(57)【要約】太陽電池のようなワークピースのイオン注入の間のグリッチを補償することができる。一例では、第１のパスの間にワークピースに第１の速度でイオン注入する。この第１のパスはワークピース内に一様でないドーズの領域を生じさせる。次いで、第２のパスの間にワークピースに第２の速度でイオン注入する。この第２の速度は第１の速度とは異なる。第２の速度は、ワークピース全体に又はワークピース内の一様でないドーズの領域だけに対応させることができる。
2013538414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン注入方法であって、
第１のパスの間に第１のワークピースに第１の速度でイオン注入するステップであって、前記第１のパスは前記第１のワークピース内に一様でないドーズの領域を生じさせる、ステップと、
第２のパスの間に前記第１のワークピースに第２の速度でイオン注入するステップであって、前記第２の速度は前記第１の速度とは異なる、ステップと、
を有するイオン注入方法。
【請求項２】
前記一様でないドーズの領域を検出するステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一様でないドーズの領域は、前記ワークピースの幅にわたる線であるか、又は、前記ワークピース上の点である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の速度は前記第１のワークピースに対応する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の速度は前記ワークピース内の前記一様でないドーズの領域に対応する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のパスは前記ワークピースに第１のドーズをもたらし、前記第２のパスは前記ワークピースに第２のドーズをもたらし、前記第２のドーズは前記第１のドーズより大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のワークピースと一緒に少なくとも１つの第２のワークピースにイオン注入するステップをさらに有し、
前記一様でないドーズの領域は、前記第２のワークピースには生じない、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のワークピース及び前記第２のワークピースは、前記第２のパスの間に前記第２の速度でイオン注入される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のワークピースは、前記第２のパスの間に前記第２の速度でイオン注入され、前記第２のワークピースは、前記第２のパスの間に第３の速度でイオン注入され、前記第３の速度は前記第２の速度より速い、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第３の速度は前記第１の速度に等しい、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の速度は前記ワークピース内の前記一様でないドーズの領域に対応し、前記第２のワークピース及び前記第１のワークピースの一部は、前記第２のパスの間に第３の速度でイオン注入され、前記第３の速度は前記第２の速度より速い、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記第３の速度は前記第１の速度に等しい、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のワークピース及び前記第２のワークピースと一緒に、２×２の配列の第３のワークピース及び第４のワークピースにイオン注入するステップをさらに有し、
前記一様でないドーズの領域は、前記第１のワークピース及び前記第３のワークピースのみに生じる、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のワークピース及び前記第２のワークピースと一緒に、２×３の配列の第３のワークピース、第４のワークピース、第５のワークピース及び第６のワークピースにイオン注入するステップをさらに有し、
前記一様でないドーズの領域は、前記第１のワークピース及び前記第４のワークピースのみに生じる、請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
前記ワークピースは太陽電池を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
ワークピースの製造方法であって、
ワークピースにイオン注入するステップであって、前記イオン注入は前記ワークピース内に一様でないドーズの領域を生じさせるステップと、
金属コンタクトを前記ワークピースに付けるステップであって、前記金属コンタクトは前記一様でないドーズの領域に対して直角に付けられるステップと、
