(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池を製造する方法であって、前記方法は、
シリコン基板の上方に第１のドーパント領域を形成することと、
前記第１のドーパント領域の上方に酸化物領域を形成することであって、第１の部分と、前記酸化物領域の前記第１の部分の下方にある第２の部分とを有し、前記第１のドーパント領域を第１のエッチングプロセスから保護する前記酸化物領域を形成することと、
前記シリコン基板の上方に第２のドーパント領域を形成することと、
前記第２のドーパント領域の第１の部分の上方にマスクを形成することであって、前記第２のドーパント領域の前記第１の部分を前記第１のエッチングプロセスから保護する前記マスクを形成することと、
前記シリコン基板の部分を露出させるために前記第１のエッチングプロセスを実行することと、を含み、
前記第１のエッチングプロセスは、前記酸化物領域の前記第１の部分を除去し、前記酸化物領域の前記第２の部分を前記第１のドーパント領域の上方に残す、方法。
【請求項２】
前記第２のドーパント領域の第１の部分の上方にマスクを形成することは、前記第２のドーパント領域の前記第１の部分の上方にマスクを形成し、前記第１のドーパント領域の上方にマスクを形成しないことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シリコン基板の部分を露出させるために前記第１のエッチングプロセスを実行することが、時限酸化物エッチングを実行することを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記シリコン基板の部分を露出させるために前記第１のエッチングプロセスを実行することが、フッ酸又は硝酸のうちの少なくとも１つを用いたエッチングを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
酸化物領域を形成することが、前記第１のドーパント領域上に非ドープ酸化物領域を形成することを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記シリコン基板の上方に前記第１のドーパント領域を形成することが、前記シリコン基板の上方にホウ素を形成することを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
第１のエッチングプロセスを実行する前に、
前記シリコン基板内又はその上方に第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成するために、前記第１のドーパント領域及び前記第２のドーパント領域からのドーパントのドライブを行うことを更に含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ドーパントのドライブを行う前に、
前記シリコン基板の上方に誘電体領域を形成することと、
前記誘電体領域の上方にシリコン領域を形成することと、を更に含み、ドーパントのドライブを行うことが、前記シリコン領域内に第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記誘電体領域の上方に前記シリコン領域を形成することが、前記誘電体領域の上方にアモルファスシリコン領域を形成することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のドープ領域及び前記第２のドープ領域を分離するトレンチ領域を形成するために第２のエッチングプロセスを実行することを更に含む、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記シリコン基板の上方に前記第２のドーパント領域を形成することが、前記第１のドーパント領域、酸化物領域及び前記シリコン基板の上方に前記第２のドーパント領域を形成することを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
太陽電池として公知の光起電力（ＰＶ）電池は、太陽放射を電気エネルギーに変換するための周知のデバイスである。一般的には、太陽放射が太陽電池の基板の表面上に衝突し、基板の中に入ることにより、その基板のバルク内に電子及び正孔の対が生成される。それらの電子及び正孔の対が、基板内のＰドープ領域及びＮドープ領域に移動することにより、それらのドープ領域の間に電圧差が生じる。それらのドープ領域が、太陽電池上の導電性領域に接続されることにより、その電池から外部回路へと電流が方向付けられる。ＰＶ電池がＰＶモジュールなどのアレイ内で結合されると、全てのＰＶ電池からの電気エネルギー収集が直列配置及び並列配置で結合され、特定の電圧及び電流を有する電力を提供することができる。
【０００２】
効率は、太陽電池の電力を生成する能力に直接関係するため、太陽電池の重要な特性である。したがって、製造プロセスを改善し、製作コストを削減し、太陽電池の効率を増大させるための技術が一般に望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】いくつかの実施形態に係る、太陽電池の製造方法のフローチャート図を示す。
【０００４】
【図２】いくつかの実施形態に係る、様々な処理工程における太陽電池の断面図を示す。
【図３】いくつかの実施形態に係る、様々な処理工程における太陽電池の断面図を示す。
【図４】いくつかの実施形態に係る、様々な処理工程における太陽電池の断面図を示す。
【図５】いくつかの実施形態に係る、様々な処理工程における太陽電池の断面図を示す。
【図６】いくつかの実施形態に係る、様々な処理工程における太陽電池の断面図を示す。
【図７】いくつかの実施形態に係る、様々な処理工程における太陽電池の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下の発明を実施するための形態は、本質的に、単なる例示に過ぎず、本出願の主題の実施形態、又はそのような実施形態の使用を限定することを意図するものではない。本明細書で使用するとき、「例示的（exemplary）」という語は、「実施例、実例、又は例示としての役割を果たすこと」を意味する。本明細書で例示的として説明される実装形態はいずれも、必ずしも他の実装形態よりも好ましいか又は有利なものとして解釈されるべきではない。更には、前述の技術分野、背景技術、発明の概要、又は以下の発明を実施するための形態で提示される、明示又は暗示されるいずれの理論によっても、束縛されることを意図するものではない。
