(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸性基を有する化合物を含み、前記酸性基を有する化合物は、ポリパーフルオロオレフィンスルホン酸誘導体、スルホン化ポリスチレン誘導体、スルホン化ポリアリールエーテルスルホン、ポリリン酸、ケイタングステン酸、リンタングストモリブデン酸、リンバナドモリブデン酸及びリンモリブデン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
【請求項２】
前記酸性基を有する化合物は、前記酸性基を有する化合物の含有率が５質量％である水溶液の２５℃におけるｐＨが５以下となる酸性度を示す請求項１に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
【請求項３】
前記ｐＨが２．５以下である請求項２に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
【請求項４】
さらに液状媒体を含む請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
【請求項５】
前記液状媒体は、水、メタノール、エタノール、１−プロパノール及び２−プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む請求項４に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
【請求項６】
半導体基板上に、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与して半導体基板用パッシベーション膜を形成する工程を含む半導体基板用パッシベーション膜を有する半導体基板の製造方法。
【請求項７】
前記半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を前記半導体基板上に付与する前に、前記半導体基板上にフッ酸水溶液を付与する工程をさらに含む請求項６に記載の半導体基板用パッシベーション膜の製造方法。
【請求項８】
ｐｎ接合を有する半導体基板と、電極と、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料の塗膜である半導体基板用パッシベーション膜とを有する太陽電池素子。
【請求項９】
ｐｎ接合を有し、電極が設けられた半導体基板上に、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与して半導体基板用パッシベーション膜を形成する工程を含む太陽電池素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板用パッシベーション膜形成用材料、半導体基板用パッシベーション膜を有する半導体基板の製造方法、太陽電池素子及び太陽電池素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシリコン太陽電池セルの製造工程について説明する。
まず、光閉じ込め効果を促して高効率化を図るよう、テクスチャー構造を形成したｐ型シリコン基板を準備し、続いてオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）、窒素及び酸素の混合ガス雰囲気において８００℃〜９００℃で数十分の処理を行って一様にｎ型拡散層を形成する。この従来の方法では、混合ガスを用いてリンの拡散を行うため、表面のみならず、側面、裏面にもｎ型拡散層が形成される。そのため、側面のｎ型拡散層を除去するためのサイドエッチングを行う。また、裏面のｎ型拡散層はｐ＋型拡散層へ変換する必要がある。このため、裏面にアルミペーストを印刷等により付与し、これを焼成して、ｎ型拡散層をｐ＋型拡散層にするのと同時に、オーミックコンタクトを得ている。【０００３】
しかしながら、アルミペーストから形成されるアルミ層は導電率が低い。従って、シート抵抗を下げるために、通常裏面全面に形成したアルミ層は焼成後において１０μｍ〜２０μｍほどの厚みを有していなければならない。さらに、シリコンとアルミニウムでは熱膨張率が大きく異なることから、焼成および冷却の過程で、シリコン基板中に大きな内部応力を発生させ、結晶粒界のダメージ、結晶欠陥増長及び反りの原因となる。【０００４】
この問題を解決するために、アルミペーストの付与量を減らし、裏面電極層を薄くする方法がある。しかしながら、アルミペーストの付与量を減らすと、ｐ型シリコン半導体基板の表面から内部に拡散するアルミニウムの量が不充分となる。その結果、所望のＢＳＦ（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）効果（ｐ＋型拡散層の存在により生成キャリアの収集効率が向上する効果）を達成することができないため、太陽電池の特性が低下するという問題が生じる。【０００５】
上記に関連して、アルミペーストをシリコン基板表面の一部に付与して部分的にｐ＋型拡散層とアルミ電極とを形成するポイントコンタンクトの手法が提案されている（例えば、特許第３１０７２８７号公報参照）。
このような受光面とは反対側（以下、「裏面側」ともいう）にポイントコンタクト構造を有する太陽電池の場合、アルミ電極以外の部分の表面において、少数キャリアの再結合速度を抑制する必要がある。そのための裏面側用のパッシベーション膜として、ＳｉＯ２膜などが提案されている（例えば、特開２００４−６５６５号公報参照）。これは、酸化膜を形成することによりシリコン基板の裏面表層部におけるシリコン原子の未結合手を終端させ、再結合の原因となる表面準位密度を低減させるものである。【０００６】
また、受光面側の反射防止膜として広く使用されているＳｉＮｘ（窒化ケイ素）膜を裏面用のパッシベーション膜としても使用する方法が提案されている（例えば、特開２０１０−５３７４２３号公報参照）。【０００７】
さらに、裏面側のパッシベーション膜としてポリイミド膜を用いる手法が提案されている（例えば、第７１回応用物理学会学術講演会１５ｐ−ＺＢ−１４参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特開２００４−６５６５号公報及び特開２０１０−５３７４２３号公報において提案されているＳｉＯ２膜及びＳｉＮｘ膜は、一般に熱酸化法またはＣＶＤ法などを用いて形成される。熱酸化法においては、通常、１０００℃以上の高温処理が必要な上、ガス流量、ガス流量分布等のプロセス条件の管理が必要である。またＣＶＤ法を用いる場合、用いる反応ガス種によっては、反応性ガスの分解により水素パッシベーションの効果が期待できる場合があるが、スループットが低いこと、装置メンテナンスが頻繁であることなどにより製造装置コストが高いという課題があった。【０００９】
さらに、裏面用のパッシベーション膜の開口部形成には、通常、フォトリソグラフィ工程を用いるため、工程数、装置コスト等にも課題があった。
加えて、第７１回応用物理学会学術講演会１５ｐ−ＺＢ−１４において提案されているポリイミドのパッシベーション膜よりも優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション膜が求められている。【００１０】
