(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テクスチャ付きのシリコン基板表面上に金属シリサイド層を形成する方法において、
−  前記シリコン基板の前記テクスチャ付きの表面の上に、表面パッシベーション層である誘電体層を提供するステップと、
−  パターン付き金属シリサイド層を形成する必要がある所定の位置に前記誘電体層を通り抜ける開口部を形成するステップと、
−  前記シリコン基板上の少なくとも所定の開口部の前記位置で金属層を提供するステップと、
−  各ＵＶレーザーパルス間でわずかに重なり合うステップアンドスキャン手法を用い、レーザービームスポット寸法を変え得る可変のレーザービームを用いることによって、０．３Ｊ／ｃｍ２〜０．７Ｊ／ｃｍ２の間の範囲のレーザーフルエンス、および１ナノ秒〜１０ミリ秒の間の範囲のレーザーパルス継続時間を有する少なくとも１つのＵＶレーザーパルスを提供する、パルスレーザーアニーリングステップを実行し、これにより、少なくとも前記金属層の一部分を金属シリサイド層に転化させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記レーザーパルス継続時間が１ナノ秒〜２５０ナノ秒の間にあることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、前記ＵＶレーザーパルスがエキシマレーザーによって提供されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記ＵＶレーザーパルスが３０８ｎｍの波長を有することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法において、前記パルスレーザーアニーリングステップが、１０ｃｍ×１０ｃｍまでのレーザービームスポット寸法を有するＵＶレーザーを用いて実行されることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法において、前記金属層の厚さが２０ｎｍ〜１００ｎｍの間の範囲にあることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の方法において、前記金属層がめっきによって提供されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記金属層が光誘導めっきによって提供されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法において、前記誘電体層を通り抜ける開口部を形成するステップが、レーザーアブレーションによって前記開口部を形成するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の方法において、前記誘電体層を提供する前に前記テクスチャ付きの表面にドープ領域を提供し、それによってｐｎ接合を形成するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の方法において、（第２）めっきステップを実行し、それによって前記金属シリサイド層の上部に他の金属層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
光電池を製造するプロセスにおける請求項１乃至１１の何れか１項に記載の方法の使用において、前記誘電体層が反射防止膜であることを特徴とする使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示された技術は、金属シリサイド層を形成する方法に関し、さらにより詳細には、シリコン光電池のメタライゼーションプロセスにおけるパターン付き金属シリサイド層を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン光電池の前側メタライゼーションの現在の工業上の一般的なプロセスは、良好なコンタクト形成のために焼成することが必要である銀のペーストまたはインクの印刷に基づく。銀ペーストの従来のスクリーン印刷は、十分なＡｇ微結晶形成を可能にするために、１０２０ａｔ／ｃｍ３を超えるエミッター表面濃度を有し、ほぼ６０〜９０オーム／スクエアのシート抵抗を有するエミッターに限定されている。
