(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板へのドーパント成分の拡散に用いられる拡散剤組成物であって、
ケイ素化合物（Ａ）と、
ドーパント成分（Ｂ）と、
非ドーパント金属成分（Ｃ）と、
を含有し、
前記非ドーパント金属成分（Ｃ）として含まれるＮａの含有量が組成物全体に対して６０ｐｐｂ未満であることを特徴とする拡散剤組成物。
【請求項２】
前記ドーパント成分（Ｂ）は、ＩＩＩ族元素またはＶ族元素の化合物を含む請求項１に記載の拡散剤組成物。
【請求項３】
前記ケイ素化合物（Ａ）は、ＳｉＯ２微粒子、および下記一般式（１）で表されるアルコキシシランを加水分解して得られる反応生成物からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１または２に記載の拡散剤組成物。
【化１】
0005681402.tif 000006
式（１）中、Ｒ１は水素原子、アルキル基、またはアリール基であり、Ｒ２はアルキル基またはアリール基であり、ｍは０、１、または２の整数を表す。Ｒ１が複数の場合は複数のＲ１は同じでも異なってもよく、（ＯＲ２）が複数の場合は複数の（ＯＲ２）は同じでも異なってもよい。
【請求項４】
界面活性剤（Ｄ）をさらに含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の拡散剤組成物。
【請求項５】
溶剤成分（Ｅ）をさらに含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載の拡散剤組成物。
【請求項６】
前記ドーパント成分（Ｂ）は、リン酸エステルである請求項１乃至５のいずれか１項に記載の拡散剤組成物。
【請求項７】
半導体基板に、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の拡散剤組成物を塗布して拡散層を形成する工程と、
前記拡散剤組成物のドーパント成分（Ｂ）を前記半導体基板に拡散させる拡散工程と、
を含むことを特徴とする不純物拡散層の形成方法。
【請求項８】
前記拡散層の形成工程が、拡散剤組成物を印刷してパターンを形成するパターン形成工程を含む請求項７に記載の不純物拡散層の形成方法。
【請求項９】
前記半導体基板が太陽電池に用いられる請求項７または８に記載の不純物拡散層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散剤組成物および不純物拡散層の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池の製造において、半導体基板中に、たとえばＮ型またはＰ型の不純物拡散層を形成する場合には、Ｎ型またはＰ型のドーパント成分（不純物拡散成分ともいう）を含む不純物拡散剤を上記半導体基板に塗布し、拡散炉等を用いて熱処理に付すことにより不純物拡散剤を半導体基板中に拡散させる方法により行われてきた。
【０００３】
また、近年、より高効率な太陽電池を形成するために、インクジェット方式を用いて拡散剤を半導体基板表面にパターニングする方法が提案されている（たとえば、特許文献１〜３参照）。インクジェット方式では、マスクを使わずにインクジェットノズルから不純物拡散層形成領域に拡散剤を選択的に吐出してパターニングするため、従来のフォトリソグラフィ法等と比較して複雑な工程を必要とせず、使用液量を削減しつつ容易にパターンを形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６８８１０号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２６０６号公報
【特許文献３】特開２００６−１５６６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｎ型またはＰ型のドーパント成分を含む拡散剤を用いて、太陽電池用の半導体基板中に不純物拡散層を形成したときに、拡散剤に含まれる、ドーパント成分以外の金属成分が原因で、拡散剤の拡散性能が低下し、半導体基板の電気特性が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、拡散能力を向上させることで、太陽電池用の半導体基板中に不純物拡散層を形成したときに電気特性のさらなる向上を図ることができる拡散剤組成物の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の態様は、拡散剤組成物である。当該拡散剤組成物は、半導体基板へのドーパント成分の拡散に用いられる拡散剤組成物であって、ケイ素化合物（Ａ）と、ドーパント成分（Ｂ）と、非ドーパント金属成分（Ｃ）と、を含有し、非ドーパント金属成分（Ｃ）として含まれるＮａの含有量が組成物全体に対して６０ｐｐｂ未満であることを特徴とする。