本発明は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、簡便な手法で優れたパッシベーション効果を有する半導体基板用パッシベーション膜を形成可能な半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を提供することを課題とする。また、パッシベーション効果に優れた半導体基板用パッシベーション膜を有する半導体基板の製造方法、太陽電池素子及び太陽電池素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
＜１＞酸性基を有する化合物を含む半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
＜２＞前記酸性基がブレンステッド酸性基である＜１＞に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
＜３＞前記酸性基を有する化合物は有機酸である＜１＞又は＜２＞に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。【００１２】
＜４＞前記有機酸はポリアクリル酸、ポリパーフルオロオレフィンスルホン酸誘導体、スルホン化ポリスチレン誘導体及びスルホン化ポリアリールエーテルスルホンからなる群より選ばれる少なくとも１種である＜３＞に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
＜５＞前記酸性基を有する化合物は無機酸である＜１＞又は＜２＞に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
＜６＞前記無機酸はポリリン酸又はヘテロポリ酸である＜５＞に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。【００１３】
＜７＞前記へテロポリ酸はリンタングステン酸、ケイタングステン酸、リンタングストモリブデン酸、リンタングストモリブデン酸、リンバナドモリブデン酸及びリンモリブデン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種である＜６＞に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
＜８＞前記酸性基を有する化合物は、前記酸性基を有する化合物の含有率が５質量％である水溶液の２５℃におけるｐＨが５以下となる酸性度を示す＜１＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
＜９＞前記ｐＨが２．５以下である＜８＞に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。【００１４】
＜１０＞さらに液状媒体を含む＜１＞〜＜９＞のいずれか１項に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
＜１１＞前記液状媒体は、水、メタノール、エタノール、１−プロパノール及び２−プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む＜１０＞に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料。
＜１２＞半導体基板上に、＜１＞〜＜１１＞のいずれか１項に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与して半導体基板用パッシベーション膜を形成する工程を含む半導体基板用パッシベーション膜を有する半導体基板の製造方法。【００１５】
＜１３＞前記半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を前記半導体基板上に付与する前に、前記半導体基板上にフッ酸水溶液を付与する工程をさらに含む＜１２＞に記載の半導体基板用パッシベーション膜の製造方法。
＜１４＞ｐｎ接合を有する半導体基板と、電極と、＜１＞〜＜１１＞のいずれか１項に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料の塗膜である半導体基板用パッシベーション膜とを有する太陽電池素子。
＜１５＞ｐｎ接合を有し、電極が設けられた半導体基板上に、＜１＞〜＜１１＞のいずれか１項に記載の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与して半導体基板用パッシベーション膜を形成する工程を含む太陽電池素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡便な手法で優れたパッシベーション効果を有する半導体基板用パッシベーション膜を形成可能な半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を提供することができる。また、パッシベーション効果に優れた半導体基板用パッシベーション膜を有する半導体基板の製造方法、太陽電池素子及び太陽電池素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態にかかる半導体基板用パッシベーション膜を有する太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本実施形態にかかる半導体基板用パッシベーション膜を有する太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】本実施形態にかかる半導体基板用パッシベーション膜を有する裏面電極型太陽電池素子を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示す。さらに本明細書において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
【００１９】
＜半導体基板用パッシベーション膜形成用材料＞
本発明の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料は、酸性基を有する化合物を少なくとも含み、必要に応じて液状媒体等のその他の成分を含んで構成される。
酸性基を有する化合物を少なくとも含む半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を半導体基板に付与して塗膜とすることで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション膜を、簡便な手法で所望の領域に形成することができる。
【００２０】
これは例えば、酸性基を有する化合物の酸性基が半導体基板表面に存在する欠陥と相互作用することで欠陥を終端させることができるためと考えられる。例えば、酸性基がブレンステッド酸性基である場合は、ブレンステッド酸性基のプロトンと、ダングリングボンドといわれる半導体基板を構成する元素、例えばシリコンの末端未結合手とが反応し、ダングリングボンドが終端されると考えられる。このダングリングボンドは、キャリア（電子、ホール）の再結合場となりうるため、ダングリングボンドを終端させることで、キャリアの寿命を向上させることができる。
