示されたシリコン基板に図１Ｄと関連して前述のシリコン酸化段階によってシリコン酸化膜が形成される断面図が示される。前述のように、後面シリコン酸化膜４２０の厚さは、シリコン基板の表面１２６のｎ−ドープされた領域２１０のイオン濃度に比例するため、シリコン酸化膜４２０は、その第１シリコン酸化膜４２２が最も厚く、第２酸化膜４２４が最も薄く、第３酸化膜４２６が他の二つの酸化膜４２２、４２４の中間程度に厚い。
【００７３】
図７Ｄを参照すれば、図７Ｃに示されたシリコン基板に図１Ｅと関連して前述のホウ素イオンが注入される断面図が示される。シリコン基板１０２の表面１２６の部分のうち、最も薄い厚さの第２シリコン酸化膜４２４の領域に対応する部分はｐ−ドープされた領域２５０になる。反面、低濃度のｎ−イオン注入された領域である第２ｎ−イオン注入された領域２１４は、それに注入された微量のホウ素イオンによって中和され、電子または正孔の濃度が非常に低かったり中性である中和された領域２３０になり得る。したがって、シリコン基板表面１２６のｎ−ドープされた領域２１０とｐ−ドープされた領域２５０は、前記中和された領域の幅だけ離隔されてもよい。例えば、前記中和された領域２３０の幅は、約１００μｍであってもよい。前述のように、ｎ−ドープされた領域２１０とｐ−ドープされた領域２５０との間の距離が適切に広くなれば、ドープされた領域２１０、２５０で電子と正孔が再結合する確率が低くなるため、太陽電池の効率が向上することができる。
【００７４】
本発明の他の実施形態によれば、前述のイオンが高濃度に注入された第１ｎ−イオン注入された領域２１２とイオンが低濃度に注入された第２ｎ−ドープされた領域２１４は、低濃度のリンイオンが複数回基板の表面１２６上に注入されること、または高濃度のリンイオンと低濃度のリンイオンがそれぞれ基板の表面１２６上に注入されることによって形成されてもよい。図８Ａ〜図８Ｂを参照すれば、リンイオンの注入が二回行われる概略的な断面図が示される。図８Ａに示された第１ハードマスク６１０は、そのイオン透過部６１２の幅（ｗ（ＩＰＰ１））が高濃度にリンイオンが注入された第１ｎ−ドープされた領域２１６の幅（ｗ（ｎＤＲ１））と実質的に同一に作られてもよい。図８Ｂに示された第２ハードマスク６２０は、図８Ａの第１リン人イオン注入後に行われる第２リンイオン注入で使用される。第２ハードマスク６２０のイオン透過部６２２の幅（ｗ（ＩＰＰ２））は、高濃度にリンイオンが注入された第１ｎ−ドープされた領域２１６の幅（ｗ（ｎＤＲ１））と低濃度にリンイオンが注入された第２ｎ−イオン注入された領域２１８の幅（ｗ（ｎＤＲ２））との合計であってもよい。
【００７５】
異なる方式として、前記第１と第２リンイオン注入段階に使用されるハードマスク６１０、６２０は互いに使用される順序が変わってもよい。順序が変わっても、シリコン基板１０２に形成される第１および第２ｎ−ドープされた領域２１６、２１８の模様と面積は実質的に同一になり得る。
【００７６】
本発明の他の実施形態によれば、リンイオンがシリコン基板に高濃度と低濃度にドープされた領域２１６、２１８は、シリコン基板の表面２１６に塗布されるフォトレジスト（ｐｈｏｔｏ ｒｅｓｉｓｔ）が利用されるフォトリソグラフィ工程で作られ得ることは当該技術分野の通常の知識を有する者に簡単に理解され得る。
【００７７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７８】
１０２ シリコン基板
１１０ 基板の前面
１１２ 構造化された前面
１１４ 前面フィールド層
１２０ 基板の後面
４００ シリコン酸化膜
５００ 自己整列マスク
６００ ハードマスク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池のドープ領域の形成方法、太陽電池及び太陽電池の製造方法に関、特に、ドープされた領域が形成される太陽電池およびそれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、シリコン基板とその表面にｐ−ドープされた領域及びｎ−ドープされた領域を有する。太陽電池上に入射する太陽光、つまり、光子（ｐｈｏｔｏｎｓ）が基板内に入ると、基板に電子−正孔対が生成され、生成された電子はｎ−ドープされた領域に移動し、生成された正孔はｐ−ドープされた領域に移動する。電子と正孔の移動により光起電力効果（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）が生じ、ｐ−ｎ接合の両端に電位差が発生する。また、自由電子と正孔がそれぞれｎ−ドープされた領域及びｐ−ドープされた領域に移動して電流が発生する。電位差と電流により発生した電力が太陽電池に連結された負荷回路に供給され、太陽光エネルギーが電気エネルギーに変換される。
【０００３】
後面接触太陽電池（Ｂａｃｋ ｃｏｎｔａｃｔ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ）は、基板、反射防止層、ドープされた領域、保護膜及び接触電極を有する。基板は、単結晶シリコン（ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｉｌｉｃｏｎ）又は多結晶シリコン（ｐｏｌｙ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｉｌｉｃｏｎ）のウエハー又はプレートであり、電子と正孔が移動する通路となる。基板の前面は構造化されたものであり、この基板上には、窒化シリコン及び／又は酸化シリコンの反射防止層が設けられる。前面と向き合う後面には、ｎ−ドープされた領域とｐ−ドープされた領域とが交互に配置されている。後面上には、保護層が塗布される。保護層は、その部分が除去されてビアホールが形成される。接触電極は、ビアホールを通過してドープされた領域と電気的に連結される。
【０００４】
上記の太陽電池のドープされた領域と反射防止膜とは、ｐ−ドープされた領域形成段階、構造化された前面形成段階、反射防止膜形成段階、ｎ−ドープされた領域形成段階の順序で製造される。ドープされた領域を形成する段階は、二酸化シリコン層が浸漬される段階と前記二酸化シリコン層が選択的に蝕刻される段階と、を有する。二酸化シリコン層が浸漬される段階は、ｎ−型又はｐ−型物質が含まれているドープされた二酸化シリコン（ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ）層とドープされていない二酸化シリコン（ｕｎｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ）層が常圧化学気相蒸着（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ‐Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｔｉｏｎ；ＡＰＣＶＤ）により積層される細部段階である。二酸化シリコン層を選択的に蝕刻する細部段階は、前記二酸化シリコン層の部分が印刷工程により二酸化シリコン層の上に塗布されたエッチングレジストによって選択的に蝕刻される細部段階を含む。
【０００５】
前述した太陽電池の製造方法は、ドープされた領域を形成するための段階数の増加に従う工程の複雑性と、製造費用の増加の問題が発生する。したがって、製造工程の単純性と製造費用の減少が要求される。
【０００６】
前述の方法で製造された太陽電池は、互いに隣接している反対の極性でドープされた領域（すなわち、ｐ−ドープされた領域及びｎ−ドープされた領域）が互いに接触する。したがって、接触部分で光子によって発生した電子−正孔対は、容易に再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）することができるため、太陽電池の太陽光エネルギー使用効率が低くなる。したがって、太陽電池は互いに反対の極性でドープされ、隣接する領域が離隔されるように製造されることが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、製造工程の単純性と低い製造費用を有する太陽電池およびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、太陽光エネルギー使用効率が高い太陽電池およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記のような本発明の目的を達成するための本発明の一実施形態による、太陽電池のドープ領域を形成する方法は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有するシリコン基板を準備する段階と、前記シリコン基板の前記第１面の部分に対し、第１ドーパントでドープされた第１ドープ領域を形成する段階と、前記第１面上にシリコン酸化膜を形成して、前記第１面における前記第１ドープ領域上の第１シリコン酸化膜の厚さである第１厚さを、前記第１面における前記第１ドーパントでドープされていない部分上の第２シリコン酸化膜の厚さである第２厚さよりも大きくする段階と、前記第１面の外部から第２ドーパントを前記第１面上に形成された前記第１シリコン酸化膜及び前記第２シリコン酸化膜に注入する段階と、前記第１シリコン酸化膜、前記第２シリコン酸化膜及び前記シリコン基板を熱処理して、前記第１ドープ領域に隣接する第２ドープ領域を形成する段階と、を含む。
