(57)【要約】  薄型エピタキシャルシリコン太陽電池は、裏面にドープ酸化物の１又は複数の層を含む。水分バリアの役割をする窒化ケイ素層は、ドープ酸化物の１又は複数の層上に形成される（２０７）。ドープ酸化物は、エピタキシャルシリコン層中にドープ領域を形成するために、ドーパントを提供する。金属コンタクトは、窒化ケイ素層及びドープ酸化物の１又は複数の層を貫通して（２０８、２０９）、ドープ領域に電気的に結合する。
2016532320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池であって、
エピタキシャルシリコン層と、
前記エピタキシャルシリコン層上のドープ酸化物と、
前記ドープ酸化物上の窒化ケイ素層と、
前記太陽電池の裏面の金属コンタクトとを含み、前記金属コンタクトは、前記窒化ケイ素層及び前記ドープ酸化物を貫通するコンタクト開口部を介して、前記太陽電池のドープ領域に電気的に結合する、太陽電池。
【請求項２】
前記ドープ酸化物と前記エピタキシャルシリコン層との間に別のドープ酸化物を更に含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記窒化ケイ素層及び前記別のドープ酸化物を貫通する別のコンタクト開口部を介して、前記太陽電池の別のドープ領域と電気的に結合する別の金属コンタクトを更に含む、請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記別の金属コンタクトが前記窒化ケイ素層、前記ドープ酸化物及び前記別のドープ酸化物を貫通して前記別のコンタクト開口部を介して、前記太陽電池の前記別のドープ領域に電気的に結合する、請求項３に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記ドープ酸化物は、Ｎ型ドーパント源を含む、請求項３に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記ドープ酸化物は、リンケイ酸ガラスを含む、請求項３に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記ドープ酸化物は、Ｐ型ドーパント源を含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記ドープ酸化物は、ホウケイ酸ガラスを含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項９】
太陽電池の製造方法において、前記方法は、
ソースシリコンウェハ上にエピタキシャルシリコン層を形成する工程と、
前記エピタキシャルシリコン層上に酸化Ｐ型ドーパント源を形成する工程と、
前記酸化Ｐ型ドーパント源上に窒化ケイ素層を形成する工程と、
前記エピタキシャルシリコン層内にＰ型ドープ領域を形成するために、前記酸化Ｐ型ドーパント源から前記エピタキシャルシリコン層にＰ型ドーパントを拡散する工程と、
前記ソースシリコンウェハを前記エピタキシャルシリコン層から取り外す工程とを含む方法。
【請求項１０】
前記酸化Ｐ型ドーパント源に酸化Ｎ型ドーパント源を形成する工程と、
前記エピタキシャルシリコン層にＮ型ドープ領域を形成するために、前記酸化Ｎ型ドーパント源から前記エピタキシャルシリコン層にＮ型ドーパントを拡散する工程と、を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも前記窒化ケイ素層、前記Ｐ型ドーパント源、及び前記Ｎ型ドーパント源を貫通して、前記Ｐ型ドープ領域に第１の金属コンタクトを形成する工程を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも前記窒化ケイ素層及び前記酸化Ｎ型ドーパント源を貫通して、前記Ｎ型ドープ領域に第２の金属コンタクトを形成する工程を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記Ｐ型ドープ領域を形成するために、前記Ｐ型ドーパントを前記エピタキシャルシリコン層に拡散する工程、及び前記Ｎ型ドープ領域を形成するために、前記Ｎ型ドーパントを前記エピタキシャルシリコン層に拡散する工程は、インサイチュで同時に実施される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記酸化Ｐ型ドーパント源上に前記酸化Ｎ型ドーパント源を形成する工程は、前記酸化Ｐ型ドーパント源上にリンケイ酸ガラス層を形成する工程を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記エピタキシャルシリコン層上に前記酸化Ｐ型ドーパント源を形成する工程は、前記エピタキシャルシリコン層上にホウケイ酸ガラス層を形成する工程を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記ソースシリコンウェハを取り外した後に、前記太陽電池の前面をテクスチャリングする工程を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