【０００８】
この態様の拡散剤組成物によれば、太陽電池用の半導体基板中に不純物拡散層を形成したときに電気特性のさらなる向上を図ることができる。
【０００９】
本発明の第二の態様は、不純物拡散層の形成方法である。当該不純物拡散層の形成方法は、半導体基板に、上述した態様の拡散剤組成物を塗布して拡散層を形成する工程と、拡散剤組成物のドーパント成分（Ｂ）を半導体基板に拡散させる拡散工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
この態様によれば、電気特性が向上した不純物拡散層を形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、太陽電池などに用いられる半導体基板中に不純物拡散層を形成したときに電気特性のさらなる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（Ａ）〜（Ｄ）は、実施の形態に係る不純物拡散層の形成方法を含む太陽電池の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｄ）は、実施の形態に係る不純物拡散層の形成方法を含む太陽電池の製造方法を説明するための工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
実施の形態に係る拡散剤組成物は、半導体基板へのドーパント成分の拡散に用いられる。上記半導体基板は、太陽電池用の基板として使用されうる。当該拡散剤組成物は、ケイ素化合物（Ａ）と、ドーパント成分（Ｂ）と、非ドーパント金属成分（Ｃ）とを含有する。以下、本実施形態の拡散剤組成物の各成分について詳述する。
【００１５】
（Ａ）ケイ素化合物
ケイ素化合物（Ａ）は、ＳｉＯ２微粒子、および下記一般式（１）で表されるアルコキシシランを加水分解して得られる反応生成物（以下、適宜、アルコキシシランの加水分解生成物という）からなる群から選ばれる少なくとも１種である。以下、ＳｉＯ２微粒子、およびアルコキシシランの加水分解生成物のそれぞれについて説明する。
【００１６】
＜アルコキシシランの加水分解生成物＞
【化１】
0005681402.tif 000002
式（１）中、Ｒ１は水素原子、アルキル基、またはフェニル基などのアリール基であり、Ｒ２はアルキル基またはフェニル基などのアリール基であり、ｍは０、１、または２の整数を表す。Ｒ１が複数の場合は複数のＲ１は同じでも異なってもよく、（ＯＲ２）が複数の場合は複数の（ＯＲ２）は同じでも異なってもよい。
【００１７】
Ｒ１がアルキル基の場合には、炭素数１〜２０の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましく、炭素数１〜４の直鎖状または分岐状のアルキル基がより好ましい。
【００１８】
Ｒ２がアルキル基の場合には、炭素数１〜５の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましく、加水分解速度の点から炭素数１または２のアルキル基がより好ましい。ｍは好ましくは０である。
【００１９】
上記一般式（１）におけるｍが０の場合のシラン化合物（ｉ）は下記一般式（ＩＩ）で表される。
【００２０】
Ｓｉ（ＯＲ５１）ａ（ＯＲ５２）ｂ（ＯＲ５３）ｃ（ＯＲ５４）ｄ・・・（ＩＩ）
（ＩＩ）式中、Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３およびＲ５４は、それぞれ独立に上記Ｒ２と同じアルキル基またはフェニル基などのアリール基を表す。ａ、ｂ、ｃおよびｄは、０≦ａ≦４、０≦ｂ≦４、０≦ｃ≦４、０≦ｄ≦４であって、かつａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝４の条件を満たす整数である。
【００２１】
一般式（１）におけるｍが１の場合のシラン化合物（ｉｉ）は下記一般式（ＩＩＩ）で表される。
【００２２】
Ｒ６５Ｓｉ（ＯＲ６６）ｅ（ＯＲ６７）ｆ（ＯＲ６８）ｇ・・・（ＩＩＩ）
（ＩＩＩ）式中、Ｒ６５は上記Ｒと同じ水素原子、アルキル基、またはフェニル基などのアリール基を表す。Ｒ６６、Ｒ６７、およびＲ６８は、それぞれ独立に上記Ｒ２と同じアルキル基またはフェニル基などのアリール基を表す。ｅ、ｆ、およびｇは、０≦ｅ≦３、０≦ｆ≦３、０≦ｇ≦３であって、かつｅ＋ｆ＋ｇ＝３の条件を満たす整数である。
【００２３】
一般式（１）におけるｍが２の場合のシラン化合物（ｉｉｉ）は下記一般式（ＩＶ）で表される。
【００２４】
Ｒ７０Ｒ７１Ｓｉ（ＯＲ７２）ｈ（ＯＲ７３）ｉ・・・（ＩＶ）
