太陽能電池的制造方法、以及通過該制造方法制造了的太陽能電池技術(shù)

一種生產(chǎn)率良好地形成鈍化效果優(yōu)良的由氮化硅構(gòu)成的反射防止膜的太陽能電池的制造方法，其特征在于，使用具備成膜室(101)、具有使氨氣激發(fā)的激發(fā)部(111a、112a)和對激發(fā)了的氨氣導(dǎo)入硅烷氣體而活性化的活性化反應(yīng)部(111b、112b)的等離子體室(111、112)、以及針對每個等離子體室(111、112)調(diào)整氨氣和硅烷氣體的流量比的流量控制器(113)的遠(yuǎn)程等離子體CVD裝置(100)，在成膜室(101)中輸送半導(dǎo)體基板(102)的同時，通過來自第一等離子體室(111)的等離子體流，在半導(dǎo)體基板(102)上形成第一氮化硅膜，接著通過來自導(dǎo)入了流量比與第一等離子體室(111)不同的氨氣和硅烷氣體的第二等離子體室(112)的等離子體流，形成組成與第一氮化硅膜不同的第二氮化硅膜。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】太陽能電池的制造方法、以及通過該制造方法制造了的太陽能電池
本專利技術(shù)涉及使用了遠(yuǎn)程等離子體CVD裝置的太陽能電池的制造方法、以及通過該制造方法制造了的太陽能電池。
技術(shù)介紹
太陽能電池是將光能變換為電力的半導(dǎo)體元件，有p-n結(jié)型、pin型、肖特基型等，特別是p-n結(jié)型被廣泛使用。另外，如果根據(jù)其基板材料來分類太陽能電池，則大致分成硅晶體類太陽能電池、非晶(非晶質(zhì))硅類太陽能電池、化合物半導(dǎo)體類太陽能電池這3種。硅晶體類太陽能電池進一步被分類為單晶類太陽能電池和多晶類太陽能電池。太陽能電池用硅晶體基板能夠比較容易地制造，所以其生產(chǎn)規(guī)模當(dāng)前最大，被認(rèn)為今后也將進一步普及(例如，日本特開平8-073297號公報(專利文獻(xiàn)1))。關(guān)于太陽能電池的輸出特性，一般，通過使用太陽模擬器測定輸出電流電壓曲線來評價。在該曲線上，將輸出電流Imax與輸出電壓Vmax之積Imax×Vmax成為最大的點稱為最大輸出Pmax，將該Pmax除以入射到太陽能電池的總光能(S×I：S是元件面積、I是照射的光的強度)而得到的值：η＝{Pmax/(S×I)}×100(％)被定義為太陽能電池的變換效率η。為了提高變換效率η，增大短路電流Isc(在電流電壓曲線中V＝0時的輸出電流值)或者Voc(在電流電壓曲線中I＝0時的輸出電壓值)，并且使輸出電流電壓曲線盡可能接近方形是重要的。另外，關(guān)于輸出電流電壓曲線的方形的程度，一般，能夠通過用FF＝Pmax/(Isc×Voc)定義的填充系數(shù)(曲線因子)來評價，意味著該FF的值越接近1，輸出電流電壓曲線越接近理想的方形，變換效率η也越高。為了提高上述變換效率η，降低載流子的表面再結(jié)合是重要的。在硅晶體類太陽能電池中，利用陽光的入射光而光生成了的少數(shù)載流子在主要通過擴散到達(dá)p-n結(jié)面之后，從在受光面以及背面上安裝了的電極作為多數(shù)載流子被取出到外部，成為電能。此時，能夠經(jīng)由在電極面以外的基板表面存在的界面能級而作為原始電流取出了的載流子有時進行再結(jié)合而損失，導(dǎo)致變換效率η降低。因此，在高效太陽能電池中，針對硅基板的受光面以及背面，除了與電極的接觸部以外用絕緣膜保護，抑制硅基板和絕緣膜的界面上的載流子再結(jié)合，實現(xiàn)變換效率η的提高。作為這樣的絕緣膜，氮化硅膜被用作有用的膜。其理由在于，氮化硅膜作為結(jié)晶類硅太陽能電池的反射防止膜發(fā)揮功能，同時硅基板表面以及內(nèi)部的鈍化效果也優(yōu)秀。氮化硅膜以往通過熱CVD、等離子體CVD、催化劑CVD等CVD法(ChemicalVaporDeposition：化學(xué)氣相蒸鍍法)形成。在它們中最一般普及的是等離子體CVD法。