太陽電池であって、
エピタキシャルシリコン層と、
前記エピタキシャルシリコン層上に複数のドープ酸化物層を含む酸化積層体と、
前記酸化積層体上に窒化ケイ素層と、
前記酸化積層体及び前記窒化ケイ素層を貫通して、前記太陽電池の裏面の第１のドープ領域に電気的に結合する第１の金属コンタクトとを含む、太陽電池。
【請求項１８】
前記酸化積層体が、Ｐ型ドーパントを含む第１のドープ酸化物層と、Ｎ型ドーパントを含む第２のドープ酸化物層と、を含む、請求項１７に記載の太陽電池。
【請求項１９】
前記酸化積層体は、ホウケイ酸ガラス層及びリンケイ酸ガラス層を含む、請求項１７に記載の太陽電池。
【請求項２０】
前記太陽電池の前記裏面上の第２のドープ領域に電気的に結合する第２の金属コンタクトを更に含む、請求項１７に記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載する主題の実施形態は、一般的に太陽電池に関する。より詳細には、本主題の実施形態は、太陽電池の製造プロセス及び構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、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。太陽電池は、通常動作中は太陽に向けられて太陽放射を集光する前面と、その前面の反対側の裏面とを有する。太陽電池に衝突する太陽放射は、負荷などの外部電気回路に電力供給するために利用することが可能な電荷を作り出す。他のエネルギー源と競合するため、太陽電池を低コストかつ高信頼性にて製造する必要がある。
【発明の概要】
【０００３】
一実施形態では、薄型エピタキシャルシリコン太陽電池は、裏面にドープ酸化物の１又は複数の層を含む。水分バリアとしての役割をする窒化ケイ素層は、ドープ酸化物の１又は複数の層の上に形成される。ドープ酸化物は、エピタキシャルシリコン層内にドープ領域を形成するために、ドーパントを提供する。金属コンタクトは、窒化ケイ素層及び１又は複数のドープ酸化物の層を貫通して、ドープ領域に電気的に結合する。
【０００４】
本開示のこれらの特徴及びその他の特徴は、添付の図面及び特許請求の範囲を含む本開示全体を読むことで、当業者には容易に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
発明を実施するための形態、及び特許請求の範囲を、以下の図面と併せて考察し、参照することによって、本主題のより完全な理解を得ることができる。図面において、同様の参照番号は図面全体を通じて同様の要素を指し示す。図面は、一定の縮尺で描かれてはいない。
【０００６】
【図１】本開示の実施形態による、太陽電池の製造を概略的に示す断面図である。
【図２】本開示の実施形態による、太陽電池の製造を概略的に示す断面図である。
【図３】本開示の実施形態による、太陽電池の製造を概略的に示す断面図である。
【図４】本開示の実施形態による、太陽電池の製造を概略的に示す断面図である。
【図５】本開示の実施形態による、太陽電池の製造を概略的に示す断面図である。
【図６】本開示の実施形態による、太陽電池の製造を概略的に示す断面図である。
【図７】本開示の実施形態による、太陽電池の製造を概略的に示す断面図である。
【図８】本開示の実施形態による、太陽電池の製造を概略的に示す断面図である。
【図９】本開示の実施形態による、太陽電池の製造を概略的に示す断面図である。
【図１０】本開示の実施形態による、太陽電池の製造を概略的に示す断面図である。
【０００７】
【図１１】本開示の一実施形態による太陽電池の製造方法の流れ図である。