【００１０】
前記第１ドープ領域を形成する段階は、前記第１ドーパントを前記シリコン基板の前記第１面に注入する段階と、注入された前記第１ドーパントを活性化させる段階と、を含んでいてもよい。
【００１１】
また、前記第１面に注入された前記第１ドーパントを活性化させる段階と、前記第１面にシリコン酸化膜を形成させる段階とは、同時に実施されてもよい。
【００１２】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、１８００Å以上であることが好ましい。
【００１３】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、２０００Å以上であることがより好ましい。
【００１４】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、離隔して設けられてもよい。
【００１５】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、１００μｍ以上離隔していることが好ましい。
【００１６】
前記太陽電池のドープ領域の形成方法は、前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の前記第１ドーパントを注入する段階と、前記第２ドープ領域よりも低濃度の前記第２ドーパントを注入する段階と、をさらに含んでいてもよい。
【００１７】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の第１ドーパントを注入する段階は、前記第１ドープ領域に前記第１ドーパントを注入する段階と同時に実施されてもよい。
【００１８】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の前記第１ドーパントを注入する段階は、前記第１ドープ領域に前記第１ドーパントを注入する段階の後に実施されてもよい。
【００１９】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間の領域は、中和領域を含み、前記中和領域の前記第１ドーパントの濃度は、前記第２ドーパントの濃度よりも高くてもよい。
【００２０】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間の領域は、中和領域を含み、前記中和領域の前記第１ドーパントの濃度は、前記第２ドーパントの濃度よりも低くてもよい。
【００２１】
前記第１ドープ領域を形成する工程は、前記シリコン基板の前記第１面に、少なくとも一つのイオン透過部と、当該イオン透過部の間に配置されるイオン遮断部と、を有するハードマスクを近接させる段階と、前記シリコン基板の第１面の前記イオン透過部と対応する部分に、前記第１ドーパントを注入させる段階と、を含んでいてもよい。
【００２２】
少なくとも一つの前記イオン透過部は、閉多角形形状であり、一つの前記イオン透過部は、隣接する前記イオン透過部と離隔していてもよい。
【００２３】
前記ハードマスクは、前記イオン透過部に接するイオン半透過部を更に含んでいてもよい。
【００２４】
前記ハードマスクの前記イオン半透過部は、前記イオン遮断部の厚さよりも薄くてもよい。
【００２５】
前記ハードマスクの前記イオン半透過部には、前記透過部よりも小さい面積を有する少なくとも一つの微小開口が形成されていてもよい。
【００２６】
前記太陽電池のドープ領域の形成方法は、前記第１ドープ領域の周辺に中和領域を形成する段階を更に含み、前記中和領域を形成する段階は、中和領域形成用イオン透過部と、隣接する前記中和領域形成用イオン透過部の間に配置されたイオン遮断部と、を有する中和領域形成用ハードマスクを、前記シリコン基板の第１面に近接させる段階と、前記シリコン基板の前記第１面に近接させた前記中和領域形成用ハードマスクの前記イオン透過部を通過する前記第１ドーパントを前記第１面に注入する段階と、を含み、前記中和領域形成用イオン透過部は、当該中和領域形成用イオン透過部の面積が前記第１ドープ領域の面積よりも大きく、前記第１ドープ領域の位置に対応して整列していてもよい。
【００２７】
前記第１ドープ領域を形成する段階の後に、前記中和領域を形成する段階が実施されてもよい。
【００２８】
前記第１ドープ領域を形成する段階の前に、前記中和領域を形成する段階が実施されてもよい。
【００２９】
前記第１ドープ領域の前記第１ドーパントはｎ型の物質であり、前記第２ドープ領域の前記第２ドーパントはｐ型の物質であってもよい。
【００３０】
前記太陽電池のドープ領域の形成方法は、前記第１ドープ領域を形成するために、前記第１ドーパントを基板に注入した後、前記シリコン基板を熱処理する段階を更に含んでいてもよい。
【００３１】
本発明の他の実施形態によれば、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、第１面と当該第１面に対向する第２面と、を有するシリコン基板と、前記第１面の内に形成され、第１ドーパントでドープされた第１ドープ領域と、前記第１面の内に、前記第１ドープ領域に隣接して形成され、第２ドーパントでドープされた第２ドープ領域と、前記第１ドープ領域上に配置された第１シリコン酸化膜と、前記第２ドープ領域上に配置された第２シリコン酸化膜と、を備え、前記第１シリコン酸化膜は、前記第２シリコン酸化膜よりも厚い。
【００３２】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、１８００Å以上であることが好ましい。
【００３３】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、２０００Å以上であることが更に好ましい。
【００３４】
前記第１ドープ領域の前記第１ドーパントは、前記第１シリコン酸化膜と前記第２シリコン酸化膜に含まれていてもよい。
【００３５】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、離隔して設けられてもよい。
【００３６】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間には、中和領域が配設され、前記中和領域は、前記第１ドーパントと前記第２ドーパントを含む領域であってもよい。
【００３７】
前記中和領域上には、第３シリコン酸化膜が配設され、前記第３シリコン酸化膜の厚さは、前記第１シリコン酸化膜よりも小さく、前記第２シリコン酸化膜よりも大きくてもよい。
【００３８】
本発明のさらに他の実施形態によれば、半導体基板の第１面上に第１導電型の領域と前記第１導電型と反対の特性を有する第２導電型の領域とを有する太陽電池の製造方法は、前記第１面上に第１導電型の領域を形成する過程と、前記第１面を酸化する過程と、を含み、前記第１面上の酸化によって前記第１導電型の領域上に形成された第１酸化膜の厚さは、前記第１酸化膜を除いた前記第１面上の第２酸化膜の厚さよりも厚く、前記第１酸化膜を自己整列マスクとして使用し、前記第２導電型のイオンの注入によって前記第２導電型の領域を形成する過程を含む。
【００３９】
本発明のさらに他の実施形態によれば、太陽電池は、半導体基板の第１面上に形成された第１導電型の領域と、前記第１導電型の領域と隣接した前記第１面上に形成された、前記第１導電型と反対の特性を有する第２導電型の領域と、を備え、前記第１導電型の領域上に形成された第１酸化膜の厚さは、前記第２導電型の領域上に形成された第２酸化膜の厚さよりも厚く、前記第２導電型の領域が形成されるように前記第２導電型のイオン注入時に前記第１酸化膜はマスクとして使用され、前記第２酸化膜は前記イオン注入の透過膜として使用される。
【発明の効果】
【００４０】