【０００６】
本明細書は、「一実施形態（one embodiment）」又は「一実施形態（an embodiment）」への言及を含む。「一実施形態では（in one embodiment）」又は「一実施形態では（in an embodiment）」という語句の出現は、必ずしも、同じ実施形態を指すものではない。特定の機構、構造、又は特性を、本開示と矛盾しない任意の好適な方式で組み合わせることができる。
【０００７】
用語法。以下のパラグラフは、本開示（添付の請求項を含む）で見出される用語に関する、定義及び／又はコンテキストを提供する。
【０００８】
「備える」。この用語は、オープンエンド型である。添付の請求項で使用するとき、この用語は、更なる構造又はステップを排除するものではない。
【０００９】
「〜ように構成された」。様々なユニット又は構成要素は、タスク又はタスク群を実行する「ように構成された」として、説明又は特許請求される場合がある。そのようなコンテキストでは、「〜ように構成された」は、それらのユニット／構成要素が、動作中にそれらのタスクを実行する構造を含むことを示すことによって、その構造を含意するために使用される。それゆえ、それらのユニット／構成要素は、指定のユニット／構成要素が現時点で動作可能ではない（例えば、オン／アクティブではない）場合であっても、そのタスクを実行するように構成されていると言うことができる。ユニット／回路／構成要素が、１つ以上のタスクを実行する「ように構成された」と詳述することは、そのユニット／構成要素に関して、合衆国法典第３５巻第１１２条第６項が適用されないことを、明示的に意図するものである。
【００１０】
「第１の」、「第２の」など。本明細書で使用するとき、これらの用語は、それらが前に置かれる名詞に関する指標として使用されるものであり、いずれのタイプの（例えば、空間的、時間的、論理的などの）順序付けも暗示するものではない。例えば、「第１の」エッチングプロセスへの言及は、このエッチングプロセスがシーケンス内の最初のエッチングプロセスであることを必ずしも暗示するものではなく、その代わりに、「第１の」という用語は、このエッチングプロセスを別のエッチングプロセス（例えば、「第２の」エッチングプロセス）と区別するために使用される。
【００１１】
「に基づく」。本明細書で使用するとき、この用語は、決定に影響を及ぼす、１つ以上の因子を説明するために使用される。この用語は、決定に影響を及ぼし得る、その外の因子を排除するものではない。すなわち、決定は、単にそれらの因子のみに基づく場合もあり、又は、それらの因子に少なくとも部分的に基づく場合もある。「Ｂに基づいてＡを決定する」という語句を考察する。Ｂは、Ａの決定に影響を及ぼす因子とすることができるが、そのような語句は、Ａの決定がＣにもまた基づくものであることを排除するものではない。他の場合には、単にＢのみに基づいて、Ａを決定することができる。
【００１２】
「結合された」−以下の説明は、要素又はノード又は機構が一体に「結合された」ことについて言及する。本明細書で使用するとき、明示的に別段の定めがある場合を除き、「結合された」とは、１つの要素／ノード／機構が、別の要素／ノード／機構に、直接的又は間接的に連結される（又は、それと直接的又は間接的に通じる）ことを意味するものであり、これは、必ずしも機械的なものではない。
【００１３】
「抑制する」−本明細書で使用するとき、抑制する、とは、効果を低減又は最小化することを説明するために使用される。構成要素又は機構が、作用、動作、又は条件を抑制するとして説明される場合、それは、完全に、その結果又は成果、又は将来の状態を阻止し得るものである。更に、「抑制する」はまた、さもなければ生じ得る成果、性能、及び／又は効果を、低減又は減少させることにも言及することができる。したがって、構成要素、要素、又は機構が、結果又は状態を抑制するとして言及される場合、これらの構成要素、要素、又は機構は、その結果又は状態を完全に阻止又は解消する必要はない。
【００１４】
更には、特定の用語法はまた、以下の説明において参照目的のためのみに使用される場合があり、それゆえ、限定的であることを意図していない。例えば、「上部」、「下部」、「上方」、及び「下方」などの用語は、参照された図面内での方向を指す。「前部」、「後方」、「後部」、「側部」、「外側」、及び「内側」などの用語は、説明中の構成要素について記述する本文及び関連図面の参照によって明らかにされる、一貫性はあるが任意の基準系内における、構成要素の諸部分の向き及び／又は位置を記述するものである。そのような用語法は、具体的に上述された語、それらの派生語、及び類似の意味の語を含み得る。
【００１５】
以下の説明では、本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、具体的な動作などの、多数の具体的詳細が記載される。これらの具体的な詳細なしに、本開示の実施形態を実践できることは、当業者には明らかであろう。他の場合には、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にしないために、周知の技術は、詳細には説明されない。
【００１６】
本明細書は、Ｐドープ領域及びＮドープ領域を形成するための改善されたエッチングプロセスを含む太陽電池製造の例示的な方法を記載し、それに続き、太陽電池製造のためのエッチングプロセスの様々な実施形態のより詳細な説明を記載する。全体を通して、様々な実施例が提供される。
【００１７】
ここで図１を参照すると、いくつかの実施形態に係る、太陽電池の製造方法を例示するフローチャートが示されている。様々な実施形態では、図１の方法は、例示されているよりも多数の（又は少数の）ブロックを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、第２のエッチングプロセス（ブロック１１６）を実行する必要はない。
【００１８】