【図１２】本開示の一実施形態による太陽電池の製造方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の発明を実施するための形態は、本質的には、単なる実例に過ぎず、本主題の実施形態、あるいは、かかる実施形態の応用及び用途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場合、「例示の」という語は、「例、事例、実例として機能すること」を意味する。本明細書で例示として記載する任意の実施態様は、必ずしも他の実施態様よりも好ましい又は有利であると解釈すべきではない。更には、前述の技術分野、背景技術、概要、若しくは以下の発明を実施するための形態で提示される、明示又は示唆されるいずれの理論によっても、拘束されることを意図するものではない。
【０００９】
本明細書は、「一実施形態」又は「ある実施形態」への言及を含む。「一実施形態では」又は「実施形態では」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。
【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、いずれのタイプの順序付け（例えば、空間的、時間的、論理的などの）も暗示するものではない。例えば、「第１の」ドープ酸化物層への言及は、このドープ酸化物層は、ある配列内の第１のドープ酸化物層であることを必ずしも意味するものではなく、その代わり、用語「第１の」は、このドープ酸化物層と別のドープ酸化物層（例えば、「第２の」ドープ酸化物層）とを区別するために使用される。
【００１１】
「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又は複数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、更なる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、素子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つの素子／ノード／機構が、別の素子／ノード／機構に、直接的又は間接的に連結される（又は、直接的若しくは間接的に連通する）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】
図１〜図１０は、本開示の実施形態による、太陽電池の製造を概略的に示す、断面図を示す。図１〜１０の実施例では、製造される太陽電池は、太陽電池のＰ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域並びにＰ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域に電気的に結合する金属コンタクトが太陽電池の裏面上にある、薄型エピタキシャルシリコン全バックコンタクト型太陽電池である。製造される太陽電池の基板は、バルクシリコンウェハである代わりに、エピタキシャルシリコン層である。太陽電池は、複数のＰ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域を有するが、これらの図には、Ｐ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域の一部のみ示す。追加のＰ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域、並びに他の太陽電池の機能は、図の明瞭性のために図示しない。
【００１４】
図１〜図１０では、製造される太陽電池の裏面は、図の頂部上（図１矢印１２３を参照されたい）であり、製造される太陽電池の前側は図の底部上である（図１、矢印１２４を参照されたい）。また、太陽電池の前面は、通常動作中は太陽放射を集光するために太陽に向けられているため、「太陽側」とも称される。太陽電池の裏面は、前面の反対側である。
【００１５】
まず図１を参照すると、犠牲シリコン層１０１は、ソースシリコンウェハ１００の裏側表面上に形成される。ソースシリコンウェハ１００は、純粋なシリコンウェハ、ドープシリコンウェハ又は複合シリコンウェハであり得る。ソースシリコンウェハ１００は、エピタキシャルシリコン層１０２を成長させるための鋳型を提供することができ、また、その後に形成されるＰ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域、並びにＰ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域への金属コンタクトなどの、太陽電池の裏面上にあるデバイス要素を処理している間、太陽電池の取扱いを容易にする。ソースシリコンウェハ１００は、太陽電池の基板ではなく、その後の取り外しプロセスにおいて、太陽電池から分離される。
【００１６】