本発明による自己整列マスクとして利用されるシリコン酸化膜により太陽電池が製造されると、工程の段階と製造原価および製造時間を減少させることが可能である。また、反対極性でドープされた領域が離隔されるため、太陽電池の効率が改善され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１Ａ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｄ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｅ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｆ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図１Ｇ】本発明の一実施形態により後面接触太陽電池を製造する工程を示す概略的な断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による、イオン注入のためのハードマスクの概略的な平面図である。
【図３】基板に注入されるドーズとシリコン酸化膜の厚さとの関係を示すグラフである。
【図４】約２、５００Å厚さのシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板の表面抵抗を測定した実験の結果を示すグラフである。
【図５】シリコン酸化膜の深さとシリコン酸化膜内のホウ素イオンの分布との関係を示したシミュレーショングラフである。
【図６Ａ】本発明の他の実施形態によるｎ−ドープされた領域が形成される概略的な断面図である。
【図６Ｂ】本発明の他の実施形態によるｎ−ドープされた領域が形成される概略的な断面図である。
【図６Ｃ】本発明の他の実施形態によるｎ−ドープされた領域が形成される概略的な断面図である。
【図７Ａ】本発明の他の実施形態による、ハードマスクの概略的な部分断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのハードマスクの使用によって、ドープされた領域がシリコン基板に形成される工程の概略的な断面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのハードマスクの使用によって、ドープされた領域がシリコン基板に形成される工程の概略的な断面図である。
【図７Ｄ】図７Ａのハードマスクの使用によって、ドープされた領域がシリコン基板に形成される工程の概略的な断面図である。
【図８Ａ】本発明の他の実施形態によって、リンイオンの二回注入によりドープされた領域が形成される概略的な断面図である。
【図８Ｂ】本発明の他の実施形態によって、リンイオンの二回注入によりドープされた領域が形成される概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態による太陽電池の製造方法を詳しく説明する。本明細書の図面と詳細な説明において、同一の参照符号は同一の部品または構成要素を示すことに留意しなければならない。また、本明細書の実施形態に多様な数値が開示されているが、かかる数値が特許請求の範囲に記載されない限り、かかる数値は特許請求の範囲を限定しないことに留意しなければならない。
【００４３】
図１Ａ〜図１Ｇは、本発明の一実施形態により後面接触太陽電池が作られる過程を示す、基板の前面と後面上に形成される各層を示す概略的な断面図である。本発明の特徴により、基板の後面内のドープされた領域の表面の上で成長されたシリコン酸化膜は、ドープされていない領域の上で成長されたシリコン酸化膜よりも厚い。そして、前記ドープされた領域上の相対的に厚いシリコン酸化膜は、ドープされていない領域内にドーパントのイオン注入を行う段階で自己整列マスク（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｍａｓｋ）として利用され得ることに留意しなければならない。
【００４４】
図１Ａを参照すれば、本発明の一実施形態による太陽電池の製造に使用されるシリコン基板の概略的な断面図が示される。シリコン基板１０２は、（１、１、０）の格子構造を有する単結晶シリコンウエハーに、ｎ−型であるリン（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ、Ｐ）、ヒ素（Ａｒｓｅｎｉｃ、Ａｓ）、アンチモン（Ａｎｔｉｍｏｎｙ、Ｓｂ）およびこれらの混合物の中から選択された一つの物質のドーパントで低くドープされたウエハーである。例えば、前記基板は、リン原子が１×１０１５／ｃｍ２の濃度でドープされた基板であってもよい。基板は、多結晶のシリコンであってもよい。
【００４５】
太陽光が入射される基板１０２の前面１１０は、水酸化カリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ、ＫＯＨ）とイソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）または水酸化カリウムとＮＭＰ（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）の混合溶液で蝕刻することによって構造化され、これによってランダムピラミッドのような構造化された前面１１２を有する。基板１０２の後面１２０は、その結晶欠陥、切断欠陥、自然酸化膜、または不必要な不純物などを除去した研磨された平坦な表面を有する。基板１０２は、約１５０μｍ〜約１７０μｍの厚さを有してもよい。
【００４６】
図１Ｂを参照すれば、構造化された前面１１２上に、前面フィールド層（ｆｒｏｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｅｌｄ ｌａｙｅｒ）１１４が形成される概略的な断面図が示される。前面フィールド層１１４は、１．０×１０１３／ｃｍ２〜７×１０１５／ｃｍ２の低いドーズのリンイオン（ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｏｎ）が構造化された前面１１２に注入される段階と活性化（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）される段階を通じて基板の構造化された前面１１２の上に形成される。前面フィールド層１１４は、その付近の正孔を基板１０２の内部と後面１２０方向に反射させ、太陽電池の太陽光エネルギー使用効率を増加させる。
【００４７】
図１Ｃを参照すれば、ｎ−イオン注入された領域２０５が、基板１０２の後面１２０に形成される概略的な断面が示される。ｎ−イオン注入された領域またはベース領域２０５は、ｎ−型物質のドーパントで基板の予め決められた位置にイオン注入工程（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって形成されてもよい。例えば、リンイオン注入段階は、常温のチェンバで、２０ＫｅＶの電気エネルギーと、約１．５×１０１５イオン／ｃｍ２〜約４．５×１０１５イオン／ｃｍ２のドーズで、リンイオンが約８００ｎｍだけ深くシリコンに注入されるように行われてもよい。イオン注入段階には、イオン透過部６０２とイオン遮断部６０６を有するハードマスク６００が利用されてもよい。ハードマスク６００は、約１ｍｍ厚さのグラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）またはセラミックで作られた高耐熱性の基板であり、そのイオン透過部６０２はレーザービームの加工によって形成されてもよい。
【００４８】
ハードマスク６００のイオン透過部６０２の模様および位置は、基板１０２のｎ−イオン注入された領域２０５の模様および位置と実質的に同一である。ｎ−イオン注入された領域２０５は、後述される工程によりｎ−ドープされた領域になるため、イオン透過部６０２の模様および位置は、ｎ−ドープされた領域の模様および位置と実質的に同一である。このために、ハードマスク６００は基板１０２の後面１２０に近接して配置される。例えば、ハードマスク６００は、基板１０２の後面１２０と約５００μｍの距離に離隔されてもよい。本実施形態によるイオン注入段階は、多様なシリコン化合物の膜が化学気相蒸着方法により作られ、そのシリコン化合物の膜の一部が蝕刻される工程よりも、製造工程が単純であり、その所要費用が低くなり得る。
【００４９】
本実施形態は、基板の前面１１０が構造化された後、後面１２０にｎ−イオン注入された領域２０５が形成されることと説明されたが、後面の段階後に、前面の段階が行われることも可能であることは、当該分野の通常の知識を有する者に簡単に理解され得る。
【００５０】
