【手続補正書】
【提出日】平成27年12月11日(2015.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、相対向する第１および第２の主面を有する第１導電型の半導体基板と、第２の主面に形成された第２導電型の半導体領域と、第２の主面に形成された溝内に形成された第１導電型の半導体領域と、第１および第２導電型の半導体領域にコンタクト層を介して形成された第１および第２の電極とを備えている。このコンタクト層は、溝の底面に選択的に形成され、第１導電型の半導体領域に接続されるとともに、少なくとも溝の側壁で分断され、溝内に形成された第１のコンタクト層と、第２の主面上の第２導電型の半導体領域上に成膜された薄膜からなり、溝内に、形成されたひさし状の絶縁膜上に形成され、絶縁膜の側壁に至る第２のコンタクト層とで構成される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
次に、図３（ａ）に示すように、絶縁膜８をマスクに、ｐ型シリコン系層７、真性シリコン系層６、基板１をエッチングし基板１に開口幅ａ1の溝１０が形成される。エッチング液にはＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）２．３７％を用い、液を６５℃に加熱して、１０秒〜１時間エッチングする。エッチング液は、ＮａＯＨ、ＫＯＨアルカリ試薬を用いてもよく、温度は２５℃〜１００℃が好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
次に、図３（ｃ）に示すように、電極との接続をとるためｐ型シリコン系層７上部の開口を行う。なお、ｐ型領域は、セルを上から見ると図５で示すように、ｐ型領域１３ｐであり、ｎ型領域はｎ型領域９ｎである。フォトリソグラフィを用い、レジストでパターン形成した後、ｎ型シリコン系層１２、その下の真性シリコン系層１１、その下の絶縁膜８のエッチングを行う。ｎ型シリコン系層１２、その下の真性シリコン系層１１のエッチング液にはＴＭＡＨ、２．３７％を用い、液を４５℃に加熱して、１０秒〜１時間エッチングする。エッチング液は、ＮａＯＨ、ＫＯＨアルカリ試薬を用いてよく、温度は２５℃〜１００℃が好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
第１のパターンとして形成されたｐ型拡散層２７と溝１０内に第２のパターンとして形成されたｎ型拡散層２２は基板１裏面上にｐ型領域１３ｐ、ｎ型領域９ｎとして交互に配置され、たとえば、図５に示すパターン配置が考えられる。ただし、基板１上に交互に配置されれば、このパターンに限定されない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
そして、図１１（ａ）に示すように、絶縁膜２８をマスクに、ｐ型拡散層２７、基板１をエッチングし基板１に開口幅ａ1の溝１０が形成される。エッチング液にはＴＭＡＨ２．３７％を用い、液を６５℃に加熱して、１０秒〜１時間エッチングする。エッチング液は、ＮａＯＨ、ＫＯＨアルカリ試薬を用いてもよく、温度は２５℃〜１００℃が好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
次に、図１１（ｂ）に示すように、溝１０底部に選択的にＰＳＧ膜２１を塗布して形成し、このＰＳＧ膜２１からのリン拡散によりｎ型拡散層２２を形成する。なお、ｐ型拡散層２７は、キャリア濃度を調整することでｐ型を維持できる。ここで絶縁膜２８をマスクとしてｎ型拡散層２２をイオン注入により形成するようにしてもよい。この後、ＰＳＧ膜２１はＨＦ液で除去する。このとき絶縁膜２８が消失しないように、ＨＦ濃度を比較的薄くし、時間を短くして制御する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
第１および第２の下地層２４、２６には、Ｔｉ，Ｃｕの２層膜を用い、形成方法は、直流マグネトロンスパッタリング法を用い、順次ターゲットをＴｉから、Ｃｕに代えた。基板温度１８０℃、Ａｒガス流量７５ｓｃｃｍ、圧力０．７Ｐａ、ＲＦパワー８Ｗ/ｃｍ2の条件で、その膜厚は１０〜２００ｎｍである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
次に、図１２（ｂ）に示すように、側壁絶縁膜３０を形成してから、絶縁膜２８を除去する。側壁絶縁膜３０の形成には、ＣＶＤ法を用いる。酸化シリコン膜は、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＨ4ガス流量５０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス３５０ｓｃｃｍ、ＣＯ2１０ｓｃｃｍとし、圧力１００Ｐａ、基板温度１７０℃、及びＲＦパワー０．２Ｗ/ｃｍ2の条件で形成される。その後、下地層２４、２６をストッパーとして酸化シリコン膜の異方性エッチングを行い、溝１０の側壁と溝１０のひさし２８Ｒに隠れている領域にのみ酸化シリコン膜を残留せしめ側壁絶縁膜３０とする。絶縁膜２８の除去工程では、この時絶縁膜２８上の下地層２４もリフトオフにより除去される。絶縁膜２８の除去を行う液にはＨＦを用い、２分間エッチングした。時間は絶縁膜２８のシリコン窒化膜の薬液耐性によって異なり、１０秒から３０分程度である。また、絶縁膜２８の除去を行う液には、これ以外に、フッ化アンモニウムや、フッ化アンモニウムとＨＦとの混合液などが用いられる。絶縁膜２８を除去することによって、絶縁膜２８が倒れることでリークが発生して特性が悪化するのを防ぐことができる。これにより次に形成される、第１および第２の電極の絶縁分離を確実にすることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向する第１および第２の主面を有する第１導電型の半導体基板と、