【００２１】
本明細書において半導体基板用パッシベーション膜のパッシベーション効果は、半導体基板用パッシベーション膜が形成された半導体基板内の少数キャリアの実効ライフタイムを反射マイクロ波導電減衰法によって測定することで評価することができる。
【００２２】
ここで、実効ライフタイムτは、半導体基板内部のバルクライフタイムτｂと、半導体基板表面の表面ライフタイムτｓとによって下記式（Ｉ）のように表される。半導体基板表面の表面準位密度が小さい場合にはτｓが大きくなる結果、実効ライフタイムτが大きくなる。また、半導体基板内部のダングリングボンド等の欠陥が少なくなっても、バルクライフタイムτｂが大きくなって実効ライフタイムτが大きくなる。すなわち、実効ライフタイムτの測定によってパッシベーション膜と半導体基板との間の界面特性、及び、ダングリングボンドなどの半導体基板の内部特性を評価することができる。
１／τ＝１／τｂ＋１／τｓ  （Ｉ）  
尚、実効ライフタイムが長いほど、少数キャリアの再結合速度が遅いことを示す。実効ライフタイムが長い半導体基板を太陽電池として使用した場合には変換効率が向上することが一般的に知られている。
【００２３】
［酸性基を有する化合物］
本発明において、酸性基を有する化合物は、有機酸又は無機酸のいずれであってもよい。有機酸は有機高分子化合物であっても有機低分子化合物であってもよいが、有機高分子化合物であることが好ましい。無機酸は無機高分子化合物であっても無機低分子化合物であってもよいが、無機高分子化合物であることが好ましい。
【００２４】
前記酸性基はブレンステッド酸性基であっても、ルイス酸性基であってもどちらでもよいが、パッシベーション効果を向上させる観点からブレンステッド酸性基であることが好ましい。
【００２５】
ブレンステッド酸性基とは、プロトン供与性の官能基を意味する。例えば、スルホン酸基、カルボキシ基、ホスホン酸基、リン酸基、及びフェノール性水酸基を挙げることが出来る。
【００２６】
有機酸はブレンステッド酸性基を有する有機高分子化合物であることが好ましい。高分子の主鎖は特に制限されない。主鎖を構成するオリゴマー又はポリマーとしては、ポリエーテルケトン、ポリスルフィド、ポリホスファゼン、ポリフェニレン、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルスルホン、ポリアリールエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリ尿素、ポリスルホン、ポリスルホネート、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリチアゾール、ポリフェニルキノキサリン、ポリキノリン、ポリシロキサン、ポリトリアジン、ポリジエン、ポリピリジン、ポリピリミジン、ポリオキサチアゾール、ポリテトラザピレン、ポリオキサゾール、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルピロリドン、ポリ（メタ）アクリレート誘導体、ポリスチレン誘導体、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン等が挙げられる。
【００２７】
ブレンステッド酸性基を有する有機高分子の具体例としては、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリパーフルオロオレフィンスルホン酸誘導体、スルホン化ポリスチレン誘導体及びスルホン化ポリアリールエーテルからなる群より選ばれる少なくとも１種であるであることが好ましく、ポリ（メタ）アクリル酸又はスルホン化ポリスチレン誘導体であることが更に好ましい。
【００２８】
有機酸の分子量は特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。有機酸の分子量は重量平均分子量として、１００〜５,０００,０００であることが好ましく、１０００〜１,０００,０００であることがより好ましく、３,０００〜３００,０００であることがさらに好ましい。有機酸の重量平均分子量が１００以上であると加工性が向上し、より均一な表面パッシベーション効果を得ることができる。有機酸の５，０００，０００以下であると分散媒に分散した際に均一な溶液となりやすく、扱いやすい。
尚、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて常法により測定（標準ポリスチレンを用いた検量線により換算）される。
【００２９】
無機酸はポリリン酸又はヘテロポリ酸であることが好ましい。ヘテロポリ酸の例としては、Ｈ２ＸＹ１２Ｏ４０  ｎＨ２Ｏで示される化合物（ＸはＰ、Ａｓ、Ｇｅ、Ｓｉ等、ＹはＭｏ、Ｗ、Ｖ等、ｎは１〜１００の整数）が挙げられる。ヘテロポリ酸として具体的には、リンタングステン酸、ケイタングステン酸、リンタングストモリブデン酸、リンタングストモリブデン酸、リンバナドモリブデン酸、リンモリブデン酸等を例示することができる。
【００３０】
ルイス酸性基を有する化合物としては、アルキルホウ素化合物、アルキルアルミニウム化合物、イオン液体等を例示することが出来る。
アルキルホウ素化合物としては、例えばトリス（ペンタフルオロフェニル）ボラン、トリフェニルメチルテトラキスペンタフルオロフェニルボレート、ジメチルフェニルアミノテトラキスペンタフルオロフェニルボレートが挙げられる。
アルキルアルミニウム化合物としては、例えばトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウムが挙げられる
イオン液体とは、融点が１００℃以下であり、１００℃以下で液状の外観を呈する塩である。イオン液体の組成に特に制限はなく、カチオンとアニオンとからなるものであればよい。カチオンとしてはアンモニウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、ピロリウム、オキサゾリウム、オキサゾリニウム、イミダゾリウム、ホスホニウム及びスルホニウムが挙げられる。アニオンとしてはＮ（ＳＯ２Ｆ）２−、Ｎ（ＳＯ２ＣＦ３）２−、Ｎ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＣＦ３ＳＯ３−及びＣＦ３ＣＯ２−が挙げられる。これらのカチオンとアニオンを組み合わせたイオン液体が好ましい。上記イオン液体は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いることもできる。
【００３１】
これらのアニオンの中でも、特に疎水性のアニオンであるＮ（ＳＯ２Ｆ）２−、Ｎ（ＳＯ２ＣＦ３）２−、Ｎ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２−、ＣＦ３ＳＯ３−、またはＣＦ３ＣＯ２−が好適に用いられる。疎水性のアニオンを用いることによって、それによって構成されるイオン液体の取り扱い性、特に空気雰囲気での取り扱い性が容易になる。また、それを用いた半導体基板用パッシベーション膜形成用材料の取り扱い性が容易になる。