犠牲層１０１は、多孔質シリコンを含んでいてもよく、フッ化水素酸槽中にソースシリコンウェハ１００の裏面を付勢をかけて浸漬する工程によって形成され得る。犠牲層１０１は、例えばゲルマニウムドーピング及び／又は炭素ドーピングを有するシリコンであってもよく、これらのいずれも、例えば、エピタキシャル成長又は化学気相成長（ＣＶＤ）プロセスにより形成され得る。犠牲層１０１は、例えば、約７００μｍ程度で、比較的薄型であり、その後の太陽電池からのソースシリコンウェハ１００の取り外しを容易にする。理解され得るように、犠牲層１０１の厚さ及び組成は、特定の太陽電池の製造プロセスに応じて、異なり得る。例えば、いくつかの実施形態では、犠牲層１０１は、１０μｍほどの薄さであってもよい。
【００１７】
エピタキシャルシリコン層１０２の形態でシリコン薄膜は、例えば、切り溝の少ないエピタキシャル成長プロセスによって、犠牲層１０１の裏側表面で直接成長し得る。また、エピタキシャルシリコン層１０２は、他の堆積プロセスによって、形成され得る。エピタキシャルシリコン層１０２は、バルクシリコンウェハと比較して比較的薄いという点で、シリコン薄膜と称される場合もある。例えば、エピタキシャルシリコン層１０２は、約２０μｍ〜１５０μｍ厚（例えば、５０μｍ）に成長され得る。エピタキシャルシリコン層を使用することにより、太陽電池の製造コストを削減することができるが、また、さまざまな課題も存在する可能性があり、これらは、開示された技術により取り組むことができる。
【００１８】
図２は、太陽電池の裏面上のエピタキシャルシリコン層１０２上に形成された酸化Ｐ型ドーパント源１０３の層を示す。その名前が意味するとおり、酸化Ｐ型ドーパント源１０３は、Ｐ型ドーパント（例えば、ホウ素）を有する酸化物を含む。以下にて更に明白となるように、酸化Ｐ型ドーパント源１０３のＰ型ドーパントは、エピタキシャルシリコン層１０２内に拡散され、太陽電池の裏面にＰ型ドープ領域を形成してもよい。一実施形態では、酸化Ｐ型ドーパント源１０３は、ホウケイ酸ガラス（ＢＳＧ）を含む。また、酸化Ｐ型ドーパント源１０３は、他のＰ型ドープ酸化物を含み得る。酸化Ｐ型ドーパント源１０３は、例えば、常圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）によって、約１０００オングストローム厚に形成し得る。
【００１９】
図３では、エピタキシャルシリコン層１０２の部分（１２１を参照されたい）が露出するように、酸化Ｐ型ドーパント源１０３のパターン化を行う。例えば、一実施形態では、酸化Ｐ型ドーパント源１０３は、マスキング及びエッチングなどのリソグラフィによってパターン化され得る。また、酸化Ｐ型ドーパント源１０３は、すでに所定位置でそのパターンにより形成されてもよい。例えば、ブランケット堆積及びＰ型ドーパント源１０３のパターン化の代わりに、Ｐ型ドーパント源１０３は、図３に示すように、エピタキシャルシリコン層１０２の部分を露出させるパターンで、エピタキシャルシリコン層１０２に適用させ得る（例えば、印刷される）。
【００２０】
図４は、酸化Ｐ型ドーパント源１０３上及び酸化Ｐ型ドーパント源１０３のセグメント間のエピタキシャルシリコン層１０２の露出部分に形成された酸化Ｎ型ドーパント源１０４の層を示す。その名前が意味するとおり、酸化Ｎ型ドーパント源１０４は、Ｎ型ドーパント（例えば、リン）を有する酸化物を含む。酸化Ｎ型ドーパント源１０４からのＮ型ドーパントは、エピタキシャルシリコン層１０２内に拡散されて、太陽電池の裏面にＮ型ドープ領域を形成してもよい。一実施形態では、酸化Ｎ型ドーパント源１０４は、リンケイ酸ガラス（ＰＳＧ）を含む。また、酸化Ｎ型ドーパント源１０４は、他のＮ型ドープ酸化物を含み得る。酸化Ｎ型ドーパント源１０４は、例えば、ＡＰＣＶＤによって、約１０００オングストロームの厚さに形成し得る。
【００２１】
図５は、太陽電池の裏面に形成されたＰ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域を示す（「Ｐ」及び「Ｎ」と付される）。図５の図示した実施形態では、酸化Ｐ型ドーパント源１０３のＰ型ドーパントを、エピタキシャルシリコン層１０２内に拡散させて、エピタキシャルシリコン層１０２内にＰ型ドープ領域を形成してもよい。同様に、酸化Ｎ型ドーパント源１０４からのＮ型ドーパントは、エピタキシャルシリコン層１０２内に拡散させ、エピタキシャルシリコン層１０２内にＮ型ドープ領域を形成してもよい。一実施形態では、Ｐ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域を形成するためにＰ型ドーパント及びＮ型ドーパントをそれぞれ拡散する工程は、例えば、太陽電池の拡散炉内への装填と共になど、インサイチュで同時に、又は実質的に同時に行うことができる。
