(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光起電装置の製造方法であって、前記光起電装置は、半導体ウェハと、前記半導体ウェハの表面に形成されたひとつまたはそれ以上のドープ領域と、前記半導体ウェハの前記表面上に配置され、前記ひとつまたはそれ以上のドープ領域に接触する複数の導電線とを備え、
前記半導体ウェハの前記表面上に全面パシベーション層を形成するステップと、
非接触パターニング装置を用いて、前記パシベーション層に複数の開口部を画定し、これによって前記開口部の各々が前記半導体ウェハの前記表面上の前記ひとつまたはそれ以上の領域のうちの対応するひとつを露出するようにするステップと、
直接描画金属配線装置を用いて、前記複数の開口部の各々の中に、前記導電線のコンタクト部を実装すると共に、前記コンタクト部上に導電プラグを実装するステップと、を含み、
前記非接触パターニング装置による加工と前記直接描画金属配線装置による加工は共通のコンベア上で行われ、
前記コンタクト部はシリサイド形成金属を含み、前記導電プラグは、前記コンタクト部より導電性の高い金属であることを特徴とする光起電装置の製造方法。
【請求項２】
光起電装置を製造するシステムであって、前記光起電装置は、半導体ウェハと、前記半導体ウェハの表面に形成されたひとつまたはそれ以上のドープ領域と、前記半導体ウェハの前記表面上に設置され、前記ひとつまたはそれ以上のドープ領域と接触する複数の導電線とを備え、
前記半導体ウェハ上に形成された全面パシベーション層に複数の開口部を画定し、前記開口部の各々が、前記半導体ウェハの前記表面上の前記ひとつまたはそれ以上の領域のうちの対応するひとつを露出するようにする非接触パターニング装置と、
前記複数の開口部の各々の中に、前記導電線のコンタクト部を実装すると共に、前記コンタクト部上に導電プラグを実装するための直接描画金属配線装置と、
前記非接触パターニング装置と前記直接描画金属配線装置の両方による加工中に、前記ウェハを支持し、前記ウェハを前記非接触パターニング装置と前記直接描画金属配線装置との間で運搬し、前記非接触パターニング装置による加工と前記直接描画金属配線装置による加工を共通のコンベア上で行わせるコンベヤメカニズムと、
を備え、
前記コンタクト部はシリサイド形成金属を含み、前記導電プラグは、前記コンタクト部より導電性の高い金属であることを特徴とする光起電装置を製造するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射の電気エネルギーへの変換、より詳しくは、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する光起電装置（太陽電池）及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は一般に、太陽光を直接電気に変換する光起電装置である。太陽電池は通常、自由電子を作り出すような方法で光照射（たとえば、太陽光）を吸収する半導体（たとえば、シリコン）を備えており、この自由電子は内部に作りつけられた電界の存在によって流れ、直流（ＤＣ）電力を生成する。いくつかののＰＶ電池によって生成されるＤＣ電力は、電池の上に設置されたグリッドで回収される。複数のＰＶ電池から発生した電流は、その後、直列と並列の組み合わせによって、より大きな電流と電圧になる。このように回収されたＤＣ電力は配線上で送られ、この配線の数は多くの場合、何十本、時には何百本にものぼる。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６６２３５７９号明細書
【特許文献２】米国特許第６５９０２３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、製造コストと複雑さを低減すると同時に、最終的に得られる光起電装置の動作効率を改善する光起電装置（太陽電池）を製造するための方法、加工システム、光起電装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光起電装置の製造方法であって、前記光起電装置は、半導体ウェハと、前記半導体ウェハの表面に形成されたひとつまたはそれ以上のドープ領域と、前記半導体ウェハの前記表面上に配置され、前記ひとつまたはそれ以上のドープ領域に接触する複数の導電線とを備え、前記半導体ウェハの前記表面上に全面パシベーション層を形成するステップと、非接触パターニング装置を用いて、前記パシベーション層に複数の開口部を画定し、これによって前記開口部の各々が前記半導体ウェハの前記表面上の前記ひとつまたはそれ以上の領域のうちの対応するひとつを露出するようにするステップと、直接描画金属配線装置を用いて、前記導電線のコンタクト部を前記複数の開口部の各々の中に実装するステップと、を含む。
【０００６】
また、本発明は、光起電装置を製造するシステムであって、前記光起電装置は、半導体ウェハと、前記半導体ウェハの表面に形成されたひとつまたはそれ以上のドープ領域と、前記半導体ウェハの前記表面上に設置され、前記ひとつまたはそれ以上のドープ領域と接触する複数の導電線とを備え、前記半導体ウェハ上に形成された全面パシベーション層に複数の開口部を画定し、前記開口部の各々が、前記半導体ウェハの前記表面上の前記ひとつまたはそれ以上の領域のうちの対応するひとつを露出するようにする非接触パターニング装置と、前記導電線のコンタクト部を前記複数の開口部の各々の中に実装するための直接描画金属配線装置と、前記非接触パターニング装置と前記直接描画金属配線装置の両方による加工中に、前記ウェハを支持し、前記ウェハを前記非接触パターニング装置と前記直接描画金属配線装置との間で運搬するコンベヤメカニズムと、を備える。
【０００７】
また、参考例は、半導体ウェハと、前記半導体ウェハの表面上に形成されたパシベーション層と、前記パシベーション層の上に形成され、前記パシベーション層の開口部を通って前記半導体ウェハの表面へと延びるコンタクト部によって接続される複数のグリッド線とを備える表面電池型光起電装置であって、各グリッド線は、比較的幅が小さく、前記パシベーション層から上方向への高さが比較的大きい長形の金属構造と、前記金属線の端部に沿って形成された少なくともひとつの支持部であり、前記支持部は透明材料である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、たとえば、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するのに使用できる光起電装置（たとえば、太陽電池）の改良に関する。以下の説明は、当業者が本願において紹介された発明を特定の用途とその要件に関連して実現し、利用できるように記したものである。本明細書において、上、下、横、前、背後等の方向を示す用語は、説明のために相対的な位置を表しており、絶対的な基準系を示すものではない。好ましい実施例へのさまざまな変更は、当業者にとって明白であり、本明細書で定義する一般原理は、他の実施例にも適用できる。したがって、本発明は図に示され、説明された特定の実施形態に限定されるのではなく、本明細書中で開示された原理と新たな特徴に合致する最も広い範囲がこれに与えられる。