【００３２】
イオン液体のイオン伝導率は好ましくは０．０１ｍＳ/ｃｍ以上であり、さらに好ましくは０．１ｍＳ/ｃｍ以上である。０．０１ｍＳ/ｃｍ以上であると、イオン液体によるパッシベーション効果が十分に得られる。イオン液体のイオン伝導率は、電気伝導率計を用いて２５℃で測定される。
【００３３】
前記酸性基を有する化合物は、酸性度が大きいほど好ましい。酸性度は、酸性基を有する化合物を水溶液に溶解し、その水溶液のｐＨを測定することで、間接的に測定することが出来る。具体的には、酸性基を有する化合物の含有率が５質量％である水溶液の２５℃におけるｐＨは５以下であることが好ましく、３以下であることがより好ましく、２．５以下であることが更に好ましい。含有率が５質量％である水溶液の２５℃におけるｐＨが５以下となる酸性度を示す酸性基を有する化合物をパッシベーション膜形成用材料に用いることで、充分なパッシベーション効果が得られる。つまり、キャリアのライフタイムを向上することが出来る。
【００３４】
前記酸性基を有する化合物が水に不溶の場合、微粒子にして水に分散させた酸性基を含有する化合物の含有率が５質量％である分散液の２５℃におけるｐＨを測定することで、間接的に酸性度を測定することができる。微粒子とは、具体的には１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の粒子径を有する粒子を指す。また、水以外にメタノール、エタノール、プロパノール等が水溶液又は分散液中に含まれている状態でのｐＨであっても問題ない。
【００３５】
ｐＨの測定方法は指示薬法、金属電極法、ガラス電極法のいずれであってもよいが、ガラス電極法を用いることが好ましい。ガラス電極法で測定することで、誤差が小さく、再現性の高い値を得ることができる。
【００３６】
含有率が５質量％である水溶液又は分散液の２５℃におけるｐＨが５以下となる酸性度を示す酸性基を有する化合物の具体例としては、有機酸としてはポリアクリル酸、ポリパーフルオロオレフィンスルホン酸誘導体、スルホン化ポリスチレン誘導体、スルホン化ポリアリールエーテルスルホン、スルホン化ポリイミド、スルホン化ポリウレタン、スルホン化ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリ（エーテルエーテルスルホン）、スルホン化ポリエーテルイミド、スルホン化ポリエーテルアミドが挙げられる。無機酸としてはポリリン酸、リンタングステン酸、ケイタングステン酸、リンタングストモリブデン酸、リンタングストモリブデン酸、リンバナドモリブデン酸及びリンモリブデン酸、硫酸根賦活ジルコニア、酸化スズ、酸化マンガンが挙げられる。
【００３７】
酸性基を有する化合物の含有量は、半導体基板用パッシベーション膜形成用材料１００質量部中に０．１質量部〜１００質量部であることが好ましく、１質量部〜９０質量部であることがより好ましく、５質量部〜８０質量部であることがさらに好ましい。
【００３８】
特に、ポリリン酸、ポリアクリル酸、スルホン化ポリスチレン、リンタングステン酸又はナフィオン（登録商標）の含有量が半導体基板用パッシベーション膜形成用材料１００質量部中に５質量部〜１００質量部であるとパッシベーション効果の向上が顕著であり、スルホン化ポリスチレン又はナフィオン（登録商標）の含有量が半導体基板用パッシベーション膜形成用材料１００質量部中に５質量部〜１００質量部であるとパッシベーション効果の向上が一層顕著である。
【００３９】
本発明の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料は、液状媒体をさらに含むことが好ましい。酸性基を有する化合物は液状媒体中に溶解していても、固体状態又はエマルションの状態で分散していてもよい。
液状媒体としては、水；クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤；ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素溶剤；ニトロメタン、ニトロベンゼン等のニトロ化合物；トリメチルベンゼン、トリブチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、ペンタメチルベンゼン等のアルキルベンゼン溶剤；スルホラン等の複素環化合物；オクタン、デカン、シクロヘキサン等の直鎖、分枝鎖又は環状の脂肪族飽和炭化水素溶剤；Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ヘキサメチルホスホンアミド等の非プロトン性極性溶剤；メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール等のアルコール溶剤；及びフェノール、クレゾール等のフェノール溶剤から適切なものを選ぶことができるが、これらに限定されるものではない。
【００４０】
これらの中でも少なくともアルコール溶剤から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましく、メタノール、エタノール、１−プロパノール及び２−プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことがより好ましい。アルコール溶剤の少なくとも１種を含むことで、半導体基板、特にシリコン基板に対する濡れ性を向上することができる。
【００４１】
前記半導体基板用パッシベーション膜形成用材料における液状媒体の含有量は特に制限されない。例えば、半導体基板用パッシベーション膜形成用材料の総量１００質量部中に、１質量部〜９９質量部であることが好ましく、４０質量部〜９５質量部であることがより好ましい。
【００４２】
前記半導体基板用パッシベーション膜形成用材料は、さらにシランカップリング剤を含んでいてもよい。シランカップリング剤を含むことで、半導体基板、特にシリコン基板に対する濡れ性を向上することができる。
シランカップリング剤としては特に制限されず、通常用いられるシランカップリング剤から適宜選択することができる。
【００４３】
前記半導体基板用パッシベーション膜形成用材料は、界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤はカチオン系、アニオン系、ノニオン系のいずれであってもよい。界面活性剤を含むことで、パッシベーション膜に固定電荷をさらに付与できる場合がある。
【００４４】
前記半導体基板用パッシベーション膜形成用材料は、無機フィラーをさらに含んでいてもよい。無機フィラーを含むことで、半導体基板用パッシベーション膜の機械的強度、保湿性、反射率、耐熱性を向上することができる傾向にある。
無機フィラーとしては、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）、ＺｒＯ２（酸化ジルコニウム）、ＴｉＯ２（酸化チタン）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＢＮ（窒化ホウ素）、これらの複合酸化物等を挙げることができる。これらの中でも特にＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２及びＴｉＯ２からなる群より選ばれる金属酸化物を用いることが好ましい。これらの金属酸化物は表面に水酸基を多数持っているため、水と相互作用しやすいために保湿性が高い。そのためこれらを無機フィラーとして添加することで、半導体基板用パッシベーション膜の保湿性を向上することができる。