（ＩＶ）式中、Ｒ７０およびＲ７１は上記Ｒ１と同じ水素原子、アルキル基、またはフェニル基などのアリール基を表す。ただし、Ｒ７０およびＲ７１のうちの少なくとも１つはアルキル基またはフェニル基などのアリール基を表す。Ｒ７２、およびＲ７３は、それぞれ独立に上記Ｒ２と同じアルキル基またはフェニル基などのアリール基を表す。ｈおよびｉは、０≦ｈ≦２、０≦ｉ≦２であって、かつｈ＋ｉ＝２の条件を満たす整数である。
【００２５】
シラン化合物（ｉ）の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラペンチルオキシシラン、テトラフェニルオキシシラン、トリメトキシモノエトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、トリエトキシモノメトキシシラン、トリメトキシモノプロポキシシラン、モノメトキシトリブトキシシラン、モノメトキシトリペンチルオキシシラン、モノメトキシトリフェニルオキシシラン、ジメトキシジプロポキシシラン、トリプロポキシモノメトキシシラン、トリメトキシモノブトキシシラン、ジメトキシジブトキシシラン、トリエトキシモノプロポキシシラン、ジエトキシジプロポキシシラン、トリブトキシモノプロポキシシラン、ジメトキシモノエトキシモノブトキシシラン、ジエトキシモノメトキシモノブトキシシラン、ジエトキシモノプロポキシモノブトキシシラン、ジプロポキシモノメトキシモノエトキシシラン、ジプロポキシモノメトキシモノブトキシシラン、ジプロポキシモノエトキシモノブトキシシラン、ジブトキシモノメトキシモノエトキシシラン、ジブトキシモノエトキシモノプロポキシシラン、モノメトキシモノエトキシモノプロポキシモノブトキシシラン等のテトラアルコキシシランが挙げられ、中でもテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが好ましい。
【００２６】
シラン化合物（ｉｉ）の具体例としては、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリペンチルオキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、エチルトリペンチルオキシシラン、エチルトリフェニルオキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリペンチルオキシシラン、プロピルトリフェニルオキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリプロポキシシラン、ブチルトリペンチルオキシシラン、ブチルトリフェニルオキシシラン、メチルモノメトキシジエトキシシラン、エチルモノメトキシジエトキシシラン、プロピルモノメトキシジエトキシシラン、ブチルモノメトキシジエトキシシラン、メチルモノメトキシジプロポキシシラン、メチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、メチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、エチルモノメトキシジプロポキシシラン、エチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、エチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、プロピルモノメトキシジプロポキシシラン、プロピルモノメトキシジペンチルオキシシラン、プロピルモノメトキシジフェニルオキシシラン、ブチルモノメトキシジプロポキシシラン、ブチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、ブチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、メチルメトキシエトキシプロポキシシラン、プロピルメトキシエトキシプロポキシシラン、ブチルメトキシエトキシプロポキシシラン、メチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン、エチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン、プロピルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン、ブチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等が挙げられ、中でもメチルトリアルコキシシラン（特にメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン）、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランが好ましい。