【０００３】
ニッケルシリサイド層は、その優れたコンタクト特性により、１０２０ａｔ／ｃｍ３未満の表面濃度を有する低濃度ドープされたエミッター上に良好なコンタクトを形成するために用いることができる。ニッケルシリサイド層は、シリコン表面上に薄いニッケル層を提供し（例えば無電解めっきによって）、シリサイド化を引き起こすためにアニーリングまたはシンタリングステップを続け、結果としてニッケルシリコン合金（ニッケルシリサイド）が形成されることによって形成することができる。アニーリングステップは、不活性の環境（例えばＮ２）の中で急速熱アニール（ＲＴＡ：ｒａｐｉｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ａｎｎｅａｌｉｎｇ）によって、またはベルト焼成炉の中で通常行われる。
【０００４】
エミッター接合の上にニッケルシリサイドを形成することに関する主要な課題は、エミッター接合の分流を避けることである。分流は、シリサイド化プロセス中のシリコンへのニッケル拡散により生じ得る。
【０００５】
光電池を製造するプロセスにおいて、パターン付きニッケルシリサイド層は、電池の前側に、反射防止膜内に生成された開口部において形成することができる。ニッケルシリサイド層の上に、低抵抗のコンタクト経路を形成するために少なくとも１つの付加的な金属層（Ｃｕ層など）が電気めっきを通常施される（シード層としてニッケルシリサイド層を用いて）。工業上の製造プロセスにおいて、反射防止膜の開口部は、レーザーアブレーションによって例えばピコ秒ＵＶレーザーを用いて通常形成される。そのようなレーザーアブレーションステップは、シリコン表面に欠陥または損傷を生成し、後続のシリサイド化プロセス中にニッケル拡散の危険性を高め、それにより例えばニッケルのスパイキング（ｓｐｉｋｉｎｇ）によりエミッター分流の危険性の増大を生む。
【０００６】
Ａ．Ｋｎｏｒｚらによって“Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｌａｓｅｒ  Ａｂｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＳｉＮｘ  Ｌａｙｅｒｓ  ｏｎ  Ｔｅｘｔｕｒｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｆｒｏｎｔ  Ｓｉｄｅ  Ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｓ”，Ｐｒｏｇ．Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔ：Ｒｅｓ．Ａｐｐｌ．２００９，１７，１２７−１３６において発表されたように、テクスチャ付きのシリコン表面上で、レーザーアブレーションの増大が、角錐の先端およびエッジで生じる。３５５ｎｍの波長を有するレーザー光線での照射の下で、テクスチャ付きの表面は、電磁場の局所的な増幅を引き起こし、表面の不均一な照射につながり、したがって反射防止膜の完全無損傷レーザーアブレーションを妨げることが示された。
【発明の概要】
【０００７】
ある発明の態様は、シリコン基板の表面上にパターン付き金属シリサイド層、例えばニッケルシリサイド層を形成し、金属、例えばニッケルのスパイキングの危険性が避けられるか、または、従来技術の方法と比較して実質的に低減される方法に関する。
【０００８】
