(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、乾燥温度３００〜４８０℃、時間１０〜６０ｍｉｎという条件で乾燥させるステップ（１）と、
乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入し、グラファイトボートの面に、炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングするステップ（２）と、
処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入して、シリコンウエハの面に、酸化アルミニウム膜と、二酸化シリコン膜と、酸窒化シリコン膜と、窒化シリコン膜とを含む裏面複合膜を形成するステップ（３）と、を含む、
ことを特徴とする管型ＰＥＣＶＤコーティング装置を用いたＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法。
【請求項２】
グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、乾燥温度３００〜４８０℃、時間１０〜６０ｍｉｎという条件で乾燥させるステップ（１）と、
乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入し、
３８０〜４８０℃まで昇温し、プラズマ出力２０００〜５０００ｗ、流量１〜８ｓｌｍ、時間２〜１０ｍｉｎという条件で、アンモニアガスを導入し、
メタンの流量２〜８ｓｌｍ、シランの流量２００〜８００ｓｃｃｍ、時間５〜３０ｓという条件で、メタンとシランを導入し、
プラズマ出力３０００〜１００００ｗ、時間１〜４ｈ、メタンの流量２〜８ｓｌｍ、シランの流量２００〜８００ｓｃｃｍという条件で、メタンとシランを導入し、
３５０〜４００℃まで降温し、ボートを搬出することによって、
グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングするステップ（２）と、
処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入し、
ＴＭＡのガス流量２５０〜５００ｓｃｃｍ、ＴＭＡとＮ２Ｏの比１：１５〜１：２５、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、ＴＭＡとＮ２Ｏによって酸化アルミニウム膜を堆積し、
シランのガス流量５０〜２００ｓｃｃｍ、シランと笑気ガスの比１：１０〜１：８０、アンモニアガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、プラズマ出力４０００〜６０００ｗという条件で、シランと、アンモニアガスと、笑気ガスによって酸窒化シリコン膜を堆積し、
シランのガス流量５００〜１０００ｓｃｃｍ、シランとアンモニアガスの比１：６〜１：１５、窒化シリコンの堆積温度３９０〜４１０℃、時間１００〜４００ｓ、プラズマ出力１００００〜１３０００ｗという条件で、シランとアンモニアガスによって窒化シリコン膜を堆積し、
笑気ガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、笑気ガスによって二酸化シリコン膜を堆積することによって、
シリコンウエハに裏面複合膜を形成するステップ（３）と、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の管型ＰＥＣＶＤコーティング装置を用いたＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法。
【請求項３】
グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、乾燥温度３２０〜４２０℃、時間２０〜４０ｍｉｎという条件で乾燥させるステップ（１）と、
乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入し、
４００〜４６０℃まで昇温し、プラズマ出力３０００〜４０００ｗ、流量２〜６ｓｌｍ、時間３〜８ｍｉｎという条件で、アンモニアガスを導入し、
メタンの流量３〜６ｓｌｍ、シランの流量３００〜６００ｓｃｃｍ、時間１０〜２０ｓという条件で、メタンとシランを導入し、
プラズマ出力５０００〜８０００ｗ、時間２〜３ｈ、メタンの流量３〜６ｓｌｍ、シランの流量３００〜６００ｓｃｃｍという条件で、メタンとシランを導入し、
３７０〜３９０℃まで降温し、ボートを搬出することによって、
グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングするステップ（２）と、
処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入し、
ＴＭＡのガス流量２５０〜５００ｓｃｃｍ、ＴＭＡとＮ２Ｏの比１：１５〜１：２５、酸化アルミニウム膜の堆積温度２５０〜３００℃、時間５０〜３００ｓ、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、ＴＭＡとＮ２Ｏによって、酸化アルミニウム膜を堆積し、
シランのガス流量５０〜２００ｓｃｃｍ、シランと笑気ガスの比１：１０〜１：８０、アンモニアガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、酸窒化シリコン膜の堆積温度３５０〜４１０℃、時間５０〜２００ｓ、プラズマ出力４０００〜６０００ｗという条件で、シランと、アンモニアガスと、笑気ガスによって酸窒化シリコン膜を堆積し、
シランのガス流量５００〜１０００ｓｃｃｍ、シランとアンモニアガスの比１：６〜１：１５、窒化シリコン膜の堆積温度３９０〜４１０℃、時間１００〜４００ｓ、プラズマ出力１００００〜１３０００ｗという条件で、シランとアンモニアガスによって、窒化シリコン膜を堆積し、
笑気ガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、笑気ガスによって二酸化シリコン膜を堆積することによって、
シリコンウエハに裏面複合膜を形成するステップ（３）と、を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の管型ＰＥＣＶＤコーティング装置を用いたＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法。
【請求項４】
前記グラファイトボートは、係合部を備え、前記係合部は、係合軸部と、係合キャップ部と、係合ベース部とを有し、前記係合軸部は、係合ベース部に取付けられ、前記係合キャップ部は、係合軸部に接続され、前記係合軸部と係合キャップ部及び係合ベース部との間に、係合凹溝部が形成され、係合凹溝部の深さは、０.５〜１ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載の管型ＰＥＣＶＤコーティング装置を用いたＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法。
【請求項５】
前記グラファイトボートにおいて、係合凹溝部の深さは、０.６〜０.８ｍｍであり、係合ベース部の直径は、６〜１５ｍｍであり、係合キャップ部の斜面の角度は、３５〜４５°であり、係合キャップ部の厚さは、１〜１.３ｍｍである、
ことを特徴とする請求項４に記載の管型ＰＥＣＶＤコーティング装置を用いたＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法。
【請求項６】
前記グラファイトボートにおいて、係合凹溝部の深さは、０.７〜０.８ｍｍであり、係合ベース部の直径は、８〜１２ｍｍであり、係合キャップ部の斜面の角度は、３７〜４２°であり、係合キャップ部の厚さは、１.１〜１.２ｍｍである、