【００２２】
図６は、太陽電池の裏面上、より具体的には、酸化Ｎ型ドーパント源１０４及び酸化Ｐ型ドーパント源１０３を含む酸化積層体１２２上に形成させた窒化ケイ素１０５の形態での水分バリアの層を示す。水分が酸化物を通って浸透することにより、特に、ホウ素ドープ面での表面パッシベーションが劣化する。この水分によって誘引される劣化は、信頼性及び生産率に悪影響を与え、Ｐ型ドープ領域の適用範囲が増大しているとき、又は、エピタキシャルシリコン層の表面上のドープ濃度が減少しているときに、更に顕著になる。図５の実施例では、窒化ケイ素１０５により、酸化積層体１２２を通る水分の拡散、及び酸化Ｐ型ドーパント源１０３とエピタキシャルシリコン層１０２との間の接合界面上でのパッシベーションの劣化が防止される（図６、矢印１２５を参照されたい）。窒化ケイ素１０５は、例えば、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって、約２００〜１０００オングストローム厚に形成され得る。窒化ケイ素は、ＢＳＧなどのホウ素ドープ酸化物を通る水分の拡散防止に有効であり得る。
【００２３】
図６の実施例では、窒化ケイ素１０５は、酸化積層体１２２の裏側表面に直接、すなわち、太陽電池の裏面の酸化Ｎ型ドーパント源１０４上に直接形成される。また、理解され得るように、窒化ケイ素１０５は、特に、酸化積層体１２２がＰ型ドープ酸化物の単層からなるとき、酸化Ｐ型ドーパント源１０３に直接形成され得る。
【００２４】
図７は、Ｐ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域を露出させたコンタクト開口部１０７（すなわち、１０７−１、１０７−２）を示す。図７の実施例では、コンタクト開口部１０７−１は、窒化ケイ素１０５及び酸化Ｎ型ドーパント源１０４を貫通して形成され、Ｎ型ドープ領域を露出させる。コンタクト開口部１０７−２は、窒化ケイ素１０５、酸化Ｎ型ドーパント源１０４、及び酸化Ｐ型ドーパント源１０３を貫通して形成され、Ｐ型ドープ領域を露出させる。コンタクト開口部１０７は、リソグラフィ、レーザーアブレーション、及び／又は他のエッチング／除去プロセスによって形成されてもよい。
【００２５】
図８は、太陽電池の裏面に形成されＰ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域に電気的に結合する金属コンタクト１０８（すなわち、１０８−１、１０８−２）を示す。図８の実施例では、金属コンタクト１０８−１は、コンタクト開口部１０７−１内に形成され（図７を参照されたい）、また、金属コンタクト１０８−２は、コンタクト開口部１０７−２内に形成される。図示した実施形態では、金属コンタクト１０８−１は、Ｎ型ドープ領域に電気的に結合し、また、金属コンタクト１０８−２は、Ｐ型ドープ領域に電気的に結合する。金属コンタクト１０８は、めっき、スパッタリング、印刷、又は他の金属化プロセスによって形成され得る。ソースシリコンウェハ１００により、Ｐ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域の形成、及びこれらに対応する金属コンタクト１０８の形成中も含む、太陽電池の裏面を処理している間、取扱いが容易になり得る。
【００２６】
図９は、太陽電池の残部から取り外されるソースシリコンウェハ１００を示す。図９の実施例では、機械的又は電気化学的取り外しプロセスにより、犠牲層１０１を切断して、ソースシリコンウェハ１００をエピタキシャルシリコン層１０２から分離させる。取り外しプロセスは、犠牲層１０１を部分的に又は全体的に破壊して、ソースシリコンウェハ１００をエピタキシャルシリコン層１０２から取り外す。この取り外しプロセスは、例えば、ウェットエッチングプロセスなど、選択的エッチングプロセスであってもよい。犠牲層１０１の部分は、取り外しプロセス後、エピタキシャルシリコン層１０２の表面及び／又はソースシリコンウェハ１００の表面上に残存していてもよい。ソースシリコンウェハ１００上に残存している犠牲層１０１は、別の太陽電池の別のエピタキシャルシリコン層の成長に再利用してもよい。その場合、犠牲層１０１の表面は、再使用前に洗浄又は掃除されてもよい。また、犠牲層１０１は、完全に溶解させてもよく、新しい犠牲層は、その後の太陽電池の製造のために、ソースシリコンウェハ１００上に形成され得る。
【００２７】