一発明態様による方法は、光電池のテクスチャ付きの表面などの、テクスチャ付きのシリコン表面上に、表面のテクスチャを実質的に損傷することなく適用することができる。一態様において一方法を、光電池の前側に、例えば、誘電体層例えば反射防止膜内に生成された開口部に、そのような開口部がレーザーアブレーションによって生成される場合でさえ、かつ誘電体層の表面のパッシベーション品質を低下させることなく、選択的に電気コンタクトを形成するために有利には用いることができる。
【０００９】
一態様において、シリコン基板上にパターン付き金属シリサイド層を形成する一方法は、テクスチャ付きのシリコン基板の上に金属層を提供するステップと、０．１Ｊ／ｃｍ２〜１．５Ｊ／ｃｍ２の間の範囲のレーザーフルエンス、および１ナノ秒〜１０ミリ秒の間の範囲のレーザーパルス継続時間を有する、少なくとも１つのＵＶレーザーパルスを提供し、それによって少なくとも金属層の一部分を金属シリサイド層に転化させる、パルスレーザーアニーリングステップを実行するステップと、を含む。
【００１０】
一態様において、シリコン基板上にパターン付き金属シリサイド層を形成する一方法は、シリコン基板の上に誘電体層を提供するステップと、金属のシリサイド層を形成する必要がある位置に誘電体層を通り抜ける開口部を形成するステップと、基板上に、少なくとも開口部の位置にその金属を含む金属の薄い層を提供するステップと、約０．１Ｊ／ｃｍ２〜１．５Ｊ／ｃｍ２の間の範囲の、特に約０．３Ｊ／ｃｍ２〜０．７Ｊ／ｃｍ２の間のレーザーフルエンスを有するＵＶレーザーを用いてパルスレーザーアニーリングステップを実行し、それによって少なくとも金属層の一部分を金属シリサイド層に転化させるステップと、を含む。その金属は、例えばＮｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、ＴｉＷ、またはＰｔであり得る。
【００１１】
一態様において、金属はニッケルであり、金属シリサイド層はニッケルシリサイド層である。
【００１２】
一態様において、単一のレーザーパルスが、約１ナノ秒〜１０ミリ秒の間の範囲の、例えば約１ナノ秒〜１ミリ秒の間の、特に約１ナノ秒〜２５０ナノ秒の間のパルス継続時間で用いられる。
【００１３】
いかなる理論にも束縛はされないが、適切なエネルギー密度値で、適切なパルス幅で単一のパルスのエキシマレーザーアニールを用いることは、金属層の下でシリコン基板の融解物を発生させ、融解領域のみに金属シリサイドを生成し得る。
【００１４】
レーザービームスポット寸法は、約２ｍｍ×２ｍｍ〜１０ｃｍ×１０ｃｍの間の範囲で、約１ｃｍ×１ｃｍなどであってもよい。しかしながら、本発明はそれに限定されない。例えば、複数のレーザーパルスを用いることができ、および／または、レーザービームスポット寸法は、１０ｃｍ×１０ｃｍより大きく（例えば、基板寸法以上）てもよく、または２ｍｍ×２ｍｍより小さくてもよい。ステップアンドスキャン手法を基板表面全体を照射するために用いることができる。例えば、国際公開第２０１０／１１５７６３号パンフレットに述べられているシステムを、高スループットのレーザーアニーリングステップの実行のために用いることができる。
【００１５】
レーザーアニーリングステップを実行した後、未反応の金属、例えば未反応のニッケルを除去するために、エッチステップが実行される。このエッチステップは、例えば、ＨＮＯ３、Ｈ２Ｏ２：Ｈ２ＳＯ４、もしくはＨＣｌ：ＨＮＯ３、または当業者に公知の任意の他の適切なエッチング液を含むウェットエッチング溶液の中でのエッチングを含み得る。このエッチステップに少なくとも１つのめっきステップが続き、それによって例えばＮｉ／Ｃｕスタック、Ｎｉ／Ｃｕ／Ａｇスタック、もしくはＮｉ／Ｃｕ／Ｓｎスタック、または当業者に公知の任意の他の適切なスタックを金属シリサイド層の上に形成するステップが続く。
【００１６】
一態様において、シリコン基板上に提供される誘電体層は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、もしくはＡｌＯｘの層などの、単一の誘電体の層とすることも、ＳｉＯ２／ＳｉＮｘスタック、もしくはＡｌＯｘ／ＳｉＮｘスタックなどの少なくとも２つの誘電体の層を含むスタックとすることもできる。光電池において、誘電体層または誘電体層スタックは、表面のパッシベーションを提供することができ、および／または、反射防止膜としての役目をすることができる。