ことを特徴とする請求項５に記載の管型ＰＥＣＶＤコーティング装置を用いたＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＥＲＣ太陽電池の分野に関し、特に、管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング装置、及び管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶シリコン系電池の光電変換効率に対する要求が高まるにつれて、裏面パッシベーション型（Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ  Ｅｍｉｔｔｅｒ  ａｎｄ  Ｒｅａｒ  Ｃｅｌｌ、ＰＥＲＣという）太陽電池が研究されつつある。現在、板型ＰＥＣＶＤ（ｐｌａｔｅ  ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、プラズマ促進化学気相堆積））法によって裏面にコーティング膜を形成するのが主流になっている。板型ＰＥＣＶＤは、それぞれコーティング膜が１層形成される異なるチャンバーで構成されている。そのため、装置が決まると、複合膜の層数も決まるので、板型ＰＥＣＶＤは、複合膜の組み合わせを柔軟に調整することができず、裏面の膜のパッシベーション効果を最適化することができない。それにより、電池の光電変換効率が制限されてしまうという課題がある。同時に、板型ＰＥＣＶＤには、間接プラズマ法が使用されるため、膜のパッシベーション効果については望ましくない。また、板型ＰＥＣＶＤは、稼働時間（ｕｐｔｉｍｅ）が短く、メンテナンス時間が長いという課題もあるため、生産性と生産量に支障が生じる。
【０００３】
本発明では、管型ＰＥＣＶＤ技術を使用することで、シリコンウエハの裏面に複合膜を堆積し、高効率のＰＥＲＣ太陽電池を製造する。管型ＰＥＣＶＤ技術に、直接プラズマ法が使用されているので、複合膜の組み合わせや構成を柔軟に調整することができ、膜のパッシベーション効果を良好にし、ＰＥＲＣ太陽電池の光電変換効率を大幅に向上させることができる。また、管型ＰＥＣＶＤ技術による優れたパッシベーション性能と生産プロセスの柔軟性によって、酸化アルミニウム膜の厚さを減少させることができ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）の消費量を減らすことができる。それと同時に、メンテナンスが容易になり、稼働時間が長くなる。以上の各方面からわかるように、管型ＰＥＣＶＤ技術は、板型ＰＥＣＶＤ技術と比べて、高性能ＰＥＲＣ電池製造における総合コストにおいて顕著な優位性を持つ。
【０００４】
しかしながら、管型ＰＥＣＶＤ技術では、シリコンウエハのスクラッチに関する課題が存在するため、外観上とＥＬ検査上の歩留まりが従来から低く、特に、ＥＬ検査上のスクラッチの割合が非常に高く、当該技術による大規模な量産に影響を与える。
【０００５】
管型ＰＥＣＶＤコーティング装置は、シリコンウエハをグラファイトボートに挿入し、グラファイトボートを石英チューブに搬入し、コーティング膜を堆積するものである。グラファイトボートにおいて、シリコンウエハは、一方の面がグラファイトボートの壁に接触し、他方の面に膜が堆積されるように、グラファイトボートにおける三つの係合部(pin)によってグラファイトボートの壁に固定されている。コーティング膜の均一性を確保するために、シリコンウエハをグラファイトボートの壁に密着させる必要があるため、係合凹溝部(pin slot)の幅は約０.２５ｍｍと狭く設定される。ウエハ挿入工程において、シリコンウエハは、グラファイトボートの壁と摩擦することになり、シリコンウエハのグラファイトボートの壁側の面にスクラッチが発生してしまう。
【０００６】
管型ＰＥＣＶＤ法により、通常の太陽電池の正面をコーティングする場合、スクラッチは完成品である電池に悪影響を与えることがない。それは、シリコンウエハの裏面にはＰＮ接合とコーティング膜がなく、スクラッチが電池の電気的性能やＥＬ検査上の歩留まりに影響を与えることがないからである。
【０００７】
しかし、管型ＰＥＣＶＤ法によりＰＥＲＣ電池の裏面に膜を形成すると、スクラッチは完成品である電池の合格率に大きな影響を与える。これは、以下の課題によるためである。すなわち、グラファイトボートにウエハを挿入する工程において、シリコンウエハの正面がグラファイトボートの壁と接触してしまい、正面のＰＮ接合にスクラッチが発生する。これにより、ＥＬ検査でスクラッチが出現してしまい、電池の電気的性能に影響を与えることになる。
【０００８】
同一のグラファイトボートは、使用の前、ならびに所定回数のコーティングの後に、洗浄および前処理が必要となり、これにより、良好なコーティング膜効果を確保することができる。通常の前処理方法は、グラファイトボートの面に薄い窒化シリコンを一層コーティングすることである。その目的は、後続のシリコンウエハのコーティング工程において、グラファイトボートがコーティング膜を吸収するのを減少させることによって、シリコンウエハにおけるコーティング膜の厚さおよび品質を確保することである。
【０００９】
管型ＰＥＲＣ太陽電池の裏面にコーティングする場合、グラファイトボートに対する通常の前処理プロセスは、一般的に、乾燥、ウエハ挿入状態での窒化シリコンのコーティング、および、ボート空き状態での窒化シリコンのコーティングという三つのステップを必要とする。ウエハ挿入状態での窒化シリコンのコーティングは、コーティング時間が長い。グラファイトボートのシリコンウエハとの接触箇所におけるコーティング膜が厚いため、裏面における酸化アルミニウムの堆積に影響を与える。このため、ウエハを挿入するのは、電池のＥＬ検査上の歩留まりと光電変換効率とに影響を与えることを防止するためである。ボート空き状態での窒化シリコンのコーティングは、時間が短い。そして、それは、グラファイトボートの係合部に薄い窒化シリコンを一層コーティングすることにより、係合部を保護する役割を果たすので、シリコンウエハの係合部への損傷が減少し、シリコンウエハの縁だれや欠損が減り、シリコンウエハの破損率と外観の不良率が低減することを目的としている。
【００１０】
しかしながら、窒化シリコンは抵抗率が高いため、裏面における酸化アルミニウムのコーティング膜の均一性に影響を与える。そして、ＥＬ検査において、隅や係合部に黒い領域などを発生させ、電池のＥＬ検査上の歩留まりに影響を与える。さらに、生産を通じて、ＥＬ検査において、黒い領域がある電池の変換効率が明らかに低いことが発見された。ウエハ挿入状態での窒化シリコンのコーティングは、シリコンウエハの消耗が大きい。これは、ウエハ挿入状態でのコーティングは、時間が長く、コーティング膜が厚すぎることによって、シリコンウエハが大幅に湾曲する。このため、コーティングプロセスが中断してしまい、改めてコーティングする必要があり、生産時間を費やすためである。不良品のウエハを使用すると、更にひどく湾曲してしまうことになる。このため、ウエハ挿入状態でボートにコーティングするには、悪質のシリコンウエハは使用してはいけない。このようにして、シリコンウエハがひどく消耗され、コストが高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、構成が簡単で、グラファイトボートの前処理が簡素化され、シリコンウエハの消耗が低減され、シリコンウエハへのスクラッチが避けされ、電池のＥＬ検査上の歩留まりが向上する管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング装置を提供することである。
【００１２】
また、本発明が解決しようとする課題は、グラファイトボートの前処理が簡素化され、シリコンウエハの消耗が低減され、シリコンウエハへのスクラッチが避けられ、電池のＥＬ検査上の歩留まりが向上する管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、本発明は、管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング装置を提供し、当該装置は、ウエハ載置領域と、炉体と、特殊ガスキャビネットと、真空システムと、加熱システムと、制御システムと、グラファイトボートとを備え、前記特殊ガスキャビネットには、シランを導入するための第１のガスラインと、アンモニアガスを導入するための第２のガスラインと、トリメチルアルミニウムを導入するための第３のガスラインと、笑気ガスを導入するための第４のガスラインと、メタンを導入するための第５のガスラインと、が設置されており、