を有するワークピースの製造方法。
【請求項１７】
前記一様でないドーズの領域を検出するステップをさらに有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記一様でないドーズの領域は、前記ワークピースの幅にわたる線であるか、又は、前記ワークピース上の点である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ワークピースは太陽電池を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
イオン注入方法であって、
少なくとも１つのワークピースにイオン注入するステップと、
前記イオン注入によって前記ワークピース内に生じた一様でないドーズの領域を検出するステップと、
前記ワークピースに追加のイオン注入を行なうステップであって、それによって、前記ワークピースの全体が、前記イオン注入の後よりも、前記追加のイオン注入の後の方が、より大きいドーズを有する、ステップと、
を有するイオン注入方法。
【請求項２１】
前記追加のイオン注入は偶数回の注入パスを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記追加のイオン注入は奇数回の注入パスを含み、前記ワークピースは、少なくとも１つのパスの間には、イオン注入されない、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記ワークピースは太陽電池を含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークピースのイオン注入に関し、特に、イオン注入を用いる太陽電池の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入は、導電率を変える不純物をワークピースに導入するための標準的な技術である。所望の不純物材料はイオン源内でイオン化され、イオンは加速されて所定のエネルギーのイオンビームを形成し、そのイオンビームはワークピースの表面に向けられる。イオンビームのエネルギーイオンはワークピース材料の大部分に入り込み、ワークピース材料の結晶格子に埋め込まれ、所望の導電率の領域を形成する。
【０００３】
太陽電池は、シリコンワークピースを用いるデバイスの一例である。高性能太陽電池の製造もしくは生産コストの低減又は高性能太陽電池の効率の向上は、世界中で、太陽電池の実装にプラスの効果をもたらしている。これは、クリーンエネルギー技術のより広い有用性を可能にする。
【０００４】
種々多様な太陽電池の構造がある。２つの特別な設計は、選択エミッタ（ＳＥ）型及び相互嵌合バックコンタクト型（interdigitated back contact (ＩＢＣ)）のものである。ＳＥ太陽電池は、低抵抗コンタクトが高ドーズの領域で電流収集し得るようにしながら、低濃度ドープの領域での電流生成をより良くし得るようにするために、低濃度ドープ表面の全域に高ドーズ領域を有している。ＩＢＣ太陽電池は、太陽光により照射されない表面全域に、ｐ型領域とｎ型領域とを交互に有している。ＳＥ太陽電池及びＩＢＣ太陽電池は共に、様々なｎ型領域又はｐ型領域をドープするために、イオン注入される。
【０００５】
「グリッチ（glitch）」はイオン注入中に生じ得る。グリッチは、ビーム品質がイオン注入動作の最中に突然劣化することであって、ワークピースを使用できなくする可能性がある。そのようなグリッチは、ビーム経路に沿う様々な位置で生じ得る。イオン注入装置は、一般に、ビーム経路に沿っていくつかの電極を使用し、これらの電極は、ビームを加速し、ビームを減速し、又は、動作中に生成されスプリアスな電子流を抑制する。一般に、グリッチは、加速ギャップ、減速ギャップ又は抑制ギャップ間にて生じるが、グリッチはほかのどこでも生じ得る。これらのグリッチは、電極用の電源ユニットの１つからの電流の急激な変化として検出することができる。これは、ワークピースの表面に与えられるイオンドーズを変化させる。イオン注入されるワークピースの性能に潜在的な影響を及ぼす恐れがあるため、グリッチは非常にコストがかかり得る。従って、通常は、そのようなグリッチの発生を最小化することと、可能ならグリッチから回復することとの双方に対するステップがとられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