【００２７】
シラン化合物（ｉｉｉ）の具体例としては、メチルジメトキシシラン、メチルメトキシエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルメトキシプロポキシシラン、メチルメトキシペンチルオキシシラン、メチルメトキシフェニルオキシシラン、エチルジプロポキシシラン、エチルメトキシプロポキシシラン、エチルジペンチルオキシシラン、エチルジフェニルオキシシラン、プロピルジメトキシシラン、プロピルメトキシエトキシシラン、プロピルエトキシプロポキシシラン、プロピルジエトキシシラン、プロピルジペンチルオキシシラン、プロピルジフェニルオキシシラン、ブチルジメトキシシラン、ブチルメトキシエトキシシラン、ブチルジエトキシシラン、ブチルエトキシプロポキシシシラン、ブチルジプロポキシシラン、ブチルメチルジペンチルオキシシラン、ブチルメチルジフェニルオキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルメトキシエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジペンチルオキシシラン、ジメチルジフェニルオキシシラン、ジメチルエトキシプロポキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルメトキシプロポキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルエトキシプロポキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピルジペンチルオキシシラン、ジプロピルジフェニルオキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジブチルジプロポキシシラン、ジブチルメトキシペンチルオキシシラン、ジブチルメトキシフェニルオキシシラン、メチルエチルジメトキシシラン、メチルエチルジエトキシシラン、メチルエチルジプロポキシシラン、メチルエチルジペンチルオキシシラン、メチルエチルジフェニルオキシシラン、メチルプロピルジメトキシシラン、メチルプロピルジエトキシシラン、メチルブチルジメトキシシラン、メチルブチルジエトキシシラン、メチルブチルジプロポキシシラン、メチルエチルエトキシプロポキシシラン、エチルプロピルジメトキシシラン、エチルプロピルメトキシエトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルメトキシエトキシシラン、プロピルブチルジメトキシシラン、プロピルブチルジエトキシシラン、ジブチルメトキシエトキシシラン、ジブチルメトキシプロポキシシラン、ジブチルエトキシプロポキシシラン等が挙げられ、中でもメチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシランが好ましい。
【００２８】
上記加水分解生成物は、たとえば、上記アルコキシシラン（ｉ）〜（ｉｉｉ）の中から選ばれる１種または２種以上を、酸触媒、水、有機溶剤の存在下で加水分解する方法で調製することができる。
【００２９】
酸触媒は有機酸、無機酸のいずれも使用することができる。無機酸としては、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等を使用することができ、中でも、リン酸、硝酸が好適である。有機酸としては、ギ酸、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、氷酢酸、無水酢酸、プロピオン酸、ｎ−酪酸等のカルボン酸、および硫黄含有酸残基を有する有機酸を使用することができる。硫黄含有酸残基を有する有機酸としては、有機スルホン酸などが挙げられ、それらのエステル化物としては有機硫酸エステル、有機亜硫酸エステル等が挙げられる。これらの中で、特に有機スルホン酸、たとえば、下記一般式（５）で表される化合物が好ましい。
【００３０】
Ｒ１３−Ｘ          （５）
［上記式（５）中、Ｒ１３は、置換基を有していてもよい炭化水素基であり、Ｘはスルホン酸基である。］
【００３１】
上記一般式（５）において、Ｒ１３としての炭化水素基は、炭素数１〜２０の炭化水素基が好ましい。この炭化水素基は、飽和のものでも不飽和のものでもよいし、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれであってもよい。Ｒ１３の炭化水素基が環状の場合、たとえばフェニル基、ナフチル基、アントリル基等の芳香族炭化水素基が好ましく、中でもフェニル基が好ましい。この芳香族炭化水素基における芳香環には、置換基として炭素数１〜２０の炭化水素基が１個または複数個結合していてもよい。当該芳香環上の置換基としての炭化水素基は、飽和のものでも不飽和のものでもよいし、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれであってもよい。また、Ｒ１３としての炭化水素基は、１個または複数個の置換基を有していてもよく、この置換基としては、たとえばフッ素原子等のハロゲン原子、スルホン酸基、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基等が挙げられる。