前記グラファイトボートは、シリコンウエハの着脱に用いられ、前記グラファイトボートは、使用前または複数回のコーティングの後に前処理を行う必要があり、前記前処理は、
グラファイトボートを乾燥させることと、
乾燥後のグラファイトボートの面に、炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングすることと、を含む。
【００１４】
上記技術案の改善案として、前記前処理は、
グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、乾燥温度３００〜４８０℃、時間１０〜６０ｍｉｎという条件で、乾燥させることと、
乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入し、グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングすることと、を含む。
【００１５】
上記技術案の改善案として、炭化ケイ素膜をコーティングすることは、
３８０〜４８０℃まで昇温し、プラズマ出力２０００〜５０００ｗ、流量１〜８ｓｌｍ、時間２〜１０ｍｉｎという条件で、アンモニアガスを導入することと、
メタンの流量２〜８ｓｌｍ、シランの流量２００〜８００ｓｃｃｍ、時間５〜３０ｓという条件で、メタンとシランを導入することと、
プラズマ出力３０００〜１００００ｗ、時間１〜４ｈ、メタンの流量２〜８ｓｌｍ、シランの流量２００〜８００ｓｃｃｍという条件で、メタンとシランを導入することと、
３５０〜４００℃まで降温し、ボートを搬出することと、を含む。
【００１６】
上記技術案の改善案として、炭化ケイ素膜をコーティングすることは、
４００〜４６０℃まで昇温し、プラズマ出力３０００〜４０００ｗ、流量２〜６ｓｌｍ、時間３〜８ｍｉｎという条件で、アンモニアガスを導入することと、
メタンの流量３〜６ｓｌｍ、シランの流量３００〜６００ｓｃｃｍ、時間１０〜２０ｓという条件で、メタンとシランを導入することと、
プラズマ出力５０００〜８０００ｗ、時間２〜３ｈ、メタンの流量３〜６ｓｌｍ、シランの流量３００〜６００ｓｃｃｍという条件で、メタンとシランを導入することと、
３７０〜３９０℃まで降温し、ボートを搬出することと、を含む。
【００１７】
上記技術案の改善案として、前記グラファイトボートは、係合部を備え、前記係合部は、係合軸部と、係合キャップ部と、係合ベース部とを有し、前記係合軸部は、係合ベース部に取付けられ、前記係合キャップ部は、係合軸部に接続され、前記係合軸部と係合キャップ部及び係合ベース部との間に、係合凹溝部が形成され、係合凹溝部の深さは、０.５〜１ｍｍである。
【００１８】
上記技術案の改善案として、前記グラファイトボートにおいて、係合凹溝部の深さは、０.６〜０.８ｍｍであり、係合ベース部の直径は、６〜１５ｍｍであり、係合キャップ部の斜面の角度は、３５〜４５°であり、係合キャップ部の厚さは、１〜１.３ｍｍである。
【００１９】
上記技術案の改善案として、前記グラファイトボートにおいて、係合凹溝部の深さは、０.７〜０.８ｍｍであり、係合ベース部の直径は、８〜１２ｍｍであり、係合キャップ部の斜面の角度は、３７〜４２°であり、係合キャップ部の厚さは、１.１〜１.２ｍｍである。
【００２０】
これに対応して、本発明は、管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法をさらに開示し、当該方法は、
グラファイトボートを乾燥させるステップ（１）と、
乾燥後のグラファイトボートの面に、炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングするステップ（２）と、
処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入して、シリコンウエハの面に、酸化アルミニウム膜と、二酸化シリコン膜と、酸窒化シリコン膜と、窒化シリコン膜とを含む裏面複合膜を形成するステップ（３）と、を含む。
【００２１】
上記技術案の改善案として、コーティング方法は、
グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、乾燥温度３００〜４８０℃、時間１０〜６０ｍｉｎという条件で乾燥させるステップ（１）と、
（２）乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、
３８０〜４８０℃まで昇温し、プラズマ出力２０００〜５０００ｗ、流量１〜８ｓｌｍ、時間２〜１０ｍｉｎという条件で、アンモニアガスを導入し、
メタンの流量２〜８ｓｌｍ、シランの流量２００〜８００ｓｃｃｍ、時間５〜３０ｓという条件で、メタンとシランを導入し、
プラズマ出力３０００〜１００００ｗ、時間１〜４ｈ、メタンの流量２〜８ｓｌｍ、シランの流量２００〜８００ｓｃｃｍという条件で、メタンとシランを導入し、
３５０〜４００℃まで降温し、ボートを搬出することによって、グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングするステップ（２）と、
処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入し、
ＴＭＡのガス流量２５０〜５００ｓｃｃｍ、ＴＭＡとＮ２Ｏの比１：１５〜１：２５、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、ＴＭＡとＮ２Ｏによって酸化アルミニウム膜を堆積し、
シランのガス流量５０〜２００ｓｃｃｍ、シランと笑気ガスの比１：１０〜１：８０、アンモニアガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、プラズマ出力４０００〜６０００ｗという条件で、シランと、アンモニアガスと、笑気ガスによって酸窒化シリコン膜を堆積し、
シランのガス流量５００〜１０００ｓｃｃｍ、シランとアンモニアガスの比１：６〜１：１５、窒化シリコンの堆積温度３９０〜４１０℃、時間１００〜４００ｓ、プラズマ出力１００００〜１３０００ｗという条件で、シランとアンモニアガスによって窒化シリコン膜を堆積し、
笑気ガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、笑気ガスによって二酸化シリコン膜を堆積することによって、シリコンウエハに裏面複合膜を形成するステップ（３）と、を含む。
【００２２】
上記技術案の改善案として、コーティング方法は、
グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、乾燥温度３２０〜４２０℃、時間２０〜４０ｍｉｎという条件で乾燥させるステップ（１）と、
乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、
４００〜４６０℃まで昇温し、プラズマ出力３０００〜４０００ｗ、流量２〜６ｓｌｍ、時間３〜８ｍｉｎという条件で、アンモニアガスを導入し、
メタンの流量３〜６ｓｌｍ、シランの流量３００〜６００ｓｃｃｍ、時間１０〜２０ｓという条件で、メタンとシランを導入し、
プラズマ出力５０００〜８０００ｗ、時間２〜３ｈ、メタンの流量３〜６ｓｌｍ、シランの流量３００〜６００ｓｃｃｍという条件で、メタンとシランを導入し、
３７０〜３９０℃まで降温し、ボートを搬出することによって、
グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングするステップ（２）と、
処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入し、
ＴＭＡのガス流量２５０〜５００ｓｃｃｍ、ＴＭＡとＮ２Ｏの比１：１５〜１：２５、酸化アルミニウム膜の堆積温度２５０〜３００℃、時間５０〜３００ｓ、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、ＴＭＡとＮ２Ｏによって、酸化アルミニウム膜を堆積し、
