(57)【要約】      （修正有）【課題】２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて熱処理する際に、２枚の半導体基板の間に隙間を発生させることなく半導体基板を保持することができる熱拡散用ボートを提供する。【解決手段】２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて熱処理する際に該半導体基板を保持するための熱処理用ボート１であって、少なくとも、前記半導体基板を支持するための溝４、７が設けられた複数の支柱３ａ、３ｂ、３ｄと該支柱３ａ、３ｂ、３ｄの両端に連結される側板２とを有し、かつ、前記複数の支柱３ａ、３ｂ、３ｄのうち少なくとも１本の支柱３ｄが、該支柱３ｄに設けられている溝７の位置を他の支柱３ａ、３ｂの溝４の位置に対して移動させる機能を有する熱処理用ボート１。【選択図】図１
2006086243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて熱処理する際に該半導体基板を保持するための熱処理用ボートであって、少なくとも、前記半導体基板を支持するための溝が設けられた複数の支柱と該支柱の両端に連結される側板とを有し、かつ、前記複数の支柱のうち少なくとも１本の支柱が、該支柱に設けられている溝の位置を他の支柱の溝の位置に対して移動させる機能を有するものであることを特徴とする熱処理用ボート。
【請求項２】
前記支柱に設けられている溝の幅が、２枚の半導体基板の厚さの合計の１．２〜３倍であることを特徴とする請求項１に記載の熱処理用ボート。
【請求項３】
前記溝位置を移動させる機能を有する支柱が、少なくとも半導体基板をボートに搭載する側に配置されているものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱処理用ボート。
【請求項４】
前記溝位置を移動させる機能が螺旋状の溝であり、支柱を回転させることで溝位置を移動させることができるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の熱処理用ボート。
【請求項５】
前記裏面同士を重ね合わせた２枚の半導体基板が、１〜１０°傾斜して保持されるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の熱処理用ボート。
【請求項６】
前記ボートが、横型炉用のボートであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の熱処理用ボート。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の熱処理用ボートに、２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて保持し、熱処理を行うことを特徴とする半導体基板の熱処理方法。
【請求項８】
半導体基板の受光面にエミッタ層を形成する工程を含む太陽電池の製造方法であって、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の熱処理用ボートに、２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて保持し、熱処理を行って、半導体基板の受光面のみにエミッタ層を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて熱処理する際に半導体基板を保持するための熱処理用ボートに関するものであり、特に、太陽電池のエミッタ層を形成するための熱処理時に半導体基板を保持する熱処理用ボートに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、一般に半導体基板の受光面側の表面にドーパントを拡散させたエミッタ層が形成されている。例えば、Ｐ型シリコン単結晶基板の受光面に、オキシ塩化リンを用いた気相拡散法により熱処理を行って、リンをドーパントとしてシリコン単結晶基板中に拡散させてエミッタ層を形成している。このエミッタ層形成のための熱処理工程は、生産性向上のため、２枚の半導体基板の裏面同士を重ねて行われることが多い（例えば特許文献１）。
【０００３】
半導体基板を拡散炉内で熱処理するための冶具として、熱処理用ボートが使用される。熱処理用ボートには、半導体基板を横に保持する縦型のボートと、半導体基板を縦に保持する横型のボートとがある。横型のボートとしては、例えば図６のようなボートが用いられていた。すなわち、図６の熱処理用ボート２１は、側板２２と３本の支柱２３で構成され、３本の支柱の内側に溝２４が形成されており、熱処理用ボート２１の上部の搭載口側から２枚の半導体基板の裏面同士を重ねて溝２４に挿入し、半導体基板を保持するものである。