【０００９】
図１は、本発明のひとつの実施形態による光起電装置の製造に使用される基本的な加工ステップを示すフロー図である。図２は、本発明の別の実施形態により、図１の方法を利用して光起電装置を加工するためのアセンブリ２００を示す簡略ブロック図である。
【００１０】
図２において、本明細書で提案される方法は、半導体（たとえば、単結晶または多結晶シリコン）ウェハ２１２の上側表面２１３がひとつまたは複数のドープ（たとえば、拡散）領域２１４を備えるように処理され、ドープ領域２１４上の上側表面２１３に全面（ブランケット: blanket）パシベーション（電気的絶縁）層２１５が形成された後に行われる。本明細書において、光起電装置は、一般に装置２１１と呼ばれ、加工サイクルの各段階においては、装置のその時点の加工段階を示す添え字を追加する（たとえば、ローディング前とローディング中、装置は、装置２１１Ｔ１と呼ばれ、Ｔ１は、加工サイクルの比較的早い段階を示す）。装置２１１Ｔ１にドープ領域２１４を設け、表面２１３をパシベーション層２１５で被覆するための動作（図１のブロック１１０）は、周知の加工技術によって行われるため、装置２１１Ｔ１の作製に用いられる機器は、図２において一般に、ウェハ加工システムブロック２１０として示す。
【００１１】
初期処理の後、装置２１１Ｔ１は加工システム（ツール）２３０に任意で設けられるローディングメカニズム２２０に運ばれ、ローディングメカニズム２２０は装置２１１Ｔ１をコンベヤ２３５の上に載せる。本発明によれば、加工システム２３０は、少なくともひとつの非接触パターニング装置２４０と少なくともひとつの直接描画金属配線装置２５０を備え、これらはコンベヤ２３５の運搬方向（たとえば、図２の右方向）へと連続的に配置される。本明細書において、直接描画金属配線装置２５０は、金属配線材料を、ウェハの金属配線が必要な部分の上にのみ排出し、押し出し、あるいはその他の方法で堆積させる装置（つまり、金属配線材料の一部を除去するためのその後のマスク及び／またはエッチング工程が不要となる）と定義される。加工システム２３０はまた、下記の説明にしたがい、直接描画金属配線装置２５０による加工が完了した後に、コンベヤ２３５から加工済みのウェハ２１１Ｔ４を降ろすための、任意で設けられるウェハオフローディングメカニズム２６０を備える。任意で設けられるウェハローディングメカニズム２２０とウェハオフローディングメカニズム２６０は、当業者によく知られた方法で動作するため、ここでは詳細な説明を割愛する。降ろされた装置は、その後、金属配線後加工システム２７０に輸送され、続いて下記の方法で加工される。
【００１２】
コンベヤ２３５は図２において、ベルトの上面部分が装置２１１Ｔ１を受けて非接触パターニング装置２４０と直接描画金属配線装置２５０へと運搬するベルト型のコンベヤメカニズムとして描かれている。図のような一般化されたシステムにおいてベルト型のコンベヤ２３５を用いたのは、例示のためであり、これに限定されるものではない。
【００１３】
本発明の第一の面によれば、図１のブロック１２０に示されているように、また図２にもあるように、非接触パターニング装置２４０を使って、パシベーション層２１５内に複数の開口部２１７が画定され、これによって各開口部２１７は半導体ウェハ２１２の表面２１３上の上記のひとつまたはそれ以上の領域のうちの対応するひとつを露出させる。図３に示されているように、現時点で好ましい本発明の実施形態によれば、非接触パターニング装置２４０は、半導体ウェハ（基板）２１２の表面部分２１３Ａを露出させる開口部２１７を形成するために、パシベーション層２１５の一部を切除（ablate）（除去）するのに十分なエネルギーを持つレーザパルスＬＰを発生できるレーザによるアブレーション装置であり、金属配線の前に洗浄その他の加工を行う必要がない。化学エッチング等の方法と比較した場合のレーザアブレーション利用の利点は、アブレーションが行われた後に、半導体ウェハ２１２をすすぎ、乾燥する必要がないことである。すすぎと乾燥のステップを不要にすることによって、金属配線前のコンタクト用開口部を迅速かつ連続的に加工できる。すすぎ及び／またはその他のアブレーション後の処理を不要とすることは、エッチングと金属配線工程に共通のコンベヤ２３５を使用する上で不可欠である。特に、アブレーションやエッチング後のすすぎと乾燥は一般に、その後の金属配線の極めて精巧な整合の妨げとなる。すすぎと乾燥は、ウェハ破損の原因にもなる。別の考えられる実施例では、レーザによるパターニングの代わりに、粒子線発生装置を使用してもよい。
【００１４】
図４に示される特定の実施形態によれば、非接触パターニング装置２４０は走査型のレーザ装置２４０−１を備え、装置２４０−１では、レーザ３１０によって生成されるレーザパルスＬＰが、光線コンディショニング光学装置３２０によって、回転鏡３３０の上と適当な走査レンズ３４０の中へと方向付けられ、レーザパルスＬＰはパシベーション層２１５（たとえば、窒化シリコン）全体を所定の走査パターンで移動させられる。レーザ装置２４０−１は、電子写真印刷エンジンの感光体の上に静電画像を書き込むのに使用されるものと同様である。このようなレーザ加工ツールのスループット（throughput）は、１秒間にウェハ１枚のオーダーとすることができ、これは、低ないし中価格帯のレーザプリンタと同等の印字速度である。スポットサイズ（つまり、開口部２１７の平均直径Ｄ）は、切除された個々のコンタクト用開口部２１７の大きさを決定する。この大きさは通常、直径５ないし５０ミクロンの範囲である。この寸法は、腐食液ペーストをスクリーン印刷するか、あるいはスクリーン印刷されたレジストマスクを通じてエッチングするかのいずれかによって一般的に実現できる大きさよりずっと小さい。
【００１５】