グリッチが検出されたときの、１つの解決策は、イオンビーム電流を直ちにゼロに低減させ、従って、ワークピース上の規定位置でのイオン注入を終了させることである。一旦、グリッチ状態が取り除かれたら、イオン注入は、グリッチが検出されたときに存在した理想的には同一のビーム特性で、ワークピース上の全く同じにて、再開するのが理想的である。この注入の目標は、均一なドーピングプロファイルを達成することであり、これは、ビーム電流、ワークピースのスキャン速度、又は、ワークピースの照射時間を制御することにより、達成することができる。このような方法でグリッチに起因するドーズ損失を修復するには、３０秒以上かかり、これは、太陽電池産業のような特定のワークピース製造業のスループット需要にとっては、あまりに時間がかかり過ぎる。従って、太陽電池のようなワークピースのイオン注入のために改善したグリッチ回復法に対する技術ニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、イオン注入方法が提供される。このイオン注入方法は、第１のイオン注入パスの間に第１のワークピースに第１の速度でイオン注入するステップを含む。第１のパスは第１のワークピース内に一様でないドーズの領域を生じさせる。第２のイオン注入パスの間に第１のワークピースに第２の速度でイオン注入する。第２の速度は第１の速度とは異なる。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、ワークピースの製造方法が提供される。この方法は、ワークピースにイオン注入するステップを含む。イオン注入はワークピース内に一様でないドーズの領域を生じさせる。金属コンタクトが一様でないドーズの領域に対して直角にワークピースに付けられる。
【０００９】
本発明の第３の態様によれば、イオン注入方法が提供される。このイオン注入方法は、少なくとも１つのワークピースにイオン注入するステップを含む。イオン注入によってワークピース内に生じた一様でないドーズの領域を検出する。ワークピース内に追加のイオン注入を行ない、それによって、ワークピースの全体が、イオン注入の後よりも、追加のイオン注入の後の方が、より大きいドーズを有する。
【００１０】
本発明をより良く理解するために、以下に、添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ビームラインイオン注入装置の簡易ブロック図である。
【図２】ドーズとワークピースのｙ位置とを比較するグラフである。
【図３】第１の実施形態における、スキャン速度対プラテンの位置を比較するグラフである。
【図４】図３の実施形態に対応する、ドーズ対プラテンの位置を例示するグラフである。
【図５】第２の実施形態における、スキャン速度対プラテンの位置を比較するグラフである。
【図６】図５の実施形態に対応する、ドーズ対プラテンの位置を例示するグラフである。
【図７】第３の実施形態における、スキャン速度対プラテンの位置を比較するグラフである。
【図８】図７の実施形態に対応する、ドーズ対プラテンの位置を例示するグラフである。
【図９】Ａ〜Ｂは、グリッチの影響を低減させるために、ワークピースを回転させる上面斜視図である。
【図１０】プラテン上のワークピースの配置の一例を示す正面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明による方法の実施形態を、本明細書ではイオン注入装置に関連して説明する。ビームラインイオン注入装置、プラズマドーピングイオン注入装置、又は、フラッドイオン（flood ion）注入装置を用いることができる。任意のｎ型又はｐ型ドーパントを用いることができるが、本明細書の実施形態は、ドーパントだけに限定されない。さらに、このプロセスの実施形態は、多くの太陽電池の構造、又は、半導体ウエーハ、発光ダイオード（ＬＥＤ）もしくはフラットパネルのような他のワークピースでさえ適用することができる。様々なパス（pass）又は速度を「第１の」又は「第２の」と称するが、この命名は簡単にするために用いる。グリッチが生じるときの「第１の」パスは、実際には、例えば、ワークピースのイオン注入の間における全体の４番目のパスとすることができる。従って、本発明は、以下に説明する特定の実施形態に限定されない。
【００１３】
図１はビームラインイオン注入装置の簡易ブロック図である。当業者は、ビームラインイオン注入装置５００が種々のビームラインイオン注入装置の多くの例の内の一例に過ぎないことを認識するであろう。一般に、ビームラインイオン注入装置５００は、イオンビーム５０２を形成するために引き出されるイオンを生成するイオン源５０１を含み、イオンビーム５０２は、例えば、リボンビーム又はスポットビームとすることができる。図１のイオンビーム５０２は、本明細書で開示する実施形態でイオン注入するために用いるイオンに相当することができる。
【００１４】
イオンビーム５０２は、質量分析されて、発散イオンビームから、一例では、ほぼ平行なイオン軌道を有するリボンイオンビームに変換される。イオンビーム５０２は、別の例では、イオン注入の前に質量分析することができない。ビームラインイオン注入装置５００は、いくつかの実施形態では、さらに、加速又は減速ユニット５０３を含むことができる。
【００１５】
