(57)【要約】【課題】良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる太陽電池用シリコンウエハの製造方法、および、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造するために用いられる太陽電池用シリコンウエハを提供すること。また、このような太陽電池用シリコンウエハの製造方法を用いた半導体装置の製造方法、および、太陽電池用シリコンウエハを用いた半導体装置を提供する。【解決手段】平均粒径が８μｍ以上１１μｍ以下の砥粒を備えた電着ワイヤによりシリコン結晶インゴットをスライスする工程と、上記シリコン結晶インゴットの上記スライスにより得られた結晶シリコンウエハを、上記結晶シリコンウエハの表面に１０μｍ以上１５０μｍ以下の幅のファセットを有するように、エッチングする工程と、を含む、太陽電池用シリコンウエハの製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が８μｍ以上１１μｍ以下の砥粒を備えた電着ワイヤによりシリコン結晶インゴットをスライスする工程と、
前記シリコン結晶インゴットの前記スライスにより得られた結晶シリコンウエハを、前記結晶シリコンウエハの表面に１０μｍ以上１５０μｍ以下の幅のファセットを有するように、エッチングする工程と、を含む、太陽電池用シリコンウエハの製造方法。
【請求項２】
前記エッチングする工程においては、前記結晶シリコンウエハの表面に０．１μｍ以上１０μｍ以下の深さのファセットを有するように前記結晶シリコンウエハをエッチングする、請求項１に記載の太陽電池用シリコンウエハの製造方法。
【請求項３】
前記エッチングする工程においては、前記結晶シリコンウエハのエッチング量は、前記結晶シリコンウエハの片側の表面につき５μｍ以上２５μｍ以下である、請求項１または２に記載の太陽電池用シリコンウエハの製造方法。
【請求項４】
前記エッチングする工程においては、濃度が２０質量％以上３５質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液を用いる、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池用シリコンウエハの製造方法。
【請求項５】
前記シリコン結晶インゴットは、単結晶シリコンである、請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池用シリコンウエハの製造方法。
【請求項６】
前記スライスする工程において、前記シリコン結晶インゴットは、｛１００｝面が露出するようにスライスされる、請求項５に記載の太陽電池用シリコンウエハの製造方法。
【請求項７】
前記スライスする工程において、前記結晶シリコンウエハの表面を占めるスクラッチの面積比が０．１％以下である、請求項１から６のいずれかに記載の太陽電池用シリコンウエハの製造方法。
【請求項８】
平均粒径が８μｍ以上１１μｍ以下の砥粒を備えた電着ワイヤによりシリコン結晶インゴットをスライスする工程を含む製造方法により得られ、
前記シリコン結晶インゴットの前記スライスにより得られた結晶シリコンウエハの表面を占めるスクラッチの面積比が０．１％以下である、太陽電池用シリコンウエハ。
【請求項９】
電着ワイヤにより単結晶シリコン結晶インゴットを｛１００｝面が露出するようにスライスする工程と、
前記単結晶シリコン結晶インゴットの前記スライスにより得られた単結晶シリコンウエハを水酸化ナトリウムを用いてエッチングする工程と、を含む製造方法により得られ、
厚さが２００μｍ以下の太陽電池用シリコンウエハ。
【請求項１０】
前記エッチングする工程においては、前記単結晶シリコンウエハの表面に１０μｍ以上１５０μｍ以下の幅のファセットを有するように前記単結晶シリコンウエハをエッチングする、請求項９に記載の太陽電池用シリコンウエハ。
【請求項１１】
前記エッチングする工程においては、前記単結晶シリコンウエハの表面に０．１μｍ以上１０μｍ以下の深さのファセットを有するように前記単結晶シリコンウエハをエッチングする、請求項９または１０に記載の太陽電池用シリコンウエハ。
【請求項１２】
平均粒径が８μｍ以上１１μｍ以下の砥粒を備えた電着ワイヤによりシリコン結晶インゴットをスライスする工程と、
前記シリコン結晶インゴットの前記スライスにより得られた結晶シリコンウエハを、前記結晶シリコンウエハの表面に１０μｍ以上１５０μｍ以下の幅のファセットを有するように、エッチングする工程と、
前記結晶シリコンウエハの前記ファセットを有する前記表面に電極を形成する工程と、を含み、
前記エッチングする工程においては、前記結晶シリコンウエハのエッチング量は、前記結晶シリコンウエハの片側の表面につき５μｍ以上２５μｍ以下であり、
前記エッチングする工程においては、濃度が２０質量％以上３５質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液を用いる、半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０または１１に記載の太陽電池用シリコンウエハと、前記結晶シリコンウエハの前記ファセットを有する前記表面に設けられた電極と、を備えた、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用シリコンウエハの製造方法、太陽電池用シリコンウエハ、半導体装置の製造方法、および、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギ資源の枯渇の問題や大気中のＣＯ2の増加のような地球環境問題などからクリーンなエネルギの開発が望まれており、特に太陽電池セルを用いた太陽光発電が新しいエネルギ源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。
【０００３】
太陽電池セルは、従来から、たとえば単結晶または多結晶のシリコンウエハの受光面にシリコンウエハの導電型と反対の導電型となる不純物を拡散することによってｐｎ接合を形成し、シリコンウエハの受光面と受光面の反対側の裏面にそれぞれ電極を形成して製造された両面電極型太陽電池セルが主流となっている。また、両面電極型太陽電池セルにおいては、シリコンウエハの裏面にシリコンウエハと同じ導電型の不純物を高濃度で拡散することによって、裏面電界効果による高出力化を図ることも一般的となっている。
【０００４】
また、シリコンウエハの受光面に電極を形成せず、裏面のみに電極を形成した裏面電極型太陽電池セルについても研究開発が進められている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
以下、図２８（ａ）〜図２８（ｆ）の模式的断面図を参照して、従来の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の一例について説明する。
【０００６】
まず、図２８（ａ）に示すように、マスキングペースト１０２をｎ型またはｐ型の導電型を有するシリコンウエハ１０１の受光面側の全面にスクリーン印刷して乾燥させた後に、シリコンウエハ１０１の裏面側には部分的に開口部１１４を設けてマスキングペースト１０２をスクリーン印刷する。
【０００７】
次に、図２８（ｂ）に示すように、シリコンウエハ１０１の裏面の開口部１１４からｎ型ドーパント１０４を拡散させることにより、ｎ型ドーパント拡散領域１０３が形成される。
【０００８】
その後、シリコンウエハ１０１の受光面側および裏面側のマスキングペースト１０２をすべて除去し、再度、図２８（ｃ）に示すように、マスキングペースト１０２をシリコンウエハ１０１の受光面側の全面にスクリーン印刷して乾燥させた後に、シリコンウエハ１０１の裏面側に部分的に開口部１１５を設けてマスキングペースト１０２をスクリーン印刷する。
【０００９】
次に、図２８（ｄ）に示すように、シリコンウエハ１０１の裏面の開口部１１５からｐ型ドーパント１０６を拡散させることにより、ｐ型ドーパント拡散領域１０５が形成される。
【００１０】
次に、図２８（ｅ）に示すように、シリコンウエハ１０１の受光面側の表面をテクスチャエッチングすることによってテクスチャ構造１０８を形成した後に、テクスチャ構造１０８上に反射防止膜１０９を形成するとともに、シリコンウエハ１０１の裏面側にパッシベーション膜１０７を形成する。
【００１１】
その後、図２８（ｆ）に示すように、シリコンウエハ１０１の裏面のパッシベーション膜１０７にｎ型ドーパント拡散領域１０３およびｐ型ドーパント拡散領域１０５のそれぞれの表面を露出させる開口部を設けた後に、当該開口部を通して、ｎ型ドーパント拡散領域１０３に接触するｎ型用電極１１２を形成するとともに、ｐ型ドーパント拡散領域１０５に接触するｐ型用電極１１３を形成する。以上により、従来の裏面電極型太陽電池セルが作製される。
【００１２】
また、非特許文献１には、アルカリ濃度が５１．９％、４８．０％、３５．０％、１０．０％のＮａＯＨ水溶液を円筒容器に入れて６５℃に設定した後に２インチのシリコンウエハを浸漬させて２０分及び３０分のエッチングを行なうことが記載されている。
【００１３】