図１０は、テクスチャリングされた前側表面１０６を形成するための太陽電池の前側表面のテクスチャリングを示す。犠牲層１０１がエピタキシャルシリコン層１０２から完全に除去されていない場合、テクスチャリングプロセスにより、エピタキシャルシリコン層１０２の表面上に、又は犠牲層１０１の表面上にランダムな角錐が形成され得る。テクスチャリングプロセスには、テクスチャリングされた前側表面１０６を作り出すために、緩衝酸化物エッチング（ＢＯＥ）などのウェットエッチングプロセス又はドライエッチングプロセスを含んでもよい。テクスチャリングプロセスに使用され得る１種のエッチング液は、例えば、水酸化カリウムである。テクスチャリングされた前側表面１０６は、三角形若しくは矩形の角錐などの規則的な反復パターンを有してもよく、又は、ランダムに決定されたパターンを有してもよい。金属コンタクトフィンガは、その後、対応するコンタクト金属１０８に電気的に接続され得る。
【００２８】
図１１及び図１２は、本開示の一実施形態による太陽電池の製造方法２００の流れ図である。図１１は、方法２００のステップ２０１〜２０６を示し、図１２は、追加のステップ２０７〜２１１を示す。この方法２００は、いくつかの実施形態では、示されたものより追加した又は少ないプロセスステップを含んでよい。
【００２９】
まず図１１を参照すると、犠牲層は、ソースシリコンウェハ上に形成される（ステップ２０１）。犠牲層は、ソースシリコンウェハの裏面に形成される多孔質シリコンを含んでもよい。エピタキシャルシリコン層は、犠牲層上で成長し得る（ステップ２０２）。Ｐ型ドープ酸化物（例えば、ＢＳＧ）は、エピタキシャルシリコン層上で形成されてもよく（ステップ２０３）、また、パターン化させて、Ｎ型ドープ領域が形成されるエピタキシャルシリコン層の領域を露出させる（ステップ２０４）。また、Ｐ型ドープ酸化物は、エピタキシャルシリコン層上に形成されるとき、パターンを有し得る。例えば、Ｐ型ドープ酸化物は、エピタキシャルシリコン層がＰ型ドープ酸化物のセグメント間で露出するように、エピタキシャルシリコン層上に印刷され得る。
【００３０】
Ｎ型ドープ酸化物（例えば、ＰＳＧ）は、Ｐ型ドープ酸化物上及び太陽電池の裏面のＰ型ドープ酸化物のセグメント間のエピタキシャルシリコン層の露出部分に形成させることができる（ステップ２０５）。理解され得るように、Ｐ型ドープ酸化物の前にＮ型ドープ酸化物が形成される他の実施形態では、Ｎ型ドープ酸化物のパターン化を行って、Ｐ型ドープ領域が形成されるエピタキシャルシリコン層の領域を露出させることができ、その後、Ｐ型ドープ酸化物は、Ｎ型ドープ酸化物上、及びＮ型ドープ酸化物セグメント間のエピタキシャルシリコン層の露出部分上に形成される。
【００３１】
Ｐ型ドープ酸化物からのＰ型ドーパント（例えば、ホウ素）は、エピタキシャルシリコン層内に拡散され、エピタキシャルシリコン層内にＰ型ドープ領域を形成し、また、Ｎ型ドープ酸化物からのＮ型ドーパント（例えば、リン）は、エピタキシャルシリコン層内に拡散され、エピタキシャルシリコン層内にＮ型ドープ領域が形成される（ステップ２０６）。エピタキシャルシリコン層へのＰ型ドーパント及びＮ型ドーパントの双方の拡散は、実質的に同時（例えば、拡散炉などの熱処理装置内への太陽電池の同じ挿入の一部として）に行われ得る。
【００３２】
図１２に続いて、窒化ケイ素を含む水分バリアは、太陽電池の裏面上のＰ型ドープ酸化物及びＮ型ドープ酸化物上に形成され得る（ステップ２０７）。他の実施形態では、水分バリアは、Ｐ型ドープ酸化物上にのみ形成される。いくつかの実施形態では、水分バリアが確実に共形になるように、水分バリアは、コンタクト開口部プロセス前に形成される。他の実施形態では、水分バリアは、コンタクト開口部プロセス後に形成され得る。水分バリアは、水分バリアの高温劣化を防止するために、Ｐ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域を形成する拡散プロセス後、Ｐ型ドープ酸化物及びＮ型ドープ酸化物上に形成させ得る。
【００３３】
コンタクト開口部は、水分バリア並びにＰ型ドープ酸化物及びＮ型ドープ酸化物を貫通して形成され、Ｐ型ドープ領域及びＮ型ドープ領域が露出され得る（ステップ２０８）。Ｐ型ドープ酸化物及びＮ型ドープ酸化物の配置に応じて、コンタクト開口部は、ドープ酸化物の一方の型又は双方の型を貫通して形成され、対応するドープ領域を露出させることができる。例えば、コンタクト開口部は、水分バリア及び少なくとも一方のドープ酸化物（Ｎ型及び／又はＰ型）を貫通して形成され、ドープ領域を露出させることができる。その後、金属コンタクトは、エピタキシャルシリコン層内の対応するドープ領域に電気的に結合するために、太陽電池の裏面のコンタクト開口部内に形成される（ステップ２０９）。ソースシリコンウェハは、太陽電池の残部（ステップ２１０）から取り外し、これによって、太陽電池の前面を露出させる。太陽電池の前面は、その後、テクスチャリングしてもよい（ステップ２１１）。