【００４５】
無機フィラーは、半導体基板用パッシベーション膜を形成する時点で所望の組成になっていればよい。すなわち、無機フィラー前駆体、酸性基を有する化合物及び液状媒体を含む半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を半導体基板上に付与し、乾燥させる工程で無機フィラー前駆体が無機フィラーへと変化してもよい。
例えば、ＳｉＯ２の前駆体であるシランアルコキシドを含む半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を半導体基板に付与し、その後の乾燥工程でＳｉＯ２へと加水分解させてもよい。この際、触媒を添加してもよい。
【００４６】
無機フィラーの重量平均二次粒子径は特に制限されない。中でも重量平均二次粒子径（５０％Ｄ）が１０ｎｍ〜３０μｍであることが好ましく、０．１〜１０μｍであることがより好ましい。
無機フィラーの重量平均二次粒子径が１０ｎｍ以上であると、半導体基板用パッシベーション膜形成用材料中でより均一な分散が可能になる。無機フィラーの重量平均二次粒子径が３０μｍ以下であると、半導体基板用パッシベーション膜の機械的強度、保湿性、反射率、耐熱性の向上効果が十分に得られる傾向がある。無機フィラーの重量平均二次粒子径は、レーザー散乱回折法粒度分布測定装置等により測定することができる。
【００４７】
無機フィラーの含有量に特に制限はないが、半導体基板用パッシベーション膜形成用材料に含まれる酸性基を有する化合物１００質量部に対して０．０１質量部〜１００質量部の無機フィラーを含むことが好ましい。無機フィラーの含有量が半導体基板用パッシベーション膜形成用材料に含まれる酸性基を有する化合物１００質量部に対して０．０１質量部以上であると、無機フィラーを加えた効果が十分に得られる。無機フィラーの含有量が酸性基を有する化合物１００質量部に対して１００質量部以下であると、パッシベーション膜の柔軟性が低下することを抑制し、ピンホールなどが生成を抑制できる。
特にシリコン太陽電池において、前記半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を用いて、受光面と反対側に裏面用パッシベーション膜を形成する場合、無機フィラーを含むことで反射率を向上することができる。その場合、無機フィラーとしてはＳｉＯ２を用いることが好ましい。
【００４８】
本発明の半導体基板用パッシベーション膜は、半導体基板（好ましくは太陽電池素子）の封止材料として使用してもよい。例えば、太陽電池素子の封止材料として主に使用されているポリ酢酸ビニルの代替として使用することもできる。
【００４９】
＜半導体基板用パッシベーション膜を有する半導体基板の製造方法＞
本発明の半導体基板用パッシベーション膜を有する半導体基板の製造方法は、半導体基板上に、酸性基を有する化合物を含む半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与して半導体基板用パッシベーション膜を形成する工程を含む。上記方法は、必要に応じて乾燥工程等のその他の工程を含んでもよい。
上記の半導体基板用パッシベーション膜の製造方法によれば、優れたパッシベーション効果を有する半導体基板用パッシベーション膜を形成することができる。半導体基板用パッシベーション膜が形成される半導体基板は、ｐ型又はｎ型のいずれであってもよい。
【００５０】
半導体基板用パッシベーション膜が半導体基板のｐ型層の上に形成される場合、半導体基板上のｐ型層は、ｐ型半導体基板に由来するｐ型層であっても、ｐ型拡散層又はｐ＋型拡散層として半導体基板上に形成されたもののいずれであってもよい。
【００５１】
半導体基板用パッシベーション膜が半導体基板のｎ型層の上に形成される場合、半導体基板上のｎ型層は、ｎ型半導体基板に由来するｎ型層であっても、ｎ型拡散層又はｎ＋型拡散層として半導体基板上に形成されたもののいずれであってもよい。
【００５２】
本発明においては、半導体基板上に酸性基を有する化合物を含む半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与する前に、半導体基板上にフッ酸水溶液を付与する工程をさらに有することが好ましい。また、フッ酸水溶液を付与する前に、半導体基板上にアルカリ水溶液を付与する工程をさらに有することがより好ましい。
すなわち、半導体基板上に半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与する前に、半導体基板の表面をフッ酸水溶液で洗浄することが好ましく、半導体基板の表面をアルカリ水溶液で洗浄した後にフッ酸水溶液で洗浄することがより好ましい。
【００５３】
半導体基板表面をフッ酸水溶液で洗浄することで、半導体基板表面に存在するシリコン酸化物等の酸化物を除去することができ、パッシベーション効果がより向上する。
また、半導体基板表面に存在するダングリングボンドをＳｉ−Ｈ結合等に変えることができる。これに前記半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与することで、形成されたＳｉ−Ｈ結合等を安定化できる可能性がある。
【００５４】
フッ酸水溶液としては、フッ化水素及びフッ化アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む水溶液が挙げられる。フッ酸水溶液のフッ酸の濃度としては特に制限はないが、０．１質量％〜４０質量％水溶液を用いることができ、０．５質量％〜１０質量％であることが好ましい。フッ酸水溶液のフッ酸の濃度が０．１質量％以上であると、十分な洗浄効果が得られる傾向がある。フッ酸水溶液のフッ酸の濃度が４０質量％以下であると、洗浄プロセスのハンドリング性が低下することを抑制できる。
【００５５】
アルカリ水溶液による洗浄の方法としては、一般的に知られているＲＣＡ洗浄等を例示することができる。例えば、アンモニア水−過酸化水素水の混合溶液に半導体基板を浸し、６０℃〜８０℃で処理することで、半導体基板上の有機物及びパーティクルを除去、洗浄することができる。
【００５６】
洗浄時間は、アルカリ洗浄、フッ酸洗浄どちらにおいても、１０秒〜１０分間であることが好ましく、３０秒〜５分間であることがさらに好ましい。
【００５７】
半導体基板上に前記半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与する方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。付与方法として具体的には、浸漬法、印刷法、スピン法、刷毛塗り、スプレー法、ドクターブレード法、ロールコーター法、インクジェット法等を挙げることができる。
【００５８】