【０００４】
しかしながら、２枚の半導体基板同士を重ねて図６の熱処理用ボートに搭載し熱処理する方法は、量産には適しているものの、熱処理によって半導体基板の裏面に反りが発生して基板上部に隙間が生じ、この隙間からドーパントが半導体基板の裏面に回りこみ、裏面にもドーパントが拡散されるという問題があった。これは、太陽電池の性能低下の１つの要因となり、性能のばらつきの原因となっていた。すなわち、例えば、リンをドーパントとして用いる場合、Ｎ＋／Ｐの太陽電池でＰ型基板の裏面にリンが拡散されると、拡散電位が下がりＶｏｃ開放電圧が下がって太陽電池の性能が低下していた。したがって、高効率の太陽電池を安定して製造するためには、エミッタ層形成の熱処理時に、裏面にドーパントが回り込むことを極力避ける必要がある。また、裏面にドーパントが回り込んで２枚の半導体基板同士がくっつき、分離できなくなるという問題も生じていた。
【０００５】
この対策として、裏面に拡散マスクを形成し熱処理する方法がある。これにより基板裏面へのドーパントの拡散は抑制されるものの、拡散マスクとして酸化シリコン膜や窒化シリコン膜を形成するための工程、例えば、熱酸化工程やＣＶＤ工程などを必要とし、コスト高となる問題があった。
【０００６】
また、熱処理用ボートとして、上部の溝の位置を下部の溝の位置からずらして設け、さらに下部の溝の形状を斜面を持つ形状にした熱処理用ボートを用いて、２枚の半導体基板を背中合わせにしてドーパントを拡散させエミッタ層を形成することも行われている（特許文献２）。これにより、半導体基板の隙間を小さくすることが可能となった。しかし、この方法でも基板裏面にドーパントが回りこむのを防止するには不十分であった。更に、このボートは上下の溝が予め互いに位置をずらして設けられているため、基板をボートに搭載する工程や基板をボートから取り出す工程を自動で行うのが難しく、基板の搭載に長時間を要し生産性が低下するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−１６２５１８号公報
【特許文献２】特開２００１−７７３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて熱処理する際に、２枚の半導体基板の間に隙間を発生させることなく半導体基板を保持することができる熱拡散用ボートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて熱処理する際に該半導体基板を保持するための熱処理用ボートであって、少なくとも、前記半導体基板を支持するための溝が設けられた複数の支柱と該支柱の両端に連結される側板とを有し、かつ、前記複数の支柱のうち少なくとも１本の支柱が、該支柱に設けられている溝の位置を他の支柱の溝の位置に対して移動させる機能を有するものであることを特徴とする熱処理用ボートを提供する（請求項１）。
【００１０】
このように、少なくとも、半導体基板を支持するための溝が設けられた複数の支柱と支柱の両端に連結される側板とを有し、かつ、複数の支柱のうち少なくとも１本の支柱が、該支柱に設けられている溝の位置を他の支柱の溝の位置に対して移動させる機能を有する熱処理用ボートであれば、熱処理時に２枚の半導体基板の間に隙間を発生させることなく半導体基板を保持することができる熱処理用ボートとなる。これにより、熱処理時に基板裏面にドーパントが回り込み、裏面にドーパントが拡散されたり、基板同士がくっついて分離できなくなるのを防止することができる。また、本発明の熱処理用ボートは、基板の搭載、取出しが容易であるので、自動化が可能であり、生産性を向上させることも可能である。
【００１１】
この場合、前記支柱に設けられている溝の幅が、２枚の半導体基板の厚さの合計の１．２〜３倍であることが好ましい（請求項２）。
このように、支柱に設けられている溝の幅が、２枚の半導体基板の厚さの合計の１．２〜３倍であれば、基板を溝に挿入し易い上、ボートに一度に収納できる基板数が多い熱処理用ボートとなるので、生産性を更に向上させることが可能となる。
【００１２】
この場合、前記溝位置を移動させる機能を有する支柱が、少なくとも半導体基板をボートに搭載する側に配置されているものであることが好ましい（請求項３）。