１００において、シリコン基板の上方にシリコン領域を形成することができる。一実施形態では、シリコン領域はアモルファスシリコン及び／又はポリシリコンであることができる。いくつかの実施形態では、シリコン領域は、（例えば、オーブン又はサーマルチャンバ内における）熱プロセスで堆積又は成長させることができる。一実施形態では、シリコン領域を形成する前に、シリコン基板の上方に誘電体領域を形成することができる。いくつかの実施形態では、誘電体領域は酸化物又はトンネル酸化物であることができる。いくつかの実施形態では、シリコン領域を形成する必要はない。このような実施形態では、本明細書に記載されているように、ドーパントのシリコン基板自体の内部へのドライブを行うことができる。
【００１９】
１０２において、シリコン基板の上方に第１のドーパント領域を形成することができる。一実施形態では、第１のドーパント領域はシリコン領域上に形成することができる。いくつかの実施形態では、第１のドーパント領域はシリコン基板上に形成することができる。一実施形態では、第１のドーパント領域は、化学気相成長プロセス（chemical vapor deposition、ＣＶＤ）及び／又はプラズマ支援化学気相成長プロセス（plasma enhanced chemical vapor deposition、ＰＥＣＶＤ）を通して堆積させることができる。一実施形態では、第１のドーパント領域は、Ｐ型ドーパント、例えば、ホウ素を含むことができる。
【００２０】
１０４において、第１のドーパント領域上に酸化物領域を形成することができる。一実施形態では、酸化物領域は非ドープ酸化物領域であることができる。一実施形態では、酸化物領域は１０００〜２５００オングストロームの範囲内の厚さを有することができる。一実施形態では、酸化物領域は、化学気相成長プロセス（ＣＶＤ）及び／又はプラズマ支援化学気相成長プロセス（ＰＥＣＶＤ）を通して堆積させることができる。いくつかの実施形態では、酸化物領域は、第１のドーパント領域と同じプロセスステップ（ブロック１０２）において形成することができ、例えば、ブロック１０２及び１０４は、同じプロセス内で（同時か、又は、同時ではなく単に同じプロセス内で）実行することができる。
【００２１】
１０６において、シリコン基板の上方に第２のドーパント領域を形成することができる。一実施形態では、第２のドーパント領域はシリコン領域上に形成することができる。いくつかの実施形態では、第２のドーパント領域はシリコン基板上に形成することができる。一実施形態では、第２のドーパント領域は第１のドーパント領域の上方に形成することができる。一実施形態では、第２のドーパント領域は、化学気相成長プロセス（ＣＶＤ）及び／又はプラズマ支援化学気相成長プロセス（ＰＥＣＶＤ）を通して堆積させることができる。一実施形態では、第２のドーパント領域は（例えば、熱オーブン内で、又は熱プロセスを通して）成長させることができる。一実施形態では、第２のドーパント領域は、リンなどの、Ｎ型ドーパントを含むことができる。一実施形態では、第２のドーパント領域上にも酸化物領域を形成することができる。
【００２２】
１０８において、第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成することができる。一実施形態では、第１のドープ領域及び第２のドープ領域はシリコン領域内に形成することができる。いくつかの実施形態では、第１のドープ領域及び第２のドープ領域はシリコン基板内に形成することができる。一実施形態では、第１のドープ領域及び第２のドープ領域はそれぞれ、Ｐ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域であることができる。一実施形態では、第１のドープ領域及び第２のドープ領域は、ドーパントの、第１のドーパント領域及び第２のドーパント領域から、シリコン領域、シリコン基板、あるいはシリコン領域及びシリコン基板の両方の内部へのドライブを行うことによって形成することができる。一例では、第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成するべく、ドーパントの第１のドーパント領域及び第２のドーパント領域からシリコン領域内へのドライブを行うために、太陽電池を加熱することができる。いくつかの実施形態では、第２のドーパント領域を形成し、第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成するためにドーパントの第１のドーパント領域及び第２のドーパント領域からのドライブを行うことは、単一の熱オーブン及び／又は熱プロセス内で（同時か、又は、同時ではなく単に同じプロセス内で）実行することができる。図２は、以下においてより詳細に説明されるように、誘電体領域、第１のドープ領域及び第２のドープ領域、第１のドーパント領域及び第２のドーパント領域、及び酸化物領域を形成した後の例示的な太陽電池を示す。
【００２３】
１１０において、第２のドーパント領域上にマスクを形成することができる。一実施形態では、マスクは第２のドーパント領域の第１の部分の上方に形成することができる。いくつかの実施形態では、マスクはエッチングレジスト又はインクであることができる。一実施形態では、マスクは、スクリーン印刷プロセス及び／又はインクジェットプロセスによって形成することができる。図３は、以下においてより詳細に説明されるように、第２のドーパント領域の第１の部分上にマスク２３２を形成した後の例示的なシリコン基板を示す。
【００２４】
１１２において、第１のエッチングプロセスを実行することができる。一実施形態では、第１のエッチングプロセスは、酸化物領域を部分的に除去することを含むことができる。一例では、酸化物領域は、第１のエッチングプロセスの間、第１のドーパント領域のエッチングを抑制するためのエッチストップ及び／又はマスクの役割を果たすことができる。酸化物領域をエッチストップ及び／又はマスクとして用いる利点は、エッチングプロセスのために通例必要とされるエッチングレジストの必要性を低減させるか、又は解消することを含むことができ、その結果、材料の少数化（例えば、エッチングレジスト又はインクの少量化）、ひいては、製造コストの低減をもたらすことができる。
【００２５】