エンドステーション５０４は、所望の種のイオンがワークピース５０６に注入されるように、イオンビーム５０２の経路内にワークピース５０６のような１つ以上のワークピースを支持する。エンドステーション５０４は、ワークピース５０６を支持するために、プラテン５０５のようなワークピースホルダーを含むことができる。ワークピースホルダーはまた、コンベアベルトのような他の機構とすることができる。この特定のエンドステーション５０４はまた、イオンビーム５０２の断面の長さに垂直に、ワークピース５０６を動かすためのスキャナー（図示せず）を含むことができ、これにより、イオンをワークピース５０６の全表面にわたって分配させる。
【００１６】
ビームラインイオン注入装置５００は、自動ワークピース操作装置、ファラデーセンサ又はエレクトロンフラッドガンのような当業者に既知の追加のコンポーネントを含むことができる。イオンビーム５０２が横切った全経路は、イオン注入中に退かされることは、当業者に理解されるであろう。ビームラインイオン注入装置５００は、いくつかの実施形態では、イオンのホット又はコールド注入を含むことができる。
【００１７】
グリッチは、ビームラインイオン注入装置５００のようなイオン注入装置内で生じ得る。このグリッチが十分に短くて、ワークピース上のパスの回数が十分に多い場合には、ワークピースに及ぼす影響がありそうもないため、グリッチを無視することができる。しかしながら、ある時点で、グリッチが十分に大きくなるか又はグリッチの回復時間が十分に長くなり、かなりのドーズ損失が生じるために、グリッチを無視することができなくなることがあり、ワークピースが太陽電池の場合は、太陽電池の効率が影響を受け得ることになる。そのようなかなりのドーズ損失を伴うグリッチが生じた場合には、そのグリッチに起因するダメージは、歩留まり損失を回避するために修復するのがよい。
【００１８】
図２は、ドーズ対ワークピースのｙ位置を比較するグラフである。これは、この例では太陽電池とするワークピースに対するドーズ均一性での単一のグリッチを例示する。この例は、８回のスキャン又はパスでのイオン注入に基づく。全ドーズは、一例では、約１Ｅ１５ｃｍ−２と１Ｅ１６ｃｍ−２との間とすることができる。ラインスキャンが様々なグリッチ持続時間に対して例示される。ドーズへの影響を、局所的ドーズ損失及びワークピース全体のドーズの非一様性と称する。図２で見られるように、５０ｍｓグリッチのドーズへの影響は、１０ｍｓグリッチのドーズへの影響より大きい。
【００１９】
ＳＥ太陽電池に対するフィールド領域は、絶対ドーズに対し、半導体ウエーハほど感応しないことが、実験的に確かめられた。他の太陽電池の構造又はワークピースは、半導体ウエーハに対するのと同様の感度を有し得る。従って、半導体ウエーハはドーズのほぼ完璧な修復を必要とするのに、太陽電池又は他のワークピースは、さほど正確な修復を必要としない。短絡電流密度Jsc及び開回路電圧Vocは、ドーズの関数として、急には変化しない。ドーズの±１５％の変化でのイオン注入では、Jsc又はVocは、ほとんど変化しない。
【００２０】
さらに、金属のコンタクトを太陽電池に接続又は加えるのに必要とされるドーズは、適切に機能するための一定のおドーズを必要とするに過ぎない。ドーズの増加は、改良型の金属コンタクトを形成するのに有益である。フィルファクタFF及び直列抵抗Rseriesは、コンタクト品質の代用として用いることができる。ドーズの増加に応じて、FFは増大し、かつ、Rseriesは低下することが分かっている。
【００２１】
グリッチの検出は、多くの方法で行うことができる。例えば、ファラデーカップ又は他の検出装置は、イオン注入装置におけるビーム電流をモニターすることができる。別の例では、電源ユニットをモニターする。電源ユニットの１つからの電流の降下は、グリッチが生じた又は生じていることを示すことができる。イオン注入装置におけるビーム電流の他の測定法によっても、グリッチを検出することができる。コンピュータ又は他のプロセッサとし得るコントローラは、信号を受信し、検出したグリッチを補償することができる。このコントローラは、１つのワークピース上又は複数のワークピース上のどこでグリッチが生じたかを決定し、グリッチを補償するために、この情報を用いることができる。
【００２２】
グリッチは変動持続時間を有する。いくつかのグリッチは、他の長さももちろんあり得るが、５０ｍｓ以上になり得る。リボンビームを用いる一例では、グリッチは、ワークピース上の全表面を横切る線である。スポットビームを用いる別の例では、グリッチは、ワークピースの表面上の点である。これらの実施形態では、太陽電池又は他のワークピースは、イオン注入中の多数のパス又はスキャンに備えて２×３の配列でプラテン上に配置されると仮定する。そのような配列を図１０に例示する。全部で６個のワークピース５０６をプラテン５０５上に配置する。これらのワークピース５０６は、第１のワークピース対１０３、第２のワークピース対１０４及び第３のワークピース対１０５に配置され、これらを、水平方向のワークピース５０６と称する。ワークピース５０６は矢印５０７の方向にスキャンする。もちろん、他の構成又はイオン注入方法も可能である。例えば、単一のワークピース、２つのワークピース、１×３の配列の３つのワークピース、２×２の配列の４つのワークピースにイオン注入することができる。いずれも、本明細書に開示した実施形態の利益を享受する。ワークピースをスキャンすることを具体的に述べているが、イオンビームをスキャンすること、又は、イオンビームとワークピースとをスキャンする組合せも可能である。ワークピースのブランケットイオン注入の間、又は、ワークピースの全表面上への均一なイオン注入の間にグリッチが生じる場合、少なくとも５つの応答がある。