このように、溝位置を移動させる機能を有する支柱が、少なくとも半導体基板をボートに搭載する側に配置されていれば、基板を搭載する際に溝位置が固定されたものとなるので、基板の搭載が容易な熱処理用ボートとなる。
【００１３】
この場合、前記溝位置を移動させる機能が螺旋状の溝であり、支柱を回転させることで溝位置を移動させることができるものであることが好ましい（請求項４）。
このように、溝位置を移動させる機能が螺旋状の溝であり、支柱を回転させることで溝位置を移動させることができるものであれば、簡単な構成で容易に溝の位置調整が可能であり、確実に２枚の半導体基板を隙間無く収容できる熱処理用ボートとなる。
【００１４】
この場合、前記裏面同士を重ね合わせた２枚の半導体基板が、１〜１０°傾斜して保持されるものであることが好ましい（請求項５）。
このように、裏面同士を重ね合わせた２枚の半導体基板が、１〜１０°傾斜して保持されていれば、一方向に傾斜した状態にできるため、確実に基板の間に隙間を発生させない熱処理用ボートとすることができる。
【００１５】
この場合、前記ボートが、横型炉用のボートであることが好ましい（請求項６）。
特に横型炉用ボートの場合、２枚の半導体基板を重ね合わせて立てて保持するため、基板の間に隙間ができやすい。本発明の横型炉用ボートは、２枚の基板を重ね合わせて立てて保持しても、確実に基板の間に隙間を発生させないものである。
【００１６】
さらに本発明は、上記の熱処理用ボートに、２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて保持し、熱処理を行うことを特徴とする半導体基板の熱処理方法を提供する（請求項７）。
【００１７】
上記の熱処理用ボートに、２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて保持し、熱処理を行えば、基板の間に隙間が発生しないため、基板裏面にドーパントが回り込み、裏面にドーパントが拡散されたり、基板同士がくっつき分離できなくなるのを防止できる。
【００１８】
さらに本発明は、半導体基板の受光面にエミッタ層を形成する工程を含む太陽電池の製造方法であって、上記の熱処理用ボートに、２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて保持し、熱処理を行って、半導体基板の受光面のみにエミッタ層を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法を提供する（請求項８）。
【００１９】
このように、上記の熱処理用ボートに、２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて保持し、熱処理を行って、半導体基板の受光面のみにエミッタ層を形成すれば、高性能の太陽電池を高生産性で得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の熱処理用ボートは、従来の熱処理用ボートに比べて、熱処理の際に２枚の半導体基板の間に隙間を発生させないため、基板裏面にドーパントが回り込んで裏面にドーパントが拡散されたり、基板同士がくっつき分離できなくなるのを防止することができるものである。また、本発明の熱処理用ボートは、基板の搭載、取出しが容易であるので、基板の搭載・取出し工程を自動化することができ、その結果熱処理工程の生産性が向上する。さらに、本発明の熱処理用ボートを用い、エミッタ層形成熱処理を行えば、裏面にドーパントが拡散されないため、高性能の太陽電池を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、本発明の横型の熱処理用ボートの一例を示した概略図である。この熱処理用ボート１は、４本の支柱と２枚の側板２とで構成されている。この熱処理用ボート１は、高純度で耐熱性に優れた石英、シリコン、炭化珪素などで製造されていることが好ましい。
【００２２】
４本の支柱のうち、側面の支柱３ａ、３ｂ及び底面の支柱３ｃの両端は、側板２に固定して取り付けられている。各支柱の内側の半導体基板を保持する部分に、溝４が複数形成されている。各支柱の溝４の位置は、互いにずれることなく同一位置に対応して設けられており、半導体基板をボート上側の搭載口側からほぼ垂直に挿入できるようになっている。このように、基板をボート上側の搭載口側から垂直に挿入できるようになっていれば、基板の搭載・取出し工程を自動化するのが容易となり生産性が向上するので有利である。なお、側面の支柱３ａ、３ｂ及び底面の支柱３ｃは、図１のように円柱に限らず、例えば四角柱やその他の多角柱などであってもよい。
【００２３】