また、非特許文献１には、４８．０％ＮａＯＨで２０分間、５１．９％ＮａＯＨで３０分間、共に６５℃でシリコンウエハをエッチングし、表面粗度を測定した結果、表面粗度は、４８．０％エッチング品で０．３５４μｍ、５１．９％エッチング品で０．２１６μｍであって、５１．９％エッチング品の方が良好なエッチング状態であり、より高濃度のアルカリの方がエッチング状態が良いことも記載されている。
【００１４】
なお、結晶シリコンを用いる電子デバイスの分野（特にＬＳＩ）では機械的研磨にてシリコンウエハの表面の平滑性を向上させる手法が一般的であるが、太陽電池の技術分野では、高スループットおよび低コスト化のため、非特許文献１に記載されているようなケミカルエッチングを用いることが主流となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−４９０７９号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】西村  康雄、「高濃度水酸化ナトリウム水溶液に関する考察」、東亜合成グループ研究年報、ＴＲＥＮＤ  ２００６、第９号、第８〜第１２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
シリコンウエハを用いて良好な特性の裏面電極型太陽電池セルを安定して作製するためには、電極との接触抵抗をなるべく低減することができ、シリコンウエハの表面と電極との界面でのキャリアの再結合を防止できるようなシリコンウエハの表面の平滑化を行なうことが有効である。さらに、マスキングペーストの印刷精度を向上させることも有効である。
【００１８】
背景技術でも述べたようなケミカルエッチングによるシリコンウエハの表面の平滑化は、エッチング量を増やすことでシリコンウエハの表面の平滑性を向上させることが容易であることはよく知られている。
【００１９】
その一方で、高スループットおよび低コスト化のため、裏面電極型太陽電池セルのシリコンウエハの薄型化が求められており、スライス直後のシリコンウエハの厚みは年々薄くなりつつある。このような状況下において、エッチング量を増やすことは裏面電極型太陽電池セルの機械的強度および変換効率の低下を招くという問題がある。
【００２０】
このような問題は、裏面電極型太陽電池セルだけの問題ではなく、両面電極型太陽電池セルなどの太陽電池セルを含む太陽電池全体の問題でもある。
【００２１】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる太陽電池用シリコンウエハの製造方法、および、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造するために用いられる太陽電池用シリコンウエハを提供することにある。また、本発明の目的は、このような太陽電池用シリコンウエハの製造方法を用いた半導体装置の製造方法、および、太陽電池用シリコンウエハを用いた半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、平均粒径が８μｍ以上１１μｍ以下の砥粒を備えた電着ワイヤによりシリコン結晶インゴットをスライスする工程と、上記シリコン結晶インゴットの上記スライスにより得られた結晶シリコンウエハを、上記結晶シリコンウエハの表面に１０μｍ以上１５０μｍ以下の幅のファセットを有するように、エッチングする工程と、を含む、太陽電池用シリコンウエハの製造方法である。
【００２３】
ここで、本発明の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、エッチングする工程においては、結晶シリコンウエハの表面に０．１μｍ以上１０μｍ以下の深さのファセットを有するように結晶シリコンウエハをエッチングすることが好ましい。
【００２４】
また、、本発明の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、上記エッチングする工程においては、上記結晶シリコンウエハのエッチング量は、上記結晶シリコンウエハの片側の表面につき５μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
また、上記エッチングする工程においては、濃度が２０質量％以上３５質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液を用いることが好ましい。
【００２６】
また、本発明の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、シリコン結晶インゴットは、単結晶シリコンであることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の太陽電池用シリコンウエハの製造方法においては、スライスする工程において、シリコン結晶インゴットは、{１００}面が露出するようにスライスされることが好ましい。
【００２８】
また、本発明の太陽電池用シリコンウエハの製造方法においては、スライスする工程において、結晶シリコンウエハの表面を占めるスクラッチの面積比が０．１％以下であることが好ましい。
【００２９】
また、本発明は、平均粒径が８μｍ以上１１μｍ以下の砥粒を備えた電着ワイヤによりシリコン結晶インゴットをスライスする工程を含む製造方法により得られ、上記シリコン結晶インゴットの上記スライスにより得られた結晶シリコンウエハの表面を占めるスクラッチの面積比が０．１％以下である、太陽電池用シリコンウエハにも関する。
【００３０】
また、本発明は、電着ワイヤにより単結晶シリコン結晶インゴットを｛１００｝面が露出するようにスライスする工程と、上記単結晶シリコン結晶インゴットの上記スライスにより得られた単結晶シリコンウエハを水酸化ナトリウムを用いてエッチングする工程と、を含む製造方法により得られ、厚さが２００μｍ以下の太陽電池用シリコンウエハにも関する。
【００３１】
ここで、本発明の太陽電池用シリコンウエハにおいて、上記エッチングする工程においては、上記単結晶シリコンウエハの表面に１０μｍ以上１５０μｍ以下の幅のファセットを有するように上記単結晶シリコンウエハをエッチングすることが好ましい。
【００３２】
また、本発明の太陽電池用シリコンウエハにおいて、上記エッチングする工程においては、上記単結晶シリコンウエハの表面に０．１μｍ以上１０μｍ以下の深さのファセットを有するように上記単結晶シリコンウエハをエッチングすることが好ましい。
【００３３】
また、本発明は、平均粒径が８μｍ以上１１μｍ以下の砥粒を備えた電着ワイヤによりシリコン結晶インゴットをスライスする工程と、上記シリコン結晶インゴットの上記スライスにより得られた結晶シリコンウエハを、上記結晶シリコンウエハの表面に１０μｍ以上１５０μｍ以下の幅のファセットを有するように、エッチングする工程と、上記結晶シリコンウエハの上記ファセットを有する上記表面に電極を形成する工程と、を含み、上記エッチングする工程においては、上記結晶シリコンウエハのエッチング量は、上記結晶シリコンウエハの片側の表面につき５μｍ以上２５μｍ以下であり、上記エッチングする工程においては、濃度が２０質量％以上３５質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液を用いる、半導体装置の製造方法にも関する。
【００３４】
また、本発明は、上記の太陽電池用シリコンウエハと、上記結晶シリコンウエハの上記ファセットを有する上記表面に設けられた電極と、を備えた、半導体装置にも関する。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる太陽電池用シリコンウエハの製造方法、および、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造するために用いられる太陽電池用シリコンウエハを提供することができる。また、このような太陽電池用シリコンウエハの製造方法を用いた半導体装置の製造方法、および、太陽電池用シリコンウエハを用いた半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、電着ワイヤでシリコン結晶インゴットをスライスする工程の一例を図解する模式的な斜視図である。
【図２】実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、結晶シリコンウエハが形成される工程の一例を図解する模式的な斜視図である。
【図３】図１に示す電着ワイヤの一例の模式的な拡大断面図である。
【図４】電着ワイヤでシリコン結晶インゴットがスライスされることによって得られた結晶シリコンウエハの一例の模式的な断面図である。
【図５】図４に示す結晶シリコンウエハの表面の一部の一例の模式的な拡大断面図である。
【図６】（ａ）は図４に示す結晶シリコンウエハの表面の一例の模式的な拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂに沿った模式的な拡大断面図である。
【図７】図４に示す結晶シリコンウエハの表面が上記のようにエッチングされることにより形成された太陽電池用シリコンウエハの一例の模式的な断面図である。
【図８】図７に示す太陽電池用シリコンウエハの表面の一例の模式的な拡大断面図である。
【図９】実施の形態の太陽電池用シリコンウエハのファセットの一例の模式的な拡大断面図である。