【００２３】
グリッチの後のパスは、その前のパスに比べて、意図的に遅くして、２×３の配列の全部で６個のワークピースをオーバードーズにすることができる。図３は、第１の実施形態における、スキャン速度対プラテンの位置を比較するグラフである。Ｘ軸の位置は、第１のワークピース対１０３、第２のワークピース対１０４及び第３のワークピース対１０５に分かれる２×３の配列の３つのワークピース対を含む。グリッチは、第１の速度で生じる第１のイオン注入パス１００の間に第１のワークピース対１０３の位置１０２で生じる。従って、第１のワークピース対１０３のみがグリッチにより影響を受け、一様でないドーズの領域がこの第１のワークピース対１０３に生じる。第２のイオン注入パス１０１は、全てのワークピース上のドーズを増やすために、行われるか又は加えられる。この第２のイオン注入パス１０１は、第２の速度で生じ、第１のイオン注入パス１００の第１の速度に比べて遅くする。従って、ワークピースのほとんど又は全てはオーバードーズになり、位置１０２におけるオーバードーズは、あまり高くはならず、少なくとも所望の値に等しくなる。
【００２４】
図４は、図３の実施形態に対応する、ドーズ対プラテンの位置を例示するグラフである。図４では、第１のワークピース対１０３、第２のワークピース対１０４及び第３のワークピース対１０５が例示され、図３に対応する。グリッチが生じる位置１０２もまた、図３に対応する。所望のドーズレベル６００を例示する（水平破線により表す）。図３からの第２の注入パスは、第１の注入パスに比べて遅くしたため、実際のドーズレベル６０１は、全てのワークピースに対し、所望のドーズレベル６００より高い。グリッチが生じる位置１０２の周りの領域でさえ、所望のドーズレベル６００より高いドーズを有する。
【００２５】
グリッチの後のパスは、グリッチにより影響を受けるワークピースの行又は対に対して意図的にオーバードーズにするために、遅くすることができる。図５は、第２の実施形態における、スキャン速度対プラテンの位置を比較するグラフである。図３の実施形態と同様に、図５では、グリッチは、第１の速度で生じる第１の注入パス１００の間に第１のワークピース対１０３の位置１０２で生じる。従って、第１のワークピース対１０３のみがグリッチにより影響を受け、一様でないドーズの領域がこの第１のワークピース対１０３に生じる。第２の注入パス２００が、行われ又は加えられる。第２の注入パス２００は、グリッチにより影響を受ける第１のワークピース対１０３に対して、第１の速度より遅い第２の速度とし、グリッチにより影響を受けない他のワークピース対に対しては、第２の速度より速い第３の速度とする。一例では、第２の注入パス２００の間のこの第３の速度は、第１の注入パス１００の第１の速度より速くしたり、遅くしたり、又は、ほぼ等しくしたりすることができる。図５は、簡単にするために、第２の注入パス２００の速度とは異なる速度として、第１の注入パス１００の速度を例示しているに過ぎない。これは、グリッチにより影響を受ける主にワークピース上のドーズを増やし、図３の実施形態に対してのスループットを増大させることができる。
【００２６】
図６は、図５の実施形態に対応する、ドーズ対プラテンの位置を例示するグラフである。図６では、第１のワークピース対１０３、第２のワークピース対１０４及び第３のワークピース対１０５が例示され、図５に対応する。グリッチが生じる位置１０２も図５に対応する。所望のドーズレベル６００を例示する。図５の第２のイオン注入パスは、第１のワークピース対１０３に対し、第１のイオン注入パスに比べて遅いため、実際のドーズレベル６０１は、第１のワークピース対１０３に対し、所望のドーズレベル６００より大きい。第２のワークピース対１０４及び第３のワークピース対１０５に対し、実際のドーズレベル６０１は、所望のドーズレベル６００にほぼ同じとすることができる。
【００２７】