半導体基板用パッシベーション膜形成用材料の付与量は、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、形成される半導体基板用パッシベーション膜の膜厚が１０ｎｍ〜５０μｍとなるように付与量を調節することができる。
【００５９】
半導体基板用パッシベーション膜形成材料が液状媒体を含む場合は、半導体基板用パッシベーション膜形成材料を半導体基板上に付与し、乾燥させて塗膜を形成することで、半導体基板上に半導体基板用パッシベーション膜を形成することができる。
乾燥条件は半導体基板用パッシベーション膜形成材料の塗膜を形成可能であれば特に制限されない。例えば、５０℃〜３００℃で乾燥してもよい。
【００６０】
前記半導体基板用パッシベーション膜の製造方法によって製造される半導体基板用パッシベーション膜の平均膜厚は特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。例えば、１０ｎｍ〜５０μｍであることが好ましく、１００ｎｍ〜３０μｍであることが好ましく、５００ｎｍ〜２０μｍであることが更に好ましい。
半導体基板用パッシベーション膜の平均膜厚が１０ｎｍ以上であると半導体基板表面の所望の領域全体を均一に覆うことが容易になる傾向にある。また膜厚が厚いほど、表面パッシベーション効果が高い傾向にある。
【００６１】
前記半導体基板用パッシベーション膜の平均膜厚は、５点において測定した結果の平均値と定義する。具体的には、触針式段差・表面形状測定装置(例えば、Ａｍｂｉｏｓ社製のＸＰ−１)を用いて常法により測定される。
【００６２】
本発明においては、半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を半導体基板に付与して形成されるパッシベーション膜に含まれる酸性基を有する化合物が架橋可能である場合は、架橋処理を行ってもよい。架橋処理を行うことで、半導体基板用パッシベーション膜の耐熱性をより向上させることができる。架橋処理の方法は特に制限されず、通常用いられる架橋方法から適宜選択して用いることができる。
【００６３】
上記では液体状の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を半導体基板表面に付与して半導体基板用パッシベーション膜を製造する方法を説明したが、半導体基板用パッシベーション膜形成材料をフィルム状に構成し、これを半導体基板に貼り付けて半導体基板用パッシベーション膜を製造することもできる。
具体的には、半導体基板用パッシベーション膜の製造方法は、半導体基板上に、酸性基を有する化合物を含み、フィルム状に構成された半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を貼り付ける工程を有するものであってもよい。
さらに、フィルム状に構成された半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を貼り付ける前に、半導体基板の表面をフッ酸水溶液で洗浄することが好ましい。
【００６４】
フィルム状に構成された半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を貼り付ける方法としては、具体的には、加圧プレス法、加熱プレス法、転写法等を例示することができる。
【００６５】
フィルム状の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料は、例えば、繊維でできたシートに半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を含浸させて得ることができる。繊維シートに半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を含浸させることで、フィルムの強度を向上することができる。繊維としては、ナイロン等のポリアミド系繊維；デークロン、テリレン及びテトロン等のポリエステル系繊維；ビニロン等のポリビニルアルコール系繊維；ロビロン及びデビロン等のポリ塩化ビニル系繊維；サラン及びクレハロン等のポリ塩化ビニリデン系繊維；オーロン、アクリラン、クレスラン、ボンネル及びカシミロン等のアクリル系繊維；ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維；テフロン（登録商標）等のフルオロカーボン系繊維；並びにスパンデックス等のポリウレタン系を例示することが出来る。
【００６６】
＜太陽電池素子＞
本発明の太陽電池素子は、ｐｎ接合を有する半導体基板と、電極と、酸性基を有する化合物を含む半導体基板用パッシベーション膜形成用材料の塗膜である半導体基板用パッシベーション膜とを有する太陽電池素子である。
【００６７】
前記太陽電池素子は、例えば、後述する太陽電池素子の製造方法によって製造することができる。酸性基を有する化合物を含む半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を用いて半導体基板用パッシベーション膜を形成することで、半導体基板の実効ライフタイムを向上させることができる。その結果、変換効率が向上した太陽電池を得ることができる。
【００６８】
＜太陽電池素子の製造方法＞
本発明の太陽電池素子の製造方法は、ｐｎ接合を有し、電極が設けられた半導体基板上に、酸性基を有する化合物を含む半導体基板用パッシベーション膜を付与して半導体基板用パッシベーション膜を製造する工程を含む。以下、図面を参照して本発明の太陽電池素子の製造方法の実施形態について説明する。
【００６９】
図１は、本実施形態にかかる半導体基板用パッシベーション膜を有する太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す工程図を断面図として例示したものである。但し、この工程図は本発明の使用方法をなんら制限するものではない。
【００７０】
図１（ａ）に示すように、ｐ型半導体基板１には、表面近傍にｎ＋型拡散層２が形成され、表面に反射防止膜３が形成されている。反射防止膜３としては、窒化ケイ素膜、酸化チタン膜などが知られている。反射防止膜３とｎ＋型拡散層２との間に酸化ケイ素などの表面保護膜（図示せず）が存在していてもよい。また本発明のパッシベーション膜を表面保護膜として使用してもよい。
【００７１】
次いで図１（ｂ）に示すように、裏面の一部の領域にアルミニウム電極ペーストなどの裏面電極５を形成する材料を付与し、その後に熱処理して、裏面電極５を形成すると共にアルミニウムを拡散させてｐ＋型拡散層４を形成する。
【００７２】
次いで図１（ｃ）に示すように、受光面側（反射防止膜３側）に電極形成用ペーストを付与し、その後に熱処理して表面電極７を形成する。電極形成用ペーストとしてファイヤースルー性を有するガラス粉末を含むものを用いることで、図１（ｃ）に示すように反射防止膜３を貫通して、ｎ＋型拡散層２に接する表面電極７を形成してオーミックコンタクトを得ることができる。
【００７３】
最後に図１（ｄ）に示すように、ｐ型半導体基板１の裏面の裏面電極５以外の領域に、酸性基を有する化合物を含む半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を、スクリーン印刷等により付与し、乾燥してパッシベーション膜６を形成する。裏面電極５以外の領域に裏面パッシベーション膜６を形成することで、発電効率に優れた太陽電池素子を製造することができる。