上部の支柱３ｄは、ボートから着脱可能となっており、側板２のくびれ溝受け５に対応する位置にくびれ溝６が設けられている。なお、この側板２のくびれ溝受け５は、半導体基板を搭載して上部支柱３ｄのくびれ溝６をくびれ溝受け５にはめた時に、上部支柱３ｄに形成された溝の底部が半導体基板を押さえつけない高さになるように設計されている。上部支柱３ｄには、他の３本の支柱に形成された溝４と同間隔で、螺旋状の溝７が形成されている。また、上部支柱３ｄの両端にはハンドル８が設けられ、上部支柱３ｄのくびれ溝６をくびれ溝受け５にはめた後にハンドル８を回転させることで、螺旋状の溝７が形成された上部支柱３ｄを回転させることができるようになっている。
【００２４】
４本の支柱に形成された溝４、７の幅は、２枚の半導体基板の厚さの１．２〜３倍であることが好ましい。こうすることで、一度に多数の基板を収納できるし、また、半導体基板を溝４、７に挿入したときに十分な余裕が生じ、搭載・取出し工程を自動化しやすくなり、生産性を向上させることができるからである。
【００２５】
図１の熱処理用ボートに半導体基板を保持するには、まず、２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて、熱処理用ボート１の側面の支柱３ａ、３ｂ及び底面の支柱３ｃに形成された溝４に垂直に基板を挿入する。そして、上部支柱３ｄの螺旋状の溝７に半導体基板９が挿入されるように螺旋状の溝７の位置を合わせて、上部支柱３ｄのくびれ溝６を側板２のくびれ溝受け５にはめる。この状態では、図２（Ａ）のように、２枚の半導体基板の間に隙間が生じている。そして、上部支柱３ｄの両端に設けられたハンドル８を回転させると、螺旋状の溝７の位置が移動する。これにより、図２（Ｂ）に示すように、半導体基板９が螺旋状の溝７の移動方向に傾斜する。螺旋状の溝の位置を調整することによって、半導体基板９の裏面に隙間が発生することなく半導体基板９を保持することができる。
【００２６】
このとき、２枚の半導体基板が１〜１０°傾斜して保持されていると、確実に裏面に隙間が発生することなく保持でき、熱処理中に基板裏面にリンが回りこむことがなくなり、裏面にリンが拡散されたり、基板同士がくっつくのを防止することができるので好ましい。さらに、熱処理時に基板を傾斜させることにより、基板下部に自重が集中しないので熱処理による基板へのスリップ転位導入を防止する効果も得られる。
【００２７】
なお、本発明の熱処理用ボートは、図１の熱処理用ボートに限定されない。本発明の熱処理用ボートの他の実施形態として、例えば、図３に示す熱処理用ボートなどがある。
図３の熱処理用ボート１１は、３本の支柱と２枚の側板１２とで構成されている。熱処理用ボート１１の下部の２本の支柱１３ａ、１３ｂには、複数の溝１４が同一位置に対応して形成されている。また、上部の支柱１３ｃには、他の２本の支柱に形成された溝１４と同間隔で螺旋状の溝１７が形成されている。この熱処理用ボート１１も、図１の熱処理用ボートと同様に、下部の支柱１３ａ、１３ｂの溝１４に２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて垂直に挿入し、その後上部支柱１３ｃのくびれ溝１６を側板１２のくびれ溝受け１５にはめ、上部支柱１３ｃの両端のハンドル１８を回転させることによって、螺旋状の溝１７の移動方向に２枚の半導体基板を傾斜させて裏面に隙間を発生させること無く半導体基板を保持するものである。
【００２８】
また、螺旋状の溝を設けた支柱は、１本に限らず複数設けられていても良く、図１や図３のように必ずしも着脱可能でなくても良い。例えば、図１の熱処理用ボートのように４本の支柱を具備する熱処理用ボートにおいて、上部支柱と底部支柱に螺旋状の溝が形成されていても良い。この場合、上部支柱のみ着脱可能にし、底部支柱を側板に取り付け、ハンドルで回転可能にすることも可能である。このような熱処理用ボートの場合、例えば、まず底部の支柱の溝位置を側面の支柱の溝位置に合わせ、２枚の半導体基板の裏面同士を重ね合わせて溝に垂直に挿入し、その後、上部支柱を取り付けて、上部及び底部の支柱の螺旋状の溝が互いに反対方向に移動するように上部及び底部支柱を回転させることで、２枚の半導体基板を傾斜させて裏面に隙間を発生させること無く半導体基板を保持する。
【００２９】
図１のボートは、角型および円形の基板の熱処理に好適であり、図２のボートは、円形の基板の熱処理に好適である。