【図１０】水酸化ナトリウム濃度が３５質量％よりも大きい水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハの表面をエッチングして得られた太陽電池用シリコンウエハのファセットの一例の模式的な拡大断面図である。
【図１１】水酸化ナトリウム濃度が２０質量％未満の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハの表面をエッチングして得られた太陽電池用シリコンウエハのファセットの一例の模式的な拡大断面図である。
【図１２】（ａ）は実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの表面にマスキングペーストを設置する工程の一例を図解する模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）を太陽電池用シリコンウエハの裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【図１３】（ａ）は実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの裏面にｎ型ドーパント拡散領域を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）を太陽電池用シリコンウエハの裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【図１４】（ａ）は実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの表面にマスキングペーストを設置する工程の一例を図解する模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）を太陽電池用シリコンウエハの裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【図１５】（ａ）は実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの裏面にｐ型ドーパント拡散領域を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）を太陽電池用シリコンウエハの裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【図１６】（ａ）は実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの裏面のｎ型ドーパント拡散領域およびｐ型ドーパント拡散領域を露出させる工程の一例を図解する模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）を太陽電池用シリコンウエハの裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【図１７】（ａ）は実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの裏面にパッシベーション膜を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）を太陽電池用シリコンウエハの裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【図１８】（ａ）は実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの受光面にテクスチャ構造を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）を太陽電池用シリコンウエハの裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【図１９】（ａ）は実施の形態の太陽電池用シリコンウエハのテクスチャ構造上に反射防止膜を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）を太陽電池用シリコンウエハの裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【図２０】（ａ）は実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの裏面のパッシベーション膜にコンタクトホールを形成する工程の一例を図解する模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）を太陽電池用シリコンウエハの裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【図２１】（ａ）は実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの裏面にｎ型用電極およびｐ型用電極を形成する工程の一例を図解する模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）を太陽電池用シリコンウエハの裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【図２２】（ａ）は実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面の顕微鏡写真であり、（ｂ）は実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面のレーザ顕微鏡による凹凸の測定結果である。
【図２３】（ａ）は実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面の顕微鏡写真であり、（ｂ）は実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面のレーザ顕微鏡による凹凸の測定結果である。
【図２４】（ａ）は実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面の顕微鏡写真であり、（ｂ）は実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面のレーザ顕微鏡による凹凸の測定結果である。
【図２５】（ａ）は実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面の顕微鏡写真であり、（ｂ）は実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面のレーザ顕微鏡による凹凸の測定結果である。
【図２６】（ａ）は実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面の顕微鏡写真であり、（ｂ）は実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面のレーザ顕微鏡による凹凸の測定結果である。
【図２７】（ａ）は比較例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面の顕微鏡写真であり、（ｂ）は比較例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面のレーザ顕微鏡による凹凸の測定結果である。
【図２８】（ａ）〜（ｆ）は、従来の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の一例について図解する模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００３８】
＜電着ワイヤによるスライス工程＞
図１に、本実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、電着ワイヤでシリコン結晶インゴットをスライスする工程の一例を図解する模式的な斜視図を示す。ここで、シリコン結晶インゴット５０は、電着ワイヤ５３によってスライスされる。
【００３９】
図１に示すように、電着ワイヤ５３は、所定の間隔をあけて配置されたガイドローラ５１，５２の間に巻き掛けられている。その結果、電着ワイヤ５３は、それぞれのガイドローラ５１，５２において、ガイドローラ５１，５２の長手方向に沿って、所定の間隔をあけて複数箇所で張られた状態となる。この状態で、ガイドローラ５１，５２が正転・逆転を繰り返すことによって、電着ワイヤ５３が矢印５５の方向に往復走行を行なうことになる。
【００４０】
電着ワイヤ５３が矢印５５の方向に往復走行をしている状態で、シリコン結晶インゴット５０を矢印５４の方向に移動させる。そして、シリコン結晶インゴット５０を往復走行をしている電着ワイヤ５３に押し付けることによって、たとえば図２の模式的斜視図に示すように、シリコン結晶インゴット５０が複数箇所でスライスされて、複数枚の板状の結晶シリコンウエハ１１が形成される。なお、シリコン結晶インゴット５０のスライス時にはシリコン結晶インゴット５０の表面にグリコールを塗布してスライスしている。
【００４１】