【００３４】
特定の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、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。
【００３５】
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全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、若しく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。
【図１】
2016532320.tif 000003
【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】
2016532320.tif 000008
【図７】
2016532320.tif 000009
【図８】
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【図９】
2016532320.tif 000011
【図１０】
2016532320.tif 000012
【図１１】
2016532320.tif 000013
【図１２】
2016532320.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月28日(2016.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池であって、
エピタキシャルシリコン層と、
前記エピタキシャルシリコン層上のドープ酸化物と、
前記ドープ酸化物上の窒化ケイ素層と、
前記太陽電池の裏面の金属コンタクトとを含み、前記金属コンタクトは、前記窒化ケイ素層及び前記ドープ酸化物を貫通するコンタクト開口部を介して、前記太陽電池のドープ領域に電気的に結合する、太陽電池。
【請求項２】
前記ドープ酸化物と前記エピタキシャルシリコン層との間に別のドープ酸化物を更に含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記窒化ケイ素層及び前記別のドープ酸化物を貫通する別のコンタクト開口部を介して、前記太陽電池の別のドープ領域と電気的に結合する別の金属コンタクトを更に含む、請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記別の金属コンタクトが前記窒化ケイ素層、前記ドープ酸化物及び前記別のドープ酸化物を貫通して前記別のコンタクト開口部を介して、前記太陽電池の前記別のドープ領域に電気的に結合する、請求項３に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記ドープ酸化物は、Ｎ型ドーパント源を含む、請求項３に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記ドープ酸化物は、リンケイ酸ガラスを含む、請求項３に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記ドープ酸化物は、Ｐ型ドーパント源を含む、請求項１から４のいずれか１つに記載の太陽電池。
【請求項８】
前記ドープ酸化物は、ホウケイ酸ガラスを含む、請求項１から４のいずれか１つに記載の太陽電池。
【請求項９】
太陽電池であって、
エピタキシャルシリコン層と、
前記エピタキシャルシリコン層上に複数のドープ酸化物層を含む酸化積層体と、
前記酸化積層体上に窒化ケイ素層と、
前記酸化積層体及び前記窒化ケイ素層を貫通して、前記太陽電池の裏面の第１のドープ領域に電気的に結合する第１の金属コンタクトとを含む、太陽電池。
【請求項１０】
前記酸化積層体が、Ｐ型ドーパントを含む第１のドープ酸化物層と、Ｎ型ドーパントを含む第２のドープ酸化物層と、を含む、請求項９に記載の太陽電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
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全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、若しく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。