シランのガス流量５０〜２００ｓｃｃｍ、シランと笑気ガスの比１：１０〜１：８０、アンモニアガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、酸窒化シリコン膜の堆積温度３５０〜４１０℃、時間５０〜２００ｓ、プラズマ出力４０００〜６０００ｗという条件で、シランと、アンモニアガスと、笑気ガスによって酸窒化シリコン膜を堆積し、
シランのガス流量５００〜１０００ｓｃｃｍ、シランとアンモニアガスの比１：６〜１：１５、窒化シリコン膜の堆積温度３９０〜４１０℃、時間１００〜４００ｓ、プラズマ出力１００００〜１３０００ｗという条件で、シランとアンモニアガスによって、窒化シリコン膜を堆積し、
笑気ガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、笑気ガスによって二酸化シリコン膜を堆積することによって、
シリコンウエハに裏面複合膜を形成するステップ（３）と、を含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の実施は、以下の有益な効果が得られる。
【００２４】
まず、本発明は、管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング装置を提供し、当該装置は、加熱システムと特殊ガスキャビネットとを備える。ここで、特殊ガスキャビネットには、シランを導入するための第１のガスラインと、アンモニアガスを導入するための第２のガスラインと、トリメチルアルミニウムを導入するための第３のガスラインと、笑気ガスを導入するための第４のガスラインと、メタンを導入するための第５のガスラインとが設置されている。グラファイトボートは、使用前または複数回のコーティングの後に前処理を行う必要があり、具体的に、加熱システムによってグラファイトボートに対して乾燥処理を行い、特殊ガスキャビネットによってグラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングする。グラファイトボートに炭化ケイ素膜をコーティングするには、シリコンウエハを挿入する必要がなく、炭化ケイ素は半導体であるため、裏面における酸化アルミニウムのコーティング膜が良好な均一性を有し、ＥＬ検査上の黒い領域などＥＬ検査上の不良率を低減する。そして、グラファイトボートの前処理のステップを、乾燥および炭化ケイ素のコーティングの二つのステップまで減少し、時間を節約し、生産性を向上する。また、炭化ケイ素基体に大量の分散された微小なグラファイト微粒子が含まれ、その摩擦係数が非常に小さいため、良好な自己潤滑性を有する。このため、シリコンウエハをグラファイトボートに挿入する工程において、シリコンウエハへのスクラッチが小さくなり、ＥＬ検査上のスクラッチの割合が大幅に低下し、電池のＥＬ検査上の歩留まりが向上する。
【００２５】
そして、本発明は、係合軸部の直径と係合ベース部の直径を調整することによって、係合凹溝部の内側の深さを小さくし、係合部におけるシリコンウエハと係合ベース部との隙間を減少する。さらに、気流がシリコンウエハの裏面にオーバーフローコーティングすることを減らし、電池の正面の縁におけるボート歯形跡の割合を大幅に低減させる。さらに、係合キャップ部の斜面の角度および係合キャップ部の厚さが適宜増加するように、自動挿入装置を調整することによって、ウエハ挿入時のシリコンウエハのグラファイトボートの壁からの距離をわずかに増加させ、スクラッチの割合を低減させることができる。それとともに、シリコンウエハが滑り落ちる際のグラファイトボートの壁との衝撃力を低減させ、シリコンウエハの破損率を下げることができる。
【００２６】
次に、本発明は、管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法を提供し、当該方法は、裏面複合膜をコーティングする前に、グラファイトボートに対して二つのステップを含む前処理を行うことのみを必要とする（乾燥＋炭化ケイ素のコーティング）。このため、従来技術のようにウエハを挿入してコーティングする必要がなくなり、シリコンウエハの消耗が大幅に削減する。これにより、コーティング膜が厚すぎてシリコンウエハが大きく湾曲することが避けられ、生産時間が節約され、生産性が向上する。さらに、炭化ケイ素膜をコーティングする工程において、炭化ケイ素基体は大量の分散された微小なグラファイト微粒子を含む。これらの摩擦係数は、非常に小さいため、良好な自己潤滑性を有しており、シリコンウエハをグラファイトボートに挿入する工程において、シリコンウエハへのスクラッチを小さくし、ＥＬ検査上のスクラッチの割合を大幅に低下させ、電池のＥＬ検査上の歩留まりを向上させる。
【００２７】
さらに、本発明では、裏面複合膜をコーティングする工程において、窒化シリコンの堆積温度を３９０〜４１０℃に設定し、時間を１００〜４００ｓに設定しているため、窒化シリコンの堆積の時間が短縮され、温度を下げることによって、シリコンウエハの湾曲度が軽減され、オーバーフローコーティングの割合を減少させることができる。窒化シリコンの堆積の温度範囲は、３９０〜４１０℃と狭く、オーバーフローコーティングを最大限に減少させることができる。しかし、堆積温度が３９０℃よりも低いと、オーバーフローコーティングの割合が上昇することになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】管型ＰＥＣＶＤ装置の模式図である。
【図２】図１に示すグラファイトボートの模式図である。
【図３】図２に示すグラファイトボートの係合部の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の目的、技術案及び利点をより明確にするために、添付の図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。
【００３０】
図１に示すように、本発明は、管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング装置を提供する。当該装置は、ウエハ載置領域１、炉体２、特殊ガスキャビネット３、真空システム４、加熱システム７、制御システム５、および、グラファイトボート６を備える。前記特殊ガスキャビネットには、シランを導入するための第１のガスライン、アンモニアガスを導入するための第２のガスライン、トリメチルアルミニウムを導入するための第３のガスライン、笑気ガスを導入するための第４のガスライン、および、メタンを導入するための第５のガスラインが設置されている。図示しないが、第１のガスライン、第２のガスライン、第３のガスライン、第４のガスライン及び第５のガスラインは、特殊ガスキャビネット３の内部に設置されている。
【００３１】
前記グラファイトボート６は、シリコンウエハの着脱に用いられ、前記グラファイトボート６は、使用前または複数回のコーティングの後に前処理を行う必要がある。前記前処理は、グラファイトボートを乾燥させるステップと、乾燥後のグラファイトボートの面に、炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングするステップの二つのステップを含む。
【００３２】
前処理の好ましい実施形態として、以下のことを含む。
【００３３】
一、  グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、乾燥温度３００〜４８０℃、時間１０〜６０ｍｉｎという条件で乾燥させる。好ましくは、乾燥温度は、３２０〜４２０℃であり、時間は、２０〜５０ｍｉｎである。より好ましくは、乾燥温度は、３５０〜４００℃であり、時間は、３０〜４０ｍｉｎである。最も好ましくは、乾燥温度は、３７０〜３９０℃であり、時間は、３２〜３５ｍｉｎである。乾燥の目的は、グラファイトボートから水分を除去して、水蒸気によって酸化アルミニウムのパッシベーション効果が低減することを避けるためである。乾燥温度を３００〜４８０℃に設定する目的は、乾燥温度をコーティングプロセスの温度に接近させることで、コーティング装置を、容易に前処理と正常生産とに高速に切り替えさせるためである。
【００３４】
二、  乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングする。ここで、炭化ケイ素膜をコーティングするステップは、