シリコン結晶インゴット５０は、{１００}面が露出するようにスライスされることが好ましい。この場合には、本発明によって得られる太陽電池用シリコンウエハの受光面を{１００}面とすることができ、アルカリエッチングによるテクスチャ構造の形成が容易になるため、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる傾向にある。
【００４２】
図３に、図１に示す電着ワイヤ５３の一例の模式的な断面図を示す。ここで、電着ワイヤ５３は、芯線２０と、芯線２０の外周面に電着ボンド材２１で固着された砥粒２２と、を含んでいる。
【００４３】
芯線２０としては、たとえばピアノ線などを用いることができる。芯線２０の直径は、たとえば１１５μｍ程度とすることができる。砥粒２２としてはたとえばダイヤモンド砥粒などを用いることができる。電着ボンド材２１としてはたとえば芯線２０の外表面にめっきされたニッケルなどを用いることができる。電着ボンド材２１の厚さは、たとえば３〜５μｍ程度とすることができる。
【００４４】
本実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、電着ワイヤ５３の砥粒２２としては、平均粒径が８μｍ以上１１μｍ以下の砥粒２２が用いられる。従来においては、結晶シリコンウエハ１１の表面にスクラッチが多く形成されて、太陽電池の製造時に結晶シリコンウエハ１１の表面に印刷されるマスキングペーストのパターンニング性が低下し、太陽電池の電極直下においてキャリアの再結合が生じること等によって太陽電池の特性が低下することがあった。そこで、本発明者が鋭意検討した結果、平均粒径が８μｍ以上１１μｍ以下の砥粒２２を備えた電着ワイヤ５３を用いてシリコン結晶インゴット５０をスライスすることによって、結晶シリコンウエハ１１の表面のスクラッチの形成を抑えることができ、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができることが見い出された。
【００４５】
なお、本明細書において、砥粒２２の平均粒径が８μｍ以上１１μｍ以下とは、砥粒２２の長径ａと短径ｂとから以下の式（ｉ）により算出される砥粒２２の粒径の９０％以上が８μｍ以上１１μｍ以下の範囲内に含まれていることを意味する。
【００４６】
砥粒２２の粒径＝（長径ａ＋短径ｂ）／２  …（ｉ）
シリコン結晶インゴット５０としては、たとえば、チョクラルスキー法または鋳造法によって作製された単結晶シリコンインゴットまたは多結晶シリコンインゴットなどが用いられるが、単結晶シリコンインゴットであることが好ましい。シリコン結晶インゴット５０が単結晶シリコンインゴットである場合には、本発明によって得られた太陽電池用シリコンウエハを用いて製造された太陽電池の特性が良好なものとなる傾向にある。なお、シリコン結晶インゴット５０は、ｎ型またはｐ型のドーパントがドープされることによって、ｎ型またはｐ型の導電型を有していてもよい。
【００４７】
図４に、電着ワイヤ５３でシリコン結晶インゴット５０がスライスされることによって得られた結晶シリコンウエハ１１の一例の模式的な断面図を示す。ここで、結晶シリコンウエハ１１の表面には、電着ワイヤ５３を用いたシリコン結晶インゴット５０のスライスによってスライスダメージ１ａが生じている。
【００４８】
図５に、図４に示す結晶シリコンウエハ１１の表面の一部の一例の模式的な拡大断面図を示す。図５に示すように、結晶シリコンウエハ１１の表面には大きなうねり（以下「ソーマーク」という）６１が形成されている。また、結晶シリコンウエハ１１の表面にはスクラッチ７１が形成されている。
【００４９】
ソーマーク６１は、電着ワイヤ５３を用いたシリコン結晶インゴット５０の切断に起因して形成される。すなわち、図１に示すように、結晶シリコンウエハ１１は、往復走行する電着ワイヤ５３にシリコン結晶インゴット５０を押し付けて切断することにより得られるが、電着ワイヤ５３の走行方向５５が切り替わるたびに電着ワイヤ５３が一時停止して線速が落ちる。これにより、電着ワイヤ５３に対するシリコン結晶インゴット５０の移動方向（矢印５４の方向）に沿って電着ワイヤ５３によるシリコン結晶インゴット５０への切り込み深さが異なるため、それが大きなうねりであるソーマーク６１として結晶シリコンウエハ１１の表面に現れる。
【００５０】
図６（ａ）に、図４に示す結晶シリコンウエハ１１の表面の一例の模式的な拡大平面図を示し、図６（ｂ）に、図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂに沿った拡大断面図を示す。結晶シリコンウエハ１１の表面には上記の電着ワイヤ５３の砥粒２２によって砥粒痕７２が直線状に形成されるとともに、砥粒痕７２よりも大きな凹状の傷であるスクラッチ７１が形成されている。
【００５１】
本明細書において、スクラッチ７１は、幅Ｗが１μｍ以上であって、長さＬが１μｍ以上であって、かつ深さＨが１μｍ以上である傷のことを意味する。ここで、幅Ｗは、砥粒痕７２の伸長方向と直交する方向の傷の長さであり、長さＬは、砥粒痕７２の伸長方向に平行な方向の傷の長さであり、深さＨは結晶シリコンウエハ１１の表面に対して垂直な方向の最深の長さである。
【００５２】
このようなスクラッチ７１の幅Ｗ、長さＬおよび深さＨは、それぞれ、たとえばレーザ顕微鏡を用いて測定することができる。レーザ顕微鏡としては、たとえば、オリンパス（株）製のＯＬＳ３０００などを用いることができる。
【００５３】
ここで、結晶シリコンウエハ１１の表面を占めるスクラッチの面積比は０．１％以下であることが好ましい。この場合には、太陽電池の製造時に結晶シリコンウエハ１１の表面に印刷されるマスキングペーストのパターンニング性が低下し、太陽電池の電極直下においてキャリアの再結合が生じること等による太陽電池の特性の低下を抑制することができる傾向が大きくなる。
【００５４】
なお、上記のスクラッチの面積比（％）は、以下の式（ｉｉ）により算出することができる。
【００５５】
スクラッチの面積比（％）＝１００×（結晶シリコンウエハ１１の表面に存在するスクラッチの面積の総和）／（結晶シリコンウエハ１１の表面の面積）  …（ｉｉ）
＜結晶シリコンウエハをエッチングする工程＞
次に、結晶シリコンウエハ１１の表面をエッチングする工程を行なう。これにより、図４に示す結晶シリコンウエハ１１の表面のスライスダメージ１ａを除去することができるとともに、結晶シリコンウエハ１１の表面にクレーター状の窪み（ファセット）を形成することができる。
【００５６】
結晶シリコンウエハ１１の表面をエッチングする工程は、結晶シリコンウエハ１１の表面をエッチングすることができるものであれば特には限定されないが、水酸化ナトリウム濃度が２０質量％以上３５質量％以下、好ましくは２４質量％以上３２質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ１１の片側の表面につき５μｍ以上２５μｍ以下の厚さのエッチング量だけエッチングすることにより行なうことが好ましい。
【００５７】
これは、本発明者が鋭意検討した結果、水酸化ナトリウム濃度が２０質量％以上３５質量％以下、好ましくは２４質量％以上３２質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ１１の表面をエッチングした場合には、結晶シリコンウエハ１１の片側の表面につき５μｍ以上２５μｍ以下の厚さだけエッチングすると、水酸化ナトリウム濃度が３５質量％よりも高い水酸化ナトリウム水溶液で同じ厚さだけエッチングした場合よりもはるかに結晶シリコンウエハ１１の表面の平滑性を向上させることができることを見出したことによるものである。
【００５８】
たとえば、水酸化ナトリウム濃度が３０質量％の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ１１の片側の表面につき１３μｍの厚さのエッチングを行なった場合には、水酸化ナトリウム濃度が４８質量％の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ１１の片側の表面につき３０μｍ程度の厚さのエッチング量である従来のエッチングと同等以上の結晶シリコンウエハ１１の表面の平滑性を達成することができる。
【００５９】
これにより、平滑性が向上した結晶シリコンウエハ１１の表面と電極との接触面積を増加させることにより結晶シリコンウエハ１１の表面と電極との接触抵抗および結晶シリコンウエハ１１の表面と電極との界面でのキャリアの再結合を低減することができるとともに、平滑性が向上した結晶シリコンウエハ１１の表面に印刷したマスキングペーストの印刷精度を向上させることによって、シャント抵抗を向上させ、逆方向飽和電流を低減することができる。
【００６０】
さらに、エッチング量を抑えることにより結晶シリコンウエハ１１の機械的強度およびその結晶シリコンウエハ１１を用いて製造された太陽電池セルの変換効率の低下を抑えることができる。これにより、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる太陽電池用シリコンウエハを製造することが可能となる。
【００６１】
ここで、結晶シリコンウエハ１１の片側の表面のエッチング量（エッチング深さ）は、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましい。結晶シリコンウエハ１１の片側の表面のエッチング量が５μｍ以上２０μｍ以下である場合、特に５μｍ以上１５μｍ以下である場合には、結晶シリコンウエハ１１の片側の表面のエッチング量をさらに抑えながら結晶シリコンウエハ１１の表面の平滑性を向上させることができる傾向が大きくなる。