［項目１］
太陽電池であって、
エピタキシャルシリコン層と、
上記エピタキシャルシリコン層上のドープ酸化物と、
上記ドープ酸化物上の窒化ケイ素層と、
上記太陽電池の裏面の金属コンタクトとを含み、上記金属コンタクトは、上記窒化ケイ素層及び上記ドープ酸化物を貫通するコンタクト開口部を介して、上記太陽電池のドープ領域に電気的に結合する、太陽電池。
［項目２］
上記ドープ酸化物と上記エピタキシャルシリコン層との間に別のドープ酸化物を更に含む、項目１に記載の太陽電池。
［項目３］
上記窒化ケイ素層及び上記別のドープ酸化物を貫通する別のコンタクト開口部を介して、上記太陽電池の別のドープ領域と電気的に結合する別の金属コンタクトを更に含む、項目２に記載の太陽電池。
［項目４］
上記別の金属コンタクトが上記窒化ケイ素層、上記ドープ酸化物及び上記別のドープ酸化物を貫通して上記別のコンタクト開口部を介して、上記太陽電池の上記別のドープ領域に電気的に結合する、項目３に記載の太陽電池。
［項目５］
上記ドープ酸化物は、Ｎ型ドーパント源を含む、項目３に記載の太陽電池。
［項目６］
上記ドープ酸化物は、リンケイ酸ガラスを含む、項目３に記載の太陽電池。
［項目７］
上記ドープ酸化物は、Ｐ型ドーパント源を含む、項目１に記載の太陽電池。
［項目８］
上記ドープ酸化物は、ホウケイ酸ガラスを含む、項目１に記載の太陽電池。
［項目９］
太陽電池の製造方法において、上記方法は、
ソースシリコンウェハ上にエピタキシャルシリコン層を形成する工程と、
上記エピタキシャルシリコン層上に酸化Ｐ型ドーパント源を形成する工程と、
上記酸化Ｐ型ドーパント源上に窒化ケイ素層を形成する工程と、
上記エピタキシャルシリコン層内にＰ型ドープ領域を形成するために、上記酸化Ｐ型ドーパント源から上記エピタキシャルシリコン層にＰ型ドーパントを拡散する工程と、
上記ソースシリコンウェハを上記エピタキシャルシリコン層から取り外す工程とを含む方法。
［項目１０］
上記酸化Ｐ型ドーパント源に酸化Ｎ型ドーパント源を形成する工程と、
上記エピタキシャルシリコン層にＮ型ドープ領域を形成するために、上記酸化Ｎ型ドーパント源から上記エピタキシャルシリコン層にＮ型ドーパントを拡散する工程と、を更に含む、項目９に記載の方法。
［項目１１］
少なくとも上記窒化ケイ素層、上記Ｐ型ドーパント源、及び上記Ｎ型ドーパント源を貫通して、上記Ｐ型ドープ領域に第１の金属コンタクトを形成する工程を更に含む、項目１０に記載の方法。
［項目１２］
少なくとも上記窒化ケイ素層及び上記酸化Ｎ型ドーパント源を貫通して、上記Ｎ型ドープ領域に第２の金属コンタクトを形成する工程を更に含む、項目１０に記載の方法。
［項目１３］
上記Ｐ型ドープ領域を形成するために、上記Ｐ型ドーパントを上記エピタキシャルシリコン層に拡散する工程、及び上記Ｎ型ドープ領域を形成するために、上記Ｎ型ドーパントを上記エピタキシャルシリコン層に拡散する工程は、インサイチュで同時に実施される、項目１０に記載の方法。
［項目１４］
上記酸化Ｐ型ドーパント源上に上記酸化Ｎ型ドーパント源を形成する工程は、上記酸化Ｐ型ドーパント源上にリンケイ酸ガラス層を形成する工程を含む、項目１０に記載の方法。
［項目１５］
上記エピタキシャルシリコン層上に上記酸化Ｐ型ドーパント源を形成する工程は、上記エピタキシャルシリコン層上にホウケイ酸ガラス層を形成する工程を含む、項目９に記載の方法。
［項目１６］
上記ソースシリコンウェハを取り外した後に、上記太陽電池の前面をテクスチャリングする工程を更に含む、項目９に記載の方法。
［項目１７］
太陽電池であって、
エピタキシャルシリコン層と、
上記エピタキシャルシリコン層上に複数のドープ酸化物層を含む酸化積層体と、
上記酸化積層体上に窒化ケイ素層と、
上記酸化積層体及び上記窒化ケイ素層を貫通して、上記太陽電池の裏面の第１のドープ領域に電気的に結合する第１の金属コンタクトとを含む、太陽電池。
［項目１８］
上記酸化積層体が、Ｐ型ドーパントを含む第１のドープ酸化物層と、Ｎ型ドーパントを含む第２のドープ酸化物層と、を含む、項目１７に記載の太陽電池。
［項目１９］
上記酸化積層体は、ホウケイ酸ガラス層及びリンケイ酸ガラス層を含む、項目１７に記載の太陽電池。
［項目２０］
上記太陽電池の上記裏面上の第２のドープ領域に電気的に結合する第２の金属コンタクトを更に含む、項目１７に記載の太陽電池。
【国際調査報告】
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