エッチストップ又はマスクの役割を果たす酸化物領域の一例として、一実施形態では、酸化物領域の上部は第１のドーパント領域を第１のエッチングプロセスから保護することができる。一実施形態では、酸化物領域の上部を第１のエッチングプロセスの間に除去することができる。いくつかの実施形態では、第１のエッチングプロセスは酸化物領域の５５〜９０％をエッチング及び／又は除去することができる。一実施形態では、第１のエッチングプロセスを実行した後に酸化物領域の残りの部分を第１のドーパント領域上に残すことができる。一実施形態では、酸化物領域の残りの部分は２００〜９００オングストロームの厚さを有することができる。一実施形態では、第１のエッチングプロセス後に酸化物領域の上部をエッチング除去することができる。いくつかの実施形態では、エッチング除去される領域（例えば、上部）は厚さ６００〜１９００オングストロームであることができる。一実施形態では、上部及び残りの部分をそれぞれ、酸化物領域の第１の部分及び第２の部分と呼ぶことができる。
【００２６】
一実施形態では、第１のエッチングプロセスを実行することは、シリコン基板の一部分を露出させることを含むことができる。一実施形態では、第１のエッチングプロセスを実行することは、シリコン領域の一部分を露出させることを含むことができる。一実施形態では、第１のエッチングプロセスは、第２のドーパント領域の露出領域を除去することができる。図４は、例えば、シリコン領域の部分２２７が露出させられた、第１のエッチングプロセスを実行した後のシリコン基板を示す。
【００２７】
いくつかの実施形態では、（ブロック１１０の）マスクは、第１のエッチングプロセスの間、第２のドーパント領域の第１の部分を保護することができる。一実施形態では、第１のエッチングプロセスは、シリコン基板の一部分を露出させるために、例えば、希フッ酸又は緩衝酸化物エッチング溶液を用いた時限酸化物エッチングを実行して、経時的に制御され得る。一実施形態では、シリコン基板の一部分を露出させるために、フッ酸及び／又は硝酸を用いたエッチングプロセスを用いることができる。いくつかの実施形態では、第１のエッチングプロセスは、第２のドーパント領域の上方に形成された任意の酸化物を除去することができ、第１のドーパント領域の上方に形成された酸化物を部分的に除去することができる。
【００２８】
１１４において、（ブロック１１０の）マスクを第２のドーパント領域から除去することができる。一実施形態では、マスクはエッチングレジスト又はインクであることができる。一実施形態では、マスクを除去するためにインク剥離プロセスを実行することができる。
【００２９】
１１６において、第２のエッチングプロセスを実行することができる。一実施形態では、第２のエッチングプロセスを実行することは、第１のドープ領域と第２のドープ領域とを分離するためのトレンチ領域を形成することを含むことができる（ブロック１０８）。図５は、トレンチ領域２４０を形成した後の太陽電池を示す。一実施形態では、トレンチ領域は第１のドープ領域と第２のドープ領域とを電気的に分離することができる。一実施形態では、トレンチ領域はシリコン基板の一部分を露出させることができる。一実施形態では、図５を参照すると、酸化物領域の残りの部分２３１は第１のドーパント領域を第２のエッチングプロセスから保護することができる。一実施形態では、シリコン基板をエッチングし、トレンチ領域を形成するために、アルカリエッチング液（例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム）を用いることができる。一実施形態では、第２のエッチングプロセスは、シリコン基板の一部分を露出させるために、例えば、時限酸化物エッチングを実行して、経時的に制御され得る。第１のドープ領域及び第２のドープ領域がシリコン基板内に形成されるものなどの、いくつかの実施形態では、第２のエッチングプロセス及び／又はトレンチ領域の形成は必要ない。
【００３０】
１１８において、テクスチャ加工プロセスを実行することができる。一実施形態では、テクスチャ加工プロセスは、シリコン基板の露出領域上にテクスチャ加工領域を形成することができる。図６は、例えば、テクスチャ加工し、シリコン基板の（例えば、前面上の）露出領域、及びトレンチ領域上にテクスチャ加工面を形成した後のシリコン基板を示す。一実施形態では、シリコン基板のトレンチ領域及び露出領域上にテクスチャ加工面を形成するために、水酸化カリウムを用いることができる。
【００３１】
１２０において、シリコン基板に対して第３のエッチングプロセスを実行することができる。一実施形態では、第３のエッチングプロセスを実行することは、第１のドーパント領域、第２のドーパント領域、及び酸化物領域の残りの部分を除去することを含むことができる。一実施形態では、第３のエッチングプロセスは、フッ酸、オゾン溶液、硝酸、リン酸又はそれらの組み合わせを用いたエッチングを含むことができる。一実施形態では、第３のエッチングプロセスは、緩衝酸化物エッチングを実行することを含むことができる。図７は、例えば、第１のドーパント領域、第２のドーパント領域、及び酸化物領域の残りの部分の除去のために第３のエッチングプロセスを実行した後のシリコン基板を示す。一実施形態では、第３のエッチングプロセスは、汚染物質をシリコン基板から除去し、酸化物領域を除去するための金属洗浄プロセスを実行することを含むことができる。一実施形態では、金属洗浄プロセスはまた、処理中に、酸化物領域の第２の部分をエッチング除去し、汚染物質を太陽電池から除去することができる。いくつかの実施形態では、第３のエッチングプロセスは、金属洗浄プロセスを実行すること、例えば、単一の槽内で汚染物質を除去し、酸化物領域を除去することを可能にする。一実施形態では、第３のエッチングプロセスを実行することは、０．１〜１．５重量パーセント（％）の範囲内の濃度のフッ酸を用いたエッチングを含むことができる。
【００３２】
一実施形態では、太陽電池を乾燥させることができる。例えば、乾燥プロセスは、残りの水分を太陽電池から全て除去するために実行することができる。一実施形態では、乾燥プロセスは、水分が全て乾燥しきるのを待つための場所において太陽電池を載置することを含むことができる。いくつかの実施形態では、乾燥プロセスは、残りの水分を全て除去するために太陽電池上に空気を吹き付けることを含むことができる。一実施形態では、乾燥プロセスは、太陽電池を温水、希フッ酸、又はフッ酸及びオゾン溶液の混合物からゆっくりと取り出すことを含むことができる。