【００１７】
一態様において、誘電体層を通り抜ける開口部を形成するステップは、例えばレーザーアブレーションによって行うことができる。しかしながら、本発明はそれに限定されず、他の適切な方法を用いることができる。例えば、誘電体層を通り抜ける開口部を形成するステップは、（インクジェット印刷などによって）パターン付き遮蔽層を提供し、誘電体層のウェットエッチングを続けることを含み得る。
【００１８】
一態様において、薄い金属層を提供するステップは、物理的気相成長法（ＰＶＤ）による方法、または好適にはめっき、例えば無電解めっき、電気めっき、光誘導無電解めっき（ＬＩＥＰ）、もしくはさらにより好適には光誘導めっきによる方法などの当業者に公知の任意の適切な方法によって行われ得る。
【００１９】
薄い金属層の厚さは、約１ｎｍ〜２０００ｎｍの間の範囲にあり得、特に約１０ｎｍ〜２００ｎｍの間、さらに特に約２０ｎｍ〜１００ｎｍの間、および好適には約４０ｎｍ〜５０ｎｍの間にあり得る。
【００２０】
レーザーアブレーションによって損傷を受けた表面上でさえ、エミッター接合を分流する危険性が回避されるか、または従来技術方法と比較して実質的に低減されることは、一態様における一方法の一利点である。
【００２１】
レーザーアブレーションによる表面の損傷が回復され得ることは、一態様における一方法の一利点である。
【００２２】
光電池に対するよりよい厚み制御が達成され得ることは、一態様における一方法の一利点である。
【００２３】
モノシリサイドＮｉＳｉの制御された形成が、１つのステップ内で可能になることは、一態様における一方法の一利点である。
【００２４】
表面のテクスチャを実質的に損傷することなくテクスチャ付きの表面上に本方法を実行するのに、レーザーフルエンスが適切な範囲に存在することは、一態様における一方法の一利点である。
【００２５】
誘電体層に形成された開口部に対してレーザー照射の位置合わせの必要がないように、誘電体層の表面のパッシベーション品質が実質的に維持されることは、一態様における一方法の一利点である。
【００２６】
レーザーパルスの継続時間が非常に短く、酸化影響が低減されることにつながり、それによって不活性の環境で加工する必要をなくすことは、一態様における一方法の一利点である。
【００２７】
例えば、光電池の前側コンタクトの形成のために用いられる場合、基板が前側でのみ加熱され、したがって例えば、電池の後側でのアモルファスシリコンまたはＡｌＯｘなどの温度影響を受けやすい表面パッシベーション層の利用を可能にすることは、一態様における一方法の一利点である。
【００２８】
それが例えば工業上の環境において高スループットで実行され得ることは、一態様における一方法の一利点である。
【００２９】
様々な発明の態様の、ある特定の目的および利点を本明細書にこれまで記述してきた。もちろん、そのような目的または利点のすべてが、発明の任意の特定の実施形態の通りに必ず達成され得るとは限らないということは理解されよう。したがって、例えば、本発明が、本明細書において教示された通りに１つの利点または利点のグループを達成するかまたは最適化するが、本明細書において教示または示唆され得るような他の目的または利点を必ずしも達成はしない形で実施または実行されてもよいことを当業者は認識する。さらに、この概要は単に実施例であり、本発明の範囲を限定するようには意図されないことは理解されよう。本発明は、構成および操作方法の双方に関して、それらの特徴および利点と共に、添付の図面を併せて読み以下の詳細な記載を参照することによって最も理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、一実施形態における一方法を図式的に説明する。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本明細書の文脈において、光電池の前面または前側は、発光源の方へ向けられ、したがって照明を受け取るのに適している面または側である。光電池の裏面、裏側、後面、または後側は、前面の反対側にある面または側である。基板の前側は製造される光電池の前側に対応する基板の側であり、一方基板の後側または裏側は製造される光電池の裏側に対応する。