圖1是示意地示出一般稱為直接等離子體CVD的平行平板型等離子體CVD裝置的圖。圖1所示的CVD裝置10具有構(gòu)成成膜室1的真空腔10c，在該成膜室1中，配設(shè)了用于在規(guī)定位置載置半導(dǎo)體基板2的托盤3、用于將該托盤3保持為一定溫度的加熱器塊4、以及控制加熱器塊4的溫度的溫度控制單元5。另外，在成膜室1中，具備將作為反應(yīng)性氣體的規(guī)定的成膜用氣體導(dǎo)入到成膜室1內(nèi)的成膜用氣體導(dǎo)入路徑6、對被導(dǎo)入了的氣體提供能量來產(chǎn)生等離子體的高頻電源7、以及排氣裝置8。在通過上述CVD裝置對絕緣膜進行成膜的情況下，在通過成膜用氣體導(dǎo)入路徑6將規(guī)定的成膜用氣體以規(guī)定的流量導(dǎo)入到成膜室1內(nèi)之后，使高頻電源7動作來設(shè)定高頻電場。通過該操作，產(chǎn)生高頻放電而成膜用氣體進行等離子體化，利用通過等離子體產(chǎn)生的反應(yīng)，在半導(dǎo)體基板2的表面對絕緣膜進行成膜。例如，在對氮化硅膜進行成膜的情況下，作為成膜用氣體，將硅烷和氨氣的混合氣體從成膜用氣體導(dǎo)入路徑6導(dǎo)入到成膜室1內(nèi)，利用等離子體中的硅烷的分解反應(yīng)等而對氮化硅膜進行成膜。關(guān)于等離子體CVD法，即使在工藝溫度為400℃左右的比較低的溫度下仍具有高的成膜速度，所以在太陽能電池的絕緣膜形成工藝中廣泛使用。但是，在等離子體中生成的高能量電荷粒子容易對成膜了的膜、硅基板表面造成損傷，所以所得到的氮化硅膜存在界面能級密度變多而得不到充分的鈍化效果的問題。因此，為了提高鈍化效果，需要實現(xiàn)利用氫等的懸空鍵(未結(jié)合鍵)的密封。針對這樣的問題，例如，在日本特開2005-217220號公報(專利文獻(xiàn)2)中，作為抑制等離子體損傷的方法，提出了遠(yuǎn)程等離子體CVD法。圖2是示意地示出該裝置的一個例子的圖。圖2所示的遠(yuǎn)程等離子體CVD裝置具備使被導(dǎo)入到內(nèi)部的反應(yīng)氣體激發(fā)而等離子體化的筒狀的激發(fā)室93、和在該激發(fā)室93的下方與該激發(fā)室93連通地設(shè)置了的反應(yīng)室(處理室)98。另外，激發(fā)室93在其上部具備載流子氣體91的導(dǎo)入口93a、在其中央部具備經(jīng)由匹配裝置94連接微波電源95的高頻導(dǎo)入部(波導(dǎo)管)93c，對反應(yīng)室98連接成膜用的反應(yīng)氣體97的供給管，并且在室內(nèi)設(shè)置了支撐基板99a的基板支撐部99。在這樣的結(jié)構(gòu)的裝置中，首先從微波電源95向激發(fā)室93導(dǎo)入微波而使載流子氣體91激發(fā)，將其沿著氣體的排氣的流動而導(dǎo)入到反應(yīng)室98，使導(dǎo)入到反應(yīng)室98內(nèi)的反應(yīng)氣體97活性化，與基板99a接觸，從而能夠在基板99a上成膜，例如，能夠作為載流子氣體91使用氨氣，作為反應(yīng)氣體97使用硅烷氣體而在基板99a上形成氮化硅膜。根據(jù)該遠(yuǎn)程等離子體CVD裝置，由于是將基板配置于遠(yuǎn)離等離子體區(qū)域96的位置的結(jié)構(gòu)，所以能夠在某種程度上減輕基板的等離子體損傷。另外，在日本特開2009-117569號公報(專利文獻(xiàn)3)中，公開了在利用表面波等離子體的氮化硅膜的成膜前，作為前處理進行使用了氨氣的等離子體處理，從而鈍化效果提高。另外，在日本特開2009-130041號公報(專利文獻(xiàn)4)中，公開了在氮化硅膜的成膜前，通過使用包含氫氣和氨氣的混合氣體形成的等離子體來進行處理，從而鈍化效果提高。但是，在上述方法中，都需要與絕緣膜形成工藝不同的工藝，所以存在制造成本變高并且生產(chǎn)率難以提高這樣的問題。