ｎ−イオン注入された領域２０５は、基板１０２の後面１２０の全体に均一に分布する複数の点イオン注入された領域（ｐｏｉｎｔ ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔｅｄ ｒｅｇｉｏｎ）であってもよい。図２を参照すれば、本発明の一実施形態により、基板の後面にｎ−イオン注入された領域２０５が形成される段階に利用される、図１Ｃに示されたハードマスク６００の概略的な平面図が示される。ハードマスク６００の隣接したイオン透過部６０２の間にはイオン遮断部６０６が配置される。イオン透過部６０２は、それぞれ約１００μｍ〜約８００μｍの直径を有してもよく、ハードマスク６００内で約１０００μｍ〜約２０００μｍの間隔で一定に配置されてもよい。前述のように、イオン透過部６０２の模様、大きさおよび位置は、基板１０２の後面１２０に形成されるｎ−ドープされた領域２１０の模様、大きさおよび位置と実質的に同一である。
【００５１】
本実施形態により、ｎ−イオン注入された領域２０５とイオン透過部６０２のそれぞれは、円形の形状を有し、基板の後面１２０とハードマスク６００に分布することと説明したが、異なる方式として、ｎ−イオン注入された領域２０５とイオン透過部６０２のそれぞれは、楕円形、四角形などの他の形状または幹とその幹から分岐される複数の枝を有する先形状を有することもできる。
【００５２】
前記図１Ｃの製造段階後、予め注入されたイオンの活性化と同時に行われる酸化膜形成段階の断面図が図１Ｄに示される。シリコン酸化膜４００は、基板１０２の前面部と後面部の表面１１０、１２０上に酸化工程によって形成された二酸化シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎｄｉ ｏｘｉｄｅ；ＳｉＯ２）であってもよい。シリコン酸化膜４００を形成または成長させるためのイオンの活性化および酸化段階は、約６：９の体積比を有する酸素ガスと水素ガスの流れ率（ｆｌｏｗ ｒａｔｉｏ）で約８００℃〜約１０００℃の温度で約１０分〜約１２０分間行われてもよく、これによってイオン注入された領域２０５はドープされた領域２１０になる。
【００５３】
前記の段階で形成されたシリコン酸化膜４００の一つは、前面フィールド層１１４の上で成長された前面シリコン酸化膜４１０である。シリコン酸化膜４００の他の一つは、基板の後面１２０で成長された後面保護膜４２０である。後面保護膜４２０のうち、ｎ−イオン注入された領域２１０上に形成された第１シリコン酸化膜４２２の成長された厚さは、注入されたイオンの濃度に比例した厚さを有することを本発明者らは発見した。これによって、ｎ−イオン注入された領域２０５の活性化と酸化段階によって形成されたｎ−ドープされた領域２１０上の第１シリコン酸化膜４２２の厚さ（ｔ（ＳＯＬ１））は、ドープされていない領域１２４上の第２シリコン酸化膜４２４の厚さ（ｔ（ＳＯＬ２））よりも大きい。そして、シリコン酸化膜は、基板に水平な方向にも形成されることを考慮する時、第１シリコン酸化膜４２２の幅（ｗ（ＳＯＬ１））はｎ−ドープされた領域２１０の幅（ｗ（ＤＲ））よりも大きい。
【００５４】
図３を参照すれば、約２０ＫｅＶのエネルギーで各ドーズの値でリン−イオン注入された領域とイオン注入されていない領域とを有する基板が、約３：２の体積比を有する酸素ガスと水素ガスの流れ率で約４５分〜約５０分間、約９００℃の温度の炉またはチェンバで酸化されたデータを示す実験のグラフが示されている。グラフは、イオン注入されていない領域上に、約１、０００Åの酸化シリコンが成長される反面、イオン注入の量がより高い領域の上に、より厚い酸化シリコンの成長を示している。例えば、３．００×１０１５イオン／ｃｍ２のドーズで、リン−イオン注入された領域上に成長された酸化シリコンの厚さは、約２、５００Å以上であった。
【００５５】
図４を参照すれば、厚さ約２、５００Åの酸化シリコンを有するシリコン基板がホウ素イオン注入されて十分な熱処理後、シリコン基板の表面抵抗を示す実験のグラフが示されている。ホウ素イオン注入段階は、約２０ＫｅＶ〜４０ＫｅＶのエネルギーと１．５×１０１５イオン／ｃｍ２〜４．５×１０１５イオン／ｃｍ２のドーズで行われ、熱処理段階は、約１０５０℃の温度で約６０分間行われた。その後、１：１０のフッ化水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｆｌｕｏｒｉｄｅ；ＨＦ）と脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）の混合溶液の中で酸化シリコンが除去された後、シリコン基板の表面抵抗が測定された。図４から分かるように、酸化シリコンが成長されていないシリコン基板上にホウ素イオン注入されたシリコン基板の表面抵抗値は、厚さ約２、５００Åの酸化シリコンを有するシリコン基板上にホウ素イオン注入された表面抵抗値よりも非常に低いため、約１．５×１０１５イオン／ｃｍ２〜約４．５×１０１５イオン／ｃｍ２のドーズと約２０ＫｅＶ〜約４０ＫｅＶのエネルギーでホウ素イオン注入時、厚さ約２、５００Åの酸化シリコンはマスクとして作用し得ることを確認した。
【００５６】
前記図１Ｄの熱処理によるｎ−イオン注入された領域２０５の活性化と酸化段階後、ｐ−イオン注入を行う概略的な断面図が図１Ｅに示される。図１Ｄのシリコン基板１０２の後面１２０には、ホウ素のようなｐ−型物質のイオンが注入され、その後、シリコン基板１０２の熱処理によって注入されたイオンは活性化され、ｐ−ドープされた領域２５０が形成される。ホウ素イオンがシリコン基板に注入される時、相対的に厚い第１シリコン酸化膜４２２は、前述した通り、前記ホウ素イオンがシリコン基板１０２の内部に注入されることを防止する自己整列マスク（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｍａｓｋ）５００として利用される。反面、第２シリコン酸化膜４２４は相対的に薄いため、前記ホウ素イオンがシリコン基板１０２の内部に注入される。したがって、シリコン基板１０２のｎ−ドープされた領域２１０の間にはホウ素イオンでｐ−ドープされた領域２５０が形成される。
【００５７】
ここで、第１シリコン酸化膜４２２のそれぞれの幅（ｗ（ＳＯＬ１））はｎ−ドープされた領域２１０のそれぞれの幅（ｗ（ｎＤＲ））よりも広いため、シリコン基板の後面１２０のｐ−ドープされた領域２５０は、ｎ−ドープされた領域２１０と離隔して形成されてもよい。例えば、隣接するドープされた領域２１０、２５０の間の距離は数百Å程度であってもよい。
【００５８】
前記のように、ｎ−ドープされた領域２１０上のシリコン酸化膜４２２が自己整列マスク５００として使用されるため、ホウ素イオンが通過できないシリコン酸化膜の厚さの臨界値を求めることが必要である。図５は、シリコン酸化膜の深さとシリコン酸化膜に入っているホウ素イオンとの分布の関係を示したシミュレーショングラフである。シミュレーションは、ホウ素イオンがシリコン膜の上に成長されたシリコン酸化膜に注入され活性化された後、シリコン酸化膜の深さとホウ素イオンの濃度との関係を確認するためのものであり、下記表１に羅列された条件が利用されることに留意しなければならない。
【００５９】
【表１】
【００６０】
シミュレーション結果によれば、シリコン酸化膜に注入されたホウ素原子はシリコン酸化膜の表面から約１８００Å、つまり、１８０ｎｍの深さまで分布する。したがって、シリコン酸化膜は約１８００Åよりも厚いことが好ましいと発明者らは考えた。もし、シミュレーションが約１０パーセントの誤差を有すると仮定すれば、ホウ素イオンを通過させないマスクとして作用するシリコン酸化膜は２０００Å（約２００ｎｍ）よりも厚いことが好ましいと発明者らは考えた。
【００６１】
図１Ｅのシリコン基板のｎ−ドープされた領域２１０は、図１Ｃおよび図２と関連して、前述した通り一定の間隔に離隔した複数の閉多角形であってもよい。もし、ｎ−ドープされた領域２１０の間にｐ−ドープされた領域２５０を形成する段階において、前記厚いシリコン酸化膜４２２である自己整列マスク５００が使用されず、ｎ−ドープされた領域２１０が形成される時に利用されたようなハードマスクが利用される場合、ハードマスクのホウ素イオンの注入を防止する複数のイオン遮断部が互いに離隔して配置されなければならないため、ハードマスクの製作が不可能になり得る。
【００６２】
このような問題は、二酸化シリコン層の形成、写真マスクの形成、蝕刻、他の二酸化シリコン層の形成および拡散のような段階によって解決され得る。しかし、このような工程は、太陽電池の製造方法の複雑性に起因して製造費用と時間の増加を招き得る。これに対して、本発明の厚いシリコン酸化膜を自己整列マスクとして利用する工程は、太陽電池の製造方法の簡単性のため、製造費用と時間の減少を招き得る。