グリッチの後のパスは、ワークピース上の損失ドーズを補充するために、グリッチが生じたワークピースの特定の領域上のみ、遅くすることができる。これは、グリッチにより影響を受けないワークピースに対する影響を最小にすることができる。図７は、第３の実施形態における、スキャン速度対プラテンの位置を比較するグラフである。図３及び５の実施形態と同様に、図７では、グリッチは、第１の速度での第１の注入パス１００の間に第１のワークピース対１０３の位置１０２で生じる。従って、第１のワークピース対１０３のみがグリッチにより影響を受け、一様でないドーズの領域がこの第１のワークピース対１０３に生じる。第２の注入パス３００は、加えられるか又は行われる。第２の注入パス３００は、位置１０２のグリッチの周りの領域に対してのみ、遅くする。従って、位置１０２のグリッチの周りの領域では、第１の速度より遅い第２の速度が生じる。ワークピースの領域の残りの部分に対しては、第２の注入パス３００は、第２の速度より速い第３の速度で生じる。一例では、第２の注入パス３００のこの第３の速度は、第１の注入パス１００の第１の速度より遅く、より速く、又は、ほぼ等しくすることができる。図７は、簡単にするために、第２の注入パス３００の速度とは異なる速度として、第１の注入パス１００の速度を例示するに過ぎない。これは、グリッチにより影響を受けるワークピースの領域上のみドーズを増やし、図３及び５の実施形態に比べスループットロスを低減させることができる。
【００２８】
図８は、図７の実施形態に対応する、ドーズ対プラテンの位置を例示するグラフである。図８では、第１のワークピース対１０３、第２のワークピース対１０４及び第３のワークピース対１０５が例示され、図７に対応する。グリッチが生じる位置１０２も図７に対応する。所望のドーズレベル６００を例示する。図７の第２の注入パスは、位置１０２のグリッチの周りの領域に対し、第１の注入パスに比べて遅いため、実際のドーズレベル６０１は、位置１０２のグリッチの周りの領域に対し、所望のドーズレベル６００より大きい。第１のワークピース対１０３の残り、並びに、第２のワークピース対１０４及び第３のワークピース対１０５の全て、に対しては、実際のドーズレベル６０１は、所望のドーズレベル６００とほぼ同じとすることができる。
【００２９】
第２の注入パスを遅くすることを、図３、５及び７で開示したが、これらの第２の注入パスも、第１のイオン注入パスに対し、速度をより速く又は等しくすることができる。そのような例では、より高いスループットを望むことができ、又は、グリッチを補償するために、わずかの追加のドーズを必要とするに過ぎない。例えば、小さいグリッチに対して、第２の注入パスは、グリッチを補償するために、第１の注入パスより速くすることができる。この例では、第１の注入パスと第２の注入パスとを組み合わせたドーズは、所望のドーズレベルとほぼ等しいか、又は、より大きい。
【００３０】
１つ以上の追加の注入パスも、全てのワークピースをオーバードーズにするために、追加することができる。追加の注入パスは、標準の注入パスと同じ速度、又は、異なる速度で行うことができる。例えば、追加の注入パスは、最初の注入パスより速い速度にすることができる。１つの追加の注入パスを追加しながら、２つ以上の追加の注入パスを追加することができる。特定の例では、奇数回の注入パスを追加し、戻りのパスは、ビームがワークピースに注入しないように、「ブランク」にする。例えば、ブランキングの間は、アークを消火させたり、イオンビームをワークピースから離したり、ビームを阻止したり、又は、ワークピースをビームから遮断するようにプラテンを回転させたりすることができる。偶数回のパスを追加することは、ワークピースの操作の目的には、より簡単である。例えば、最初の注入パスより速い速度での２つのパスを追加する。これは、一例では、図３、５又は７の実施形態で組み合わせることができ、又は、図３、５又は７の実施形態とは別のグリッチを補償する方法とすることができる。
【００３１】
図３、５及び７の実施形態は、第１のワークピース対１０３の位置１０２で、単一のグリッチを例示したが、多数のグリッチが生じ得る。これらの多数のグリッチは、同じワークピース又はワークピース対に生じ得る。これらの多数のグリッチは、また、多数のワークピース又は異なるワークピース対に生じ得る。図３、５及び７の実施形態は、多数のグリッチが生じた場合に、適用することができる。例えば、注入パスは、グリッチが生じた多数のワークピースパス又は多数の位置の周りに対し、遅くすることができる。
【００３２】
グリッチにより影響を受けるワークピースは、また、金属コンタクトをその表面にプリントする前に、９０°回転させることができる。これは、金属線が欠損ドーズ領域に対して直角となることを可能にする。これは、少しの金属線に正しくドープした領域を欠損させる代替手段より良い。図９Ａ〜Ｂは、グリッチの影響を低減させるために、ワークピースを回転させる上面斜視図である。図９Ａに例示するように、ワークピース４００は、イオン注入中に生じたグリッチによる異なるドーズの領域４０１を含む。図９Ｂでは、ワークピース４００を９０°回転させている。金属線４０２は、領域４０１のより低いドーズのマイナス効果を低減させるために、領域４０１と垂直なワークピース４００上に配置される。もちろん、金属線４０２のパターンは、また、領域４０１をスキップして、領域４０１に平行に動くことができるが、これは、ワークピース４００から集めたエネルギーを制限し又は低減させることができる。一例では、ワークピース操作システムは、金属線４０２を生成する金属化ステップの前に、ワークピース４００を回転させることができる。特定の実施形態では、領域４０１を有するワークピース４００又は領域４０１を有する他のワークピースは、金属化の前に回転させ、一方、その他のワークピースは、金属化の前に回転させない。別の特定の実施形態では、ワークピース４００を含む全てのワークピースは、金属化の前に回転させる。