【００３２】
ある実施形態は、シリコン基板上にパターン付き金属シリサイド層を形成する方法に関し、この方法は、シリコン基板の上に誘電体層を提供するステップと、金属のシリサイド層を形成する必要がある位置に誘電体層を通り抜ける開口部を形成するステップと、基板上で、少なくとも開口部の位置にその金属を含む金属の薄い層を提供するステップと、約０．１Ｊ／ｃｍ２〜１．５Ｊ／ｃｍ２の間の範囲の、特に約０．３Ｊ／ｃｍ２〜０．７Ｊ／ｃｍ２の間のレーザーフルエンスを有するＵＶレーザーを用いてパルスレーザーアニーリングステップを実行し、それによって少なくとも金属層の一部分を金属シリサイド層に転化させるステップと、を含む。一実施形態において、パルス継続時間が約１ナノ秒〜１０ミリ秒の間の、例えば約１ナノ秒〜１ミリ秒の間の、好適には１ナノ秒〜２５０ナノ秒の間の範囲で、かつレーザービームのスポット寸法が約１ｃｍ×１ｃｍなどの約２ｍｍ×２ｍｍ〜１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲にある単一のレーザーパルスが用いられる。
【００３３】
本方法は、金属がニッケルであり、また、金属シリサイド層がニッケルシリサイド層である実施形態のためにさらに記述される。しかしながら、本発明はそれに限定されない。Ｃｏ、Ｔｉ、ＴｉＷ、またはＰｔなどの他の金属が使用されてよく、また、他の金属シリサイドが形成されてもよい。
【００３４】
本方法は、パターン付きニッケルシリサイド層が、光電池の前側メタライゼーションプロセスの一部分として提供される例示の実施形態のためにさらに記述される。しかしながら、本発明はそれに限定されず、本方法は光電池の後側に対してコンタクトを提供するためにも用いることができる。本方法は、バックコンタクト型電池、メタルラップスルー型電池、エミッターラップスルー型電池、裏面接合型電池、交差指型バックコンタクト型電池および両面受光型電池などの種々の型の光電池のための製造プロセスに用いることができる。
【００３５】
一実施形態による方法を図１に図式的に示すが、この方法は光電池の前側メタルコンタクトの形成のために用いられる。示された実施例で、テクスチャ付きの前面１を有する第１の導電型（例えば、ｐ型）の基板１０が用いられる。前側に、第１のドーピング型の反対の第２のドーピング型（例えばｎ型）を有するエミッター領域１１が提供される。図１（ａ）に図示されるように、誘電体層または誘電体スタック１２が基板のテクスチャ付きの前側１の上に提供される。誘電体層または誘電体スタック１２は、例えば窒化ケイ素層を含み得る。それは前面パッシベーション層としての役目をし、また好適には最終デバイスにおいて反射防止膜としての役目もする。他の誘電体層材料として、酸化ケイ素または酸化アルミニウムであってもよい。
【００３６】
次に、プロセスの後の段階で、エミッター領域１１がニッケルシリサイドのコンタクト層を形成する必要がある位置に局所的に露出されるように、少なくとも１つの開口部１３が、例えばレーザーアブレーションによって、誘電体層または誘電体スタック１２を通り抜けて形成される。図１（ｂ）に、誘電体層１２を通り抜けて開口部１３を形成した後の断面図を図式的に示す。
【００３７】
次に、薄いニッケル層１４が、前側１に、少なくとも開口部１３の位置に提供される。例えば、図１（ｃ）に示すように、この薄いニッケル層１４は、例えばＰＶＤまたは電気めっきによって前面１の全体に提供され得る。光誘導めっきなどの、ニッケル層を提供する他のめっき方法を用いることができ、その場合には、ニッケル層は、開口部１３（図示せず）の位置にのみ存在する。好適な実施形態においてニッケル層の厚さは、２０ｎｍ〜１００ｎｍの間の範囲にある。しかしながら、本発明はそれに限定されず、より薄い、または、より厚いニッケル層を用いることができる。