【００６３】
図１Ｆを参照すれば、前面シリコン酸化膜４１０の上に、反射防止膜１１６が形成される概略的な断面図が示される。シリコン基板前面の前面シリコン酸化膜４１０上には、窒化シリコンのような反射防止膜１１６が通常の化学気相蒸着方法により形成される。反射防止膜１１６は、その下に配置された前面シリコン酸化膜４１０および高くｎ−ドープされた前面フィールド層１１４と共にシリコン基板１０２の内部１０２に入った光が外部に抜け出ることを防止する。
【００６４】
図１Ｇを参照すれば、シリコン基板の後面にビアホール１５０を通じて接触電極１４０、１４５が形成される概略的な断面図が示される。基板１０２の後面１２０内のｎ−ドープされた領域２１０に集まった電子とｐ−ドープされた領域２５０に集まった正孔は接触電極１４０、１４５を通じてそれぞれ外部負荷（図示せず）と接続されなければならない。このために、ビアホール１５０、フォトリソグラフィまたはスクリーン印刷技術によってｎ−ドープされた領域および／またはｐ−ドープされた領域２１０、２５０上の第１および第２シリコン酸化膜４２２、４２４が蝕刻されて形成される。ビアホール１５０には、銅、チタニウム、タングステンまたはこれらの合金の中から選択された金属で作られた接触電極１４０、１４５が配置され得ることは、当該技術分野の通常の知識を有する者は簡単に理解できるだろう。
【００６５】
本発明の他の実施形態として、図示されてはいないが、ビアホール１５０は、後面シリコン酸化膜４２０の上にドープされていないシリコンガラスが塗布された後、前記保護膜とドープされていないシリコンガラスの一部が除去されて形成されることもできることを当該技術分野の通常の知識を有する者は簡単に理解できるだろう。
【００６６】
前述した図１Ａ〜図１Ｇに図示及び説明された太陽電池の製造方法では、ｎ−ドープされた領域２１０が先に形成され、ｐ−ドープされた領域２５０が後に形成されると説明されたが、本発明の他の実施形態による太陽電池の製造方法では、その逆順序に太陽電池を製造することが可能である。言い換えると、ｎ−ドープされた領域は、ｐ−ドープされた領域の形成段階でｐ−ドープされた領域上に形成された厚い酸化シリコンを自己整列マスクとして形成され得ることは、当該技術分野で通常の知識を有する者に前述の本発明の特徴により理解され得る。
【００６７】
本発明の他の実施形態によれば、ドープされた領域の上で厚く形成されたシリコン酸化膜が自己整列マスクとして利用される段階は、後面接触太陽電池の製造方法以外にも、ｎ−ドープされた領域とｐ−ドープされた領域とが隣接する構造を有する他のモードの太陽電池の製造方法にも適用され得る。
【００６８】
本発明の他の実施形態によれば、ｎ−ドープされた領域とｐ−ドープされた領域のうち、先に形成されるドープされた領域は、ハードマスクを利用したイオン注入工程と異なる方法で形成されてもよい。図６Ａ〜図６Ｃを参照すれば、シリコンガラス層が利用されてｎ−ドープされた領域が形成される工程の概略的な断面図が示される。図６Ａに示したように、ドープされたシリコンガラス層７１０とエッチングレジスト層７３０がシリコン基板１０２の後面１２０の上に順次に塗布される。図６Ｂから分かるように、図６Ａのドープされたシリコンガラス層７１０は、エッチングレジスト層７３０のマスクの使用によって蝕刻され、熱処理段階によってｎ−ドープされた領域２１０が形成される。図６Ｃは、図６Ｂのドープされたシリコンガラス層７１０とエッチングレジスト層７３０が除去され、シリコン基板１０２の後面１２０内にｎ−ドープされた領域２１０が形成された工程を示す。前記の段階後、図１Ｄ〜図１Ｇと関連して説明された通り、ｐ−ドープされた領域が形成される段階が適用されてもよい。
【００６９】
本発明の他の実施形態による、互いに異なる極性を有するドープされた領域が、シリコン基板の一面で互いに十分に離隔して配置される太陽電池の製造方法では、半透過部が含まれたハードマスクが利用されてもよい。図７Ａ〜図７Ｄは、シリコン基板の表面にｎ−ドープされた領域が形成される段階に利用されるハードマスクの概略的なの部分平面図と、前記ハードマスクの使用によってｎ−ドープされた領域と、前記ｎ−ドープされた領域に離隔されるｐ−ドープされた領域とが形成される概略的な断面図が示される。ハードマスクは図１Ｃに示されたように、シリコン基板の一面に近接して配置され、リンのようなｎ−型物質のイオンを通過させることに留意しなければならない。
【００７０】
図７Ａを参照すれば、ハードマスク６００は、イオン遮断部６０６、イオン透過部６０２およびイオン半透過部６０４を有する。イオン透過部６０２とイオン遮断部６０６は、図２と関連して説明されたものが適用され得ることに留意しなければならない。イオン半透過部６０４は、それを通過するイオンの数がイオン透過部６０２を通過するイオンの数よりも少なく、イオン遮断部６０６を通過するイオンの数よりも多い部分である。イオン半透過部６０４は、イオン透過部６０２の周辺に配置され、その厚さがイオン遮断部６０６の厚さよりも小さく形成されてもよい。例えば、イオン遮断部６０６の厚さが１ｍｍである場合、イオン半透過部６０４はそれよりも薄い０．５ｍｍであってもよい。異なる方式として、イオン半透過部６０４は、その一部が微細に除去された複数の微小開口（ｍｉｎｕｔｅ ｏｐｅｎｉｎｇ、図示せず）を有するものであってもよい。例えば、イオン半透過部６０４の幅が１００μｍである場合、直径数ｎｍの複数の微小開口が前記イオン半透過部６０４に配置されてもよい。
【００７１】
図７Ｂを参照すれば、図７Ａに示されたハードマスクがシリコン基板の表面１２６に近接して配置され、リンイオンが前記ハードマスクを通過してシリコン基板の表面１２６に注入される概略的な部分断面図が示される。ハードマスク６００のイオン透過部６０２に対応するシリコン基板の表面１２６の部分には、リンイオンが高濃度に注入された第１ｎ−イオン注入された領域２１２が形成され、イオン半透過部６０４に対応する基板の表面１２６の部分には、リンイオンが低濃度に注入された第２ｎ−イオン注入された領域２１４が形成される。前記イオン注入された領域２１２、２１４は基板の露出した表面のみならず、イオンが基板に通常注入される程度の深さを意味することは当該技術分野の通常の知識を有する者に簡単に理解され得る。
【００７２】
図７Ｃを参照すれば、図７Ｂに示されたシリコン基板に図１Ｄと関連して前述のシリコン酸化段階によってシリコン酸化膜が形成される断面図が示される。前述のように、後面シリコン酸化膜４２０の厚さは、シリコン基板の表面１２６のｎ−ドープされた領域２１０のイオン濃度に比例するため、シリコン酸化膜４２０は、その第１シリコン酸化膜４２２が最も厚く、第２酸化膜４２４が最も薄く、第３酸化膜４２６が他の二つの酸化膜４２２、４２４の中間程度に厚い。
【００７３】
図７Ｄを参照すれば、図７Ｃに示されたシリコン基板に図１Ｅと関連して前述のホウ素イオンが注入される断面図が示される。シリコン基板１０２の表面１２６の部分のうち、最も薄い厚さの第２シリコン酸化膜４２４の領域に対応する部分はｐ−ドープされた領域２５０になる。反面、低濃度のｎ−イオン注入された領域である第２ｎ−イオン注入された領域２１４は、それに注入された微量のホウ素イオンによって中和され、電子または正孔の濃度が非常に低かったり中性である中和された領域２３０になり得る。したがって、シリコン基板表面１２６のｎ−ドープされた領域２１０とｐ−ドープされた領域２５０は、前記中和された領域の幅だけ離隔されてもよい。例えば、前記中和された領域２３０の幅は、約１００μｍであってもよい。前述のように、ｎ−ドープされた領域２１０とｐ−ドープされた領域２５０との間の距離が適切に広くなれば、ドープされた領域２１０、２５０で電子と正孔が再結合する確率が低くなるため、太陽電池の効率が向上することができる。
【００７４】
本発明の他の実施形態によれば、前述のイオンが高濃度に注入された第１ｎ−イオン注入された領域２１２とイオンが低濃度に注入された第２ｎ−ドープされた領域２１４は、低濃度のリンイオンが複数回基板の表面１２６上に注入されること、または高濃度のリンイオンと低濃度のリンイオンがそれぞれ基板の表面１２６上に注入されることによって形成されてもよい。図８Ａ〜図８Ｂを参照すれば、リンイオンの注入が二回行われる概略的な断面図が示される。図８Ａに示された第１ハードマスク６１０は、そのイオン透過部６１２の幅（ｗ（ＩＰＰ１））が高濃度にリンイオンが注入された第１ｎ−ドープされた領域２１６の幅（ｗ（ｎＤＲ１））と実質的に同一に作られてもよい。図８Ｂに示された第２ハードマスク６２０は、図８Ａの第１リン人イオン注入後に行われる第２リンイオン注入で使用される。第２ハードマスク６２０のイオン透過部６２２の幅（ｗ（ＩＰＰ２））は、高濃度にリンイオンが注入された第１ｎ−ドープされた領域２１６の幅（ｗ（ｎＤＲ１））と低濃度にリンイオンが注入された第２ｎ−イオン注入された領域２１８の幅（ｗ（ｎＤＲ２））との合計であってもよい。