３８０〜４８０℃まで昇温し、プラズマ出力２０００〜５０００ｗ、流量１〜８ｓｌｍ、時間２〜１０ｍｉｎという条件で、アンモニアガスを導入し、これは、グラファイトボートを十分に予熱するためであり、
メタンの流量２〜８ｓｌｍ、シランの流量２００〜８００ｓｃｃｍ、時間５〜３０ｓという条件で、メタンとシランを導入し、このようにして、コーティング膜管に一定の割合のプロセスガスを充満させ、プラズマコーティングのための準備を行い、
プラズマ出力３０００〜１００００ｗ、時間１〜４ｈ、メタンの流量２〜８ｓｌｍ、シランの流量２００〜８００ｓｃｃｍという条件で、メタンとシランを導入してプラズマコーティングを行い、
３５０〜４００℃まで降温し、ボートを搬出する。
【００３５】
炭化ケイ素膜をコーティングするステップにおいて、前記各パラメータの協働によって、グラファイトボートの最適な前処理効果を達成するとともに、材料や時間を節約し、生産性を向上することができる。
【００３６】
炭化ケイ素膜のコーティングの好ましい実施形態として、以下のことを含む。
４００〜４６０℃まで昇温し、プラズマ出力３０００〜４０００ｗ、流量２〜６ｓｌｍ、時間３〜８ｍｉｎという条件で、アンモニアガスを導入し、
メタンの流量３〜６ｓｌｍ、シランの流量３００〜６００ｓｃｃｍ、時間１０〜２０ｓという条件で、メタンとシランを導入し、
プラズマ出力５０００〜８０００ｗ、時間２〜３ｈ、メタンの流量３〜６ｓｌｍ、シランの流量３００〜６００ｓｃｃｍという条件で、メタンとシランを導入し、
３７０〜３９０℃まで降温し、ボートを搬出する。
【００３７】
グラファイトボートは、使用前または複数回のコーティングの後に前処理を行う必要があり、具体的に、加熱システムによってグラファイトボートに対して乾燥処理を行い、特殊ガスキャビネットによってグラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングする。グラファイトボートに炭化ケイ素膜をコーティングするには、シリコンウエハを挿入する必要がなく、炭化ケイ素は半導体であるため、裏面における酸化アルミニウムのコーティング膜が良好な均一性を有し、ＥＬ検査上の黒い領域などＥＬ検査上の不良率が低減し、グラファイトボートの前処理のステップを、乾燥および炭化ケイ素のコーティングの二つのステップまで減少し、時間が節約され、生産性が向上する。また、炭化ケイ素基体は大量の分散された微小なグラファイト微粒子を含んでおり、その摩擦係数が非常に小さいため、良好な自己潤滑性を有し、シリコンウエハをグラファイトボートに挿入する工程において、シリコンウエハへのスクラッチが小さくなり、ＥＬ検査上のスクラッチの割合を大幅に低下させ、電池のＥＬ検査上の歩留まりを向上させる。
【００３８】
従って、前記管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング装置は、構成が簡単で、グラファイトボートの前処理を簡素化し、シリコンウエハの消耗を低減し、シリコンウエハへのスクラッチを避け、電池のＥＬ検査上の歩留まりを向上させる。
【００３９】
図２と図３に示すように、前記グラファイトボート６は、シリコンウエハの着脱に用いられ、前記グラファイトボート６は、係合部６０を備え、前記係合部６０は、係合軸部６１、係合キャップ部６２および係合ベース部６３を有し、前記係合軸部６１は、係合ベース部６３に取付けられ、前記係合キャップ部６２は、係合軸部６１に接続され、前記係合軸部６１と係合キャップ部６２及び係合ベース部６３との間に、係合凹溝部６４が形成され、前記係合凹溝部６４の深さは、０.５〜１ｍｍである。
【００４０】
図３に示すように、前記係合凹溝部６４の深さｈは、０.６〜０.８ｍｍであることが好ましい。係合ベース部６３の直径Ｄは、６〜１５ｍｍであることが好ましい。係合キャップ部６２の斜面の角度αは、３５〜４５°であることが好ましい。係合キャップ部６２の厚さａは、１〜１.３ｍｍであることが好ましい。
【００４１】
より好ましくは、前記グラファイトボートの係合凹溝部６４４の深さｈは、０.７〜０.８ｍｍであり、係合ベース部６３の直径Ｄは、８〜１２ｍｍであり、係合キャップ部６２の斜面の角度αは、３７〜４２°であり、係合キャップ部６２の厚さａは、１.１〜１.２ｍｍである。
【００４２】
最も好ましくは、前記係合凹溝部６４の深さｈは、０.７ｍｍであり、係合ベース部６３の直径Ｄは、９ｍｍであり、係合キャップ部６２の斜面の角度αは、４０°であり、係合キャップ部６２の厚さａは、１.２ｍｍである。
【００４３】
なお、前記係合凹溝部の深さｈは、係合凹溝部の内側の深さを指し、主に、係合軸部６１と係合ベース部６３がなす夾角側の深さを指す。係合凹溝部の深さｈ＝（係合ベース部直径―係合軸部直径）/２である。係合キャップ部の斜面の角度αは、係合キャップ部の斜面と鉛直方向との夾角を示す。
【００４４】
従来の係合凹溝部の深さｈは、１.７５ｍｍであり、係合ベース部の直径Ｄは、９ｍｍであり、係合キャップ部の斜面の角度αは、３０°であり、係合キャップ部の厚さａは、１ｍｍである。従来の係合凹溝部の深さが大きく、係合部におけるシリコンウエハと係合ベース部との隙間が広すぎるため、シリコンウエハの裏面にオーバーフローコーティングするガスが多くなり、電池の正面の縁におけるボート歯形跡の割合が非常に高くなる。係合キャップ部の角度が小さく、厚さが小さいと、自動挿入装置の調整可能なスペースが小さくなり、スクラッチの割合を効率的に低減できない。
【００４５】
管型ＰＥＣＶＤ法で裏面に膜を堆積する場合、スクラッチとオーバーフローコーティングは対立するものである。自動挿入装置を調整することによって、シリコンウエハがグラファイトボートの壁に接触せずに、グラファイトボートと一定の距離を保った状態で、係合凹溝部に挿入される。これによって、シリコンウエハとグラファイトボートの壁との摩擦が避けられる。しかし、シリコンウエハとグラファイトボートとの距離が長すぎると、スクラッチの割合が減少するが、シリコンウエハをボートの壁に付着させることが困難となるため、オーバーフローコーティングの割合は増加する。また、距離が長すぎると、シリコンウエハが係合凹溝部に挿入できず脱落する恐れがある。一方、シリコンウエハとグラファイトボートとの距離が短すぎると、シリコンウエハがグラファイトボートにより強く密着するため、オーバーフローコーティングの割合が減少するが、スクラッチの割合が増加する。
【００４６】
電池の正面の縁におけるボート歯形跡は、ＰＥＣＶＤ技術による裏面コーティングの場合の係合部に対応するものであり、ガス流が係合部から電池の正面にオーバーフローコーティングしたものである。係合ベース部の厚さが、グラファイトボートの厚さよりもわずかに薄いため、係合部におけるシリコンウエハと係合ベース部との間に隙間があり、裏面にコーティング膜を形成するとき、係合軸部の下方の両側からガス流が入り込み、シリコンウエハの正面の縁に膜を堆積する。すなわち、半円形のボート歯形跡が形成される。
【００４７】
本発明は、係合軸部の直径Ｄ及び係合ベース部の直径を調整することによって係合凹溝部の内側の深さｈを減少させ、これにより、係合部におけるシリコンウエハと係合ベース部との隙間を減少させ、さらに、ガス流がシリコンウエハの裏面にオーバーフローコーティングすることを減少させることで、電池の正面の縁におけるボート歯形跡の割合を大幅に低減させる。
【００４８】
自動挿入装置を調整することにより、シリコンウエハをグラファイトボート内の所定の位置に挿入すると、吸盤が真空状態を解除し、シリコンウエハが係合キャップ部の斜面αに落下する。そして、重力により、シリコンウエハが斜面から滑り落ちてグラファイトボートの壁に密着する。このような非接触型挿入方式が使用されるのは、シリコンウエハのスクラッチの割合を減少するためである。
【００４９】
本発明は、係合キャップ部の斜面の角度α及び係合キャップ部の厚さａが適宜増加するように、自動挿入装置を調整することで、ウエハ挿入時のシリコンウエハのグラファイトボートの壁からの距離をわずかに増加させ、スクラッチの割合を低減する。また、係合キャップ部の斜面の角度を増加させることにより、シリコンウエハが滑り落ちる際のグラファイトボートの壁との衝撃力を低減させ、シリコンウエハの破損率を下げることができる。