【００３８】
ニッケル層１４を提供した後、一実施形態に従って、ＵＶレーザーを用いるパルスレーザーアニーリングステップを行い、それによってニッケル層がシリコンに接触している位置で（すなわち開口部１３の位置で）ニッケル層１４の少なくとも一部分をニッケルシリサイド層１５へ転化させる。好適には、比較的大きい、例えば、開口部１３の幅より実質的に大きいビームスポット寸法を有する単一のレーザーパルスが用いられ、それによって開口部１３に対してレーザービームの位置合わせする必要をなくす。基板全面を照射するために、ステップアンドスキャン手法を用いることができる。
【００３９】
次に、エッチングステップを未反応のニッケルを除去するために実行する。結果として得られる構造の断面図を、図１（ｄ）に図式的に示す。
【００４０】
光電池を製造する方法において、このステップにめっきステップを、シード層としてニッケルシリサイド層１５を用いて続けることができる（ニッケル金属層が第１のめっきステップによって堆積された場合、このめっきステップは第２のステップになる）。光電池を製造する方法において、後側パッシベーション層および後側メタルコンタクトは、例えば、少なくとも１つの開口部１３を形成する前に提供することができる。しかしながら、本発明はこのプロセス順番に限定されず、任意の適切なプロセス順番を用いることができる。
【実施例】
【００４１】
一実施形態に従って、ニッケルシリサイド層を７５ｎｍ厚さのＳｉＮｘ層で覆われたテクスチャ付きのシリコン基板上に形成した。ピコ秒のレーザーアブレーションによって、１０マイクロメートル幅の、線状の開口部をＳｉＮｘ層に形成した後に、厚さ４０ｎｍのニッケル層をＰＶＤによって堆積した。実験では、ニッケル層を照射し、シリサイド化を引き起こすために、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザーを用いた。厚さ４０ｎｍのニッケル層の少なくとも一部分をニッケルシリサイド層へ転化させるために、１ｃｍ×１ｃｍの領域を覆う単一の１５０ナノ秒のレーザーパルスを用いた。互いに隣接しわずかに重なり合いながら１ｃｍ×１ｃｍのパルスを提供することによるステップアンドスキャン手法を用いて基板領域全体を照射した。
【００４２】
第１の組の実験では、パルスフルエンスを変え、表面のテクスチャへの、およびＳｉＮｘ層の表面パッシベーション品質へのレーザー照射の影響を調査した。実験から、表面のテクスチャへの損傷を避けるためには、レーザーフルエンスは、シリコン融解が避けられるか限定される（例えば角錐先端が丸くなるだけ）範囲にあるように選択されるのが好適であることが結論付けられた。シミュレーションでは、ニッケル層の厚さは照射される表面の反射率への影響があるため、好適なレーザーフルエンスはニッケル層の厚さによっても影響を受け得ることが示される。例えば、２０ｎｍのニッケル層厚さに対しては、表面のテクスチャを損傷することなく、１Ｊ／ｃｍ２までのレーザーフルエンスを用いることができる。５０ｎｍ〜１００ｎｍの間の範囲のニッケル層厚さに対しては、表面の反射率は低下し（厚さ２０ｎｍのニッケル層の場合と比較して）、好適にはより低いレーザーフルエンス、例えば約０．５Ｊ／ｃｍ２が用いられる。５００ｎｍ〜２０００ｎｍの間の範囲などの、より厚いニッケル層に対しては、より多くの熱がニッケル層に吸収されるため、より高いレーザーフルエンスが必要となる。しかしながら、これらのより高いレーザーフルエンスは、ＳｉＮｘ層の表面のパッシベーション品質を損ない得るため、避けるのが好適である。
【００４３】
レーザーアニーリングステップを０．７Ｊ／ｃｍ２未満のフルエンスで実行することによって、ＳｉＮｘ層のパッシベーション品質に対する損傷を避け得ることが、Ｖｏｃ−フォトリムネッセンス（Ｐｈｏｔｏｌｉｍｕｎｅｓｃｅｎｃｅ）イメージングに基づいて観察された。