【００３２】
上記酸触媒は、水の存在下でアルコキシシランを加水分解する際の触媒として作用するが、使用する酸触媒の量は、加水分解反応の反応系中の濃度が１〜１０００ｐｐｍ、特に５〜８００ｐｐｍの範囲になるように調製することが好ましい。水の添加量は、これによってシロキサンポリマーの加水分解率が変わるので、得ようとする加水分解率に応じて決められる。
【００３３】
加水分解反応の反応系における有機溶剤は、たとえばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール（ＩＰＡ）、ｎ−ブタノールのような一価アルコール、メチル−３−メトキシプロピオネート、エチル−３−エトキシプロピオネートのようなアルキルカルボン酸エステル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール等の多価アルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールのモノエーテル類あるいはこれらのモノアセテート類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトンのようなケトン類、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテルのような多価アルコールの水酸基をすべてアルキルエーテル化した多価アルコールエーテル類等が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
このような反応系でアルコキシシランを加水分解反応させることによりシロキサンポリマーが得られる。当該加水分解反応は、通常５〜１００時間程度で完了するが、反応時間を短縮させるには、８０℃を超えない温度範囲で加熱することが好ましい。
【００３５】
反応終了後、合成されたシロキサンポリマーと、反応に用いた有機溶剤を含む反応溶液が得られる。シロキサンポリマーは、従来公知の方法により有機溶媒と分離し、乾燥することにより得ることができる。
【００３６】
＜ＳｉＯ２微粒子＞
ＳｉＯ２微粒子の大きさは、平均粒径が１μｍ以下であることが好ましい。ＳｉＯ２微粒子の具体例としては、ヒュームドシリカなどが挙げられる。
【００３７】
（Ｂ）ドーパント成分
ドーパント成分（Ｂ）は、一般にドーパントとして用いられる化合物である。ドーパント成分（Ｂ）は、ＩＩＩ族（１３族）またはＶ族（１５族）元素の化合物を含むＮ型またはＰ型のドーパント成分であり、半導体基板内にＮ型またはＰ型の不純物拡散層（不純物拡散領域）を形成することができる。ドーパント成分（Ｂ）に含まれるＶ族元素の化合物としては、たとえば、Ｐ２Ｏ５、リン酸ジブチル、リン酸トリブチル、リン酸モノエチル、リン酸ジエチル、リン酸トリエチル、リン酸モノプロピル、リン酸ジプロピルなどのリン酸エステル、Ｂｉ２Ｏ３、Ｓｂ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３、ＳｂＣｌ３、Ｈ３ＡｓＯ4、Ａｓ（ＯＣ４Ｈ９）３等が挙げられる。ドーパント成分（Ｂ）の濃度は、半導体基板に形成される不純物拡散層の層厚等に応じて適宜調整される。なお、ＩＩＩ族のドーパント成分（Ｂ）としては、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、三塩化ガリウム等が挙げられる。
【００３８】
不純物の拡散効果はケイ素化合物（Ａ）の配合量とドーパント成分（Ｂ）の配合量とのバランスが重要で、特にケイ素化合物（Ａ）とドーパント成分（Ｂ）の配合量の合計重量を１００％とした場合、ケイ素化合物（Ａ）の配合量の比率が５０〜９０％、かつドーパント成分（Ｂ）の配合比率が１０〜５０％の範囲のとき、良好な拡散効果を得ることができる。
【００３９】
（Ｃ）非ドーパント金属成分
非ドーパント金属成分（Ｃ）は、拡散剤組成物中に不純物（コンタミネーション）として含まれる不要な金属成分、たとえば、ケイ素化合物（Ａ）等の原材料に含まれていて、精製工程で除去しきれずに残存した金属成分である。非ドーパント金属成分（Ｃ）として、たとえば、Ｎａ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒなどが挙げられる。これらの非ドーパント金属成分（Ｃ）のうち、Ｎａの含有量は組成物全体に対して６０ｐｐｂ未満であり、好ましくは２０ｐｐｂ未満である。