特定の実施形態によれば、レーザ３１０は１００ＫＨｚのオーダーのパルス繰り返し率で動作するコヒレント社のモデルＡＶＩＡ  ２６６−３００  ＱスイッチＮｄ−ＹＡＧである。表面パシベーションを切除するのに必要なフルエンス（fluence）は１ジュール／ｃｍ２のオーダーである。レーザのパルス長は数十ナノ秒のオーダーである。波長は２６６ｎｍのオーダーとすることができる。このようにレーザのパルスと波長が短いことから、エネルギーが表面付近に閉じ込められ、シリコンウェハ２１２内部の溶融が短時間ですむ。その結果、拡散領域のドーピングプロファイルの変化が抑えられる。２６６ｎｍの光子のエネルギーは４．６６電子ボルトである。窒化シリコンパシベーション層２１５のバンドギャップは広い範囲にわたって変化するが、この光子のエネルギーは、もっとも透明な形態の窒化シリコンのバンドギャップと同等である（サダナンドＶ．デシュパンデとエルドガン・グラリの”Optical properties of silicon nitride films deposited by hot filament chemical vapor deposition”, J. Appl. Phys. 77 (12), 15 June 1995参照）。このような高エネルギーの光子は、表面パシベーション及び／またはその下にあるシリコンの最上部の数ナノメートルの部分に吸収される。希薄ドープエミッタは、リン拡散深度が約２００ｎｍ、シート抵抗が１００Ｏｈｍｓ／ｓｑ．のオーダーであり、物理的表面のドーパントは非縮退レベルである。シリコンは良好な熱伝導体であるため、パシベーション表面の下に形成されたシリコン融液が急速に冷却される。加工条件を適切に管理することにより、下のシリコン層の厚さもしくはドーピングプロファイルを大きく変化させることなく、窒化シリコンパシベーションを除去することができる。
【００１６】
本発明の別の実施形態において、レーザによる非接触パターニング装置２４０−１はフェムト秒レーザ（femtosecond laser）を備える。フェムト秒レーザを使用する利点は、レーザエネルギーを、材料が熱平衡状態に到達するのに必要な時間より短時間で閉じ込めることができることである。このため、パシベーション材料を切除したときの破片が少なくなる。
【００１７】
図１，２に戻り、パシベーション層２１５のパターニングが完了すると、装置２１１Ｔ２はコンベヤ２３５によって、直接描画金属配線装置２５０の下に位置する地点に運ばれ、この地点で、直接描画金属配線装置２５０を使って、少なくともコンタクト（金属配線）部２１８が各開口部２１７の中に実装される（図１、ブロック１３０）。コンタクト部２１８により、通電導電線２１９をウェハ２１２の中に形成された拡散領域に電気的に接続することが容易になる。直接描画金属配線装置２５０による金属配線工程が完了すると、装置２１１Ｔ３は、任意で設けられるウェハオフローディングメカニズム２６０へと運搬される。
【００１８】
従来の知識から、パシベーション層２１５に開口部２１７を形成したところで、今日の太陽電池のほぼすべてにおいて使用されているものと基本的に同じ銀メタライゼーションを使って金属配線を行うことが示唆される。しかしながら、銀はシリコン中に急速に拡散し、銀が接合部の遠い側へと追いやられる（shunting）する危険があるため、希薄ドープエミッタと良好な金属接触ができない。銀のコンタクトには、エミッタに高濃度のドープを行うことも必要となる。また、銀は銅やスズをはじめとする他の金属より高価でもある。
【００１９】
図５は、直接描画金属配線装置２４０（図示せず）からコンタクト材料ＣＭをパシベーション層２１５中に形成された各開口部２１７に連続的に実装し、コンタクト部２１８が半導体ウェハ２１２の露出部２１３Ａに直接形成される様子を示す。コンタクト部２１８が必ずしも開口部２１５を満たしていない点に注意する。本発明の別の面によれば、コンタクト部２１８に、ゆっくりとシリコン中に拡散するシリサイド形成金属を含める。現在この目的に適していると考えられる金属の具体的な例としては、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔｉ）がある。これらの金属は銀より安価であるだけでなく、接触抵抗を３０分の１以下に低くできることが証明されている（２００４年８月８−１１日にコロラド州ウィンターパークで開催された第１４回結晶シリコン太陽電池とモジュールに関する研究会で発表されたＭ．Ｍ．ヒラリ、Ａ．ロハギ、Ｂ．トーの”A Review and Understanding of Screen-Printed Contacts and Selective-Emitter Formation” August 2004, NREL/CP-520-36747参照）。シリサイド形成金属を含むインクまたはペーストには、リンまたはボロン等のドーパントが含まれ、実装された金属に適用される熱加工ステップ中にコンタクト部にさらにドープされる。
【００２０】
図６に示すように、本発明のある実施形態によれば、直接描画金属配線装置２５０は第二の実装ヘッドもしくはノズルを備えており、これは第二の（比較的導電性の高い）金属ＭＭを開口部２１７に実装してコンタクト部２１８の上に導電プラグ２１９Ｌを形成し、任意でパシベーション層２１５の上に第二の金属を実装して、金属線２１９Ｕを形成し、通電導電線２１９の作製を完了させる。本発明のひとつの面によれば、第二の金属ＭＭは、シリコン上にシリサイドを形成することが可能であるために選択されるのではなく、第二の金属ＭＭがその導電性のために選択され、したがって一般的にコンタクト金属ＣＭより導電性が高いという点でコンタクト金属ＣＭ（前述のとおり）とは異なる。ひとつの特定の実施形態おいて、第二の金属ＭＭは銅であり、これは安価で導電性に優れ、またはんだ付けも容易である。しかしながら、銅をコンタクト金属ＣＭとして使用し、半導体ウェハ２１２の中に拡散させると、銅は装置内に再結合中心を作り、これが電池の性能を劣化させる。したがって、通電導電線２１９の各々が、シリコンと金属との界面に設置されたシリサイドのコンタクト構造２１８（たとえば、ニッケルシリサイド）とコンタクト金属２１８の上に形成された低抵抗導電体２１９Ｌ／２１９Ｕ（銅等）の両方を備えることが好ましい。この場合、ニッケルシリサイドのコンタクト構造２１８は、銅の導電プラグ２１９Ｌによるシリコンの汚染を防止するための拡散バリアとしての役割も果たす。
【００２１】
好ましいＮｉ源は、ナノ相Ｎｉの懸濁粒子を含むインクである。
【００２２】
コンタクト用開口部２１７を形成した直後に金属配線を実行することには、露出部２１３Ａの大気暴露を制限するという別の利点もあることがわかる。このように露出を短時間にすることによって、その後のシリサイドの形成（後述）を妨害する可能性のある酸化シリコン層の形成が防止される。その後、インクまたはペーストの揮発成分を排除するために装置を加熱し、任意で水素もしくはフォーミングガス等の還元雰囲気内で装置の温度サイクル試験を実施することによって、コンタクトが完成する。
【００２３】
本発明の別の面によれば、以下の実施形態について説明するように、インクジェット方式の印刷ヘッドと押し出し方式の定量供給ノズルのいずれかを使って、１種またはそれ以上の金属配線材料が、パターニングされた半導体ウェハ上に実装される。このような非接触直接描画金属配線装置をレーザによる非接触パターニング装置のすぐ下流に配置することにより（前述のとおり）、本発明では、コストと時間のかかる位置合わせステップを設けることなく、適確に形成されたコンタクト用開口部の上に正確に金属配線を設置することができる。