【００４４】
前側コンタクトを形成するための一実施形態による方法を用いて、光電池を製造した。単結晶のｐ型のＣＺシリコン基板の両側をテクスチャ処理した後、後側を研磨し、また、基板を洗浄した。前側にエミッター接合を形成するため、ＰＯＣｌ３拡散ステップを実行した。ＰＳＧ（リンケイ酸ガラス）除去および洗浄の後に、エミッターのドライブインステップを９２０℃で３０分間実行し、１２０オーム／スクエアのシート抵抗を有する、深さ６００ｎｍのエミッターを結果として得た。このステップに続けて、ＨＦの中でのエッチング、および基板の前側へのＳｉＮｘ：Ｈの反射防止膜の堆積を行った。次に、基板の後面全体にＡｌのＢＳＦを生成するために、Ａｌペーストを後側上にスクリーン印刷し、さらに、焼成ステップを行った。開口部を、ピコ秒レーザーアブレーションによって、ＳｉＮｘ：Ｈの反射防止膜内に、前面コンタクトが提供されることになっている位置に形成した。次いで、厚さ４０ｎｍのＮｉ層を前面全体に堆積した。次いで、電池の第１の群に対して、シリサイド化を引き起こすために一般的な急速熱アニールステップを２７５℃で３０秒間実行した。電池の第２の群に対して、一実施形態によるＸｅＣｌレーザーアニーリングステップを行った。これに、未反応のＮｉの選択エッチング、およびＮｉ／Ｃｕ／Ａｇめっきを続けた。
【００４５】
電池の第２の群のｓｕｎｓ−フォトルミネッセンスイメージングに基づいて、０．５５Ｊ／ｃｍ２のＸｅＣｌレーザーフルエンスに対して、ＳｉＮｘ層の表面のパッシベーション品質に損傷は認められなかった。しかしながら、より高いフルエンスに対して、パッシベーション品質の低下が認められた。０．７Ｊ／ｃｍ２を超えるレーザーフルエンスの場合、レーザーフルエンスの増大に対してパッシベーション損傷の増大が認められた。
【００４６】
光電池の測定された電圧電流特性を表１に示すが、２７５℃で３０秒間の急速熱アニール（表１の「ＲＴＡ」）によってシリサイド化が引き起こされた電池の第１の群に対して、および、一実施形態によるレーザーアニーリングによって、０．５５Ｊ／ｃｍ２（表１の「レーザー」）のレーザーフルエンスを用いてシリサイド化が引き起こされた第２の群からの電池に対して示す。表１に、測定された、短絡密度Ｊｓｃ、開路電圧Ｖｏｃ、曲線因子ＦＦ、擬似曲線因子ｐＦＦ（Ｒ．Ａ．Ｓｉｎｔｏｎらによる「Ａ  ｑｕａｓｉ−ｓｔｅａｄｙ−ｓｔａｔｅ  ｏｐｅｎ−ｃｉｒｃｕｉｔ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ」，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  １６ｔｈ  ＥＰＶＣ，Ｇｌａｓｇｏｗ，２０００に記載）、エネルギー変換効率η、および分流抵抗Ｒｓｈｕｎｔを示す。
0006359457.tif 000002
【００４７】
これらの結果から、０．５５Ｊ／ｃｍ２でのＸｅＣｌレーザーアニーリングは、一般的なＲＴＡアニールで得られたＶｏｃおよびＪｓｃと同程度である開路電圧Ｖｏｃおよび短絡密度Ｊｓｃを結果として生じると結論付けることができる。
【００４８】
さらに、一般的なＲＴＡアニーリングと比較して、０．５５Ｊ／ｃｍ２でのＸｅＣｌレーザーアニーリングは、ダイオード損傷の低減（より高いｐＦＦ）につながることが認められた。
【００４９】
表１の結果は、ＲＴＡサンプルのＦＦおよびｐＦＦ値が劣っていることを示す。これは、これらの実験に用いられる深くないエミッター接合（深さ６００ｎｍ、１２０オーム／スクエア）のスパイキングにつながる、反射防止膜のレーザーアブレーション中に生成された欠陥を経由するニッケルの急速な拡散に関係がある。急速熱アニールをシリサイド化プロセスのために用いるには、ダイオード損傷を防ぐために、より深い（例えば深さ１マイクロメートルを超える）エミッターの使用が必要であろう。
【００５０】