【００７５】
異なる方式として、前記第１と第２リンイオン注入段階に使用されるハードマスク６１０、６２０は互いに使用される順序が変わってもよい。順序が変わっても、シリコン基板１０２に形成される第１および第２ｎ−ドープされた領域２１６、２１８の模様と面積は実質的に同一になり得る。
【００７６】
本発明の他の実施形態によれば、リンイオンがシリコン基板に高濃度と低濃度にドープされた領域２１６、２１８は、シリコン基板の表面２１６に塗布されるフォトレジスト（ｐｈｏｔｏ ｒｅｓｉｓｔ）が利用されるフォトリソグラフィ工程で作られ得ることは当該技術分野の通常の知識を有する者に簡単に理解され得る。
【００７７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７８】
１０２ シリコン基板
１１０ 基板の前面
１１２ 構造化された前面
１１４ 前面フィールド層
１２０ 基板の後面
４００ シリコン酸化膜
５００ 自己整列マスク
６００ ハードマスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池のドープ領域を形成する方法であって、
第１面及び当該第１面に対向する第２面を有するシリコン基板を準備する段階と、
前記シリコン基板の前記第１面の部分に対し、第１ドーパントでドープされた第１ドープ領域を形成する段階と、
前記第１面上にシリコン酸化膜を形成して、前記第１面における前記第１ドープ領域上の第１シリコン酸化膜の厚さである第１厚さを、前記第１面における前記第１ドーパントでドープされていない部分上の第２シリコン酸化膜の厚さである第２厚さよりも大きくする段階と、
前記第１面の外部から第２ドーパントを前記第１面上に形成された前記第１シリコン酸化膜及び前記第２シリコン酸化膜に注入する段階と、
前記第１シリコン酸化膜、前記第２シリコン酸化膜及び前記シリコン基板を熱処理して、前記第１ドープ領域に隣接する第２ドープ領域を形成する段階と、
を含むことを特徴とする、太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項２】
前記第１ドープ領域を形成する段階は、
前記第１ドーパントを前記シリコン基板の前記第１面に注入する段階と、
注入された前記第１ドーパントを活性化させる段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項３】
前記第１面に注入された前記第１ドーパントを活性化させる段階と、前記第１面にシリコン酸化膜を形成させる段階と、は、同時に実施される
ことを特徴とする、請求項２に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項４】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、１８００Å以上である
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項５】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、２０００Å以上である
ことを特徴とする、請求項４に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項６】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、離隔して設けられる
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項７】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、１００μｍ以上離隔している
ことを特徴とする、請求項６に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項８】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の前記第１ドーパントを注入する段階と、
前記第２ドープ領域よりも低濃度の前記第２ドーパントを注入する段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項６又は７に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項９】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の第１ドーパントを注入する段階は、前記第１ドープ領域に前記第１ドーパントを注入する段階と同時に実施される
ことを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１０】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の前記第１ドーパントを注入する段階は、前記第１ドープ領域に前記第１ドーパントを注入する段階の後に実施される
ことを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１１】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間の領域は、中和領域を含み、
前記中和領域の前記第１ドーパントの濃度は、前記第２ドーパントの濃度よりも高い
ことを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１２】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間の領域は、中和領域を含み、
前記中和領域の前記第１ドーパントの濃度は、前記第２ドーパントの濃度よりも低い
ことを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１３】
前記第１ドープ領域を形成する工程は、
前記シリコン基板の前記第１面に、少なくとも一つのイオン透過部と、当該イオン透過部の間に配置されるイオン遮断部と、を有するハードマスクを近接させる段階と、
前記シリコン基板の第１面の前記イオン透過部と対応する部分に、前記第１ドーパントを注入させる段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１〜１２の何れか１項に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１４】
少なくとも一つの前記イオン透過部は、閉多角形形状であり、一つの前記イオン透過部は、隣接する前記イオン透過部と離隔している
ことを特徴とする、請求項１３に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１５】
前記ハードマスクは、前記イオン透過部に接するイオン半透過部を更に含む
ことを特徴とする、請求項１３に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１６】
前記ハードマスクの前記イオン半透過部は、前記イオン遮断部の厚さよりも薄い
ことを特徴とする、請求項１５に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１７】
前記ハードマスクの前記イオン半透過部には、前記透過部よりも小さい面積を有する少なくとも一つの微小開口が形成される
ことを特徴とする、請求項１５に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１８】
前記第１ドープ領域の周辺に中和領域を形成する段階を更に含み、
前記中和領域を形成する段階は、
中和領域形成用イオン透過部と、隣接する前記中和領域形成用イオン透過部の間に配置されたイオン遮断部と、を有する中和領域形成用ハードマスクを、前記シリコン基板の第１面に近接させる段階と、
前記シリコン基板の前記第１面に近接させた前記中和領域形成用ハードマスクの前記イオン透過部を通過する前記第１ドーパントを前記第１面に注入する段階と、
を含み、