【００４０】
本実施の形態の拡散剤組成物は、その他の成分として、界面活性剤（Ｄ）、溶剤成分（Ｅ）や添加剤をさらに含んでよい。界面活性剤（Ｄ）を含むことによって、塗布性、平坦化性、展開性を向上させることができ、塗布後に形成される拡散剤組成物層の塗りムラの発生を減少することができる。このような界面活性剤（Ｄ）成分として、従来公知のものを用いることができるが、シリコーン系の界面活性剤が好ましい。また、界面活性剤（Ｄ）成分は、拡散剤組成物全体に対し、１００〜１００００質量ｐｐｍ、好ましくは、３００〜５０００質量ｐｐｍ、さらに好ましくは５００〜３０００質量ｐｐｍの範囲で含まれることが好ましい。さらに２０００質量ｐｐｍ以下であると、拡散処理後の拡散剤組成物層の剥離性に優れるため、より好ましい。界面活性剤（Ｄ）成分は単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
溶剤成分（Ｅ）は、特に限定されないが、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、プロピレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール等の多価アルコール、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのモノエーテル系グリコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエーテル系エステル類が挙げられる。
【００４２】
添加剤は、拡散剤組成物の粘度等の特性を調整するために必要に応じて添加される。添加剤としては、ポリプロピレングルコール等が挙げられる。
【００４３】
（不純物拡散層の形成方法、および太陽電池の製造方法）
図１（Ａ）〜図１（Ｄ）、および図２（Ａ）〜図２（Ｄ）を参照して、Ｎ型の半導体基板にＮ型のドーパント成分（Ｂ）を含有する上述の拡散剤組成物を塗布または印刷してパターンを形成する工程と、拡散剤組成物中のドーパント成分（Ｂ）を半導体基板に拡散させる工程と、を含む不純物拡散層の形成方法と、これにより不純物拡散層が形成された半導体基板を備えた太陽電池の製造方法について説明する。図１（Ａ）〜図１（Ｄ）、および図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、実施形態に係る不純物拡散層の形成方法を含む太陽電池の製造方法を説明するための工程断面図である。
【００４４】
まず、図１（Ａ）に示すように、シリコン基板などのＮ型の半導体基板１を用意する。そして、図１（Ｂ）に示すように、周知のウェットエッチング法を用いて、半導体基板１の一方の主表面に、微細な凹凸構造を有するテクスチャ部１ａを形成する。このテクスチャ部１ａによって、半導体基板１表面の光の反射が防止される。続いて、図１（Ｃ）に示すように、半導体基板１のテクスチャ部１ａ側の主表面に、Ｐ型のドーパント成分（Ｂ）を含有する上述の拡散剤組成物２を塗布する。
【００４５】
拡散剤組成物２はスピンオン法により半導体基板１の表面に塗布される。すなわち、
任意の回転塗布装置を用いて、拡散剤組成物２を半導体基板１の表面に回転塗布する。このようにして不純物拡散剤層を形成した後、オーブンなどの周知の手段を用いて塗布した拡散剤組成物２を乾燥させる。
【００４６】
次に、図１（Ｄ）に示すように、拡散剤組成物２が塗布された半導体基板１を電気炉内に載置して焼成する。焼成の後、電気炉内で拡散剤組成物２中のＰ型のドーパント成分（Ｂ）を半導体基板１の表面から半導体基板１内に拡散させる。なお、電気炉に代えて、慣用のレーザーの照射により半導体基板１を加熱してもよい。このようにして、Ｐ型のドーパント成分（Ｂ）が半導体基板１内に拡散してＰ型不純物拡散層３が形成される。
【００４７】
次に、図２（Ａ）に示すように、周知のエッチング法により、拡散剤組成物２を除去する。そして、図２（Ｂ）に示すように、周知の化学気相成長法（ＣＶＤ法）、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いて、半導体基板１のテクスチャ部１ａ側の主表面に、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなるパッシベーション膜４を形成する。このパッシベーション膜４は、反射防止膜としても機能する。
【００４８】
次に、図２（Ｃ）に示すように、たとえば銀（Ａｇ）ペーストをスクリーン印刷することにより、半導体基板１のパッシベーション膜４側の主表面に表面電極５をパターニングする。表面電極５は、太陽電池の効率が高まるようにパターン形成される。また、たとえばアルミニウム（Ａｌ）ペーストをスクリーン印刷することにより、半導体基板１の他方の主表面に裏面電極６を形成する。