【００５０】
なお、従来技術では、後にオーバーフローコーティングで対応するのが一般的である。例えば、中国特許出願番号２０１５１０９４５４５９.３に開示のＰＥＲＣ結晶シリコン系太陽電池の生産におけるアルカリ研磨方法においては、正面ＰＥＣＶＤで窒化シリコン膜をコーティングするプロセスの後、ベルト式動力伝導手段によって、正面、裏面および周縁にオーバーフローコーティングされた窒化シリコンをエッチングして除去する。これにより、現在の問題、即ち正面膜のオーバーフローコーティングによる、正面、裏面のパッシベーション効果の低下等の問題を解決した。しかしながら、本発明の管型ＰＥＲＣ電池は、裏面のコーティングにより、正面にオーバーフローコーティングがされ、正面にはＰＮ接合があるため、上記特許出願に係るアルカリ研磨方式を使用すると、正面のＰＮ接合が破壊される。本発明は、コーティングプロセスとコーティング膜の構成を調整することによって、生産工程でオーバーフローコーティングの発生を避けることができ、オーバーフローコーティングの課題を本質的に解決した。プロセスを別途に追加する必要がないから、加工工程が簡素化され、コストが削減される。本発明は、コストに極めて敏感な太陽光発電産業にとって重要な意義がある。さらに、本発明は、スクラッチの課題も解決した。
【００５１】
これに対応して、本発明は、管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法をさらに開示し、当該方法は、以下のステップを含む。
（１）グラファイトボートを乾燥させ、
（２）乾燥後のグラファイトボートの面に、炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングし、
（３）処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入することによって、シリコンウエハの面に、酸化アルミニウム膜、二酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜および窒化シリコン膜を含む裏面複合膜を形成する。
【００５２】
コーティング方法の好ましい実施形態として、コーティング方法は、以下のステップを含む。
（１）グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、乾燥温度３００〜４８０℃、時間１０〜６０ｍｉｎという条件で、乾燥させるステップ、
（２）乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングするステップ、ここで、炭化ケイ素膜のコーティング方法は、
３８０〜４８０℃まで昇温し、プラズマ出力２０００〜５０００ｗ、流量１〜８ｓｌｍ、時間２〜１０ｍｉｎという条件で、アンモニアガスを導入し、
メタンの流量２〜８ｓｌｍ、シランの流量２００〜８００ｓｃｃｍ、時間５〜３０ｓという条件で、メタンとシランを導入し、
プラズマ出力３０００〜１００００ｗ、時間１〜４ｈ、メタンの流量２〜８ｓｌｍ、シランの流量２００〜８００ｓｃｃｍという条件で、メタンとシランを導入し、
３５０〜４００℃まで降温し、ボートを搬出する、
（３）処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入して、シリコンウエハに裏面複合膜を形成するステップ、ここで、裏面複合膜のコーティング方法は、
ＴＭＡのガス流量２５０〜５００ｓｃｃｍ、ＴＭＡとＮ２Ｏの比１：１５〜１：２５、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、ＴＭＡとＮ２Ｏによって酸化アルミニウム膜を堆積し、
シランのガス流量５０〜２００ｓｃｃｍ、シランと笑気ガスの比１：１０〜１：８０、アンモニアガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、プラズマ出力４０００〜６０００ｗという条件で、シランと、アンモニアガスと、笑気ガスによって酸窒化シリコン膜を堆積し、
シランのガス流量５００〜１０００ｓｃｃｍ、シランとアンモニアガスの比１：６〜１：１５、窒化シリコンの堆積温度３９０〜４１０℃、時間１００〜４００ｓ、プラズマ出力１００００〜１３０００ｗという条件で、シランとアンモニアガスによって窒化シリコン膜を堆積し、
笑気ガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、笑気ガスによって二酸化シリコン膜を堆積する。
【００５３】
コーティング方法のより好ましい実施形態として、コーティング方法は、
（１）グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、乾燥温度３２０〜４２０℃、時間２０〜４０ｍｉｎという条件で、乾燥させる、
（２）乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングする、ここで、炭化ケイ素膜のコーティング方法は、
４００〜４６０℃まで昇温し、プラズマ出力３０００〜４０００ｗ、流量２〜６ｓｌｍ、時間３〜８ｍｉｎという条件で、アンモニアガスを導入し、
メタンの流量３〜６ｓｌｍ、シランの流量３００〜６００ｓｃｃｍ、時間１０〜２０ｓという条件で、メタンとシランを導入し、
プラズマ出力５０００〜８０００ｗ、時間２〜３ｈ、メタンの流量３〜６ｓｌｍ、シランの流量３００〜６００ｓｃｃｍという条件で、メタンとシランを導入し、
３７０〜３９０℃まで降温し、ボートを搬出する、
（３）処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入して、シリコンウエハに裏面複合膜を形成する、ここで、裏面複合膜のコーティング方法は、
ＴＭＡのガス流量２５０〜５００ｓｃｃｍ、ＴＭＡとＮ２Ｏの比１：１５〜１：２５、酸化アルミニウム膜の堆積温度２５０〜３００℃、時間５０〜３００ｓ、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、ＴＭＡとＮ２Ｏによって酸化アルミニウム膜を堆積し、
シランのガス流量５０〜２００ｓｃｃｍ、シランと笑気ガスの比１：１０〜１：８０、アンモニアガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、酸窒化シリコン膜の堆積温度３５０〜４１０℃、時間５０〜２００ｓ、プラズマ出力４０００〜６０００ｗという条件で、シランと、アンモニアガスと、笑気ガスによって酸窒化シリコン膜を堆積し、
シランのガス流量５００〜１０００ｓｃｃｍ、シランとアンモニアガスの比１：６〜１：１５、窒化シリコン膜の堆積温度３９０〜４１０℃、時間１００〜４００ｓ、プラズマ出力１００００〜１３０００ｗという条件で、シランとアンモニアガスによって窒化シリコン膜を堆積し、
笑気ガスの流量０.１〜５ｓｌｍ、プラズマ出力２０００〜５０００ｗという条件で、笑気ガスによって二酸化シリコン膜を堆積する。
【００５４】
出願人は、オーバーフローコーティングは、主に、窒化シリコンの堆積段階に発生することを発見した。窒化シリコンが裏面複合膜の外層に位置するため、堆積時間の増加につれ、シリコンウエハの面における膜が厚くなり、シリコンウエハが湾曲するため、シランとアンモニアガスは一層容易に電池の正面の周縁にオーバーフローコーティングする。窒化シリコンの堆積時間を短縮させ、温度を下げることによって、シリコンウエハの湾曲度を減少させ、オーバーフローコーティングの割合を減少させることができる。さらなる実験によって、窒化シリコンの堆積の温度範囲は、３９０〜４１０℃と狭く、温度をさらに下げると、オーバーフローコーティングの割合が返って上昇することが判明した。
【００５５】
酸化アルミニウム膜を堆積するには、プラズマ出力を２０００〜５０００ｗに設定し、酸窒化シリコン膜を堆積するには、プラズマ出力を４０００〜６０００ｗに設定し、窒化シリコン膜を堆積するには、プラズマ出力を１００００〜１３０００ｗに設定し、二酸化シリコン膜を堆積するには、プラズマ出力を２０００〜５０００ｗに設定する。膜毎に好ましい堆積速度を確保することで、堆積の均一性を改善する。