【００６２】
なお、結晶シリコンウエハ１１の表面のエッチング量は、当該エッチングによる結晶シリコンウエハ１１の片側の表面の結晶シリコンウエハ１１の厚さ方向における厚みの減少量（μｍ）を意味する。
【００６３】
＜太陽電池用シリコンウエハ＞
図７に図４に示す結晶シリコンウエハの表面が上記のようにエッチングされることにより形成された太陽電池用シリコンウエハの一例の模式的な断面図を示し、図８に図７に示す太陽電池用シリコンウエハの表面の一例の模式的な拡大断面図を示す。
【００６４】
図７に示すように、太陽電池用シリコンウエハ１の表面にはスライスダメージは最早存在していないが、図８に示すように上記濃度の水酸化ナトリウム水溶液のエッチングに起因して形成されたファセット６２が形成されている。
【００６５】
図９に、図８に示すファセット６２の一例の模式的な拡大断面図を示す。水酸化ナトリウム濃度が２０質量％以上３５質量％以下、好ましくは２４質量％以上３２質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ１１の片側の表面につき５μｍ以上２５μｍ以下、好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下の厚さだけエッチングされて太陽電池用シリコンウエハ１の表面に形成されたファセット６２の幅は１０μｍ以上１５０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上６０μｍ以下であって、ファセット６２の深さは０．１μｍ以上１０μｍ以下となる。
【００６６】
たとえば、水酸化ナトリウム濃度が３０質量％である水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ１１の片側の表面を１３μｍだけエッチングすることによって得られる太陽電池用シリコンウエハ１の表面のファセット６２の幅はたとえば図９に示すように２０μｍ以上６０μｍ以下となる。
【００６７】
一方、図１０の模式的拡大断面図に示すように、水酸化ナトリウム濃度が３５質量％よりも大きい水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハの片側の表面につき５μｍ以上２５μｍ以下だけエッチングされた太陽電池用シリコンウエハの表面に形成されたファセット６３の幅は、水酸化ナトリウム濃度が２０質量％以上３５質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液で同じエッチング量だけエッチングした場合よりも非常に狭小となり、ファセット６３の深さは０．１μｍ以上１０μｍ以下となる。
【００６８】
たとえば、水酸化ナトリウム濃度が４８質量％である水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハの片側の表面を１３μｍだけエッチングすることによって得られる太陽電池用シリコンウエハの表面のファセット６３の幅はたとえば図１０に示すように３μｍ以上１５μｍ以下となる。
【００６９】
さらに、図１１の模式的拡大断面図に示すように、水酸化ナトリウム濃度が２０質量％未満の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハの片側の表面につき５μｍ以上２５μｍ以下だけエッチングされた太陽電池用シリコンウエハの表面に形成されたファセット６４の内部にはピラミッド状の突起物６５が形成される。
【００７０】
このように、水酸化ナトリウム濃度が２０質量％以上３５質量％以下、好ましくは２４質量％以上３２質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液で５μｍ以上２５μｍ以下、好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下の厚さだけエッチングして形成された１０μｍ以上１５０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上１５０μｍ以下の幅と０．１μｍ以上１０μｍ以下の深さとを有するファセット６２を有する太陽電池用シリコンウエハ１の表面はその他の場合と比べてなだらかな表面となる。
【００７１】
このようななだらかな表面に電極を形成した場合には、図１０に示すようなファセット６３の幅が狭くなだらかではない表面、および図１１に示すようなファセット６４の内部に突起物６５が形成されてなだらかではない表面に電極を形成した場合と比べて、太陽電池用シリコンウエハ１と電極との接触抵抗および太陽電池用シリコンウエハ１の表面と電極との界面でのキャリアの再結合を低減できるのは明らかである。
【００７２】
また、このようななだらかな表面にマスキングペーストを印刷した場合には、図１０に示すようなファセット６３の幅が狭くなだらかではない表面および図１１に示すようなファセット６４の内部に突起物６５が形成されてなだらかではない表面にマスキングペーストを印刷した場合と比べてマスキングペーストの印刷精度が向上することは明らかである。そのため、水酸化ナトリウム濃度が２０質量％以上３５質量％以下、好ましくは２４質量％以上３２質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液で５μｍ以上２５μｍ以下、好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下の厚さだけエッチングして形成された太陽電池用シリコンウエハ１を用いた場合には、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる。
【００７３】
太陽電池用シリコンウエハ１の表面に形成されたファセット６２の９０％以上が、幅１０μｍ以上１５０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上１５０μｍ以下であって、深さ０．１μｍ以上１０μｍ以下のファセット６２であることが好ましい。この場合には、太陽電池用シリコンウエハ１の表面がさらになだらかになって良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる傾向が大きくなる。
【００７４】
＜裏面電極型太陽電池セルの製造方法＞
以下、図１２〜図２１を参照して、実施の形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法について説明する。
【００７５】
まず、図１２（ａ）の模式的断面図および図１２（ｂ）の模式的平面図に示すように、上記のエッチングにより幅広のファセット６２を有するように作製されたｎ型またはｐ型の太陽電池用シリコンウエハ１の受光面側の表面（受光面）の全面にマスキングペースト２を設置するとともに太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側の表面（裏面）に開口部１４を設けるようにしてマスキングペースト２を帯状に設置する。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）を太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【００７６】
なお、上記のエッチングは、水酸化ナトリウム濃度が２０質量％以上３５質量％以下、好ましくは２４質量％以上３２質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液を用いて片側の表面につき５μｍ以上２５μｍ以下、好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下の厚さだけエッチングすることにより行なわれており、当該エッチングは太陽電池用シリコンウエハ１の受光面および裏面のそれぞれに対して行なわれている。
【００７７】
マスキングペースト２としては、たとえば、溶剤、増粘剤、ならびに酸化シリコン前駆体および／または酸化チタン前駆体を含むものなどを用いることができる。また、マスキングペースト２としては、増粘剤を含まないものも用いることができる。
【００７８】