【００３３】
１２２において、第１のドープ領域及び第２のドープ領域上に金属コンタクト領域を形成することができる。一実施形態では、第１のドープ領域及び第２のドープ領域上に金属コンタクト領域を形成するために、アニーリングプロセス、めっきプロセス及び／又は任意の種類の金属形成プロセスを実行することができる。一実施形態では、金属コンタクト領域は、太陽電池から外部回路への電流の導通を可能にすることができる。
【００３４】
図２〜図７は、いくつかの実施形態に係る、シリコン太陽電池の製造の断面図を示す。
【００３５】
図２を参照すると、ブロック１００〜１１０のうちの１つ以上が実行された後の太陽電池が示されている。一実施形態では、太陽電池２００は、通常動作中に太陽に面する前面２０４、及び前面２０４の反対側の裏面２０２を有することができる。一実施形態では、太陽電池２００はシリコン基板２１０を含むことができる。一実施形態では、太陽電池２００はまた、第１のドーパント領域２２３、第２のドーパント領域２２４、第１のドーパント領域２２３上に形成された酸化物領域２２２を含むことができる。一実施形態では、第１のドーパント領域２２３及び第２のドーパント領域２２４はＰ型ドーパント及びＮ型ドーパントをそれぞれ含むことができる。いくつかの実施形態では、第１のドーパント領域２２３にはホウ素がドープされ、第２のドーパント領域２２４にはリンがドープされ得る。一実施形態では、第２のドーパント領域２２４は、第１のドーパント領域２２３、酸化物領域２２２及びシリコン基板２１０の上方に形成することができる。一実施形態では、酸化物領域２２２は非ドープ酸化物領域であることができる。一実施形態では、酸化物領域２２２は１０００〜２５００オングストロームの範囲内の厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、第２のドーパント領域２２４上にも酸化物領域を形成することができる。
【００３６】
一実施形態では、太陽電池２００は、第１のドープ領域２２６及び第２のドープ領域２２８を有するシリコン領域２２１を含むことができる。いくつかの実施形態では、太陽電池２００は、シリコン領域２２１とシリコン基板２１０との間に形成された誘電体領域２３０を含むことができる。一実施形態では、誘電体領域２３０は酸化物又はトンネル酸化物であることができる。一実施形態では、第１のドープ領域２２６及び第２のドープ領域２２８はそれぞれ、Ｐ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域であることができる。別の実施形態では、シリコン領域２２１が存在する必要はなく、代わりに、シリコン基板２１０内に第１のドープ領域２２６及び第２のドープ領域２２８を形成することができる。
【００３７】
図３は、第２のドーパント領域上にマスクを形成した後の図２の太陽電池を示す。一実施形態では、マスク２３２はエッチングレジスト又はインクであることができる。いくつかの実施形態では、マスク２３２は、スクリーン印刷プロセス及び／又はインクジェットプロセスによって形成することができる。マスク２３２は第２のドーパント領域の第１の部分２２４の上方に配置することができ、第２のドーパント領域の第２の部分２２５を露出させることができる。一実施形態では、シリコン領域２２１の一部分を露出させるために、第１のエッチングプロセス（図１、１１２）を実行することができる。一実施形態では、第１のエッチングプロセスは、第１のドーパント領域２２２の上部２２９及び第２のドーパント領域の第２の部分２２５（例えば、露出部分）を除去することができる。いくつかの実施形態では、第１のエッチングプロセスは酸化物領域２２２の５５〜９０％をエッチング及び／又は除去することができる（例えば、酸化物領域の上部２２９は酸化物領域２２２の５５〜９０％であることができる）。一実施形態では、上部２２９を酸化物領域２２２の第１の部分と呼ぶことができる。いくつかの実施形態では、上部２２９は厚さ６００〜１９００オングストロームであることができる。一実施形態では、第１のエッチングプロセスはシリコン基板２１０の一部分を露出させることもできる。一実施形態では、シリコン領域２２１、シリコン基板２１０、及び／又はシリコン領域２２１及びシリコン基板２１０の両方の一部分を露出させるために、フッ酸及び／又は硝酸を用いたエッチングプロセスを実行することができる。後続のマスク除去プロセス（図１、１１４）がマスク２３２を除去することができる。
【００３８】
図４を参照すると、第１のエッチングプロセス及びマスク除去プロセス（図１、ブロック１１２、１１４）を実行した後の図３の太陽電池が示されている。図４の太陽電池２００は、酸化物領域の残りの部分２３１、シリコン領域２２１の露出部分２２７、及び第２のドーパント領域の部分２２４（図３の第１の部分）を含むことができる。一実施形態では、酸化物領域の残りの部分２３１は、第１のエッチングプロセスを実行した後に、２００〜９００オングストロームの厚さを有することができる。一実施形態では、残りの部分２３１を酸化物領域の第２の部分と呼ぶことができる。一実施形態では、露出部分２２７において、第１のドープ領域２２６と第２のドープ領域２２８を分離するためのトレンチ領域を形成するべく、第２のエッチングプロセス（図１、１１６）を実行することができる。一実施形態では、シリコン基板をエッチングし、トレンチ領域を形成するために、アルカリエッチング液（例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム）を用いることができる。いくつかの実施形態では、トレンチ領域は、他の技術（例えば、レーザアブレーション）を用いて形成することができる。
【００３９】
図５は、トレンチ領域を形成するために第２のエッチングプロセス（図１、ブロック１１６）を実行した後の図４の太陽電池を示す。一実施形態では、トレンチ領域２４０は第１のドープ領域２２６と第２のドープ領域２２８とを電気的に分離することができる。一実施形態では、トレンチ領域２４０はシリコン基板２１０の一部分を露出させることができる。第１のドープ領域２２６及び第２のドープ領域２２８がシリコン基板２１０内に形成されるものなどの、いくつかの実施形態では、第２のエッチングプロセス、及び／又はトレンチ領域２４０の形成を実行する必要はない。