前記中和領域形成用イオン透過部は、当該中和領域形成用イオン透過部の面積が前記第１ドープ領域の面積よりも大きく、前記第１ドープ領域の位置に対応して整列している
ことを特徴とする、請求項１３に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１９】
前記第１ドープ領域を形成する段階の後に、前記中和領域を形成する段階が実施される
ことを特徴とする、請求項１８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項２０】
前記第１ドープ領域を形成する段階の前に、前記中和領域を形成する段階が実施される
ことを特徴とする、請求項１８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項２１】
前記第１ドープ領域の前記第１ドーパントはｎ型の物質であり、
前記第２ドープ領域の前記第２ドーパントはｐ型の物質である
ことを特徴とする、請求項１〜２０の何れか１項に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項２２】
前記第１ドープ領域を形成するために、前記第１ドーパントを基板に注入した後、前記シリコン基板を熱処理する段階を更に含む
ことを特徴とする、請求項２１に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項２３】
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池において、
第１面と当該第１面に対向する第２面と、を有するシリコン基板と、
前記第１面の内に形成され、第１ドーパントでドープされた第１ドープ領域と、
前記第１面の内に、前記第１ドープ領域に隣接して形成され、第２ドーパントでドープされた第２ドープ領域と、
前記第１ドープ領域上に配置された第１シリコン酸化膜と、
前記第２ドープ領域上に配置された第２シリコン酸化膜と、
を備え、
前記第１シリコン酸化膜は、前記第２シリコン酸化膜よりも厚い
ことを特徴とする、太陽電池。
【請求項２４】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、１８００Å以上である
ことを特徴とする、請求項２３に記載の太陽電池。
【請求項２５】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、２０００Å以上である
ことを特徴とする、請求項２４に記載の太陽電池。
【請求項２６】
前記第１ドープ領域の前記第１ドーパントは、前記第１シリコン酸化膜と前記第２シリコン酸化膜に含まれる
ことを特徴とする、請求項２３〜２５の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項２７】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、離隔して設けられる
ことを特徴とする、請求項２３〜２６の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項２８】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間には、中和領域が配設され、
前記中和領域は、前記第１ドーパントと前記第２ドーパントを含む領域である
ことを特徴とする、請求項２７に記載の太陽電池。
【請求項２９】
前記中和領域上には、第３シリコン酸化膜が配設され、
前記第３シリコン酸化膜の厚さは、前記第１シリコン酸化膜よりも小さく、前記第２シリコン酸化膜よりも大きい
ことを特徴とする、請求項２８に記載の太陽電池。
【請求項３０】
半導体基板の第１面上に第１導電型の領域と前記第１導電型と反対の特性を有する第２導電型の領域とを有する太陽電池の製造方法において、
前記第１面上に第１導電型の領域を形成する過程と、
前記第１面を酸化する過程と、
を含み、
前記第１面上の酸化によって前記第１導電型の領域上に形成された第１酸化膜の厚さは、前記第１酸化膜を除いた前記第１面上の第２酸化膜の厚さよりも厚く、
前記第１酸化膜を自己整列マスクとして使用し、前記第２導電型のイオンの注入によって前記第２導電型の領域を形成する過程を含む
ことを特徴とする、太陽電池の製造方法。
【請求項３１】
半導体基板の第１面上に形成された第１導電型の領域と、
前記第１導電型の領域と隣接した前記第１面上に形成された、前記第１導電型と反対の特性を有する第２導電型の領域と、
を備え、
前記第１導電型の領域上に形成された第１酸化膜の厚さは、前記第２導電型の領域上に形成された第２酸化膜の厚さよりも厚く、前記第２導電型の領域が形成されるように前記第２導電型のイオン注入時に前記第１酸化膜はマスクとして使用され、前記第２酸化膜は前記イオン注入の透過膜として使用される
ことを特徴とする、太陽電池。
【請求項１】
太陽電池のドープ領域を形成する方法であって、
第１面及び当該第１面に対向する第２面を有するシリコン基板を準備する段階と、
前記シリコン基板の前記第１面の部分に対し、第１ドーパントでドープされた第１ドープ領域を形成する段階と、
前記第１面上にシリコン酸化膜を形成して、前記第１面における前記第１ドープ領域上の第１シリコン酸化膜の厚さである第１厚さを、前記第１面における前記第１ドーパントでドープされていない部分上の第２シリコン酸化膜の厚さである第２厚さよりも大きくする段階と、
前記第１面の外部から第２ドーパントを前記第１面上に形成された前記第１シリコン酸化膜及び前記第２シリコン酸化膜に注入する段階と、
前記第１シリコン酸化膜、前記第２シリコン酸化膜及び前記シリコン基板を熱処理して、前記第１ドープ領域に隣接する第２ドープ領域を形成する段階と、
を含むことを特徴とする、太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項２】
前記第１ドープ領域を形成する段階は、
前記第１ドーパントを前記シリコン基板の前記第１面に注入する段階と、
注入された前記第１ドーパントを活性化させる段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項３】
前記第１面に注入された前記第１ドーパントを活性化させる段階と、前記第１面にシリコン酸化膜を形成させる段階と、は、同時に実施される
ことを特徴とする、請求項２に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項４】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、１８００Å以上である
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項５】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、２０００Å以上である
ことを特徴とする、請求項４に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項６】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、離隔して設けられる
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項７】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、１００μｍ以上離隔している
ことを特徴とする、請求項６に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項８】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の前記第１ドーパントを注入する段階と、
前記第２ドープ領域よりも低濃度の前記第２ドーパントを注入する段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項６又は７に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項９】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の第１ドーパントを注入する段階は、前記第１ドープ領域に前記第１ドーパントを注入する段階と同時に実施される
ことを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１０】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間に、前記第１ドープ領域よりも低濃度の前記第１ドーパントを注入する段階は、前記第１ドープ領域に前記第１ドーパントを注入する段階の後に実施される