前記第２の主面に形成された第２導電型の半導体領域と、
前記第２の主面に形成された溝内に形成された第１導電型の半導体領域と、
前記第２および第１導電型の半導体領域にコンタクト層を介して形成された第１および第２の電極とを備え、
前記コンタクト層は、前記溝の底面に選択的に形成され、前記第１導電型の半導体領域に接続されるとともに、少なくとも前記溝の側壁で分断され、
前記溝内に形成された第１のコンタクト層と、
前記第２の主面上の前記第２導電型の半導体領域上に成膜された薄膜からなり、前記溝内に形成された、ひさし状の絶縁膜上に形成され、前記絶縁膜の側壁に至る第２のコンタクト層とで構成された太陽電池。
【請求項２】
前記第１導電型の半導体基板は、ｎ型シリコン系基板であり、
前記第１および第２導電型の半導体領域は、それぞれｎ型拡散領域、ｐ型拡散領域であり、
前記コンタクト層は金属膜である請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記第１導電型の半導体基板は、ｎ型単結晶シリコン基板であり、
前記第１導電型の半導体領域は、真性非晶質シリコン層を介して形成されたｎ型非晶質シリコン層であり、
前記第２導電型の半導体領域は、真性非晶質シリコン層を介して形成されたｐ型非晶質シリコン層であり、
前記コンタクト層は、透光性導電膜である請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記第２のコンタクト層は、
前記溝の周縁から一定の幅を隔てて形成された請求項２または３に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記第２導電型の半導体領域と、前記第１のコンタクト層との最短距離が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である請求項４に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記コンタクト層に、第１および第２の金属電極が形成されており、
前記第１の金属電極は、ひさし状に張り出した前記絶縁膜の上面にも形成されている請求項１に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記溝に絶縁材が充填された請求項１から６のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記コンタクト層はめっき用の下地層であり、
前記第１および第２の電極はめっき層である請求項１に記載の太陽電池。
【請求項９】
相対向する第１および第２の主面を有する第１導電型の半導体基板の前記第２の主面に第２導電型の半導体領域を形成する工程と、
絶縁膜を形成し、前記絶縁膜に第１の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部からエッチングを行い、前記第２の主面に溝を形成する工程と、
前記溝内に第１導電型の半導体領域を形成する工程と、
前記絶縁膜に第２の開口部を形成し、前記第２導電型の半導体領域を露呈させる工程と、
前記第１および第２の開口部と、前記溝の形成された前記第１および第２導電型の半導体領域に、前記溝の側壁で分断されるようにコンタクト層を圧力１Ｐａから１×１０-3Ｐａ下で分離形成する工程と、
前記第２および第１導電型の半導体領域に分離形成された前記コンタクト層に、第１および第２の電極を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
コンタクト層を分離形成する工程は金属膜を形成する工程である請求項９に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記第１導電型の半導体基板は、ｎ型単結晶シリコン基板であり、
前記第１導電型の半導体領域は、真性非晶質シリコン層を介して形成されたｎ型非晶質シリコン層であり、
前記第２導電型の半導体領域は、真性非晶質シリコン層を介して形成されたｐ型非晶質シリコン層であり、コンタクト層を分離形成する工程は透光性導電膜を形成する工程である請求項９に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記溝を形成する工程は、前記溝内にひさし状の絶縁膜が形成されるように、等方性エッチングを行う工程である請求項９に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記ひさし状の絶縁膜は、前記第１および第２の電極の形成に先立ち除去する工程を含む請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
第１の電極を形成する工程は、ひさし状に張り出した前記絶縁膜の上面にも形成する工程を含む請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記溝に絶縁材を充填する工程を含む請求項９から１４のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記コンタクト層を分離形成する工程は、スパッタリング工程である請求項９から１５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
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