【００５６】
従って、前記管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法は、グラファイトボートの前処理を簡素化し、シリコンウエハの消耗を低減し、シリコンウエハへのスクラッチを避け、ＥＬ検査上の黒い領域などＥＬ検査上の不良率を低減し、電池のＥＬ検査上の歩留まりを向上させる。
【００５７】
以下、具体的な実施例をもって、本発明をより詳しく説明する。
【００５８】
実施例１
（１）グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して乾燥させる。乾燥温度は、３００℃であり、時間は、２０ｍｉｎである。
（２）乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングする。ここで、炭化ケイ素膜のコーティング方法は、
３８０℃まで昇温し、アンモニアガスを導入し、プラズマ出力は、２０００ｗであり、流量は、１ｓｌｍであり、時間は、２ｍｉｎであり、
メタンとシランを導入し、メタンの流量は、２ｓｌｍであり、シランの流量は、２００ｓｃｃｍであり、時間は、５ｓであり、
メタンとシランを導入し、プラズマ出力は、３０００ｗであり、時間は、１ｈであり、メタンの流量は、２ｓｌｍであり、シランの流量は、２００ｓｃｃｍであり、
３５０℃まで降温し、ボートを搬出する。
【００５９】
（３）処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入して、シリコンウエハに裏面複合膜を形成する。ここで、裏面複合膜のコーティング方法は、
ＴＭＡとＮ２Ｏによって酸化アルミニウム膜を堆積し、ＴＭＡのガス流量は、２５０ｓｃｃｍであり、ＴＭＡとＮ２Ｏの比は、１：１５であり、酸化アルミニウム膜の堆積温度は、２５０℃であり、時間は、５０ｓであり、プラズマ出力は、２０００ｗであり、
シランと、アンモニアガスと、笑気ガスによって酸窒化シリコン膜を堆積し、シランのガス流量は、５０ｓｃｃｍであり、シランと笑気ガスの比は、１：１０であり、アンモニアガスの流量は、０.１ｓｌｍであり、酸窒化シリコン膜の堆積温度は、３５０℃であり、時間は、５０ｓであり、プラズマ出力は、４０００ｗであり、
シランとアンモニアガスによって窒化シリコン膜を堆積し、シランのガス流量は、５００ｓｃｃｍであり、シランとアンモニアガスの比は、１：６であり、窒化シリコン膜の堆積温度は、３９０℃であり、時間は、１００ｓであり、プラズマ出力は、１００００ｗであり、
笑気ガスによって二酸化シリコン膜を堆積し、笑気ガスの流量は、０.１ｓｌｍであり、プラズマ出力は、２０００ｗである。
【００６０】
実施例２
（１）グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して乾燥させ、乾燥温度は、３５０℃であり、時間は、２５ｍｉｎであり、
（２）乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングする。ここで、炭化ケイ素膜のコーティング方法は、
４００℃まで昇温し、アンモニアガスを導入し、プラズマ出力は、３０００ｗであり、流量は、２ｓｌｍであり、時間は、３ｍｉｎであり、
メタンとシランを導入し、メタンの流量は、４ｓｌｍであり、シランの流量は、４００ｓｃｃｍであり、時間は、１０ｓであり、
メタンとシランを導入し、プラズマ出力は、５０００ｗであり、時間は、２ｈであり、メタンの流量は、３ｓｌｍであり、シランの流量は、３００ｓｃｃｍであり、
３６０℃まで降温し、ボートを搬出する。
【００６１】
（３）処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入して、シリコンウエハに裏面複合膜を形成する。ここで、裏面複合膜のコーティング方法は、
ＴＭＡとＮ２Ｏによって酸化アルミニウム膜を堆積し、ＴＭＡのガス流量は、３００ｓｃｃｍであり、ＴＭＡとＮ２Ｏの比は、１：１８であり、酸化アルミニウム膜の堆積温度は、２６０℃であり、時間は、８０ｓであり、プラズマ出力は、２５００ｗであり、
シランと、アンモニアガスと、笑気ガスによって酸窒化シリコン膜を堆積し、シランのガス流量は、８０ｓｃｃｍであり、シランと笑気ガスの比は、１：２０であり、アンモニアガスの流量は、１ｓｌｍであり、酸窒化シリコン膜の堆積温度は、３６０℃であり、時間は、１００ｓであり、プラズマ出力は、４５００ｗであり、
シランとアンモニアガスによって窒化シリコン膜を堆積し、シランのガス流量は、６００ｓｃｃｍであり、シランとアンモニアガスの比は、１：８であり、窒化シリコン膜の堆積温度は、３９５℃であり、時間は、１５０ｓであり、プラズマ出力は、１００００ｗであり、
笑気ガスによって二酸化シリコン膜を堆積し、笑気ガスの流量は、１ｓｌｍであり、プラズマ出力は、２５００ｗである。
【００６２】
実施例３
（１）グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して乾燥させる。乾燥温度は、３７０℃であり、時間は、３０ｍｉｎである。
（２）乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングする。ここで、炭化ケイ素膜のコーティング方法は、
４２０℃まで昇温し、アンモニアガスを導入し、プラズマ出力は、４０００ｗであり、流量は、５ｓｌｍであり、時間は、５ｍｉｎであり、
メタンとシランを導入し、メタンの流量は、５ｓｌｍであり、シランの流量は、５００ｓｃｃｍであり、時間は、１５ｓであり、
メタンとシランを導入し、プラズマ出力は、６０００ｗであり、時間は、１.５ｈであり、メタンの流量は、４ｓｌｍであり、シランの流量は、５００ｓｃｃｍであり、
３８０℃まで降温し、ボートを搬出する。
【００６３】
（３）処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入して、シリコンウエハに裏面複合膜を形成する。ここで、裏面複合膜のコーティング方法は、
ＴＭＡとＮ２Ｏによって酸化アルミニウム膜を堆積し、ＴＭＡのガス流量は、３５０ｓｃｃｍであり、ＴＭＡとＮ２Ｏの比は、１：２２であり、酸化アルミニウム膜の堆積温度は、２８０℃であり、時間は、１５０ｓであり、プラズマ出力は、３５００ｗであり、
シランと、アンモニアガスと、笑気ガスによって酸窒化シリコン膜を堆積し、シランのガス流量は、１８０ｓｃｃｍであり、シランと笑気ガスの比は、１：４０であり、アンモニアガスの流量は、３ｓｌｍであり、酸窒化シリコン膜の堆積温度は、３８０℃であり、時間は、１５０ｓであり、プラズマ出力は、５０００ｗであり、
シランとアンモニアガスによって窒化シリコン膜を堆積し、シランのガス流量は、８００ｓｃｃｍであり、シランとアンモニアガスの比は、１：１０であり、窒化シリコン膜の堆積温度は、４０５℃であり、時間は、３００ｓであり、プラズマ出力は、１２０００ｗであり、
笑気ガスによって二酸化シリコン膜を堆積し、笑気ガスの流量は、４ｓｌｍであり、プラズマ出力は、４０００ｗである。
【００６４】
実施例４
（１）グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して乾燥させる。乾燥温度は、４００℃であり、時間は、３５ｍｉｎである。
（２）乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングする。ここで、炭化ケイ素膜のコーティング方法は、
４５０℃まで昇温し、アンモニアガスを導入し、プラズマ出力は、４０００ｗであり、流量は、６ｓｌｍであり、時間は、８ｍｉｎであり、
メタンとシランを導入し、メタンの流量は、６ｓｌｍであり、シランの流量は、５００ｓｃｃｍであり、時間は、２０ｓであり、
メタンとシランを導入し、プラズマ出力は、８０００ｗであり、時間は、１ｈであり、メタンの流量は、６ｓｌｍであり、シランの流量は、５００ｓｃｃｍであり、
３９０℃まで降温し、ボートを搬出する。
【００６５】
（３）処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入して、シリコンウエハに裏面複合膜を形成する。ここで、裏面複合膜のコーティング方法は、