另外，如果使通過等離子體CVD法形成的氮化硅膜的膜組成在化學(xué)計量比上偏向硅過剩側(cè)，形成正的固定電荷，則產(chǎn)生能帶彎曲，在硅基板和氮化硅膜接觸界面附近，形成在硅基板側(cè)電子變得過剩的反轉(zhuǎn)層，能夠利用這一點來提高n區(qū)域側(cè)的鈍化效果。在日本特開2002-270879號公報(專利文獻(xiàn)5)中，公開了在作為第一電介體膜形成了高折射率的氮化硅膜之后，在其上作為第二電介體膜形成低折射率的氮化硅膜，而成為兩層構(gòu)造，從而變換效率提高。但是，在該方法中，高折射率和低折射率的氮化硅膜的形成工藝獨立，例如首先形成高折射率的氮化硅膜，接下來進行氨氣和硅烷氣體的流量比等成膜氣體的流量調(diào)整，之后，形成低折射率的氮化硅膜，所以制造成本變高，生產(chǎn)率提高困難。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是鑒于上述事情而完成的，其目的在于，提供一種生產(chǎn)率良好地形成鈍化效果優(yōu)良的由氮化硅構(gòu)成的反射防止膜的太陽能電池的制造方法、以及通過該制造方法制造的太陽能電池。本專利技術(shù)者為了達(dá)成上述目的而精心研究，其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在遠(yuǎn)程等離子體CVD裝置中，作為成膜氣體使用氨氣以及硅烷氣體，在半導(dǎo)體基板中，通過來自第一等離子體室的等離子體流、以及第二等離子體室中的基于流量比與第一等離子體室不同的氨氣和硅烷氣體的等離子體流，依次成膜而形成組成不同的兩層以上的構(gòu)造的氮化硅膜，特別在半導(dǎo)體基板側(cè)形成硅過剩的氮本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種太陽能電池的制造方法，具有使用遠(yuǎn)程等離子體CVD裝置在半導(dǎo)體基板表面形成由氮化硅構(gòu)成的反射防止膜的工序，其特征在于，所述遠(yuǎn)程等離子體CVD裝置具備：成膜室，以能夠移動的方式配置半導(dǎo)體基板；以及多個等離子體室，在該成膜室的上方連通地設(shè)置，產(chǎn)生氨氣的等離子體流，對該等離子體流導(dǎo)入硅烷氣體，之后，向成膜室噴出該等離子體流，并且，所述多個等離子體室分別附設(shè)有調(diào)整被導(dǎo)入的氨氣和硅烷氣體的流量比的流量控制器，所述半導(dǎo)體基板通過來自第一等離子體室的等離子體流形成第一氮化硅膜，進而移動到第二等離子體室的下方，通過基于流量比與第一等離子體室不同的氨氣和硅烷氣體的等離子體流，形成組成與所述第一氮化硅膜不同的第二氮化硅膜。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2012.08.09 JP 2012-1769071.一種太陽能電池的制造方法，具有使用遠(yuǎn)程等離子體CVD裝置在半導(dǎo)體基板表面形成由氮化硅構(gòu)成的反射防止膜的工序，其特征在于，所述遠(yuǎn)程等離子體CVD裝置具備：成膜室，以能夠移動的方式配置半導(dǎo)體基板；以及多個等離子體室，在該成膜室的上方連通地設(shè)置，產(chǎn)生氨氣的等離子體流，對該等離子體流導(dǎo)入硅烷氣體，之后，向成膜室噴出該等離子體流，并且，所述多個等離子體室分別附設(shè)有調(diào)整被導(dǎo)入的氨氣和硅烷氣體的流量比的流量控制器，所述半導(dǎo)體基板通過來自第一等離子體室的等離子體流形成第一氮化硅膜，進而移動到第二等離子體室的下方，通過基于流量比與第一等離子體室不同的氨氣和硅烷氣體的等離子體流，形成組成與所述第一氮化硅膜不同的第二氮化硅膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高橋光人，渡部武紀(jì)，大塚寬之，
申請(專利權(quán))人：信越化學(xué)工業(yè)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP