(57)【要約】  選択エミッタを有する太陽電池の製造方法を提案する。半導体基板（１）が提供される。基板（１）のベースドーパント型とは逆のエミッタドーパント型を持つドーパント源材料の層（３）は、基板（１）の表面に形成される。層（３）に熱を与えることにより、均一な低濃度ドープエミッタ領域（５）が形成される。第１のレーザ工程において、選択的な高濃度ドープエミッタ領域（１１）は、レーザ光（７）を接触表面領域（９）に当てることにより形成される。任意に、層（３）は、その後、除去され、追加の誘電層（１５）が基板（１）の表側に塗布される。第２のレーザ工程において、層（３）または層（１５）は、レーザ光（２１）を接触表面領域（９）に当てることにより局所的に除去され、それによって、局所的に基板表面を露出する。局所的に露出された接触表面領域（９）において、金属端子（２３）が、例えば、金属めっき技術を利用して局所的に形成される。一方で、レーザドーピングのための２つの異なるレーザ工程を利用し、他方で、金属被覆マスクを形成するためのレーザ除去を利用することは、互いに独立した各レーザ工程を最適にすることを可能にして、処理し、結果として生じる太陽電池を改良することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ベースドーパント型でドープされた半導体基板（１）を提供するステップと、
ｂ）前記半導体基板（１）の表面に、前記ベースドーパント型とは逆のエミッタドーパント型のドーパント源材料の層（３）を形成するステップと、
ｃ）均一な低濃度ドープエミッタ領域（５）を形成するために、熱を前記ドーパント源材料の層（３）に与えて、前記ドーパント原材料の層（３）から、半導体基板（１）の隣接表面領域にドーパントを拡散するステップと、
ｄ）選択的な高濃度ドープエミッタ領域（１１）を形成するために、第１のレーザ工程において、前記半導体基板（１）表面の接触表面領域（９）に局所的にレーザ光（７）を当てて、前記半導体基板（１）の接触表面領域（９）に電気的に活性化したドーパントをさらに生成するステップと、
ｅ）第２のレーザ工程において、局所的にレーザ光（２１）を前記半導体基板（１）の前記接触表面領域（９）に当てることにより、局所的に、前記ドーパント源材料の層（３）及び前記半導体基板（１）の前記表面に形成された誘電層（１５）の少なくとも１つを除去して、局所的に、前記接触表面領域（９）の前記半導体基板（１）の前記表面を露出するステップと、
ｆ）局所的に、露出された接触表面領域（９）の半導体基板（１）の前記表面と電気的に接する金属端子（２３）を形成するステップと、
を含む太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記第１のレーザ工程後に、前記半導体基板（１）がレーザ装置から取り外されて、さらに処理され、
前記第２のレーザ工程前に、前記半導体基板（１）は、レーザ装置に取り付けられ、前記第２のレーザ工程において、前記半導体基板（１）の前記表面が、前記第１のレーザ工程において高濃度にドープされた前記接触表面領域（９）と同じ領域において露出されるように、前記レーザ光（２１）が当たるように、調整される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記半導体基板（１）は、光学調整装置を用いて位置合わせされる請求項２の方法。
【請求項４】
前記光学調整装置は、前記レーザ装置に対する前記半導体基板（１）の位置を検出する請求項３の方法。
【請求項５】
前記光学調整装置は、前記第１のレーザ工程において、さらにドープされた前記接触表面領域（９）を検出する請求項３の方法。
【請求項６】
前記第１のレーザ工程と、前記第２のレーザ工程との間に、前記ドーパント源材料の層（３）が除去され、表面パッシベーション層、金属被覆層および抗反射層の少なくとも１つとして働く誘電層（１５）が前記半導体基板（１）の表面に形成される請求項１〜５の１つである方法。
【請求項７】
ステップ（ｆ）において、金属端子は、金属めっき技術を利用して形成される請求項１〜６の１つである方法。
【請求項８】
前記第１のレーザ工程において、レーザ光（７）は、追加ドーパントが１００μｍ以下の幅を有するラインに沿って導入されるように用いられる請求項１〜７の１つである方法。
【請求項９】
前記第１のレーザ工程において、レーザ光（７）は、追加ドーパントが第１のラインに沿って導入されるように用いられ、前記第２のレーザ工程において、前記接触表面領域（９）の前記半導体基板（１）の前記表面が第２のラインに沿って露出され、前記第２のラインは、前記第１のラインに重ね合わせ、且つ、前記第１ラインと等しい、または、より狭い幅を有する請求項１〜８の１つである方法。
【請求項１０】
前記ドーパント源材料は、リンケイ酸ガラスである請求項１〜９の１つである方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は２０１２年２月２日提出の、英国特許出願第１２０１８８１．８号、および、２０１２年２月２日提出の、米国仮特許出願第６１／５９４,１５５号の優先権の利益を主張するものであり、当該出願を引用として本明細書に含める。
【０００２】
（発明の分野）
この発明は、選択エミッタを有する太陽電池形成方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
太陽電池は、光起電力効果を利用し、太陽光を電気に変換するために用いられる。一般的な課題は、生産コストを低くするために、高い変換効率や高い信頼性を達成することである。
【０００４】
太陽電池の変換効率を上げる１つのアプローチは、太陽電池に、「選択エミッタ」として知られるものを備え付けることである。
【０００５】
一般的に、太陽電池において、半導体基板はベース型のドーピングを提供され、また、その半導体基板の表面に、逆のドーピングを備えるエミッタ層が形成される。
【０００６】
均一にドープされたエミッタにおいて、ドーピング濃度に関するトレードオフは、例えば、低いドーピング濃度は太陽電池のスペクトル反応を向上させるが、エミッタ金属端子の接触抵抗の増加をもたらすのに対し、反対に、高いドーピング濃度は、接触抵抗を減らすが、スペクトル反応を悪くするようにしなければならない。
【０００７】
選択的なエミッタアプローチにより、金属端子が半導体表面に隣接する接触領域に対応する一部領域のみが高濃度にドープされて、接触抵抗を減らすと同時に、中間領域は、低濃度にドープされて、これらの領域において高いスペクトル反応を維持する。
【０００８】
Ｓ.Ｗｅｎｈａｍによる米国特許６４２９０３７号は、太陽電池に選択エミッタ及び金属被覆を形成する自己整合法を開示している。
【０００９】
別のアプローチは、Ｕ.Ｊａｅｈｅｒ等：第２４回欧州ＰＶ太陽エネルギー会議及び展示会、２００９年９月２１〜２５日、ハンブルグ、ドイツ「リンケイ酸ガラス由来のレーザドーピングによる選択エミッタ」により開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、選択エミッタを有する太陽電池を製造する別の方法を提供することである。特に、このような方法は、経済的に、且つ、工業規模で実施することができる。製造される太陽電池は、高い変換効率及び高い長期信頼性の両方を有する。
【００１１】
このような目的は、独立請求項の主題と一致する。有利な実施形態は、従属項に定義される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明の態様については、太陽電池を製造する方法が提案される。この方法は、下記ステップを、好ましくは、示される手順に含む：ａ）ベースドーパント型でドープされた半導体基板を設けるステップ；ｂ）前記半導体基板の表面に、前記ベースドーパント型とは逆のエミッタドーパント型のドーパント源材料の層を形成するステップ；ｃ）均一な低濃度ドープエミッタ領域を形成するために、熱を前記ドーパント源材料の層に与えて、ドーパント原材料の層から、半導体基板の隣接表面領域にドーパントを拡散するステップ；ｄ）選択的な高濃度ドープエミッタ領域を形成するために、第１のレーザ工程において、半導体基板表面の接触表面領域に局所的にレーザ光を当てて、半導体基板の接触表面領域に電気的に活性化したドーパントをさらに生成するステップ；ｅ）第２のレーザ工程において、局所的にレーザ光を半導体基板の表面の接触領域の少なくとも１部に当てることにより、局所的に、ドーパント源材料の層及び前記半導体基板の表面に形成された誘電層の少なくとも１つを除去して、局所的に、接触表面領域の半導体基板の表面を露出するステップ；ｆ）局所的に、露出された接触表面領域の半導体基板の表面と電気的に接する金属端子を形成するステップ。
【００１３】
提案するシリコン太陽電池の概要は、下記に示す概念及び認識に基づいて示される：
選択エミッタを有する太陽電池のための従来の技術アプローチにより、高い変換効率が特に、研究室の生産規模において見られるのに対し、このような従来の技術アプローチにおいては、例えば、製造される太陽電池の長期信頼性の低下または生産効率の向上を結果として生じる太陽電池の製造において、困難が起こりうることは明らかである。
【００１４】
例えば、Ｗｅｎｈａｍにより提案される上述したような従来のアプローチは、たった1回だけのレーザ工程が、太陽電池の片側構造の製造中に用いられる。この１回のレーザ工程において、選択エミッタの高濃度ドープ領域を生成するために、局所的に追加されるドーパントの導入が、続いて、この表面領域を最適化させるために、表面領域の半導体基板の領域を露出する誘電層開口工程と同時に実行される。しかしながら、このようなたった１回のレーザ工程の利用は、続いて適用される金属端子を有する高濃度ドープ領域の自己整合を可能にするが、この処理アプローチにおいて、例えば、めっき技術により作成される金属端子の接着問題が生じるということが、現在、確認されている。
【００１５】
現在、この接着問題に対する１つの可能な説明は、たった１回のレーザ工程が適用されるだけなので、このレーザ工程が、一方で、選択的なレーザドーピング、他方で、誘電層の局所的な除去という両方の目的に活用できないという事実にあると考えられている。
【００１６】
そのため、ここで提案する方法は、レーザ特性が、例えば、レーザ光強度、レーザ光周波数、レーザ集光、照射持続時間等について、互いに異なる２つのレーザ工程を適用する。ここで、第１のレーザ工程は、レーザドーピングにより、選択エミッタの高濃度ドープ領域を生成するために用いられ、第２のレーザ工程は、それにより局所的に半導体基板の表面を露出し、それに続いて金属端子をその露出表面領域に形成するために、半導体基板上に予め配置された層を局所的に除去するために用いられる。
【００１７】
さらに、現在、例えば、Ｗｅｎｈａｍにより提案されるアプローチでは、典型的に、リン拡散源が、低濃度ドープエミッタ表面上に配置された誘電層上にスピンされる、または、スプレーを吹きかけられ、続いて、ドーパントが、レーザドーピングを使ってその下にある半導体基板の中に導入されている。このレーザドーピングアプローチにおいては、誘電層から、ドーパント種以外の原子種がドーパント領域に導入され、このような元素は、続いて、めっき技術により作成される金属端子の良好な接合を阻害する可能性がある。
【００１８】
そのため、ここで提案する方法においては、ドーパント源材料として、例えば、リンケイ酸ガラス（ＰＳＧ）のような異なるドーパント源材料を使うことが提案される。
【００１９】
さらに、本願の提案する方法に関して、半導体基板の上に重なる層が、異なるレーザ工程を使って、接触表面領域において局所的に除去されるので、この第２のレーザ工程は、ドープ領域における誘電層の原子種の取込みを妨げるために、特異的に最適化される。
【００２０】
以下に、提案する太陽電池形成方法の実施形態の可能な特徴や利点を詳細に説明する。
【００２１】
提案する製造方法のために提供される半導体基板は、いかなる型の基板でも良い。例えば、シリコンウェハまたはシリコン薄膜が用いられる。シリコンは、例えば、単結晶または多結晶であってもよい。半導体基板のベースドーピングは、ｎ型またはｐ型である。例えば、均一リンまたはボロンドーピングそれぞれが提供されうる。
【００２２】
ドーパント源材料層は、ベースドーパント型と逆タイプのドーパントを含み、好ましくは均一な分布である、いかなる層でもよい。好ましくは、ドーパント源材料は、リンケイ酸ガラス（ＰＳＧ）である。このＰＳＧは、例えば、半導体基板がＰＯＣｌ３雰囲気中、高温で処理されるＰＯＣｌ３拡散工程において形成される。ＰＳＧは、高濃度のリンドーパントからなり、ドーパント源材料の層上に熱を与えると、この層から半導体基板の隣接表面に拡散する。それによって、均一な低濃度ドープエミッタ領域がこの基板表面に作成される。
【００２３】
この均一にドープされたエミッタ領域を生成した後、選択的な高濃度ドープエミッタ部分領域が第１のレーザ工程のレーザドーピングにより作成される。そこで、最適な特性のレーザ光が、例えば、この層から、続いて金属端子が形成される接触表面領域の半導体基板に、局所的に、追加的に、ドーパントを導入するために、局所的にドーパント源材料層に当てられる。このようなレーザドーピング中、適用されるレーザのエネルギーは、ドーパント源材料および半導体基板の表面領域の少なくとも１つ、または、好ましくは、両方を一時的に液化するほど高い。それによって、追加ドーパントが、半導体基板表面のその局所領域に高い割合で導入されて、局所的に増加したドーパント濃度を生じる。別の方法として、すでに接触表面領域に予め導入されているが、電気的に不活性であるドーパントは、第１のレーザ工程中、活性ドーパント濃度が局所的に増加するように局所的にエネルギーを与えることにより活性化される。
【００２４】
このレーザドーピングのための第１のレーザ工程後、半導体基板は、このレーザ工程に利用されたレーザ装置から取り外される。任意で、半導体基板は、それから、例えば、複数の異なる処理装置を使って処理されてもよい。このような更なる処理の間に、例えば、太陽電池の後方構造が、選択エミッタを持つ表面とは反対側の太陽電池表面に生成される。それから、処理手順の後半において、半導体基板は、再び、第１のレーザ工程に用いられたレーザ装置と同一または異なるレーザ装置に取り付けられる。第２のレーザ工程を実行する前に、半導体基板は調整される、すなわち、半導体基板は、第１のレーザ工程において、高濃度にドープされた同じ接触領域にレーザ光を当てることにより半導体基板の表面が局所的に露出されるように、第２のレーザ工程において、レーザ光が適用されるように、レーザ装置に対して位置付けられる。
【００２５】
半導体基板が、第１のレーザ工程において選択的に高濃度にドープされた、まさにその領域の半導体基板から、その上を覆う層を特異的、局所的に除去できるようにするために、第２のレーザ工程を実行する前に、調整されることは、結果として生じる太陽電池にとって必須である。続く処理工程においては、金属端子が、第２のレーザ工程中に局所的に露出される接触表面領域に局所的に形成されるので、低い接触抵抗を確保するために、第１のレーザ工程において作成される局所的な高濃度ドープエミッタ領域とともに、この金属端子も調整することが必要である。
【００２６】
例えば、半導体基板は、光学調整装置を利用して調整される。このような光学調整装置は、半導体基板の調整をさらに可能にするために、例えば、半導体基板の特徴を光学的に検出するのに適している。
【００２７】
例えば、光学調整装置は、レーザ装置に対する半導体基板の位置を検出する。具体的にいえば、調整装置は、まず、第１のレーザ工程に用いられるレーザ装置に対する半導体基板の位置を検出し、その位置情報を保存する。それから、第２のレーザ工程の前に、調整装置は、再び、第２のレーザ工程に用いられるレーザ装置に対する半導体基板の現位置を検出し、半導体基板の位置またはレーザ装置の位置決めのいずれかに適応させる、すなわち、レーザ装置が、第２のレーザ工程中に、レーザ光が第１のレーザ工程において高濃度にドープされた接触表面領域と一致するように当てられるようにレーザ光を照射する方向に適応させる。
【００２８】
別の方法として、光学調整装置は、第１のレーザ工程において、さらに（追加的に）ドープされた接触領域の位置を直接的に検出する。この調整処理において、第１のレーザ工程の間において、光学特性が接触表面領域においてわずかに変化するという事実から、これらの光学特性が調整装置によって検出されるという利点が得られる。接触表面領域の検出と同時に、レーザ装置は、レーザ光が、接触表面領域と一致する領域にのみ当てられるように制御される。
【００２９】
本願発明の実施形態において、ドーパント源材料層は、第１のレーザ工程後に、取り除かれ、表面パッシベーション層、金属被覆層、および／または、抗反射層として働く誘電層が第２のレーザ工程前に、半導体基板に形成される。ここで、例えば、リンケイ酸ガラスのようなドーパント源材料は、半導体基板から完全に取り除かれ、それから、基板表面は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）層のような誘電層によって被覆される。
【００３０】
さらに別の方法として、ドーパント源材料は、半導体基板の表面に残っている、すなわち、ドーパント源材料は第１のレーザ工程の後で取り除かれず、さらに、誘電層がドーパント源材料の残余層の上に配置される。この追加的な（付加的な）誘電層は、例えば、表面パッシベーション層、金属被覆層、および／または、抗反射層として働く。
【００３１】
ドーパント源材料層を除去すること、および／または、追加的な誘電層を配置することを任意に含む特異的な処理手順に応じて、第２のレーザ工程において、レーザ光は、基板表面を局所的に露出するために、処理手順のこの段階で基板表面に存在する、予め配置されたドーパント源材料層および予め配置された誘電層のそれぞれを局所的に除去する。
【００３２】
ドーパント源材料の特性は、レーザドーピングのために最適化されているが、このようなドーパント源材料層は、結果として生じる太陽電池に残る特性を必ずしも最適化するとは限らない。そのため、このようなドーパント源材料層は、取り除かれ、特定の目的のために最適化された特性を有する誘電層が代わりに配置される。別の方法として、追加的な誘電層は、ドーパント源材料層の上に配置される。例えば、ＰＥＣＶＤ（プラズマ化学気相成長）を使って配置される窒化ケイ素膜は、高い表面パッシベーション層として働き、それによって、この太陽電池の変換効率が高まる。さらに、または、代わりに、この誘電層は、次に続く金属端子の形成の間、金属被覆層として働く。さらに、または、さらに別の選択肢として、誘電層は、結果として生じる太陽電池用の抗反射膜として機能するような適切な膜厚で配置される。
【００３３】
本発明の好ましい実施形態において、金属端子は、金属めっき技術を利用して形成される。この金属めっき技術は、ガルバニめっき、または、無電解めっきを含み、金属は、半導体基板の露出された接触表面領域にめっき溶液を含む金属から析出される。
【００３４】
通常、このようなめっき技術は、半導体基板に対し低い接触抵抗を有し、且つ、低い直列抵抗を有する高品質な金属端子を見込める。この技術により形成される金属端子の幅は、主に、露出する接触表面領域の幅によって決定される、すなわち、接触表面領域に隣接する領域において金属被覆マスクとして働く、その上に重なる層を局所的に除去するために、第２のレーザ工程中に用いられるレーザ光の特性によって決定される。したがって、金属被覆マスク層のレーザ除去と、金属めっき技術を利用することの組み合わせは、例えば、１００μｍ以下が良く、好ましくは、５０μｍ以下の接触幅を有する非常に良い金属端子を作成することが見込める。
【００３５】
例えば、第１のレーザ工程において、レーザ光は、追加ドーパントがライン（１本の線）に沿って、導入されるように当てられ、このラインは、１００μｍ以下の幅を有する。言い換えれば、第１のレーザ工程を利用して、線状の選択的な高濃度ドープエミッタ領域は、かなり狭い幅で作成される。隣接する線状の接触表面領域の間は、均一な低濃度ドープエミッタの広い領域が存在し、このような領域は、接触表面領域よりも、実質的に広く、例えば、１〜３ｍｍの範囲である。このような狭い接触表面領域と、隣接する線状の表面領域の間の広い低濃度ドープエミッタの組み合わせは、太陽電池に対するスペクトル反応の向上をもたらす。
【００３６】
第２のレーザ工程において、接触表面領域の半導体基板の表面もまた、ラインに沿って露出され、ここで、この第２のラインは、第１のラインと重ね合わせられ、且つ、第１のラインと等しいか、または、より狭い幅、すなわち、高濃度ドープ接触表面領域の幅を有する。一方で、このような狭い幅を利用することで、非常に狭い（細い）金属端子の形成を可能にする。このような細い金属端子は、シャドーイング損失の低減をもたらす。他方では、第２のレーザ工程において、非常に狭いラインに沿って、（半導体基板の表面）上を覆う層だけを取り除くことは、第１のレーザ工程中に生成される高濃度ドープ領域を有する、結果として生じる露出した接触領域の調整を簡単にする。
【００３７】
本願発明の実施形態の可能な特徴や利点は、太陽電池を作成するために提案する方法を中心に、ここに記載されているが、結果として生じる太陽電池についても部分的に記載されていることがある。当業者は、さらに有効な実施形態に置き換え、且つ、相乗効果を実現するために、異なる特徴が、適宜、組み合わされ、対応する方法、調整方法、および、その逆の方法で、太陽電池の特徴が達成されることがわかるだろう。
【００３８】
さらに、当業者は、完全な製造プロセスは、さらなる工程を含み、太陽電池が、ここに記載された特徴より多くの特徴を有することに気が付くだろう。例えば、提案する方法は、太陽電池を作成するための方法の一部であり、このような方法は、拡散工程、パッシベーション工程、金属被覆工程等のような、様々な付加的な方法工程を含むことができる。太陽電池は、ほんの２、３の事例を挙げれば、異なるドープ領域を含み、抗反射膜、表面パッシベーション等としてその表面に誘電層を含み、且つ、太陽電池基板の前面および／または背面に付加的な電気接触構造を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
（図面の簡単な説明）
以下、本願発明の実施形態における特徴及び利点が、添付の図面について記載されている。ここで、本願発明を限定して解釈されるような記載や図面はない。
これらの図は、概略的であり、ある縮尺に調整されたものではない。同一または類似の特徴は、これらの図全体を通して、同じ参照番号で明示される。
【図１】図１は、本願の実施形態にかかる太陽電池の製造方法の工程を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
（好ましい実施形態の説明）
図１を参考に、本願発明の実施形態に従って、太陽電池を製造する方法にかかる処理手順が記載される。
【００４１】
ステップ（ａ）において、半導体基板１は、均一なｐ型ベースドーピングを有するシリコンウェハとして提供される。半導体基板１は、例えば、鋸歯によるダメージ（saw-damege）を除去するエッチング及び/またはその裏面の研磨を伴う前処理がなされる。
【００４２】
ステップ（ｂ）において、ドーパント源材料の層３が形成される。特定の実施例において、この層３は、半導体基板１が、ＰＯＣｌ３雰囲気下において、例えば、８００℃程度から９００℃程度の高温で、例えば、１０〜９０分の間、保持される、ＰＯＣｌ３拡散工程中に、リンケイ酸ガラスとして形成される。
【００４３】
ドーパント源材料の層３の形成と同時に、この層３に由来するドーパントが、与えられる熱によって、半導体基板１の前表面に拡散し、それによって、均一な低濃度ドープエミッタ領域５を形成する。この低濃度ドープエミッタ領域５は、例えば、良好なスペクトル反応を有する太陽電池用エミッタを形成するような、８０Ω/□以上、好ましくは、１００Ω/□以上のシート抵抗をもって形成される。
【００４４】
次のステップ（ｃ）において、半導体基板１は、ドーパント源材料層３として働くリンケイ酸ガラスとともに、レーザ装置内に配置される。このレーザ装置において、レーザ光７は、半導体基板１の表面の接触表面領域９に局所的に当てられる。レーザ光７の強度は、ドーパント源材料３が一時的に局所的に液化される、または、部分的に気化されるように選択される。このような状態において、追加ドーパントが、接触表面領域９において、半導体基板の中に導入される。また、すでにエミッタ内に存在するが、電気的な活性がない追加リンは、レーザ光にウェハをさらすことにより活性化される。中間領域１２におけるドーピング濃度よりかなり高いドーピング濃度を有する選択的な高濃度ドープエミッタ領域１１が生じる。例えば、選択的な高濃度ドープエミッタ領域１１において、シート抵抗は、７０Ω/□より低く、好ましくは、３０Ω/□より低く、より好ましくは、１５Ω/□より低い。レーザビーム７の幅は、高濃度ドープエミッタ領域１１が、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下、及び、より好ましくは、３０ミクロン以下の幅を有するようであればよい。
【００４５】
ステップ（ｄ）において、ドーパント源材料層３は、エミッタ領域５の全表面が露出されるようにエッチングにより除去される。例えば、リンケイ酸塩は、ＨＦを含むエッチング溶液で除去される。さらに、基板１の背面は、拡散処理で周辺を被うことに起因する背面上の潜在的な残余エミッタを除去するために、片面エッチングにかけられる。
【００４６】
図１のステップ（ｅ）に関しては、いくつかの独立した処理工程の結果が示される。
【００４７】
誘電層１３は、半導体基板１の背面に配置される。この層は、例えば、Ａｌ２Ｏ３及びＳｉＮ層の積層体を含んでもよい。
【００４８】
半導体基板１の表側には、誘電層１５が配置される。この誘電層１５は、例えば、結果として生じる太陽電池用の高品質なシリコン窒化（ＳｉＮ）膜であり、基板表側の表面不動体化に貢献する。さらに、誘電層１５は、次に続く金属端子形成の間はマスキング層として、あるいは、抗反射膜として働く。
【００４９】
背面誘電層１３は、半導体基板１の背面の露出領域であるドット１７が作成されるように、例えば、レーザ除去を用いて局所的に開口される。
【００５０】
ステップ（ｆ）において、背面端子１９は、ペーストを含む銀（Ａｇ）のスクリーン印刷、および/または、ペーストを含むアルミニウム（Ａｌ）のスクリーン印刷を局所的に利用して、ドット１７上に作成される。
【００５１】
ステップ（ｇ）において、前面誘電層１５は、第２のレーザ工程において、半導体基板１の表面の接触表面領域９の少なくとも一部に、局所的にレーザ光２１を当てることにより、局所的に取り除かれる。ここで、適用されるレーザビーム２１の特徴は、誘電層１５が局所的に取り除かれ、半導体基板１の幅が、接触表面領域９において、局所的に露出されるように選択される。レーザビーム２１の幅は、露出される領域が、第１のレーザ工程において形成される高濃度ドープエミッタ領域１１より狭くなるようにする。
【００５２】
レーザ特性が、第１のレーザ工程と第２のレーザ工程とで異なることに留意される必要がある。一般的に、レーザ-材料相互作用は、適用されるレーザ光の波長、パルスエネルギー及びパルス幅のようないくつかの物理的なパラメータに加え、材料の光学的な及び熱力学的な性質に依存する。
【００５３】
第１のレーザ工程においては、ＩＲスペクトル帯域、例えば、１０６４ｎｍや、可視スペクトル帯域、例えば、５３２ｎｍにおけるレーザ波長が、通常、選択され、そこでは、シリコンが高く吸収する。可視領域におけるレーザ波長は、レーザ誘導される結晶欠陥を制限する助けとなる、短い光透過深さに起因する高濃度ドープエミッタ領域を生成するのにより好適である。これらの欠陥は、再結合中心として作用し、太陽電池性能をかなり劣化させる。典型的なレーザパルス持続時間は、ナノ秒範囲であり、レーザパルスエネルギーは、例えば、凹凸のあるシリコン表面のレーザ溶融を抑えるように最適化されている。
【００５４】
第２のレーザ工程においては、ＩＲスペクトル帯域、例えば、１０６４ｎｍ、可視スペクトル帯域、例えば、５３２ｎｍ、ＵＶスペクトル帯域、例えば、３５５ｎｍのレーザ波長が、選択的な誘電レーザ除去に有効である。選択されたレーザ波長に適したパルス持続時間を用いることが重要である。太陽電池製造プロセスにおいて、その下にある高濃度ドープエミッタ領域を溶融することのない誘電層の局所的な除去は、例えば、次に続く電気めっき処理のための良好な接触表面を形成する場合において、極めて難しい。高濃度ドープエミッタ領域のレーザ溶融は、シリコンのドーパント再分配だけでなく、酸素、窒素等のような不純物の取込みをもたらすので好ましくない。このような問題を回避するために、ピコ秒やフェムト秒のパルス持続時間をもった超高速レーザパルスが、特に、ＩＲや可視領域におけるレーザ波長に用いられ、ここで、レーザエネルギーは、非線形吸収効果により、誘電層を中心に、吸収する。非線形吸収において、レーザパルスは、実質的に、熱伝導やシリコン溶融がない誘電層の格子結合を壊すピークパワー強度に届くほど短い。一方、窒化ケイ素（シリコン窒化物）は、ＵＶスペクトル帯域で高く吸収する。ナノ秒やピコ秒時間スケールでのパルス持続時間は、誘電層の局所的な除去による、その下の高濃度ドープエミッタ領域の溶融を最小限にするために用いられる。
【００５５】
最後に、ステップ（ｈ）において、前面金属端子２３が、金属めっき技術を用いて形成される。ここで、任意に、第２のレーザ工程により露出された表面領域に形成された窒化物がエッチング工程により取り除かれる。このようなエッチングはまた、半導体基板における局所的なレーザ損傷を取り除くためにも働く。次いで、金属が、めっき溶液から、先の第２のレーザ工程中に露出された接触表面領域９において析出されるのに対し、中間領域１２において、その上を覆う前面誘電層１５は、めっきマスクとして働く。
【００５６】
前方金属結合２３を形成するために利用されるめっき技術は、ガルバニめっきでも無電解めっきでもよく、ひと続きのサブステップを含んでもよい。例えば、ニッケルは、半導体基板１を形成するシリコンウェハの露出表面と直接接するように配置される。続く高温でのアニール工程において、ニッケルケイ化物が形成される。このようなケイ化物は、金属端子２３と半導体基板１との間の機械的接合の向上だけでなく、電気的な接触抵抗を減らすために働く。過剰なニッケルは、続くエッチング工程で除去される。さらに、均一なニッケル層が、金属端子２３の核を形成するために銅の薄層がニッケル層上にめっきされる前に、“フラッシュ”めっき工程において配置され、それによって、かなり低い直列抵抗を有する端子を提供する。
【００５７】
最後に、語句「含む（comprising）」は、他の要件または工程を除外せず、「１（“a”または“an”）」は、複数を除外しないことが留意される。また、他の実施形態に関連して記載される要件は、組み合わせることもできる。請求項の参照番号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことが留意される。
【符号の説明】
【００５８】
１  半導体基板
３  ドーパント源材料の層
５  均一な低濃度ドープエミッタ領域
７  第１のレーザ工程のレーザ光
９  接触表面領域
１１  選択的な高濃度ドープエミッタ領域
１２  中間的な低濃度ドープエミッタ領域
１３  背面誘電層
１５  前面誘電層
１７  露出した背面ドット
１９  背面金属端子
２１  第２のレーザ工程のレーザ光
２３  前面金属端子
【図１】
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【国際調査報告】
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