ＴＭＡとＮ２Ｏによって酸化アルミニウム膜を堆積し、ＴＭＡのガス流量は、４００ｓｃｃｍであり、ＴＭＡとＮ２Ｏの比は、１：２０であり、酸化アルミニウム膜の堆積温度は、２８０℃であり、時間は、２５０ｓであり、プラズマ出力は、４５００ｗであり、
シランと、アンモニアガスと、笑気ガスによって酸窒化シリコン膜を堆積し、シランのガス流量は、１８０ｓｃｃｍであり、シランと笑気ガスの比は、１：６０であり、アンモニアガスの流量は、４ｓｌｍであり、酸窒化シリコン膜の堆積温度は、４００℃であり、時間は、１８０ｓであり、プラズマ出力は、５５００ｗであり、
シランとアンモニアガスによって窒化シリコン膜を堆積し、シランのガス流量は、９００ｓｃｃｍであり、シランとアンモニアガスの比は、１：１４であり、窒化シリコン膜の堆積温度は、４００℃であり、時間は、３００ｓであり、プラズマ出力は、１３０００ｗであり、
笑気ガスによって二酸化シリコン膜を堆積し、笑気ガスの流量は、４ｓｌｍであり、プラズマ出力は、４０００ｗである。
【００６６】
実施例５
（１）グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して乾燥させる。乾燥温度は、４２０℃であり、時間は、３０ｍｉｎである。
（２）乾燥したボートを搬出した後、グラファイトボートを再度管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に投入して、グラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングする。ここで、炭化ケイ素膜のコーティング方法は、
４８０℃まで昇温し、アンモニアガスを導入し、プラズマ出力は、５０００ｗであり、流量は、８ｓｌｍであり、時間は、１０ｍｉｎであり、
メタンとシランを導入し、メタンの流量は、８ｓｌｍであり、シランの流量は、８００ｓｃｃｍであり、時間は、３０ｓであり、
メタンとシランを導入し、プラズマ出力は、１００００ｗであり、時間は、１ｈであり、メタンの流量は、８ｓｌｍであり、シランの流量は、８００ｓｃｃｍであり、
４００℃まで降温し、ボートを搬出する。
【００６７】
（３）処理後のシリコンウエハをグラファイトボートに載置し、グラファイトボートを管型ＰＥＣＶＤコーティング装置に搬入して、シリコンウエハに裏面複合膜を形成する。ここで、裏面複合膜のコーティング方法は、
ＴＭＡとＮ２Ｏによって酸化アルミニウム膜を堆積し、ＴＭＡのガス流量は、５００ｓｃｃｍであり、ＴＭＡとＮ２Ｏの比は、１：２５であり、酸化アルミニウム膜の堆積温度は、３００℃であり、時間は、３００ｓであり、プラズマ出力は、５０００ｗであり、
シランと、アンモニアガスと、笑気ガスによって酸窒化シリコン膜を堆積し、シランのガス流量は、２００ｓｃｃｍであり、シランと笑気ガスの比は、１：８０であり、アンモニアガスの流量は、５ｓｌｍであり、酸窒化シリコン膜の堆積温度は、４１０℃であり、時間は、２００ｓであり、プラズマ出力は、６０００ｗであり、
シランとアンモニアガスによって窒化シリコン膜を堆積し、シランのガス流量は、１０００ｓｃｃｍであり、シランとアンモニアガスの比は、１：１５であり、窒化シリコン膜の堆積温度は、４１０℃であり、時間は、４００ｓであり、プラズマ出力は、１３０００ｗであり、
笑気ガスによって二酸化シリコン膜を堆積し、笑気ガスの流量は、５ｓｌｍであり、プラズマ出力は、５０００ｗである。
【００６８】
実施例１〜５に記載のコーティング方法は、測定結果は、以下の通りである。
【００６９】
【表１】
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【００７０】
上述をまとめ、本発明の実施は、以下の有益な効果が得られる。
【００７１】
まず、本発明は、管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング装置を提供し、当該装置は、加熱システムと特殊ガスキャビネットとを備える。ここで、特殊ガスキャビネットには、シランを導入するための第１のガスラインと、アンモニアガスを導入するための第２のガスラインと、トリメチルアルミニウムを導入するための第３のガスラインと、笑気ガスを導入するための第４のガスラインと、メタンを導入するための第５のガスラインとが設置されている。グラファイトボートは、使用前または複数回のコーティングの後に前処理を行う必要があり、具体的に、加熱システムによってグラファイトボートに対して乾燥処理を行い、特殊ガスキャビネットによってグラファイトボートの面に炭化ケイ素膜を少なくとも一層コーティングする。グラファイトボートに炭化ケイ素膜をコーティングするには、シリコンウエハを挿入する必要がなく、炭化ケイ素は半導体であるため、裏面における酸化アルミニウムのコーティング膜が良好な均一性を有し、グラファイトボートの前処理のステップを、乾燥および炭化ケイ素のコーティングの二つのステップまで減少し、時間を節約し、生産性を向上する。また、炭化ケイ素基体に大量の分散された微小なグラファイト微粒子が含まれ、その摩擦係数が非常に小さいため、良好な自己潤滑性を有し、シリコンウエハをグラファイトボートに挿入する工程において、シリコンウエハへのスクラッチが小さくなり、ＥＬ検査上のスクラッチの割合が大幅に低下し、電池のＥＬ検査上の歩留まりが向上する。
【００７２】
そして、本発明は、係合軸部の直径と係合ベース部の直径を調整することによって、係合凹溝部の内側の深さを浅くし、係合部におけるシリコンウエハと係合ベース部との隙間を減少し、さらに、気流がシリコンウエハの裏面にオーバーフローコーティングすることを減少し、電池の正面の縁におけるボート歯形跡の割合を大幅に低減する。さらに、係合キャップ部の斜面の角度および係合キャップ部の厚さが適宜増加するように、自動挿入装置を調整することによって、ウエハ挿入時のシリコンウエハのグラファイトボートの壁からの距離をわずかに増加させ、スクラッチの割合を低減させるとともに、シリコンウエハが滑り落ちる際のグラファイトボートの壁との衝撃力を低減させ、シリコンウエハの破損率を下げることができる。
【００７３】
次に、本発明は、管型ＰＥＲＣ太陽電池のコーティング方法を提供し、当該方法は、裏面複合膜をコーティングする前に、グラファイトボートに対して二つのステップを含む前処理を行うことのみが必要である（乾燥＋炭化ケイ素のコーティング）。このため、従来技術のようにウエハを挿入してコーティングする必要がなくなり、シリコンウエハの消耗を大幅に削減し、コーティング膜が厚すぎてシリコンウエハが大きく湾曲することを回避し、生産時間が節約され、生産性が向上する。さらに、炭化ケイ素膜をコーティングする工程において、炭化ケイ素基体に大量の分散された微小なグラファイト微粒子が含まれ、その摩擦係数が非常に小さいため、良好な自己潤滑性を有し、シリコンウエハをグラファイトボートに挿入する工程において、シリコンウエハへのスクラッチが小さくなり、ＥＬ検査上のスクラッチの割合が大幅に低下し、電池のＥＬ検査上の歩留まりが向上する。
【００７４】
さらに、裏面複合膜をコーティングする工程において、本発明は、窒化シリコンの堆積温度を３９０〜４１０℃に設定し、時間を１００〜４００ｓに設定する。このように、窒化シリコン堆積の時間を短縮し、温度を下げることによって、シリコンウエハの湾曲度を軽減させ、オーバーフローコーティングの割合を減少させることができる。窒化シリコンの堆積の温度範囲は、３９０〜４１０℃と狭く、オーバーフローコーティングを最大限に減少させることができる。しかし、堆積温度が３９０℃よりも低いと、オーバーフローコーティングの割合が上昇することになる。
【００７５】
なお、上記実施例は、本発明を実施するための形態を説明するのみに用いられ、本発明の範囲を制限するわけではない。好ましい実施例を参照しながら本発明を詳細に説明したが、当業者は、本発明の要旨および範囲を逸脱しない範囲で様々な変更及び均等な置換が可能であることを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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