【００２４】
図７は、本発明のひとつの実施形態により、上記の方法で、コンタクト構造２１８と導電線２１９の少なくとも一方をウェハ２１１Ｔ２の上に印刷するためのインクジェット方式の印刷装置２５０−１の透視図である。このようなインクジェット方式の印刷装置は、たとえば、本願と同じ所有者による、デイヴィッドＫ．フォークとトマス・ハンチェルの２００５年１１月１７日出願の”Extrusion/Dispensing System and Method”と題する米国特許出願第１１／２８２８８２号において開示されており、同特許出願の全体を本願に援用する。印刷装置２５０−１は、ウェハ２１１Ｔ２を支持するコンベヤ２３５（一部のみ図示）の上に設置され、印刷支持構造４８０の上に設置された印刷アセンブリ４５０と制御回路４９０（コンピュータまたはワークステーションとして示されている）を備える。
【００２５】
印刷アセンブリ４５０は、剛性マウント４６０の中に取り付けられた印刷ヘッド４３０とオプションであるカメラ４７０（倍率の高いもの）を備える。印刷ヘッド４３０は、イジェクタベース４３１の中に取り付けられたひとつまたは複数のイジェクタ４４０を備える。イジェクタ４４０は、液体もしくはペースト状の適当な金属配線材料の小滴を上述の方法でウェハ２１１Ｔ２の上に供給するよう構成されている。
【００２６】
制御回路４９０は、後述の方法に従って、印刷支持構造４８０に適当な制御信号を供給するように構成されている。データ源４９１は、インラインセンサ（後述）、ネットワークコンピュータ、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）を通じて接続されたパターンデータベースあるいはＣＤ−ＲＯＭその他の取り外し可能な記憶媒体を含むどのようなデータソースであってもよい。コンピュータまたはワークステーション４９０によって供給される制御信号は、ウェハ２１１Ｔ２に対して相対的に移動される印刷ヘッド４３０の運動と印刷動作を制御する。
【００２７】
印刷動作は、印刷支持構造４８０、コンベヤ２３５あるいはこれら両方の組み合わせによって提供される点に注意されたい。コンピュータまたはワークステーション４９０は任意で、カメラ４７０からの画像成形データを受け取り、処理するよう接続される。ひとつの実施例において、カメラ４７０は、印刷装置２５０−１のための手動および自動校正機能を実現する。
【００２８】
印刷装置２５０−１をウェハ２１１Ｔ２に関して適正に校正し、整合させることにより、印刷装置２５０−１によって印刷される金属配線パターン（たとえば、図６に関連して先に説明したコンタクト部２１８と金属部２１９Ｌ，２１９Ｕ）を、パシベーション層２１５内に形成された開口部２１７と正確に位置合わせさせることができ、これによって歩留まりの高い製造工程が実現する。本発明のひとつの実施例によれば、装置の校正は、光学軸が印刷ヘッドのイジェクタの位置に関して固定されているビデオカメラ顕微鏡（カメラ４７０等）を使って行うことができる。
【００２９】
図８は、本発明の別の実施形態により、上述の方法でコンタクト構造２１８と導電線２１９の少なくとも一方をウェハ２１１Ｔ２の上に印刷するための押し出し方式の定量供給装置２５０−２を示す簡略側面図である。このような押し出し方式の定量供給装置は、たとえば、本願と同じ所有者による、本願と同時係属中の、”Extrusion/Dispensing Systems and Methods”と題する米国特許出願第１１／２８２８８２号［代理人整理番号２００４０９３２−ＵＳ−ＮＰ］において開示されており、同特許出願は、引用をもってその全体を本願に援用する。押し出し方式の定量供給装置２５０−２は、装置２１１Ｔ２を支持するコンベヤ２３５（一部のみ図示）の上に載せられ、定量供給ノズル（アプリケータ）５１０、オプションである硬化コンポーネント５２０、オプションである急冷コンポーネント５３０を備える。ひとつの実施形態において、定量供給ノズル５１０は、ひとつまたは複数の開口部５１５を有し、２種類またはそれ以上の金属配線材料（たとえば、シリサイド形成金属ペーストや高導電性金属ペースト）を開口部２１７の中およびパシベーション層２１５の上に同時に施し、コンタクト部２１８と導電線２１９を形成するよう構成されている。材料は、定量供給ノズル５１０を通じてひとつまたは複数の開口部５１５の外へと材料を押し出し（たとえば、圧搾）、または引き抜く（たとえば、真空を用いる）押し出しまたは引き抜き法（たとえば、高温および冷間）によって施す。定量供給ノズル５１０は、個々の材料を受け、ひとつにまとめる各種のチャネルや構造を持つよう微細加工してもよい。たとえば、定量供給ノズル５１０には、Ｎ個のチャネル（ただし、Ｎは１またはそれ以上の整数）を設け、定量供給ノズル５１０内で材料をまとめ、開口部５１５から排出される１本の流れにするようにしてもよい。Ｎ個のチャネルの各々を使って異なる材料を導いても、及び／または複数のチャネルを使ってほぼ同じ材料を導いてもよい。ノズル５１０が１つのチャネルを有する場合、異なる材料を同様及び／または異なるポートからチャネル内に導入できる。各チャネルは、定量供給ノズル５１０の長さにわたって（たとえば、長さ全体またはその一部）延びていてもよい。たとえば、Ｎ個のチャネルのひとつまたは複数を、定量供給ノズル５１０の長さより短く、ただし入口の長さより相対的に長くして層流を生むように設計し、材料を一本にまとめる前に流れの速度を安定させるようにすることもできる。これは、高深度反応イオンエッチング、ウェハボンディングその他、周知の微細加工技術によって実現可能である。層流を生むように定量供給ノズル５１０を構成することにより、材料が定量供給ノズル５１０の内部を通過し、開口部５１５から出るまでの間に材料が混合されるのをなるべく抑えることができる。Ｎ個のチャネルは、材料が定量供給ノズル５１０から装置２１１Ｔ２へと進む際に表面張力が材料に与える影響に対抗するような形状としてもよい。各チャネルは、均一及び／または不均一な形状を含め、固有及び／または同様の形状とすることができる。インクジェット方式の印刷装置（上述）と同様に、定量供給ノズル５１０を材料供給中に装置２１１Ｔ２の上で移動させ、所望の金属配線構造��生成する。供給された材料が押し出し後に混合する傾向を制限するために、硬化コンポーネント５２０または急冷コンポーネント５３０を利用してもよい。たとえば、硬化コンポーネントを使い、供給された材料を、熱、光学その他の手段によって定量供給ノズル５１０の出口で硬化させることができる。あるいは、急冷コンポーネント５３０を使い、半導体ウェハ２１２を冷却し、それによって、供給された材料を押し出し直後に冷やし、硬化させることができる。