【００７４】
図１に示す製造工程を含む製造方法で製造される太陽電池素子では、アルミニウム等からなる裏面電極をポイントコンタクト構造として形成することができる。従って、半導体とアルミニウムの熱膨張率の違いに起因する基板の反りなどを低減することができる。この後、更にアルミニウムなどの電極を蒸着などによって全面に形成してもよく、また、高温で焼成する必要のない電極を全面に形成してもよい。
【００７５】
また図１（ｄ）では裏面部分にのみパッシベーション膜を形成する方法を示したが、ｐ型半導体基板１の裏面側に加えて、ｐ型半導体基板１の側面（エッジ）にも半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与することでパッシベーション膜をさらに形成してもよい（図示せず）。これにより、発電効率により優れた太陽電池素子を製造することができる。また、半導体基板の裏面にパッシベーション層を形成せず、側面のみに本発明の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与してパッシベーション層を形成してもよい。本発明の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料は、半導体基板の側面のような結晶欠陥が多い場所において特に効果が大きい。
【００７６】
図２は、本実施形態にかかる半導体基板用パッシベーション膜を有する太陽電池素子の製造方法の別の一例を模式的に示す工程図を断面図として例示したものである。具体的には、アルミニウム電極ペースト又は熱拡散処理によりｐ＋型拡散層を形成可能なｐ型拡散層形成用組成物を所望のパターンに付与し、熱処理してｐ＋型拡散層を形成し、その後、アルミニウム電極ペースト又はｐ＋型拡散層形成用組成物の熱処理物を除去することを含む工程図を断面図として説明するものである。
ここでｐ型拡散層形成用組成物としては、アクセプタ元素含有物質とガラス成分とを含む混合物を挙げることができる。
【００７７】
図２（ａ）に示すように、ｐ型半導体基板１には、表面近傍にｎ＋型拡散層２が形成され、表面に反射防止膜３が形成されている。反射防止膜３としては、窒化ケイ素膜、酸化チタン膜などが知られている。
【００７８】
次いで図２（ｂ）に示すように、ｐ型半導体基板１の裏面の一部の領域にｐ＋型拡散層形成用組成物を付与し、熱処理して、ｐ型半導体基板１の裏面にｐ＋型拡散層４を形成する。ｐ＋型拡散層４の上にはｐ＋型拡散層形成用組成物の熱処理物８が形成されている。ｐ型拡散層形成用組成物に代えてアルミニウム電極ペーストを用いた場合は、ｐ＋型拡散層４の上にアルミニウム電極ペーストの熱処理物８が形成される。
【００７９】
次いで図２（ｃ）に示すように、ｐ＋型拡散層４の上に形成されたｐ型拡散層形成用組成物又はアルミニウム電極ペーストの熱処理物８をエッチング等により除去する。
【００８０】
次いで図２（ｄ）に示すように、受光面（表面）及び裏面の一部の領域に選択的に電極形成用ペーストをそれぞれ付与し、熱処理して、受光面（表面）に表面電極７を、裏面に裏面電極５をそれぞれ形成する。受光面側に塗布する電極形成用ペーストとしてファイヤースルー性を有するガラス粉末を含むものを用いることで、図２（ｃ）に示すように反射防止膜３を貫通して、ｎ＋型拡散層２に接する表面電極７が形成されてオーミックコンタクトを得ることができる。
裏面電極が形成される領域にはすでにｐ＋型拡散層４が形成されている。このため、裏面電極５を形成する電極形成用ペーストはアルミニウム電極ペーストに限定されず、銀電極ペースト等のより低抵抗な電極を形成可能な電極用ペーストを用いることもできる。これにより、さらに発電効率を高めることも可能になる。
【００８１】
最後に図２（ｅ）に示すように、ｐ型半導体基板１の裏面の裏面電極５以外の領域に、酸性基を有する化合物を含む半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与、乾燥してパッシベーション膜６を形成する。裏面電極５以外の領域に裏面パッシベーション膜６を形成することで、発電効率に優れた太陽電池素子を製造することができる。この後、更にアルミニウムなどの電極を蒸着などによって全面に形成してもよく、また、高温で焼成する必要のない電極を全面に形成してもよい。
【００８２】
また図２（ｅ）では裏面部分にのみパッシベーション膜を形成する方法を示したが、ｐ型半導体基板１の裏面側に加えて、ｐ型半導体基板１の側面（エッジ）にも半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与することで側面にパッシベーション膜をさらに形成してもよい（図示せず）。これにより、発電効率により優れた太陽電池素子を製造することができる。また、裏面にパッシベーション膜６を形成せず、側面のみに本発明の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与してパッシベーション膜を形成してもよい。本発明の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料は、特に側面のような結晶欠陥が多い場所において特に効果が大きい。
【００８３】
上述した実施形態では、受光面にｎ＋型拡散層が形成されたｐ型半導体基板を用いた場合について説明を行ったが、受光面にｐ＋型拡散層が形成されたｎ型半導体基板を用いた場合にも同様にして、太陽電池素子を製造することができる。尚、その場合は裏面側にｎ＋型拡散層を形成することとなる。
【００８４】
さらに半導体基板用パッシベーション膜形成用材料は、図３に示すような裏面側のみに電極を配した裏面電極型太陽電池素子の受光面側又は裏面側のパッシベーション膜６を形成することにも使用できる。
図３に概略断面図を示すように、ｐ型半導体基板１の受光面側には、表面近傍にｎ＋型拡散層２が形成され、その表面にパッシベーション膜６及び反射防止膜３が形成されている。反射防止膜３としては、窒化ケイ素膜、酸化チタン膜などが知られている。またパッシベーション膜６は、本発明の半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を付与して形成される。
【００８５】
ｐ型半導体基板１の裏面側にはｐ＋型拡散層４及びｎ＋型拡散層２が形成されており、その上にそれぞれ裏面電極５が設けられている。裏面電極５が形成されていない領域にはパッシベーション膜６が設けられている。
ｐ＋型拡散層４は、上述のようにｐ型拡散層形成用組成物又はアルミ電極ペーストを所望の領域に付与し、熱処理することで形成することができる。またｎ＋型拡散層２は、例えば熱拡散処理によりｎ＋型拡散層を形成可能なｎ型拡散層形成用組成物を所望の領域に付与し、熱処理することで形成することができる。ｎ型拡散層形成用組成物としては、ドナー元素含有物質とガラス成分とを含む混合物を挙げることができる。
【００８６】