【００３３】
選択的イオン注入とともにグリッチはもっと複雑になり得る。選択的イオン注入は、ワークピースの一部にイオン注入するに過ぎない。例えば、一連のより高い線量のラインは、選択的イオン注入の間にイオン注入することができる。フォトレジスト、酸化物、ステンシルマスク又はシャドウマスクは、選択的イオン注入を可能にするために、用いることができる。グリッチが選択的イオン注入の間に生じる場合、ブランケットイオン注入用にリストした任意の実施形態は、金属コンタクトをプリントする前にワークピースを９０°回転させる図９の実施形態を除き、用いることができる。次いで、金属コンタクトは、任意の高濃度にドープされた領域に位置合わせを誤るか、又は、位置合わせされない。図３、５もしくは７の実施形態又は追加のパスの使用に対して、マスクは、種々の速度を含む又は追加のパスのためのイオン注入の間に、その位置にとどまることができる。これは、選択的イオン注入の全て又はいくつかに対し、追加のドーズをもたらす。
【００３４】
スキャン速度を最小時間遅くすることは、スループットに最小の影響を与え、これは、ハイスループットを必要とする太陽電池又は他のワークピースにとって望ましい。しかしながら、全ての解決策は、太陽電池のイオン注入の歩留まりを改善する。本明細書の実施形態を使用するために、イオン注入装置は、生じ得るグリッチをモニターする測定システム及びイオンビーム用のスキャンシステム又はプラテンに接続したコントローラを用いることができる。このコントローラは、グリッチを補償するために、スキャン又は注入を修正することができる。そのような修正は、全体のスループットの影響を考慮することができ、グリッチに対する最良の解決策を選択することができる。ワークピース上のグリッチの位置、ワークピース上のグリッチの寸法、グリッチの持続時間、所望のドーズレベルに対するパスの数、イオン注入されるワークピースの特定の層もしくは領域、又は、イオン注入されるワークピースのタイプもしくは太陽電池のアーキテクチャのような要因を考慮して、最良のグリッチの解決策を決定することができる。この最良の解決策は、例えば、所望のスループット又は太陽電池のアーキテクチャに基づくことができる。本明細書で開示する実施形態は、全てグリッチを回復させることに関連するが、いくつかの例での解決策は、グリッチを完全に無視することであってもよい。例えば、グリッチが多数の種々のワークピースで生じる場合、１つの解決策は、別のワークピースでグリッチを修復するのに、１つのワークピースでグリッチを無視することであってもよい。この無視したグリッチは、この特定のグリッチを回復させることによりもたらされるより低いスループットを、正当化するのに十分なワークピースへの影響を与えない。
【００３５】
このコントローラは、また、例えば、所望のドーズレベル６００のようなワークピースに必要な最小ドーズを考慮して、グリッチに、パスを加えるか、そうでない最良の解決策を選択することができる。ワークピース全体の又は個々のワークピースの一様性は、最小ドーズが注入される限り、無視することができる。そのような最小ドーズは、例えば、コンタクトの形成又はエミッタの形成の必要性に基づいて計算することができる。パスの数又は個々のパスの速度は、一実施形態で、この最小ドーズを注入するように設定される。
【００３６】
本発明は、本明細書に記載した特定の実施形態による範囲に限定すべきではない。実際に、本明細書に記載した実施形態に加えて、本発明の他の様々な実施形態及び変更は、前述の記載及び添付図面から当業者には明らかであろう。従って、そのような他の実施形態及び変更は、本発明の範囲内に入ることを意図している。さらに、本発明は、特定の目的のため、特定の環境で、特定の実施のコンテキストで、本明細書に記載したけれども、当業者は、その有用性がそれらに限定されず、本発明が、任意の数の目的のため、任意の数の環境で、有用に実施することができることを理解するであろう。従って、以下に記載の特許請求の範囲は、本明細書に記載されているように、本発明の全容及び精神に鑑みて解釈すべきである。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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