【００３０】
ひとつの実施形態において、上述の直接描画金属配線装置（つまり、インクジェット方式の印刷装置２５０−１または押し出し方式の定量供給装置２５０−２）によってコンタクト用開口部の上に載置される金属配線は、その後の熱加工の後に、モジュールアセンブリに備えて電池のタビング(tabbing)またはストリンギング(stringing)を行うための完全な電池金属配線となる。タビングのほかにも、たとえば、セルを柔軟なバックプレーンに接着させる方法も利用できる（バルトマンＪ．Ｈ．、アイケルブーム，Ｄ．Ｗ．Ｋ．、キンダーマン，Ｒ．、チップ，Ａ．Ｃ．、ツール，Ｃ．Ｊ．Ｊ．、ウィーバー，Ａ．Ｗ．（ＥＣＮ，ペッテン（オランダ）ニウベンホフ，Ｍ．Ａ．Ｃ．Ｊ．ファン・デン（ＴＮＯ，アイントホーフェン（オランダ））、ショーフス，Ｃ．、シュールマン，Ｆ．Ｍ．（シェル・ソーラー・エネルギー社、ヘルモント（オランダ））ＥＣＮ−ＲＸ−−０３−０１９（２００３年５月）参照）。
【００３１】
図９は、本発明の特定の実施形態による金属配線工程を示しており、これにより、上述の直接描画金属配線装置のひとつまたはいくつか（つまり、インクジェット方式の印刷装置２５０−１または押し出し方式の定量供給装置２５０−２）を使って、シード層金属配線材料ＳＭ（たとえば、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ）を各開口部２１７の内側とパシベーション層２１５の上の所定のパターンに印刷し、ひとつまたは複数のシード層６１８を形成する。図１０に示すように、コンベヤから降ろされた装置２１１Ｔ４には、めっきを施し、周知の技術によってシード層６１８の上に導電線２１９Ａを形成する。この実施形態では、裏面電極型太陽電池の製造に特に適した、本質的に自己整合される工程が実現できる。好ましい実施例において、シード層金属配線材料ＳＭは、インクジェットで印刷され、熱乾燥され、別の金属でめっきされる。
【００３２】
以下の実施形態で述べるように、上記の加工方法は、表面電極電池型の光起電装置と裏面電極電池型の光起電装置の両方を最適化するように改変できる。
【００３３】
図１１は、本発明のひとつの実施形態にしたがって製造される表面電極電池型光起電装置２１１−１を示す透視図である。装置２１１−１は一般に、Ｐ型単結晶シリコンウェハ（基板）２１２−１を備え、ウェハ２１２−１は下側（裏面）コンタクト構造２１２−１Ｂと、ウェハ２１２−１の上側表面に形成された連続Ｎ型拡散領域２１４−１との間に配置されている。パシベーション層２１５が、拡散領域２１４−１の上に形成され、ピラミッド状の光閉じ込め構造２１５−１Ａが周知の技術によってパシベーション層２１５−１の上側表面に形成される。さらに、通電導電グリッド線２１９−１がパシベーション層２１５の上に形成される。グリッド線２１９−１は、上記のいずれの方法でも形成できる（たとえば、コンタクト部２１８、下側金属導電プラグ２１９Ｌ、金属グリッド線部２１９Ｕを含める）。グリッド線２１９−１は通常、パシベーション層２１５の表面のほぼ全体にわたって延びる細い平行な金属線である。表面電極電池型光起電装置２１１−１の動作原理は、従来の表面電極電池とほぼ同じであり、当業者の間で周知である。
【００３４】
図１２において、本発明の特定の実施形態により、表面電源電池型光起電装置２１１−１は、走査型レーザ装置２４０−１（図４に関して先に述べたとおり）を使って製造され、レーザ装置２４０−１では、レーザ３１０により発生されたレーザパルスＬＰが、回転鏡３３０の主走査方向によって画定される所定の走査パターンＳＰ（装置２１１Ｔ２上の破線で示す）がグリッド線ＧＬ（これは、製造工程のこの時点では、パシベーション層２１５の中に形成される線形に配置されたコンタクト用開口部２１７のみによって画定される）に対して垂直（直角）となるように方向付けられる。走査型レーザ装置２４０−１には、レーザパルスＬＰが回転鏡３３０によって掃引される際に移動する方向に対応する高速（主）走査方向と、運搬される装置２１１Ｔ２の運動方向（矢印Ｘで示す）に対応する低速走査方向があることがわかる。レーザ走査装置２４０−１の最良のアドレス指定能力は高速走査方向で得られることが一般的である。レーザパルスＬＰのタイミングを正確にとることにより、グリッド線のコンタクト用開口部２１７の位置づけを精密に行うことができる。ひとつの例において、時間安定度を６４ｎｓｅｃより大きくすると、＋／−１０ミクロン以内のアドレス指定が可能となる。この例のシステムは、１．８ｍｍ間隔のグリッド線に５０ミクロンの間隔で一連の１０ミクロンのコンタクトホールを開けるためのものである。好ましい実施例において、毎回のレーザ走査中、電池の６９本のグリッド線の各々に１つずつ穴が追加してエッチングされる。レーザは、１００ｋＨｚ未満の繰り返し率で動作する。
【００３５】
好ましい実施形態によれば、レーザ走査装置２４０−１は、グリッド線２１９−１の下にある、間隔を置いて設置された２１７−１の形態（つまり、図１１，１２に示される）のコンタクト用開口部２１７−１を形成するよう制御される。コンタクト用開口部を書き込むための実施例を表１（下参照）にまとめる。この表において、低速および高速走査速度は、それぞれ、グリッド線に対して平行に移動する場合と垂直に移動する場合にレーザが走査するのに必要な速度を指す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
別の実施形態において、連続トレンチ（図示せず）が、グリッド線とＮ型拡散領域とを接触させるのに用いられるレーザパルスＬＰによって形成される（直線的に配置されたコンタクト用開口部２１７−１の代わりとなる）。
【００３８】
また別の実施形態によれば、押し出し方式の定量供給装置２５０−２（図８に関して前述したとおり）が用いられ、対応するノズルが次の例で説明するグリッド線を生成する。
【００３９】
図１３に示されている実施形態によれば、定量供給ノズル５１０−１を使い、半導体ウェハ２１２の表面またはパシベーション層２１５の上のコンタクト（下側金属）層（２１８Ａまたは２１８Ｂ、後述）とコンタクト層２１８Ａ／Ｂの上のひとつまたは複数の導電性（上側）金属層を同時に実装する。この例において、グリッド線の各種の層は、本願と同時係属中の米国特許出願第１１／２８２８８２号（先に引用）において述べられている同時押し出し高アスペクト比金属である。
【００４０】