【００４０】
図６を参照すると、テクスチャ加工プロセス（図１、１１８）を実行した後の図５の太陽電池が示されている。一実施形態では、シリコン基板２１０の露出領域、例えば、トレンチ領域２４０及び前面２０４上にテクスチャ加工領域２４２、２４４を形成するために、テクスチャ加工プロセスを実行することができる。
【００４１】
一実施形態では、酸化物領域２２２の残りの部分２３１、第１のドーパント領域２２３、及び第２のドーパント領域２２４の残りの部分の除去のため、第３のエッチングプロセス（図１、１２０）を実行することができる。一実施形態では、第３のエッチングプロセスは、汚染物質を太陽電池２００から除去し、酸化物領域２２２の残りの部分２３１、第１のドーパント領域２２３、及び第２のドーパント領域２２４を除去することができる金属洗浄プロセスを含むことができる。一実施形態では、第３のエッチングプロセスは、フッ酸、オゾン、及び／又は塩酸、又はそれらの組み合わせの混合物を用いたエッチングを含むことができる。酸化物領域の金属洗浄と除去を組み合わせることは、エッチングステップ数の低減、及びプロセス時間の短縮などのいくつかの利点をもたらすことができる。その後、第１のドープ領域２２６及び第２のドープ領域２２８上に金属コンタクト領域及び誘電体領域を形成することができる。
【００４２】
図７は、本明細書において説明されているプロセスステップを実行した後に得られる例示的な太陽電池を示す。一実施形態では、太陽電池２００は、通常動作中に太陽に面する前面２０４、及び前面２０４の反対側の裏面２０２を有することができる。一実施形態では、太陽電池２００はシリコン基板２１０を有することができる。太陽電池２００はまた、第１のドープ領域２２６及び第２のドープ領域２２８を有することができる。一実施形態では、第１のドープ領域２２６及び第２のドープ領域２２８はそれぞれ、Ｐ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域であることができる。一実施形態では、第１のドープ領域２２６及び第２のドープ領域２２８は、第１のドープポリシリコン領域及び第２のドープポリシリコン領域であることができる。一実施形態では、第１のドープ領域２２６及び第２のドープ領域２２８と、シリコン基板２１０との間に、誘電体領域２３０を形成することができる。第１のドープ領域２２６及び第２のドープ領域２２８上に金属領域２５０及び誘電体領域２５２を形成することができる。一実施形態では、金属領域２５０は、非金属を含む、導電材料の中でもとりわけ、銅、アルミニウム、スズを含むことができる。いくつかの実施形態では、誘電体領域２５２は窒化ケイ素であることができる。第１のドープ領域２２６と第２のドープ領域２２８とを分離するために、トレンチ領域２４０を形成することができる。一実施形態では、トレンチ領域２３０を形成する必要はない。一実施形態では、トレンチ領域２４０はテクスチャ加工領域２４２を有することができ、太陽電池２００の前面２０４もまた、テクスチャ加工領域２４４を有することができる。
【００４３】
具体的な実施形態が上述されてきたが、これらの実施形態は、特定の機構に関して単一の実施形態のみが説明される場合であっても、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。本開示で提供される機構の実施例は、別段の定めがある場合を除き、制約的であることよりも、むしろ例示的であることを意図するものである。上記の説明は、本開示の利益を有する当業者には明らかとなるようなそのような変更、修正、及び等価物を包含することを意図するものである。
【００４４】
本開示の範囲は、本明細書で対処される問題のいずれか又はすべてを軽減するか否かにかかわらず、本明細書で（明示的又は暗示的に）開示される、あらゆる機構、又は機構の組み合わせ、あるいはそれらのあらゆる一般化を含む。したがって、本出願（又は、本出願に対する優先権を主張する出願）の実施の間に、任意のそのような機構の組み合わせに対して、新たな請求項を形式化することができる。具体的には、添付の請求項を参照して、従属請求項からの機構を、独立請求項の機構と組み合わせることができ、それぞれの独立請求項からの機構を、任意の適切な方式で、単に添付の請求項で列挙される具体的な組み合わせのみではなく、組み合わせることができる。
【００４５】
一実施形態では、太陽電池を製造する方法は、シリコン基板の上方に第１のドーパント領域を形成することと、第１のドーパント領域の上方に酸化物領域を形成することであって、酸化物領域は第１のドーパント領域を第１のエッチングプロセスから保護することと、シリコン基板の上方に第２のドーパント領域を形成することと、第２のドーパント領域の第１の部分の上方にマスクを形成することであって、マスクは第２のドーパント領域の第１の部分を第１のエッチングプロセスから保護することと、シリコン基板の部分を露出させるために第１のエッチングプロセスを実行することと、を含む。
【００４６】
一実施形態では、シリコン基板の部分を露出させるために第１のエッチングプロセスを実行することは、時限酸化物エッチングを実行することを含む。
【００４７】
一実施形態では、シリコン基板の部分を露出させるために第１のエッチングプロセスを実行することは、フッ酸又は硝酸のうちの少なくとも１つを用いたエッチングを含む。
【００４８】
一実施形態では、酸化物領域を形成することは、第１のドーパント領域上に非ドープ酸化物領域を形成することを含む。
【００４９】
一実施形態では、シリコン基板の上方に第１のドーパントを形成することは、シリコン基板の上方にホウ素を形成することを含む。
【００５０】
一実施形態では、本方法は、第１のエッチングプロセスを実行する前に、シリコン基板内又はその上方に第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成するために、ドーパントの第１のドーパント領域及び第２のドーパント領域からのドライブを行うことを更に含む。
【００５１】