ここで、支柱に設けられている溝の位置を移動させる機構としては、上記のような螺旋状の溝を形成した支柱を回転させるものに限定されるものではない。溝の位置を他の支柱の溝の位置に対して移動できれば、どのようなものでも構わない。例えば、複数の溝が他の支柱と同一位置に対応して形成されている支柱を中心軸に沿ってスライドさせることによって、溝の位置を他の支柱の溝の位置に対して移動させる機構であっても良い。
【００３０】
次に、図１の熱処理用ボートを用いて熱処理を行ってエミッタ層を形成する太陽電池の製造方法を説明する。
まず、単結晶シリコン等の半導体基板を準備する。単結晶シリコン基板の場合、ＣＺ法、ＦＺ法いずれの方法によって作製されていてもよいが、機械的強度の面からＣＺ法で作製されるのが好ましい。また、単結晶シリコン基板の物性は特に限定されるものではなく、例えば高純度シリコンにホウ素あるいはガリウムのようなＩＩＩ族元素をドープし、比抵抗０．１〜５Ω・ｃｍとした｛１００｝ｐ型シリコン単結晶基板を用いることができる。表面のスライスによるダメージを除去するために、シリコン単結晶基板に濃度５〜６０％の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのような高濃度のアルカリ、もしくは、フッ酸と硝酸の混酸などを用いたエッチングを施してもよい。
【００３１】
次に、半導体基板表面にテクスチャを形成する。テクスチャは、加熱した水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ溶液（濃度数％から数十％、温度６０〜１００℃）中に１０分から３０分程度浸漬することで、容易に形成される。上記溶液中に、所定量の２−プロパノールを溶解させ、反応を促進させても良い。特に、均一なテクスチャを形成するためには、６０〜７０℃に加熱した濃度数％の水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウム溶液中に、数％の２−プロパノールを混合した溶液を用いるのが好ましい。また、液温度を高くするなどして、上記のスライスによるダメージの除去とテクスチャ形成を同時に行うことも可能である。
【００３２】
テクスチャ形成後、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸等、もしくはこれらの混合液の酸性水溶液中で半導体基板を洗浄する。経済的及び効率的見地から、特に塩酸を用いて洗浄することが好ましい。清浄度を向上するため、塩酸溶液中に、数％の過酸化水素を混合させ、６０〜９０℃に加温して洗浄してもよい。
【００３３】
次に、半導体基板の受光面のみにオキシ塩化リンを用いた気相拡散法によりエミッタ層を形成する。
先ず、熱処理用ボートに２枚の半導体基板を重ね合わせて搭載する。図１の熱処理用ボート１１の上部支柱３ｄをはずした搭載口側から、２枚の半導体基板を裏面同士重ね合わせて、側面及び底面の支柱３ａ、３ｂ、３ｃの溝４に垂直に挿入する。そして、上部支柱３ｄの螺旋状の溝７に２枚の半導体基板が挿入されるように螺旋状の溝７の位置を合わせて、上部支柱３ｄのくびれ溝を側板２のくびれ溝受け５にはめる。上部支柱３ｄの両端のハンドル８を回転させて螺旋状の溝７の位置を移動させ、図２のように半導体基板を螺旋状の溝の移動方向に傾斜させて裏面に隙間が発生しないように保持する。なお、熱処理用ボートに半導体基板を搭載する工程を自動で行うと、工程に要する時間が短縮されるので好ましい。
【００３４】
半導体基板を保持した熱処理用ボート１を横型の拡散炉内に投入し、半導体基板の受光面側にリンを均一に拡散させｎ型のエミッタ層を形成する。具体的には、基板を垂直方向に対して４°傾斜するように傾け、毎分１０００ｍｍ／ｍｉｎのスピードで拡散炉内に投入し、オキシ塩化リン雰囲気中で、８１０〜８８０℃で１０〜１２０分熱処理して半導体基板の受光面のみにリンを拡散させ、エミッタ層深さ０．１〜０．５μｍ、シート抵抗４０〜１５０Ω／□のエミッタ層を形成する。なお、熱処理によってウェーハが反るが、上部支柱は熱処理中に回転しないため、螺旋状の溝の位置は変化せず、２枚の基板の間に隙間が発生しないまま保持される。
拡散後、毎分１０００ｍｍ／ｍｉｎのスピードで熱処理用ボート１を拡散炉から取り出し、上部支柱３ｄを外して半導体基板を取り出す。この取出し工程も自動で行えば、工程に要する時間が短縮されるので好ましい。その後、熱処理によって受光面に形成されたリンガラスをフッ酸で除去する。
【００３５】
そして、酸素雰囲気中で、８００〜９５０℃の比較的低温度で１０〜３０分熱処理し、厚さ５〜５０ｎｍの酸化膜を成長させる。この時、受光面にも酸化膜が成長するため、反射防止の観点から、この酸化膜は極力薄い方が好ましい。半導体基板と反射防止膜の間に上記の酸化膜が存在することにより、酸化膜がパッシベーション層として働き、基板表面での電子−正孔の再結合が抑えられて太陽電池の開放電圧が増加するなどの効果があり、高性能の太陽電池が得られる。