溶剤としては、たとえば、エチレングリコール、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、ジエチルセロソルブ、セロソルブアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテル、メトキシエタノール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコール、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アセテート、ジ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ブチルエーテルアセテート、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メチルエチルエーテル、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アセテート、トリエチルグリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、液体ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、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ブチルエーテル、１−ブトキシエトキシプロパノール、ジプロピルグリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブタンジアール、１，５−ペンタンジアール、ヘキシレングリコール、グリセリン、グリセリルアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリルトリアセテート、トリメチロールプロピン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、オクタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、ジオキサン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、メチラール、ジエチルアセタール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチルを単独でまたは２種以上併用して用いることができる。
【００７９】
増粘剤としては、エチルセルロース、ポリビニルピロリドンまたは双方の混合物を用いることが望ましいが、様々な品質および特性のベントナイト、様々な極性溶剤混合物用の一般に無機のレオロジー添加剤、ニトロセルロースおよびその他のセルロース化合物、デンプン、ゼラチン、アルギン酸、高分散性非晶質ケイ酸（Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標））、ポリビニルブチラール（Ｍｏｗｉｔａｌ（登録商標））、ナトリウムカルボキシメチルセルロース（ｖｉｖｉｓｔａｒ）、熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｅｕｒｅｌｏｎ（登録商標））、有機ヒマシ油誘導体（Ｔｈｉｘｉｎ Ｒ（登録商標））、ジアミド・ワックス（Ｔｈｉｘａｔｒｏｌ ｐｌｕｓ（登録商標））、膨潤ポリアクリル酸塩（Ｒｈｅｏｌａｔｅ（登録商標））、ポリエーテル尿素−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリオールなどを用いることもできる。
【００８０】
酸化シリコン前駆体としては、たとえば、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）のような一般式Ｒ1’nＳｉ（ＯＲ1）4-n（Ｒ1’はメチル、エチルまたはフェニルを示し、Ｒ1はメチル、エチル、ｎ−プロピルまたはｉ−プロピルを示し、ｎは０、１または２を示す。）で示される物質を用いることができる。
【００８１】
酸化チタン前駆体には、たとえば、Ｔｉ（ＯＨ）4のほか、ＴＰＴ（テトライソプロポキシチタン）のようなＲ2’nＴｉ（ＯＲ2）4-nで示される物質（Ｒ2’はメチル、エチルまたはフェニルを示し、Ｒ2はメチル、エチル、ｎ−プロピルまたはｉ−プロピルを示し、ｎは０、１または２を示す。）であり、その他、ＴｉＣｌ4、ＴｉＦ4およびＴｉＯＳＯ4なども含まれる。
【００８２】
増粘剤を用いる場合には、増粘剤としては、たとえば、ヒマシ油、ベントナイト、ニトロセルロース、エチルセルロース、ポリビニルピロリドン、デンプン、ゼラチン、アルギン酸、非晶質ケイ酸、ポリビニルブチラール、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ポリアミド樹脂、有機ヒマシ油誘導体、ジアミド・ワックス、膨潤ポリアクリル酸塩、ポリエーテル尿素−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリオールなどを単独でまたは２種以上を併用して用いることができる。
【００８３】
マスキングペースト２の設置方法は、特に限定されず、たとえば従来から公知の塗布方法などを用いることができる。
【００８４】
その後、太陽電池用シリコンウエハ１の受光面および裏面にそれぞれ設置されたマスキングペースト２を乾燥させる。
【００８５】
マスキングペースト２の乾燥方法としては、たとえばマスキングペースト２の設置後の太陽電池用シリコンウエハ１をオーブン内に設置し、たとえば３００℃程度の温度でたとえば数十分間の時間マスキングペースト２を加熱することにより行なうことができる。
【００８６】
そして、上記のようにして乾燥させた後のマスキングペースト２を焼成することによって、マスキングペースト２を固化させる。マスキングペースト２の焼成は、たとえば８００℃以上１０００℃以下の温度でたとえば１０分間以上６０分間以下の時間マスキングペースト２を加熱することにより行なうことができる。
【００８７】
次に、図１３（ａ）の模式的断面図および図１３（ｂ）の模式的平面図に示すように、ｎ型ドーパント含有ガス４を流すことによって、太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側の開口部１４から露出している太陽電池用シリコンウエハ１の裏面にｎ型ドーパントを拡散させてｎ型ドーパント拡散領域３を帯状に形成する。
【００８８】
ｎ型ドーパント含有ガス４としては、たとえばｎ型ドーパントであるリンを含むＰＯＣｌ3などを用いることができる。また、ｎ型ドーパント拡散領域３は、太陽電池用シリコンウエハ１よりもｎ型ドーパント濃度が高い領域である。また、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）を太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【００８９】
その後、太陽電池用シリコンウエハ１の受光面および裏面のそれぞれのマスキングペースト２を一旦すべて除去する。マスキングペースト２の除去は、たとえば、マスキングペースト２が設置された太陽電池用シリコンウエハ１をフッ酸水溶液中に浸漬させることなどにより行なうことができる。
【００９０】
次に、図１４（ａ）の模式的断面図および図１４（ｂ）の模式的平面図に示すように、太陽電池用シリコンウエハ１の受光面側の表面（受光面）の全面にマスキングペースト２を設置するとともに、太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側の表面（裏面）に開口部１５を設けるようにしてマスキングペースト２を設置する。開口部１５は開口部１４とは異なる箇所に形成される。なお、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）を太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【００９１】
そして、太陽電池用シリコンウエハ１の受光面および裏面にそれぞれ塗布されたマスキングペースト２を乾燥させた後に、マスキングペースト２を焼成することによって、マスキングペースト２を固化させる。
【００９２】
次に、図１５（ａ）の模式的断面図および図１５（ｂ）の模式的平面図に示すように、ｐ型ドーパント含有ガス６を流すことによって、太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側の開口部１５から露出している太陽電池用シリコンウエハ１の裏面にｐ型ドーパントを拡散させてｐ型ドーパント拡散領域５を帯状に形成する。なお、ｐ型ドーパント含有ガス６としては、たとえばｐ型ドーパントであるボロンを含むＢＢｒ3などを用いることができる。また、ｐ型ドーパント拡散領域５は、太陽電池用シリコンウエハ１よりもｐ型ドーパント濃度が高い領域である。また、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）を太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【００９３】
次に、図１６（ａ）の模式的断面図および図１６（ｂ）の模式的平面図に示すように、太陽電池用シリコンウエハ１の受光面および裏面のそれぞれのマスキングペースト２をすべて除去する。これにより、太陽電池用シリコンウエハ１の受光面全面および裏面全面が露出して、帯状のｎ型ドーパント拡散領域３および帯状のｐ型ドーパント拡散領域５をそれぞれ露出させることができる。なお、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）を太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【００９４】