一実施形態では、本方法は、ドーパントのドライブを行う前に、シリコン基板の上方に誘電体領域を形成することと、誘電体領域の上方にシリコン領域を形成することと、を更に含み、ドーパントのドライブを行うことは、シリコン領域内に第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成することを含む。
【００５２】
一実施形態では、誘電体領域の上方にシリコン領域を形成することは、誘電体領域の上方にアモルファスシリコン領域を形成することを含む。
【００５３】
一実施形態では、シリコン基板の上方に第２のドーパント領域を形成することは、第１のドーパント領域、酸化物領域及びシリコン基板の上方に第２のドーパント領域を形成することを含む。
【００５４】
一実施形態では、太陽電池を製造する方法は、シリコン基板の上方にシリコン領域を形成することと、シリコン領域上に第１のドーパント領域を形成することと、第１のドーパント領域上に酸化物領域を形成することであって、酸化物領域の第１の部分は第１のドーパント領域を第１のエッチングプロセスから保護し、酸化物領域の第２の部分は第１のドーパント領域を第２のエッチングプロセスから保護することと、シリコン領域上に第２のドーパント領域を形成することと、ドーパントの第１のドーパント領域及び第２のドーパント領域からシリコン領域へのドライブを行うことであって、ドライブを行うことは、シリコン領域内に第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成することと、第２のドーパント領域の第１の部分上にマスクを形成することであって、マスクは第２のドーパント領域の第１の部分を第１のエッチングプロセスから保護することと、シリコン領域の部分を露出させるために第１のエッチングプロセスを実行することと、第１のドープ領域と第２のドープ領域とを分離するトレンチ領域を形成するために、第２のエッチングプロセスを実行することと、を含む。
【００５５】
一実施形態では、シリコン領域の部分を露出させるために第１のエッチングプロセスを実行することは、時限酸化物エッチングを実行することを含む。
【００５６】
一実施形態では、シリコン領域の部分を露出させるために第１のエッチングプロセスを実行することは、フッ酸又は硝酸のうちの少なくとも１つを用いたエッチングを含む。
【００５７】
一実施形態では、シリコン基板の上方に第１のドーパント領域を形成することは、シリコン基板の上方にホウ素を形成することを含む。
【００５８】
一実施形態では、本方法は、酸化物領域を除去するために第３のエッチングプロセスを実行することを更に含む。
【００５９】
一実施形態では、酸化物領域を除去するために第３のエッチングプロセスを実行することは、金属洗浄プロセスを実行することを含む。
【００６０】
一実施形態では、第３のエッチングプロセスを実行することは、フッ酸、オゾン又は塩酸のうちの少なくとも１つを用いたエッチングを含む。
【００６１】
一実施形態では、太陽電池を製造する方法は、シリコン基板の上方にシリコン領域を形成することと、シリコン領域上に第１のドーパント領域を形成することと、第１のドーパント領域上に酸化物領域を形成することであって、酸化物領域の第１の部分は第１のドーパント領域を第１のエッチングプロセスから保護し、酸化物領域の第２の部分は第１のドーパント領域を第２のエッチングプロセスから保護することと、シリコン領域上に第２のドーパント領域を形成することと、ドーパントの第１のドーパント領域及び第２のドーパント領域からシリコン領域へのドライブを行うことであって、ドライブを行うことは、シリコン領域内に第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成することと、第２のドーパント領域の第１の部分上にマスクを形成することであって、マスクは第２のドーパント領域の第１の部分を第１のエッチングプロセスから保護することと、シリコン領域の部分を露出させ、酸化物領域の第１の部分、及びマスクを除去するために、第１のエッチングプロセスを実行することと、第１のドープ領域と第２のドープ領域とを分離するトレンチ領域を形成するために、第２のエッチングプロセスを実行することと、シリコン基板の露出領域上にテクスチャ加工領域を形成するためにテクスチャ加工プロセスを実行することと、酸化物領域及び汚染物質をシリコン基板から除去するために第３のエッチングプロセスを実行することと、シリコン基板上に乾燥プロセスを実行することと、を含む。
【００６２】
一実施形態では、シリコン基板の部分を露出させるために第１のエッチングプロセスを実行することは、フッ酸及び硝酸のうちの少なくとも１つを用いたエッチングを含む。
【００６３】
一実施形態では、第３のエッチングプロセスを実行することは、フッ酸、オゾン又は塩酸のうちの少なくとも１つを用いたエッチングを含む。
【００６４】
一実施形態では、シリコン基板の上方に第２のドーパント領域を形成することは、第１のドーパント領域、酸化物領域及びシリコン基板の上方に第２のドーパント領域を形成することを含む。
［項目１］
太陽電池を製造する方法であって、上記方法は、
シリコン基板の上方に第１のドーパント領域を形成することと、
上記第１のドーパント領域の上方に酸化物領域を形成することであって、上記第１のドーパント領域を第１のエッチングプロセスから保護する上記酸化物領域を形成することと、
上記シリコン基板の上方に第２のドーパント領域を形成することと、
上記第２のドーパント領域の第１の部分の上方にマスクを形成することであって、上記第２のドーパント領域の上記第１の部分を上記第１のエッチングプロセスから保護する上記マスクを形成することと、
上記シリコン基板の部分を露出させるために上記第１のエッチングプロセスを実行することと、を含む方法。
［項目２］
上記シリコン基板の部分を露出させるために上記第１のエッチングプロセスを実行することが、時限酸化物エッチングを実行することを含む、項目１に記載の方法。
［項目３］
上記シリコン基板の部分を露出させるために上記第１のエッチングプロセスを実行することが、フッ酸又は硝酸のうちの少なくとも１つを用いたエッチングを含む、項目１に記載の方法。
［項目４］
酸化物領域を形成することが、上記第１のドーパント領域上に非ドープ酸化物領域を形成することを含む、項目１に記載の方法。
［項目５］
上記シリコン基板の上方に上記第１のドーパントを形成することが、上記シリコン基板の上方にホウ素を形成することを含む、項目１に記載の方法。