図１３はノズル５１０−１を示し、２種類またはそれ以上の異なる材料が半導体ウェハ２１２およびパシベーション層２１５の上に供給される。ノズル５１０−１は、チャネルを有するマニホールド６２０を備え、これらのチャネルは、マニホールド６２０内の各チャネルで受け取られる材料（つまり、コンタクト材料ＣＭと金属材料ＭＭ）を異なる材料のひとつの流れへと（材料と材料を接触させて）合流させる、それと同時に材料がなるべく混合しないようにするための層流を作りやすくするために作製されている。チャネルは、ポート６３６またはポート６３８のいずれかに関連しており、これらのポートは材料をマニホールド６２０の中に導くのに用いられる。２種類の材料は、隣接するチャネルが異なる材料に用いられるように、交互的にマニホールド６２０の中に導かれる。材料は、（たとえば、プッシュ方式、プル方式等により）対応するチャネル内を移動し、マニホールド６２０の内で層流によって融合し、材料のひとつの流れを形成し、これが開口部５１５−１から半導体ウェハ２１２またはパシベーション層２１５の上に押し出される。
【００４１】
図１４Ａは、本発明の実施形態により、ノズル５１０−１（図１３）を使って押し出される高アスペクト比グリッド線２１９Ａを示す終端断面図である。グリッド線２１９Ａには、幅が比較的狭く、高さ（つまり、パシベーション層／ウェハから遠ざかる方向への）が比較的大きい長形の中央金属構造２１９Ａ−１と、中央金属構造２１９Ａ−１の片側または両側に形勢された透明な支持部２１９Ａ−２を有する。ひとつの実施例において、中央金属構造２１９Ａ−１は、銅または銀等の高導電性金属を含み、透明支持部２１９Ａ−２は、その透明性と装置表面との接着性に合わせて最適化された低融点ガラスである。図には示されていないが、別の印刷ヘッドを使い、グリッド線２１９Ａを押し出す前に各コンタクト用開口部の内部にコンタクト構造を印刷してもよい。この構造の利点は、装置内を通過する太陽光をなるべく妨害しない表面電極電池型の装置が得られる点である。ひとつの特定の実施例において、コンタクト部２１８Ａはグリッド線と基板の界面（つまり、コンタクト用開口部の中とパシベーション層２１５の上）に付着されたニッケル入りペーストであり、上部２１９Ａは銅または銀等、より導電性の高い金属からなる。
【００４２】
図１４（Ｂ）は、本発明の他の実施形態による別の高アスペクト比グリッド線２１９Ｂを示す終端断面図である。高アスペクト比グリッド線２１９Ａ（前述のとおり）と同様に、グリッド線２１９Ｂは、アスペクト比が高い中央金属構造２１９Ｂ−１と中央金属構造２１９Ｂ−１の各々の側に形成された透明支持部２１９Ｂ−２を備える。しかしながら、グリッド線２１９Ｂはまた、中央金属構造２１９Ｂ−１と透明支持部２１９Ｂ−２と同時に押し出され、これらの下に位置するひとつまたは複数の長形のコンタクト金属層２１８Ｂ−１，２１８Ｂ−２も備える。上述のように、コンタクト金属層２１８Ｂ−１，２１８Ｂ−２は、たとえば、シリサイド形成金属を含む（あるいは、処理後にシリサイドがそのような金属から形成される）。
【００４３】
図１５は、第二のノズル５１５−２と、コンタクト形成金属部２１８Ｂと導電性金属部２１９Ｂとはんだ湿潤材料ＳＷにより構成される多層スタックを含む第二のグリッド線を示す断面図である。これらの材料はそれぞれ、図１５に示される方法で、開口部５１５−２１，５１５−２２，５１５−２３から押し出される。これらの層はいずれも二重機能を有し、たとえば、銅は導電性が高い上に、容易にはんだ付けできる。他の同時押し出しされる構造と同様に、押し出し構造全体に、任意で、グリッドラインの片側または両側に位置づけられる、その高アスペクト比金属部分を支持するための透明または犠牲的な構造を含めてもよい。
【００４４】
本発明の他の実施例によれば、コンタクト材料（つまり、基板とグリッド線の界面に設置された材料）は、窒化シリコン（つまり、好ましいパシベーション材料）と接着する化合物を含む。従来の銀ペーストでは、ガラスフリットがグリッド線と基板との接着を促進する。好ましい実施例において、使用されるフリットは、それが窒化シリコンを溶かさないようにではなく、接着を促進するために窒化物に付着するようにのみ設計されている点で、従来のペーストとは別の新たな特徴を有する。また、その濃度も、コンタクト用開口部の中にシリサイドを形成するのに十分に低い。別の好ましい実施例において、本発明に従って形成される表面電極電池型光起電装置のエミッタドーピングは、エミッタのシート抵抗が１００Ｏｈｍｓ／ｓｑｕａｒｅまたはそれ以上のオーダーで、エミッタドーパント種の表面濃度が非縮退レベルとなるように行われる。エミッタと表面の希薄ドープにより、太陽電池の変換効率と青反応が改善される。
【００４５】
さらに別の実施例によれば、上記の（たとえば図１５に見られるもの）多層グリッド線構造は、２台またはそれ以上の連続的に配置された直接描画金属配線装置を使って形成される。たとえば、図１６に示されているように、加工システム２３０Ａは、非接触パターニング装置２５０−２のすぐ下流に配置された第一の直接描画金属配線装置２５０−１と、第一の直接描画金属配線装置２５０−１のすぐ下流に設置された第二の直接描画金属配線装置２５０−２を備える。第一の直接描画金属配線装置２５０−１は、たとえば、上述の方法でコンタクト部２１８を開口部２１７の中に印刷するために利用されるインクジェット方式の型印刷装置とすることができる。第二の直接描画金属配線装置２５０−２は、たとえば、パシベーション層２１５とコンタクト部２１８の上に導電性金属線２１９を実装するのに使用される押し出し方式の定量供給装置とすることができる。このように、２台またはそれ以上の金属配線装置をグループとして連続的に設置し、金属配線を行ってもよい。特定の実施例において、異なる金属（たとえば、ＮｉとＣｕ、あるいはＮｉとＡｇ）を、たとえば２台のインクジェット式プリンタを使って連続的に印刷し、各コンタクト用開口部の中にシリサイド形成材料を供給し、次に、シリサイド形成材料とパシベーション層の上に印刷された異なる金属の層を設置し、関連するコンタクトを連結する連続的な線または領域を形成する。
【００４６】
以上、特に表面電極電池型光起電装置の製造を参照しながら本発明について説明したが、本明細書で説明する方法は、裏面電極電池型光起電装置を非常に効率よく製造するためにも使用できる。特に、米国特許出願公開第ＵＳ２００４０２００５２０Ａ１号の教示に従って裏面電極電池型光起電装置を製造するのに必要な製造費用全体は、本願に記載のレーザパターニングと直接描画金属配線の手順を利用することにより、大幅に削減される。
【００４７】