【００３６】
次に、公知の方法により、受光面に反射防止膜及び電極形成を行う。
反射防止膜には、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化セリウム、アルミナ、二酸化錫、二酸化チタン、フッ化マグネシウム、酸化タンタル等のいずれかからなる一層膜、あるいはこれらを二種組み合わせた二層膜を使用することができる。反射防止膜形成には、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法等を用いることが可能である。例えば、原料ガスとしてモノシランガスとアンモニアガスを使用して受光面側にＳｉＮプラズマ処理を行い、反射防止膜を形成する。プラズマを発生させるための電源の周波数にはマイクロ波を用い、プラズマ処理の条件は、圧力０．１〜１０Ｔｏｒｒ、基板温度３００〜４００℃、処理時間５分以上が好ましい。
【００３７】
半導体基板の裏面にＰ＋層を形成する。裏面にＰ＋が拡散すると、拡散電位が上がりＶｏｃ開放電圧が増大し太陽電池の性能が向上する（ＢＳＦ効果）。
【００３８】
次に、半導体基板の裏面に、銀あるいは銀／アルミニウムからなる電極材料をスクリーン印刷法で印刷し、焼成して裏面電極を形成する。
その後、半導体基板の受光面に、受光面電極を形成することによって太陽電池を製造する。具体的には、銀粉末とガラスフリットを有機物バインダと混合した銀ペーストをスクリーン印刷法を用いて印刷し、焼成して受光面電極を形成する。この工程により、窒化シリコン膜などの反射防止膜に銀粉末を貫通させ（ファイアースルー）、電極とシリコンを導通させる。
【００３９】
以上のように、エミッタ層形成の熱処理時に本発明の熱処理用ボートを用いることによって、半導体基板の裏面にリンが拡散されないため、高い光電変換効率を有する高性能の太陽電池を製造することができる。
【実施例】
【００４０】
以下に本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
厚さ３００μｍ、比抵抗０．５Ω・ｃｍのホウ素ドープ｛１００｝ｐ型アズカットシリコン単結晶基板を用意した。この基板を濃水酸化カリウム水溶液を用いてスライスによるダメージ層を除去した後、水酸化カリウム／２−プロパノール混合溶液に浸漬してテクスチャを形成した。水洗、乾燥後、アンモニア過水・フッ酸・塩酸過水・フッ酸洗浄し、水洗・乾燥した。
【００４１】
次に、図１の熱処理用ボート１の上部支柱３ｄをはずし、２枚のシリコン単結晶基板の裏面同士を重ね合わせて、上部支柱をはずした搭載口側から側面及び底面の支柱３ａ、３ｂ、３ｃに形成された溝４に垂直に挿入した。そして、上部支柱３ｄの螺旋状の溝７に２枚のシリコン単結晶基板が挿入されるように螺旋状の溝７の位置を合わせ、上部支柱３ｄのくびれ溝６を側板２のくびれ溝受け５にはめた。そして、上部支柱３ｄのハンドル８を回転させて螺旋上の溝７の位置を移動させ、シリコン単結晶基板を傾斜させて保持した。
【００４２】
シリコン単結晶基板を保持した熱処理ボート１を、垂直方向に対して４°傾けて横型の拡散炉に投入した。投入後、ヒーター温度を８５０℃まで昇温して、オキシ塩化リンを窒素ガス毎分１リットル／分にてバブリングさせた。バブリング蒸発したオキシ塩化リンは、酸素ガス毎分１リットル／分とともに拡散炉に導入してシリコン基板表面にリンガラスとして堆積させた。引き続き、窒素雰囲気中に３０分間放置した後、熱処理用ボート１を拡散炉から取出した。この工程により、シリコン単結晶基板の表面にエミッタ層およびリンガラス層を形成した。その後、フッ酸水溶液中に浸漬し、リンガラス層を除去した。
エミッタ層を形成しリンガラス層をフッ酸で除去した後、シリコン単結晶基板の裏面のシート抵抗分布を測定した。
【００４３】
シート抵抗測定後、９００℃の酸素雰囲気下で熱処理し、エミッタ層上に酸化膜パッシベーション層を形成した。
次に、原料ガスとしてモノシランガスとアンモニアガスを使用してシリコン単結晶基板にプラズマＣＶＤ処理を施し、酸化膜パッシベーション層上にＳｉＮからなる反射防止膜を形成した。なお、プラズマＣＶＤの条件としては、プラズマを発生させるための電源の周波数にはマイクロ波を用い、圧力０．１〜１０Ｔｏｒｒ、基板温度４００℃、処理時間５分とした。
【００４４】
そしてシリコン単結晶基板の裏面にＰ＋層を形成した後、基板の裏面に銀ペーストをスクリーン印刷法で印刷し、焼成して裏面電極を形成した。その後、シリコン単結晶基板の受光面に、銀ペーストをスクリーン印刷法で印刷し、焼成して受光面電極を形成し、太陽電池を得た。