ことを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１１】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間の領域は、中和領域を含み、
前記中和領域の前記第１ドーパントの濃度は、前記第２ドーパントの濃度よりも高い
ことを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１２】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間の領域は、中和領域を含み、
前記中和領域の前記第１ドーパントの濃度は、前記第２ドーパントの濃度よりも低い
ことを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１３】
前記第１ドープ領域を形成する工程は、
前記シリコン基板の前記第１面に、少なくとも一つのイオン透過部と、当該イオン透過部の間に配置されるイオン遮断部と、を有するハードマスクを近接させる段階と、
前記シリコン基板の第１面の前記イオン透過部と対応する部分に、前記第１ドーパントを注入させる段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１〜１２の何れか１項に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１４】
少なくとも一つの前記イオン透過部は、閉多角形形状であり、一つの前記イオン透過部は、隣接する前記イオン透過部と離隔している
ことを特徴とする、請求項１３に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１５】
前記ハードマスクは、前記イオン透過部に接するイオン半透過部を更に含む
ことを特徴とする、請求項１３に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１６】
前記ハードマスクの前記イオン半透過部は、前記イオン遮断部の厚さよりも薄い
ことを特徴とする、請求項１５に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１７】
前記ハードマスクの前記イオン半透過部には、前記透過部よりも小さい面積を有する少なくとも一つの微小開口が形成される
ことを特徴とする、請求項１５に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１８】
前記第１ドープ領域の周辺に中和領域を形成する段階を更に含み、
前記中和領域を形成する段階は、
中和領域形成用イオン透過部と、隣接する前記中和領域形成用イオン透過部の間に配置されたイオン遮断部と、を有する中和領域形成用ハードマスクを、前記シリコン基板の第１面に近接させる段階と、
前記シリコン基板の前記第１面に近接させた前記中和領域形成用ハードマスクの前記イオン透過部を通過する前記第１ドーパントを前記第１面に注入する段階と、
を含み、
前記中和領域形成用イオン透過部は、当該中和領域形成用イオン透過部の面積が前記第１ドープ領域の面積よりも大きく、前記第１ドープ領域の位置に対応して整列している
ことを特徴とする、請求項１３に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項１９】
前記第１ドープ領域を形成する段階の後に、前記中和領域を形成する段階が実施される
ことを特徴とする、請求項１８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項２０】
前記第１ドープ領域を形成する段階の前に、前記中和領域を形成する段階が実施される
ことを特徴とする、請求項１８に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項２１】
前記第１ドープ領域の前記第１ドーパントはｎ型の物質であり、
前記第２ドープ領域の前記第２ドーパントはｐ型の物質である
ことを特徴とする、請求項１〜２０の何れか１項に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項２２】
前記第１ドープ領域を形成するために、前記第１ドーパントを基板に注入した後、前記シリコン基板を熱処理する段階を更に含む
ことを特徴とする、請求項２１に記載の太陽電池のドープ領域の形成方法。
【請求項２３】
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池において、
第１面と当該第１面に対向する第２面と、を有するシリコン基板と、
前記第１面の内に形成され、第１ドーパントでドープされた第１ドープ領域と、
前記第１面の内に、前記第１ドープ領域に隣接して形成され、第２ドーパントでドープされた第２ドープ領域と、
前記第１ドープ領域上に配置された第１シリコン酸化膜と、
前記第２ドープ領域上に配置された第２シリコン酸化膜と、
を備え、
前記第１シリコン酸化膜は、前記第２シリコン酸化膜よりも厚い
ことを特徴とする、太陽電池。
【請求項２４】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、１８００Å以上である
ことを特徴とする、請求項２３に記載の太陽電池。
【請求項２５】
前記第１シリコン酸化膜の厚さは、２０００Å以上である
ことを特徴とする、請求項２４に記載の太陽電池。
【請求項２６】
前記第１ドープ領域の前記第１ドーパントは、前記第１シリコン酸化膜と前記第２シリコン酸化膜に含まれる
ことを特徴とする、請求項２３〜２５の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項２７】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域とは、離隔して設けられる
ことを特徴とする、請求項２３〜２６の何れか１項に記載の太陽電池。
【請求項２８】
前記第１ドープ領域と前記第２ドープ領域との間には、中和領域が配設され、
前記中和領域は、前記第１ドーパントと前記第２ドーパントを含む領域である
ことを特徴とする、請求項２７に記載の太陽電池。
【請求項２９】
前記中和領域上には、第３シリコン酸化膜が配設され、
前記第３シリコン酸化膜の厚さは、前記第１シリコン酸化膜よりも小さく、前記第２シリコン酸化膜よりも大きい
ことを特徴とする、請求項２８に記載の太陽電池。
【請求項３０】
半導体基板の第１面上に第１導電型の領域と前記第１導電型と反対の特性を有する第２導電型の領域とを有する太陽電池の製造方法において、
前記第１面上に第１導電型の領域を形成する過程と、
前記第１面を酸化する過程と、
を含み、
前記第１面上の酸化によって前記第１導電型の領域上に形成された第１酸化膜の厚さは、前記第１酸化膜を除いた前記第１面上の第２酸化膜の厚さよりも厚く、
前記第１酸化膜を自己整列マスクとして使用し、前記第２導電型のイオンの注入によって前記第２導電型の領域を形成する過程を含む
ことを特徴とする、太陽電池の製造方法。
【請求項３１】
半導体基板の第１面上に形成された第１導電型の領域と、
前記第１導電型の領域と隣接した前記第１面上に形成された、前記第１導電型と反対の特性を有する第２導電型の領域と、
を備え、
前記第１導電型の領域上に形成された第１酸化膜の厚さは、前記第２導電型の領域上に形成された第２酸化膜の厚さよりも厚く、前記第２導電型の領域が形成されるように前記第２導電型のイオン注入時に前記第１酸化膜はマスクとして使用され、前記第２酸化膜は前記イオン注入の透過膜として使用される
ことを特徴とする、太陽電池。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−２３５０８４（Ｐ２０１２−２３５０８４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１９７３（Ｐ２０１２−１１９７３）
【出願日】平成２４年１月２４日（２０１２．１．２４）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２４日（２０１２．１．２４）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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