次に、図１７（ａ）の模式的断面図および図１７（ｂ）の模式的平面図に示すように、太陽電池用シリコンウエハ１の裏面上にパッシベーション膜７を形成する。パッシベーション膜７としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることができる。パッシベーション膜７は、たとえば、プラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。なお、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）を太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【００９５】
次に、図１８（ａ）の模式的断面図および図１８（ｂ）の模式的平面図に示すように、太陽電池用シリコンウエハ１のパッシベーション膜７が形成されている側と反対側となる受光面をテクスチャエッチングすることによってテクスチャ構造８を形成する。テクスチャ構造８を形成するためのテクスチャエッチングは、太陽電池用シリコンウエハ１の裏面に形成されたパッシベーション膜７をエッチングマスクとして用いることによって行なうことができる。なお、テクスチャエッチングは、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液をたとえば７０℃以上８０℃以下に加熱したエッチング液を用いて太陽電池用シリコンウエハ１の受光面をエッチングすることによって行なうことができる。
【００９６】
次に、図１９（ａ）の模式的断面図および図１９（ｂ）の模式的平面図に示すように、太陽電池用シリコンウエハ１のテクスチャ構造８上に反射防止膜９を形成する。反射防止膜９としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることができる。反射防止膜９は、たとえば、プラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。なお、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）を太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【００９７】
次に、図２０（ａ）の模式的断面図および図２０（ｂ）の模式的平面図に示すように、パッシベーション膜７の一部を除去することによってコンタクトホール１０ａ，１０ｂを形成して、コンタクトホール１０ａからｎ型ドーパント拡散領域３の一部を露出させるとともに、コンタクトホール１０ｂからｐ型ドーパント拡散領域５の一部を露出させる。なお、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）を太陽電池用シリコンウエハ１の裏面側から見たときの模式的な平面図である。
【００９８】
コンタクトホール１０ａ，１０ｂは、たとえば、パッシベーション膜７上にフォトリソグラフィ技術を用いてコンタクトホール１０ａ，１０ｂのそれぞれの形成箇所に対応する部分に開口部を有するレジストパターンを形成した後に、レジストパターンの開口部からパッシベーション膜７をエッチングにより除去する方法などにより形成することができる。
【００９９】
次に、図２１（ａ）の模式的断面図および図２１（ｂ）の模式的平面図に示すように、コンタクトホール１０ａを通してｎ型ドーパント拡散領域３に電気的に接続されるｎ型用電極１２を形成するとともに、コンタクトホール１０ｂを通してｐ型ドーパント拡散領域５に電気的に接続されるｐ型用電極１３を形成する。ここで、ｎ型用電極１２およびｐ型用電極１３としては、たとえば、銀などの金属からなる電極を用いることができる。以上により、裏面電極型太陽電池セルを作製することができる。
【０１００】
以上のように作製された裏面電極型太陽電池セルにおいては、幅広のファセット６２を有する太陽電池用シリコンウエハ１のなだらかな裏面にｎ型用電極１２およびｐ型用電極１３がそれぞれ形成されており、太陽電池用シリコンウエハ１の裏面と、ｎ型用電極１２およびｐ型用電極１３のそれぞれとの接触面積を増加させることができるため、太陽電池用シリコンウエハ１と電極（ｎ型用電極１２，ｐ型用電極１３）との接触抵抗および太陽電池用シリコンウエハ１の表面と電極との界面でのキャリアの再結合を低減することができる。
【０１０１】
また、太陽電池用シリコンウエハ１の裏面の凹凸に起因してマスキングペースト２の印刷パターンが乱れることが少ないため、マスキングペースト２の印刷精度を向上させることができる。さらには、従来よりもエッチング量が抑えられて太陽電池用シリコンウエハ１が形成されているため、太陽電池用シリコンウエハ１の機械的強度および裏面電極型太陽電池セルの変換効率の低下を抑えることができる。そのため、上記のようにして作製された裏面電極型太陽電池セルにおいては、良好な特性を有する裏面電極型太陽電池セルを安定して製造することができる。
【０１０２】
なお、上記においては、本実施の形態の太陽電池用シリコンウエハ１を用いて裏面電極型太陽電池セルを製造する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、両面電極型太陽電池セルなどの裏面電極型太陽電池セル以外の太陽電池セルを製造してもよい。
【実施例】
【０１０３】
＜結晶シリコンウエハの作製と評価＞
まず、チョクラルスキー法によって形成したｎ型単結晶シリコンインゴットを、往復走行を行なっている電着ワイヤに押し付けて{１００}面が露出するようにスライスした。これにより、面積が２３９．７ｃｍ2の擬似正方形状の受光面および裏面を有するとともに厚さが２００μｍの板状のｎ型単結晶シリコンウエハ（実施例のｎ型単結晶シリコンウエハ）が複数枚作製された。
【０１０４】
ここで、電着ワイヤとしては、断面直径１１０μｍのピアノ線の外周面に、平均粒径８μｍ以上１１μｍ以下のダイヤモンド砥粒を、厚さ３〜５μｍのニッケルめっきで固着したものを用いた。
【０１０５】
図２２（ａ）〜図２６（ａ）に、それぞれ、上記スライス後の実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面の顕微鏡写真を示し、図２２（ｂ）〜図２６（ｂ）に、それぞれ、図２２（ａ）〜図２６（ａ）の実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面のレーザ顕微鏡による凹凸の測定結果を示す。
【０１０６】
図２２〜図２６に示すように、実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面はなだらかであることが確認された。
【０１０７】
また、図２２〜図２６に示される実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面を占めるスクラッチの面積比を測定した。ここで、スクラッチの面積比は、レーザ顕微鏡（オリンパス（株）製の「ＯＬＳ３０００」）を用いて、実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面にスポット径が０．４μｍのレーザ光を照射することにより行なった。具体的には、以下の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）により行なった。
（Ｉ）実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面に上記のレーザ顕微鏡から上記スポット径を有するレーザ光を照射して、ｎ型単結晶シリコンウエハ１枚当たり１００箇所についてスクラッチの有無を確認する（検査面積の総和は、１００μｍ×１００μｍ×１００＝１ｍｍ2）。
（ＩＩ）（Ｉ）によって発見されたスクラッチのそれぞれの面積を算出し、その面積の総和を求める。
（ＩＩＩ）（ＩＩ）で求めたスクラッチの面積の総和を検査面積の総和で割ることによってスクラッチの面積比（％）を算出する。
【０１０８】
スクラッチの面積比（％）＝１００×（スクラッチの面積の総和）／（検査面積の総和）
その結果、実施例のｎ型単結晶シリコンウエハのスクラッチの面積比（％）は、それぞれ０．１％以下であることが確認された。また、実施例のｎ型単結晶シリコンウエハのスクラッチの最大の深さは５μｍであることも確認された。
【０１０９】
また、比較として、電着ワイヤのダイヤモンド砥粒の平均粒径を１０μｍ以上２０μｍ以下（ダイヤモンド砥粒の粒径の９０％以上が１０μｍ以上２０μｍ以下の範囲内に含まれている）に変更したこと以外は上記と同様にしてｎ型単結晶シリコンウエハ（比較例のｎ型単結晶シリコンウエハ）を作製した。
【０１１０】
図２７（ａ）に比較例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面の顕微鏡写真を示し、図２７（ｂ）に図２７（ａ）の比較例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面のレーザ顕微鏡による凹凸の測定結果を示す。
【０１１１】
図２７に示すように、比較例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面は、実施例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面と比べてなだらかではないことが確認された。
【０１１２】
また、上記と同様にして、比較例のｎ型単結晶シリコンウエハの表面を占めるスクラッチの面積比を測定した。その結果、比較例のｎ型単結晶シリコンウエハのスクラッチの面積比（％）は、０．５％以上であることが確認された。また、比較例のｎ型単結晶シリコンウエハのスクラッチの最大の深さは１０μｍであることも確認された。