【００４９】
次に、図２（Ｄ）に示すように、裏面電極６が形成された半導体基板１を電気炉内に載置して焼成した後、裏面電極６を形成しているアルミニウムを半導体基板１内に拡散させる。これにより、裏面電極６側の電気抵抗を低減することができる。以上の工程により、本実施の形態に係る太陽電池１０を製造することができる。
【００５０】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれるものである。上述の実施の形態と以下の変形例との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。
【００５１】
上述の実施の形態に係る拡散剤組成物は、スピンオン法、スプレー塗布法、インクジェット印刷法、ロールコート印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、オフセット印刷法などの印刷法に採用することもできる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明の実施例を説明するが、これら実施例は、本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。
【００５３】
（拡散剤組成物）
実施例１〜３および比較例１の拡散剤組成物の各成分および含有量を表１に示す。
【００５４】
【表１】
0005681402.tif 000003
表１において、有機シロキサン（ａ）は、下記化学式で表されるケイ素化合物で
ある。
【００５５】
【化２】
0005681402.tif 000004
表１に記載のＳｉ系界面活性剤として、ＳＦ８４２１ＥＧ（東レ・ダウコーニング社製）を使用した。また、表１に記載の略語は以下の化合物を示す。
ＤＰＧＭ：ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
【００５６】
実施例１、比較例１〜３の拡散剤組成物に含まれる非ドーパント金属成分（Ｃ）について、原子吸光分光光度計（日立製作所  Ｚ−２０００）を用いて測定した。非ドーパント金属成分（Ｃ）の含有量についての測定結果を表２に示す。なお、原子吸光分光光度計（日立製作所 Z-2000）による測定の測定限界は、２０ｐｐｂである。表２において、不等号「＜」は、検出量が検出限界に満たないことを示す。なお、実施例１、比較例１〜３では、ドーパント成分（Ｂ）としてリン酸ジブチルが使用されている。Ｎａの含有量は、リン酸ジブチルの精製度を調整することにより調節されている。
【００５７】
＜シート抵抗値の評価＞
実施例、比較例の各拡散剤組成物について、その拡散性能の評価を実施した。なお、拡散性能は、シート抵抗値を測定することにより評価した。一般に、シート抵抗値が小さい程、拡散能力が高いとみなされる。シート抵抗値の評価の具体的な手法を以下に示す。
【００５８】
実施例１、比較例１〜３の拡散剤組成物を用いて、それぞれＰ型Ｓｉ基板（面方位＜１００＞、抵抗率５〜１５Ω・ｃｍ）の上にスピン塗布法により塗布を行った。Ｓｉ基板上に塗布された拡散剤組成物の膜厚は約７０００Åである。１００℃、２００℃で各１分間のプリベークを実施した後、加熱炉（光洋サーモシステム製  ＶＦ−１０００）を用いて窒素雰囲気下で９５０℃、３０分間の加熱を行った。その後、Ｓｉ基板を５％ＨＦ水溶液に１０分間浸漬し、基板表面の酸化膜を除去した。なお、実施例１、比較例１〜３について、それぞれ、２点ずつ試料を作製した。各試料について、４探針法（国際電気製ＶＲ−７０）により５カ所のシート抵抗値を測定し、実施例１、比較例１〜３についてそれぞれ計１０点のシート抵抗値を得た後、計１０点の平均値を算出した。このようにして得られたシート抵抗値の平均値を表２に示す。
【００５９】
【表２】
0005681402.tif 000005
【００６０】
表２に示すように、非ドーパント金属成分（Ｃ）として含まれるＮａの含有量が６０〜１０００ｐｐｂの比較例１〜３に比べて、非ドーパント金属成分（Ｃ）として含まれるＮａの含有量が６０ｐｐｂ未満の実施例１では、シート抵抗値が急激に減少することが確認された。Ｎａ以外のいずれの元素も検出限界未満であるため、Ｎａの含有量がシート抵抗値の改善に大きく寄与していると考えられる。
【符号の説明】
【００６１】
１  半導体基板、  １ａ  テクスチャ部、  ２  拡散剤組成物、  ３  Ｐ型不純物拡散層、  ４  パッシベーション膜、  ５  表面電極、  ６  裏面電極、  １０  太陽電池
【図１】
0005681402.tif 000007
【図２】
0005681402.tif 000008