【００４５】
得られた太陽電池の電流―電圧特性を、ソーラーシミュレータを用い標準条件下で測定し、変換効率を求めた。
【００４６】
（比較例）
実施例と同様に、スライスダメージを除去しテクスチャを形成したシリコン単結晶基板について、２枚を裏面同士重ね合わせて図６に示す熱処理用ボート２１に上側の搭載口側から支柱２３の溝２４に挿入し、熱処理用ボート２１にシリコン単結晶基板を保持した。この熱処理用ボート２１を、垂直方向に４°傾けて横型の拡散炉に投入し、実施例と同様の条件でシリコン単結晶基板の表面にエミッタ層及びリンガラス層を形成した。
リンガラス層をフッ酸で除去した後、シリコン単結晶基板の裏面のシート抵抗分布を測定した。
【００４７】
その後、実施例と同様の方法で、エミッタ層上に酸化膜パッシベーション層、反射防止膜を順に形成した。
シリコン単結晶基板の裏面にＰ＋層を形成した後、基板の裏面に銀ペーストをスクリーン印刷法で印刷し、焼成して裏面電極を形成した。そして、シリコン単結晶基板の受光面に、銀ペーストをスクリーン印刷法で印刷し、焼成して受光面電極を形成し、太陽電池を得た。
【００４８】
得られた太陽電池の電流―電圧特性を、ソーラーシミュレータを用い標準条件下で測定し、変換効率を求めた。
【００４９】
エミッタ層形成後の実施例及び比較例のシリコン単結晶基板裏面のシート抵抗分布を、図４及び図５に示す。また、実施例及び比較例の太陽電池の特性を表１に示す。
【表１】
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【００５０】
実施例のシリコン単結晶基板は、裏面全面でほぼ均一に低いシート抵抗値となり、基板裏面にリンが拡散しなかったことがわかる。得られた太陽電池は、直列抵抗が低く、発電効率、ＦＦ、シャント抵抗が増大しており、高性能の太陽電池となった。一方、比較例のシリコン単結晶基板は、搭載口側でシート抵抗の上昇が見られた。これは、エミッタ層形成の熱処理中に２枚のシリコン単結晶基板の間に隙間が発生し、そこからリンが回り込んで裏面にリンが拡散したためである。基板裏面にリンが拡散したため、比較例の太陽電池は開放電圧が減少し、直列抵抗が増大した、発電効率が低い太陽電池となった。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、如何なるものであっても本発明の技術範囲に包含される。
【００５２】
例えば、上記では本発明の熱処理ボートを用いて太陽電池のエミッタ層を形成する熱処理を行う場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、２枚の半導体基板を重ね合わせて熱処理するものであれば、いずれの熱処理にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の熱処理用ボートの概略図である。（Ａ）斜視図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）平面図。
【図２】本発明の熱処理用ボートに半導体基板を搭載した状態を説明する概略図である。（Ａ）螺旋状溝移動前、（Ｂ）螺旋状溝移動後。
【図３】本発明の熱処理用ボートの他の実施例を示す概略図である。（Ａ）斜視図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）平面図。
【図４】本発明の熱処理用ボートを用いてエミッタ層形成熱処理を行った後の裏面のシート抵抗分布を示す図である。
【図５】従来の熱処理用ボートを用いてエミッタ層形成熱処理を行った後の裏面のシート抵抗分布を示す図である。
【図６】従来の熱処理用ボートの概略図である。（Ａ）斜視図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）平面図。
【符号の説明】
【００５４】
１、１１…熱処理用ボート、  ２、１２…側板、  ３ａ、３ｂ…側面の支柱、  
３ｃ…底部の支柱、  ３ｄ…上部の支柱、  ４、１４…溝、  ５、１５…くびれ溝受け、
６、１６…くびれ溝、  ７、１７…螺旋状の溝、  ８、１８…ハンドル、  
９…半導体基板、  １３ａ、１３ｂ…下部の支柱、  １３ｃ…上部の支柱。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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