ｐ＋型拡散層４及びｎ＋型拡散層２の上にそれぞれ設けられる裏面電極５は、銀電極ペースト等の通常用いられる電極形成用ペーストを用いて形成することができる。
また、ｐ＋型拡散層４をアルミ電極ペーストを用いて形成する場合は、アルミ電極ペーストの熱処理物を除去せずにそのまま電極として用いてもよい。
裏面に設けられるパッシベーション膜６は、半導体基板用パッシベーション膜形成用材料を裏面電極５が設けられていない領域に付与し、乾燥することで形成することができる。またパッシベーション膜６は半導体基板１の裏面のみならず、さらに側面にも形成してよい（図示せず）。
【００８７】
図３に示す構造を有する裏面電極型太陽電池素子は、受光面側に電極がないため受光面積が大きく、発電効率に優れる。さらに裏面の電極が形成されていない領域にパッシベーション膜を形成することにより、発電効率を一層向上させることができる。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に記述が無い限り、薬品は全て試薬を使用した。また特に断りのない限り、「％」は質量基準である。【００８９】
＜実施例１＞
（ｐＨ測定用溶液の調製）
ポリリン酸（和光純薬工業製）を水に溶解し、５質量％ポリリン酸水溶液を調製した。この水溶液の２５℃におけるｐＨをｐＨメーター（堀場製作所製Ｄ−２１）を用いて測定したところ、１．４であった。【００９０】
（パッシベーション膜形成用材料の調製）
ポリリン酸をエタノールに溶解し、１０％ポリリン酸エタノール溶液を調製し、パッシベーション膜形成用材料を得た。【００９１】
（パッシベーション膜の形成）
半導体基板には、表面がミラー形状の単結晶型ｐ型シリコン基板（ＳＵＭＣＯ社製、２５ｍｍ角、厚さ：６２５μｍ）を用いた。シリコン基板をＲＣＡ洗浄液（関東化学社製、商品名Ｆｒｏｎｔｉｅｒ Ｃｌｅａｎｅｒ−Ａ０１）を用いて７０℃にて５分間洗浄後、２．５質量％フッ酸水溶液に室温にて５分間浸漬した。次いで、水で洗浄後、エタノールで洗浄し、次いで風乾した。
その後、パッシベーション膜形成用材料中にシリコン基板をディップ後、風乾し、９０℃のホットプレート上で１０分間乾燥後、室温で放冷して、パッシベーション膜を形成した。【００９２】
（実効ライフタイムの測定）
上記工程によりパッシベーション膜を形成したシリコン基板のライフタイムを、ライフタイム測定装置（日本セミラボ社製、商品名ＷＴ−２０００ＰＶＮ）を用いて反射マイクロ波光電導減衰法により２５℃で測定した結果、実効ライフタイムは１４０μｓであった。【００９３】
＜実施例２＞
実施例１において１０％ポリリン酸エタノール溶液の替わりにポリリン酸をそのまま用いた以外は同様にしてパッシベーション膜形成用材料を調製し、パッシベーション膜を形成した。実施例１と同様にして測定した実効ライフタイムは１３５μｓであった。【００９４】
＜実施例３＞
実施例１において１０％ポリリン酸エタノール溶液の替わりにポリアクリル酸（和光純薬工業社製、重量平均分子量２５,０００）の１０％エタノール溶液を用いた以外は同様にして、パッシベーション膜を形成した。
実施例１と同様にして測定した５％ポリアクリル酸水溶液のｐＨは２．１であった。実施例１と同様にして測定した実効ライフタイムは７０μｓであった。【００９５】
＜実施例４＞
実施例１において１０％ポリリン酸エタノール溶液の替わりにポリアクリル酸（和光純薬工業社製、重量平均分子量５,０００）の１０％エタノール溶液を用いた以外は同様にして、パッシベーション膜を形成した。
実施例１と同様にして測定した５％ポリアクリル酸水溶液のｐＨは２．２であった。実施例１と同様にして測定した実効ライフタイムは７０μｓであった。【００９６】
＜実施例５＞
（パッシベーション膜形成用材料の調製）
２０％スルホン化ポリスチレン水溶液（ワコーケミカル社製）を蒸発乾固した後、残渣をエタノールに溶解して、５％スルホン化ポリスチレンエタノール溶液を調製した。これを実施例１で用いた１０％ポリリン酸エタノール溶液の替わりに用いてパッシベーション膜を形成した。
２０％スルホン化ポリスチレン水溶液を希釈して５％スルホン化ポリスチレン水溶液とし、実施例１と同様にして測定したｐＨは１．２であった。実施例１と同様にして測定した実効ライフタイムは１９０μｓであった。【００９７】
＜実施例６＞
実施例１において１０％ポリリン酸エタノール溶液の替わりにリンタングステン酸（Ｈ３［ＰＷ１２Ｏ４０］・ｎＨ２Ｏ、和光純薬工業社製）の１０％エタノール溶液を用いた以外は同様にして、パッシベーション膜を形成した。
実施例１と同様にして測定した５％リンタングステン酸水溶液のｐＨは１．６であった。実施例１と同様にして測定した実効ライフタイムは１５０μｓであった。【００９８】
＜実施例７＞
実施例１において１０％ポリリン酸エタノール溶液の替わりにナフィオン（登録商標）樹脂の５％分散液（１−プロパノール／２−プロパノール＝４５／５５（質量比）、水：１５〜２０％、アルドリッチ社製）を用いた以外は同様にして、パッシベーション膜を形成した。
水、１−プロパノール、２−プロパノール混合分散液（５％）の状態で実施例１と同様にして測定したｐＨは２．２であった。実施例１と同様にして測定した実効ライフタイムは２３０μｓであった。【００９９】
＜比較例１＞
実施例１において、１０％ポリリン酸エタノール溶液の塗布を行わなかった以外は実施例１と同様にして、シリコン基板における実効ライフタイムを測定した。実効ライフタイムは２５μｓであった。【０１００】
＜比較例２＞
実施例１において、１０％ポリリン酸エタノール溶液の替わりに５％ポリビニルアルコール（和光純薬工業社製、重合度１０００、部分けん化型）水溶液を用いた以外は実施例１と同様にして、パッシベーション膜を形成した。
実施例１と同様にして測定した５％ポリビニルアルコール水溶液のｐＨは５．７であった。実施例１と同様にして測定した実効ライフタイムは２５μｓであった。【０１０１】
＜比較例３＞
実施例１において、１０％ポリリン酸エタノールの替わりにポリイミド／Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液（濃度、分子量等非開示）（日立化成デュポンマイクロシステムズ社製、商品名ＰＩＸ−１４００）を用いた以外は同様にして、パッシベーション膜を形成した。
上記ポリイミド溶液を水溶媒中へ再沈降させ、水で３回繰り返し洗浄し、ポリイミド分散水溶液（５％）を得た。これを用いて実施例１と同様にして測定したｐＨは７．２であった。実施例１と同様にして測定した実効ライフタイムは２５μｓであった。【０１０２】
【表１】
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【０１０３】
以上より、酸性基を有する化合物を含む半導体基板用パッシベーション膜形成材料を半導体基板表面に付与して半導体基板上にパッシベーション膜を形成することで、半導体基板内及び表面中の少数キャリアの実効ライフタイムが大幅に向上し、優れたパッシベーション効果が得られることがわかった。【０１０４】
日本国特許出願第２０１２−０１１４０１号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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