図１７は、本発明の他の実施例に従って形成された裏面電極電池型光起電装置２１１Ｃを示す側面断面図である。裏面電極装置２１１Ｃは一般に、希薄ドープされた上側（表面）拡散領域２１２ＣＦとＮ型Ｐ型が散在する拡散領域のアレイ２１４Ｃとの間に設置されたＮ型シリコンウェハ（基板）２１２Ｃを備え、拡散領域アレイ２１４Ｃはウェハ２１２Ｃの下側（裏側）表面に形成されている。粗目加工された表面パシベーション層２１５ＣＦは、上側拡散層領域２１２ＣＦの上に形成される。裏面パシベーション層２１５ＣＢは、拡散領域アレイ２１４Ｃの下に形成され、これは、上記の方法で開口部２１７Ｃを設けるようパターニングされている。裏面コンタクト部２１８Ｃは、上述の方法で開口部２１７Ｃとコンタクト拡散領域アレイ２１４Ｃの中に延び、導電性金属層２１９Ｃがコンタクト部２１８Ｃの上に形成される。裏面電極電池型光起電装置２１１Ｃの動作原理は、従来の裏面電極電池と基本的に同じであり、当業者の間で周知である。ひとつの実施例によれば、裏面コンタクト用開口部は、表２（下参照）にまとめた製造データに従って形成される。このシステムは、２秒／ウェハの時間で、１２．５ｃｍのウェハに２８０ミクロンの間隔で３０ミクロンの穴を書き込む。ウェハの上にスポットを３０ミクロンの精度で設置するためには、レーザの時間安定度は１マイクロ秒のオーダーとしなければならない。
【００４８】
【表２】
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【００４９】
図１８に関し、本発明のひとつの実施形態によれば、インライン加工ツール７００を提供することにより、コストと時間のかかる位置合わせステップを設けることなく、コンタクト用開口部の上に金属配線を正確に施すことが実現し、加工ツール７００では、コンベヤ２３５Ｄ、非接触パターニング装置２４０Ｄ、直接描画金属配線装置２５０Ｄが、金型により構造的に(ハードツールで: hard tooled)固定された整合位置に保たれる。図の例において、この金型により構造的に固定された整合は、上記のコンポーネントの各々を固定されたベース７１０に固定的に連結することによって実現する。たとえば、コンベヤ２３５Ｄは、支持部材によってベース７１０に固定的に連結されたローラによって支持され、非接触パターニング装置２４０Ｄと直接描画金属配線装置２５０Ｄはフレーム７３０に固定的に取り付けられ、このフレーム７３０は支持部材７３５によってベース７１０に固定的に取り付けられている。さらに、装置２１１は、装置２１１が非接触パターニング装置２４０Ｄと直接描画金属配線装置２５０Ｄの間を通過するときにも金型でより構造的に固定された構成要素の整合を保つように、コンベヤ２３５Ｄに固定される。つまり、コンベヤに、各装置２１１を非接触パターニング装置２４０と直接描画金属配線装置２５０に対して固定的な整合状態に保つような固定メカニズム（たとえば、真空吸引もしくは機械的取り付け具）を設けることにより、パターニングおよび金属配線工程は、金属配線を行う前に調整や位置合わせを行わずに実行できる。加工ツール７００内でベース７１０に関して非接触パターニング装置２４０Ｄと直接描画金属配線装置２５０Ｄを適正に位置合わせすることで、通常、コンタクト用開口部と装置２１１の上に供給される材料との位置合わせを長時間保つことが十分にできる。コンタクト用開口部とその後の金属配線の位置合わせの精度は、２５ミクロン未満とすることが可能である。
【００５０】
別の実施形態によれば、非接触パターニング装置２４０Ｄが使用するレーザ走査工程のタイミングは、コンタクト用開口部２１７の金型による構造的な整合とその後のコンタクト部２１８の載置が電子的に行われるように設定できる。たとえば、非接触パターニング装置２４０Ｄに搭載させたフィードバックシステム７５０を使い、毎回のレーザ走査の開始点を決定することができ、レーザパルスＬＰの発射のタイミングを、コンタクト用開口部２１７が、金属配線装置がその後金属を供給することになる領域と重なるように調整する。フィードバックシステム７５０は、レーザによって発生される光パルスを感知し、あるいは任意で、光学装置で共直線的に入射される別のレーザ光線を感知してもよい。このような別のレーザ光線は持続波装置として動作し、その結果、アブレーション源が発射していなくても、光線スポットの位置基準としての役割を果たす。これにより、印刷要素の位置決め精度が比較的低いインクジェット方式の印刷装置やペースト供給ノズルの使用幅が広がる。整合は、１回の校正で保たれる。
【００５１】
特定の実施形態によれば、コンタクト用開口部と金属配線との電子的整合が、フェムト秒レーザの特徴を利用して実現される。一般に、このレーザは、コンタクト用開口部をその最適な０．１ｍｍから１．５ｍｍのピッチ間隔で配置するのに必要な速度よりはるかに速い繰り返し率で、アブレーションパルスを供給する。これらのパルスの繰り返し率は８０ＭＨｚとすることができ、これは、コンタクト用開口部を設置するのに必要な低い繰り返し率より１０００倍速い。発射速度は、パルスを計数し、たとえば１０００パルス等、複数のパルスを数え終わったときにだけ、パルスがパシベーション層を切除するようにすることによって遅くできる。音響光学モジュレータを使用して、アブレーションに使用される特定のパルスを選択し、使用しないパルスをアブレーションのための光路から屈折させることができる。したがって、このカウントを動的に調整することは、本発明のひとつの面である。カウントは、たとえば９９０または１００５に設定できるため、レーザがパシベーションを切除する高速方向への位置を、小さな幅で調整できる。このような動的調整は、いくつもの目的に利用される。第一の目的は、走査レンズまたは走査機器における本来的な非線形性をなくすことである。非線形部分では、走査速度が、パシベーションの開口部が線形金属配線グリッドの直下にこれを置く領域から外れる原因となるほど大きく一定速度から変化する。事前に走査中の実際の速度変化を測定し、その情報を保存することにより、速度変化情報を使って、走査時間中に開口部を金属配線グリッドと一致させるために適用される修正カウントを計算することができる。走査は、各々の平均速度を有する複数の部分に分割される。修正アルゴリズムは、区分ごとの線形速度情報を使い、レーザ光のパルスに、レーザが金属配線グリッドと一致すると予測されるときに開口部を作らせるカウントを計算する。
【００５２】
第二の目的は、一定でないポリゴン回転速度に対応するよう、高エネルギーパルスの発射位置を調整することである。何百回もの走査でポリゴン速度の変化する量が大きいと、開口部の位置は金属配線グリッドと一致するための領域から外れてしまう。走査中に正確なポリゴンの走査または回転速度を動的に測定することにより、変化を安定させ、開口部を金属配線グリッドの直下に正確に位置づけるような、調整カウントを計算して適用する。
【００５３】
最後に、パルスをアブレーション層に供給するように音響光学モジュレータに送信されるこれらの修正カウントは、両方の速度変化からの速度変化情報を使って同時に計算できるため、パシベーション層のアブレーションによる開口部の位置を高速方向へ動的に調整し、ポリゴン回転速度の変化とレーザ走査速度の変化を補償することができる。
【００５４】