［項目６］
第１のエッチングプロセスを実行する前に、
上記シリコン基板内又はその上方に第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成するために、上記第１のドーパント領域及び上記第２のドーパント領域からのドーパントのドライブを行うことを更に含む、項目１に記載の方法。
［項目７］
ドーパントのドライブを行う前に、
上記シリコン基板の上方に誘電体領域を形成することと、
上記誘電体領域の上方にシリコン領域を形成することと、を更に含み、ドーパントのドライブを行うことが、上記シリコン領域内に第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成することを含む、項目６に記載の方法。
［項目８］
上記誘電体領域の上方に上記シリコン領域を形成することが、上記誘電体領域の上方にアモルファスシリコン領域を形成することを含む、項目７に記載の方法。
［項目９］
上記シリコン基板の上方に上記第２のドーパント領域を形成することが、上記第１のドーパント領域、酸化物領域及び上記シリコン基板の上方に上記第２のドーパント領域を形成することを含む、項目１に記載の方法。
［項目１０］
太陽電池を製造する方法であって、上記方法は、
上記シリコン基板の上方にシリコン領域を形成することと、
上記シリコン領域上に第１のドーパント領域を形成することと、
上記第１のドーパント領域上に酸化物領域を形成することであって、上記酸化物領域の第１の部分は上記第１のドーパント領域を第１のエッチングプロセスから保護し、上記酸化物領域の第２の部分は上記第１のドーパント領域を第２のエッチングプロセスから保護する上記酸化物領域を形成することと、
上記シリコン領域上に第２のドーパント領域を形成することと、
上記第１のドーパント領域及び上記第２のドーパント領域から、ドーパントの上記シリコン領域へのドライブを行うことであって、上記ドライブを行うことは、上記シリコン領域内に第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する上記ドライブを行うことと、
上記第２のドーパント領域の第１の部分上にマスクを形成することであって、上記第２のドーパント領域の上記第１の部分を上記第１のエッチングプロセスから保護する上記マスクを形成することと、
上記シリコン領域の部分を露出させるために上記第１のエッチングプロセスを実行することと、
上記第１のドープ領域と上記第２のドープ領域とを分離するトレンチ領域を形成するために、上記第２のエッチングプロセスを実行することと、を含む方法。
［項目１１］
上記シリコン領域の部分を露出させるために上記第１のエッチングプロセスを実行することが、時限酸化物エッチングを実行することを含む、項目１０に記載の方法。
［項目１２］
上記シリコン領域の部分を露出させるために上記第１のエッチングプロセスを実行することが、フッ酸又は硝酸のうちの少なくとも１つを用いたエッチングを含む、項目１０に記載の方法。
［項目１３］
上記シリコン基板の上方に上記第１のドーパント領域を形成することが、上記シリコン基板の上方にホウ素を形成することを含む、項目１０に記載の方法。
［項目１４］
上記酸化物領域を除去するために第３のエッチングプロセスを実行することを更に含む、項目１０に記載の方法。
［項目１５］
上記酸化物領域を除去するために第３のエッチングプロセスを実行することが、金属洗浄プロセスを実行することを含む、項目１４に記載の方法。
［項目１６］
第３のエッチングプロセスを実行することが、フッ酸、オゾン又は塩酸のうちの少なくとも１つを用いたエッチングを含む、項目１４に記載の方法。
［項目１７］
太陽電池を製造する方法であって、上記方法は、
上記シリコン基板の上方にシリコン領域を形成することと、
上記シリコン領域上に第１のドーパント領域を形成することと、
上記第１のドーパント領域上に酸化物領域を形成することであって、上記酸化物領域の第１の部分は上記第１のドーパント領域を第１のエッチングプロセスから保護し、上記酸化物領域の第２の部分は上記第１のドーパント領域を第２のエッチングプロセスから保護する上記酸化物領域を形成することと、
上記シリコン領域上に第２のドーパント領域を形成することと、
上記第１のドーパント領域及び上記第２のドーパント領域から、ドーパントの上記シリコン領域へのドライブを行うことであって、上記ドライブを行うことは、上記シリコン領域内に第１のドープ領域及び第２のドープ領域を形成する上記ドライブを行うことと、
上記第２のドーパント領域の第１の部分上にマスクを形成することであって、上記第２のドーパント領域の上記第１の部分を上記第１のエッチングプロセスから保護する上記マスクを形成することと、
上記シリコン領域の部分を露出させ、上記酸化物領域の第１の部分、及び上記マスクを除去するために、上記第１のエッチングプロセスを実行することと、
上記第１のドープ領域と上記第２のドープ領域とを分離するトレンチ領域を形成するために、上記第２のエッチングプロセスを実行することと、
上記シリコン基板の露出領域上にテクスチャ加工領域を形成するためにテクスチャ加工プロセスを実行することと、
上記酸化物領域及び汚染物質を上記シリコン基板から除去するために第３のエッチングプロセスを実行することと、
上記シリコン基板上に乾燥プロセスを実行することと、を含む方法。
［項目１８］
上記シリコン基板の部分を露出させるために上記第１のエッチングプロセスを実行することが、フッ酸及び硝酸のうちの少なくとも１つを用いたエッチングを含む、項目１７に記載の方法。
［項目１９］
第３のエッチングプロセスを実行することが、フッ酸、オゾン又は塩酸のうちの少なくとも１つを用いたエッチングを含む、項目１７に記載の方法。
［項目２０］
上記シリコン基板の上方に上記第２のドーパント領域を形成することが、上記第１のドーパント領域、酸化物領域及び上記シリコン基板の上方に上記第２のドーパント領域を形成することを含む、項目１７に記載の方法。
【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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