【０１１３】
＜太陽電池用シリコンウエハの作製＞
次に、上記のようにして形成した実施例および比較例のそれぞれのｎ型単結晶シリコンウエハの表面を水酸化ナトリウム濃度が３０質量％の水酸化ナトリウム水溶液で片側の表面のエッチング量が１３μｍ（両方の表面のエッチング量を合わせて２６μｍ、エッチング後のｎ型単結晶シリコンウエハの厚みが１７４μｍ）となるようにエッチングした。これにより、実施例のｎ型単結晶シリコンウエハから実施例の太陽電池用シリコンウエハを複数枚作製し、比較例のｎ型単結晶シリコンウエハから比較例の太陽電池用シリコンウエハを作製した。
【０１１４】
上記のレーザ顕微鏡を用いて、実施例の太陽電池用シリコンウエハの表面および比較例の太陽電池用シリコンウエハの表面をそれぞれ観察したところ、実施例の太陽電池用シリコンウエハの表面に形成されたファセットの９０％が、幅２０μｍ以上６０μｍ以下であって、深さ０．１μｍ以上１０μｍ以下のファセットであることが確認された。
【０１１５】
＜裏面電極型太陽電池セルの作製と評価＞
実施例の太陽電池用シリコンウエハおよび比較例の太陽電池用シリコンウエハを用いて、それぞれ、実施例の裏面電極型太陽電池セルおよび比較例の裏面電極型太陽電池セルを作製した。
【０１１６】
具体的には、まず、実施例の太陽電池用シリコンウエハおよび比較例の太陽電池用シリコンウエハのそれぞれの一方の表面全面にマスキングペーストを印刷するとともに、その反対側の表面に開口部を複数有するように帯状のマスキングペーストを印刷した。
【０１１７】
次に、マスキングペーストの印刷後のそれぞれの太陽電池用シリコンウエハをオーブン内に設置して加熱することによりマスキングペーストを乾燥させた。
【０１１８】
次に、上記のようにして乾燥させた後のマスキングペーストを加熱して焼成することによってマスキングペーストを固化させた。
【０１１９】
次に、マスキングペーストを固化させた後のそれぞれの太陽電池用シリコンウエハにＰＯＣｌ3を流すことによって、それぞれの太陽電池用シリコンウエハの上記開口部にリンを拡散させてｎ型ドーパント拡散領域を形成した。
【０１２０】
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハをフッ酸水溶液中に浸漬させることによりそれぞれの太陽電池用シリコンウエハのマスキングペーストをすべて除去した。
【０１２１】
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのｎ型ドーパント拡散領域形成側の表面にｎ型ドーパント拡散領域と平行な帯状に露出してなる開口部を複数有するようにマスキングペーストを印刷した。ここで、マスキングペーストは、ｎ型ドーパント拡散領域とは異なる領域が開口部から露出するように印刷された。
【０１２２】
また、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのｎ型ドーパント拡散領域形成側とは反対側の表面全面にもマスキングペーストを設置した。
【０１２３】
そして、それぞれの太陽電池用シリコンウエハをオーブン内に設置して加熱することによりマスキングペーストを乾燥させ、その後、マスキングペーストを加熱して焼成することによってマスキングペーストを固化させた。
【０１２４】
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハにＢＢｒ3を流すことによって、それぞれの太陽電池用シリコンウエハの上記開口部にボロンを拡散させてｐ型ドーパント拡散領域を形成した。
【０１２５】
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハをフッ酸水溶液中に浸漬させることによりそれぞれの太陽電池用シリコンウエハのマスキングペーストをすべて除去した。
【０１２６】
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのｎ型ドーパント拡散領域およびｐ型ドーパント拡散領域の形成側の表面全面にプラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜を形成した。
【０１２７】
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのパッシベーション膜形成側とは反対側の表面をテクスチャエッチングすることによってテクスチャ構造を形成した。ここで、テクスチャエッチングは、水酸化ナトリウム濃度が３体積％の水酸化ナトリウム水溶液にイソプロピルアルコールを添加した７０℃〜８０℃のエッチング液を用いて行なった。
【０１２８】
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのテクスチャ構造上にプラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜からなる反射防止膜を形成した。
【０１２９】
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのパッシベーション膜の一部を帯状に除去することによって、コンタクトホールを形成し、ｎ型ドーパント拡散領域およびｐ型ドーパント拡散領域のそれぞれの一部を露出させた。
【０１３０】
その後、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのコンタクトホールを埋めるようにして市販の銀ペーストを塗布し、乾燥させ、加熱することによって銀ペーストを焼成し、ｎ型ドーパント拡散領域およびｐ型ドーパント拡散領域にそれぞれ接する銀電極を形成した。
【０１３１】
以上により、実施例の太陽電池用シリコンウエハから実施例の裏面電極型太陽電池セルを作製するとともに、比較例の太陽電池用シリコンウエハから比較例の裏面電極型太陽電池セルを作製した。
【０１３２】
そして、実施例の裏面電極型太陽電池セルおよび比較例の裏面電極型太陽電池セルに、ソーラシミュレータを用いて擬似太陽光を照射し、電流−電圧（ＩＶ）特性を測定して、短絡電流密度（ｍＡ／ｃｍ2）、開放電圧（Ｖ）、Ｆ．Ｆ．（Fill Factor）および光電変換効率（％）を測定した。
【０１３３】
その結果、実施例の裏面電極型太陽電池セルの短絡電流密度、開放電圧、Ｆ．Ｆ．および光電変換効率をそれぞれ１００としたときの、比較例の裏面電極型太陽電池セルの短絡電流密度の相対値は１００であり、開放電圧の相対値は９９であり、Ｆ．Ｆ．相対値は９７であり、および光電変換効率の相対値は９６であった。
【０１３４】
以上により、実施例の裏面電極型太陽電池セルは、比較例の裏面電極型太陽電池セルと比べて、良好な特性を安定して得ることができることが確認された。
【０１３５】
これは、実施例の裏面電極型太陽電池セルにおいては、スクラッチの少ない実施例の太陽電池用シリコンウエハのなだらかな表面に銀電極が形成されたことにより、実施例の太陽電池用シリコンウエハの表面と銀電極との接触面積が増加して、実施例の太陽電池用シリコンウエハの表面と銀電極との接触抵抗を低減することができたとともに、実施例の太陽電池用シリコンウエハの表面と銀電極との界面でのキャリアの再結合を低減できたためと考えられる。
【０１３６】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、太陽電池用シリコンウエハの製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１  太陽電池用シリコンウエハ、１ａ  スライスダメージ、２  マスキングペースト、３  ｎ型ドーパント拡散領域、４  ｎ型ドーパント含有ガス、５  ｐ型ドーパント拡散領域、６  ｐ型ドーパント含有ガス、７  パッシベーション膜、８  テクスチャ構造、９  反射防止膜、１０ａ，１０ｂ  コンタクトホール、１１  結晶シリコンウエハ、１２  ｎ型用電極、１３  ｐ型用電極、１４，１５  開口部、２０  芯線、２１  電着ボンド材、２２  砥粒、５０  シリコン結晶インゴット、５１，５２  ガイドローラ、５３  電着ワイヤ、５４，５５  矢印、６１  ソーマーク、６２，６３，６４  ファセット、６５  突起物、７１  スクラッチ、７２  砥粒痕、１０１  シリコンウエハ、１０２  マスキングペースト、１０３  ｎ型ドーパント拡散領域、１０４  ｎ型ドーパント、１０５  ｐ型ドーパント拡散領域、１０６  ｐ型ドーパント、１０７  パッシベーション膜、１０８  テクスチャ構造、１０９  反射防止膜、１１２  ｎ型用電極、１１３  ｐ型用電極、１１４，１１５  開口部。
【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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【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２８】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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