ここでは金型によって構造的に実現される整合を紹介したが、本発明のひとつの面は、金型により構造的に実現される整合を利用しない加工ツールにおいても利用できることがわかる。たとえば、図１９が示すインライン加工ツール８００では、非接触パターニング装置２４０Ｅと直接描画金属配線装置２５０Ｅがコンベヤ２３５Ｅの上に支持されているが、これらは必ずしも上記のような金型により構造的に実現された整合状態にはない。この場合、ひとつまたは複数のセンサ８５０を使い、装置２１１の上に印刷された、あるいはその他の方法で固定された機能を特定するか、あるいは、たとえばパターニングと金属配線の間等、開口部２１７の配置を特定する。センサ８５０から生成された情報は次に、直接描画金属配線装置２５０Ｅに送られ、これが検出されたコンタクト用開口部２１７の位置に応じて、印刷または実装工程を調整する。
【００５５】
図２０は、インライン加工ツール９００を示し、この中では、非接触パターニング装置２４０Ｅについて、装置２１１Ｔ１上にある機能、たとえば、裏面電極型装置の裏面のｐ型およびｎ型ドープストライプ（上述のとおり）の位置合わせと整合が行われる。この場合、センサ９５０が非接触パターニング装置２４０Ｅの前に設置されており、非接触パターニング装置２４０Ｅのコントローラに位置合わせまたは整合情報を送信する。
【００５６】
本発明について、特定の具体的な実施形態に関して説明したが、当業者にとって、本発明の発明的特徴を他の実施例にも応用できることは明白であり、これらのすべてを本発明の範囲内に含めるものとする。たとえば、上記の説明は基本的に、シリコンベースの光起電装置に限定されていたが、本発明のさまざまな面は、アモルファスシリコン、ＣｄＴｅまたはＣＩＧＳ（銅・インジウム、ガリウム、セレン化合物）により形成されたウェハの上に光起電装置を製造する場合にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明のひとつの実施形態による光起電装置の製造に使用される基本的な加工ステップを示すフロー図である。
【図２】本発明の別の実施形態により、図１の方法を利用して光起電装置を加工するためのアセンブリ２００を示す簡略図である。
【図３】図１の方法を利用してパターニングする際の光起電装置の一部を示す図である。
【図４】本発明のひとつの実施形態よるパターニングに利用されるレーザパターニング装置を示す上面図である。
【図５】本発明の特定の実施形態の図１の製造工程における第一段階のメタリゼイション（metallization）の際の光起電装置の一部を示す透視図である。
【図６】本発明のもう一つの特定の実施形態による第二段階のメタリゼイションの際の光起電装置の一部を示す透視図である。
【図７】本発明の特定の実施形態によるメタリゼイションの際の利用されるインクジェットプリンティング装置を示す透視図である。
【図８】コンタクト構造２１８と導電線２１９の少なくとも一方をウェハ２１１Ｔ２の上に印刷するための押し出し方式の定量供給装置２５０−２を示す簡略側面図である。
【図９】本発明の特定の実施形態による金属配線工程を示す図である。
【図１０】無電解めっき工程後の図９の光起電装置を示す透視図である。
【図１１】本発明のひとつの実施形態にしたがって製造される表面電極電池型光起電装置２１１−１を示す透視図である。
【図１２】本発明の別の実施形態によりパターニングする際のレーザパターニング装置とウェハの上面図である。
【図１３】本発明の別の実施形態によるメタリゼイションする際に利用する押し出しノズルを示す断面図である。
【図１４Ａ】本発明の実施形態により、ノズル５１０−１（図１３）を使って押し出される高アスペクト比グリッド線２１９Ａを示す終端断面図である。
【図１４Ｂ】本発明の他の実施形態による別の高アスペクト比グリッド線２１９Ｂを示す終端断面図である。
【図１５】第二のノズル５１５−２と、コンタクト形成金属部２１８Ｂと導電性金属部２１９Ｂとはんだ湿潤材料ＳＷにより構成される多層スタックを含む第二のグリッド線を示す断面図である。
【図１６】本発明の別の実施形態による光起電装置を製造するための加工システムの一部を示す簡略図である。
【図１７】本発明の他の実施例に従って形成された裏面電極電池型光起電装置２１１Ｃを示す側面断面図である。
【図１８】本発明の特定の実施形態による光起電装置を製造するための加工システムの一部を示す簡略図である。
【図１９】本発明のもう一つの特定の実施形態による光起電装置を製造するための加工システムの一部を示す簡略図である。
【図２０】本発明のもう一つ別の特定の実施形態による光起電装置を製造するための加工システムの一部を示す簡略図である。
【符号の説明】
【００５８】
２１０  ウェハ加工システムブロック、２１１  光起電装置、２１２  半導体ウェハ、２１４  拡散領域、２１５  パシベーション層、２１７  開口部、２１８  コンタクト部、２１９  導電線、２２０  ウェハローディングメカニズム、２３０  加工システム、２３５  コンベヤ、２４０  非接触パターニング装置、２５０  直接描画金属配線装置、２５０−１  印刷装置、２５０−２  押し出し方式定量供給装置、２６０  ウェハオフローディングメカニズム、２７０  金属配線後加工システム、３１０  レーザ、３２０  光線コンディショニング光学装置、３３０  回転鏡、３４０  走査レンズ、４３０  印刷ヘッド、４４０  イジェクタ、４５０  印刷アセンブリ、４６０  マウント、４７０  カメラ、４８０  印刷支持構造、４９０  制御回路、４９１  データ源、５１０  定量供給ノズル、５１５  ノズル開口部、５２０  硬化コンポーネント、５３０  急冷コンポーネント、６１８  シード層、６２０  マニホールド、６３６，６３８  ポート、７００，８００，９００  加工ツール、７１０  ベース、７３５  支持部材、７５０  フィードバックシステム、８５０，９５０  センサ。
【図１】
0005329761.tif 000004
【図２】
0005329761.tif 000005
【図３】
0005329761.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005329761.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005329761.tif 000016
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
0005329761.tif 000019
【図１６】
0005329761.tif 000020
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0005329761.tif 000023
【図２０】
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