ニッケルシリサイド化プロセスに用いられる種々のレーザー・フルエンス（０．９０Ｊ／ｃｍ２、０．７０Ｊ／ｃｍ２、および０．５５Ｊ／ｃｍ２）に対して、厚さ４０ｎｍのニッケル層を、一実施形態に従ってレーザーアニールした光電池の測定された電圧電流特性を表２に示す。
0006359457.tif 000003
【００５１】
これらの結果は、０．５５Ｊ／ｃｍ２でのＸｅＣｌレーザーアニーリングによる電池と比較して、０．７Ｊ／ｃｍ２、および特に０．９Ｊ／ｃｍ２でのＸｅＣｌレーザーアニーリングの場合、Ｊｓｃの低下があることを示す。これは、ＳｉＮｘピンホールを介してＮｉＳｉｘが形成されることによるゴーストめっきに関係があり得る。より高いＸｅＣｌレーザーフルエンスでのパッシベーション損傷は、測定されたＶｏｃ値に明らかに反映されている。０．９０Ｊ／ｃｍ２のレーザーフルエンスでは、ｐＦＦの６３．３％への激しい低下が観察され、これはエミッター接合のスパイキングから結果として生ずるダイオード損傷に関係があり得る。０．５５Ｊ／ｃｍ２でのＸｅＣｌレーザーアニーリングの場合、良好なコンタクト特性、ならびに良好な曲線因子が得られる。
【００５２】
さらなる解析を、種々のフルエンスでレーザーアニールされた厚さ４０ｎｍのＰＶＤのＮｉ層で覆われているテクスチャ付きのシリコンのサンプルに対して実行した。未反応のＮｉはＳＰＭ混合液によって除去した。シリサイド化プロセスで３つの異なるレーザーフルエンス、即ち０．５６Ｊ／ｃｍ２、０．７１Ｊ／ｃｍ２、および０．９４Ｊ／ｃｍ２を用いた。
【００５３】
ＳＥＭ写真に基づいて、０．５６Ｊ／ｃｍ２でアニールされたサンプルでは、表面のテクスチャの角錐は先の尖った頂点（すなわち、テクスチャ損傷がない）を有する一方、より高いフルエンスでアニールされたサンプルでは、角錐頂点はより丸くなっていることが認められた。シリサイド層は、厚さの変動があることも認められた。それは、角錐サイドウォールの底面部で角錐の頂点部と比較してより薄い。
【００５４】
ニッケルシリサイド層のＥＤＳ（エネルギー分散Ｘ線分光法）定量化を実行した。以下のＳｉ／Ｎｉ組成が測定された。
−  レーザーフルエンス０．５６Ｊ／ｃｍ２において、Ｓｉ／Ｎｉ：５２／４８、ＮｉＳｉ相の存在を示している。
−  レーザーフルエンス０．７１Ｊ／ｃｍ２において、Ｓｉ／Ｎｉ：４８／５２、５１／４９、４４／５５、４７／５３、主としてＮｉＳｉ相の存在を同じく示している。
−  レーザーフルエンス０．９４Ｊ／ｃｍ２において、Ｓｉ／Ｎｉ：６３／３７、６８／３２、５８／４２、ＮｉＳｉ相より高い抵抗率（ｒｅｓｉｓｉｔｉｖｉｔｙ）を有するＮｉＳｉ２相の存在を示している。
【００５５】
一実施形態において、約５０／５０に近いＳｉ／Ｎｉ組成が用いられるが、その理由はＮｉ２ＳｉまたはＮｉＳｉ２と比較して、ＮｉＳｉがよりよいコンタクト抵抗特性を有するからである。
【００５６】
先の記述は本発明のある特定の実施形態を詳述している。しかしながら、先の記述が本文中でいかに詳細に見えても、本発明は多くの方法で実施され得ることは理解されよう。いうまでもなく、本発明のある特徴または態様を記述する場合に特定の用語を使用することは、その用語が関係する本発明の特徴または態様の任意の具体的な特性を含むものに限定するために、その用語が本明細書において再定義されていると示唆しているととられるべきでない。
【００５７】
上記の詳細な記述は、様々な実施形態に適用される本発明の新規な特徴を示し、記述および指摘したが、様々な省略、置換および変更が、説明されたデバイスまたはプロセスの形態および詳細において、本発明の精神から外れることなく当業者によってなされ得ることは理解されよう。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図１（ｃ）】
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【図１（ｄ）】
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