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CN109463041A - 太阳能电池单元的评价用基板以及太阳能电池单元的评价方法 - Google Patents

太阳能电池单元的评价用基板以及太阳能电池单元的评价方法 Download PDF

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CN109463041A
CN109463041A CN201680087244.5A CN201680087244A CN109463041A CN 109463041 A CN109463041 A CN 109463041A CN 201680087244 A CN201680087244 A CN 201680087244A CN 109463041 A CN109463041 A CN 109463041A
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CN
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impurity diffusion
type impurity
region
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CN201680087244.5A
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森川浩昭
米泽雅人
西村邦彦
太田成人
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

太阳能电池单元的评价用基板具备：第1导电类型的半导体基板；多个细长形状的栅格杂质区域，设置于半导体基板的第1表面，在与成为评价对象的太阳能电池单元的栅格电极的形状对应的区域以第1杂质浓度具有第2导电类型的杂质；以及栅格间杂质区域，设置于半导体基板的第1表面，在宽度方向上相邻的栅格杂质区域之间的区域以比第1杂质浓度低的第2杂质浓度具有第2导电类型的杂质。太阳能电池单元的评价用基板具备：第1杂质浓度测定区域，设置于半导体基板的第1表面，具有栅格杂质区域的间隔以上的大小，以第1杂质浓度具有第2导电类型的杂质；以及第2杂质浓度测定区域，设置于半导体基板的第1表面，具有栅格杂质区域的间隔以上的大小，以第2杂质浓度具有第2导电类型的杂质层。

Description

太阳能电池单元的评价用基板以及太阳能电池单元的评价 方法
技术领域
本发明涉及用于评价太阳能电池单元中的杂质扩散层的杂质扩散浓度的太阳能电池单元的评价用基板以及太阳能电池单元的评价方法。
背景技术
以往，作为实现高光电变换高效化的太阳能电池单元的构造，在日本专利文献1中公开了如下太阳能电池单元，该太阳能电池单元在n型硅基板的受光面侧具备作为p型发射极层的p型扩散层，在背面侧具备BSF(Back Surface Field，背电场)层，p型扩散层中的电极的下部区域的杂质浓度与p型扩散层中的其他区域的杂质浓度相比较被形成为高浓度。在具有日本专利文献1公开的构造的太阳能电池单元中，能够降低p型扩散层中的电极的下部区域和电极的接触电阻。
另一方面，近年来，根据高光电变换高效化的观点，栅格电极也要求细线化为150μm以下。另外，在如日本专利文献1公开的太阳能电池单元那样具有选择性的杂质扩散层构造的太阳能电池单元中，为了提高光电变换效率，评价杂质浓度不同的杂质扩散层的薄层电阻从而优化是重要的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5379767号公报
发明内容
然而，在电极被细线化为150μm以下程度的情况下，电极的下部的杂质扩散层也需要细线化，存在在测定设备的机构上在太阳能电池单元的构造中难以测定电极的下部的杂质扩散层的薄层电阻的问题。
本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于得到一种即使在杂质扩散层被细线化的情况下，也能够高精度地测定杂质扩散层的薄层电阻的太阳能电池单元的评价用基板。
为了解决上述课题并达成目的，本发明的太阳能电池单元的评价用基板，具备：第1导电类型的半导体基板；多个细长形状的栅格杂质区域，设置于半导体基板的第1表面，在与成为评价对象的太阳能电池单元的栅格电极的形状对应的区域以第1杂质浓度具有第2导电类型的杂质；栅格间杂质区域，设置于半导体基板的第1表面，在宽度方向上相邻的栅格杂质区域之间的区域以比第1杂质浓度低的第2杂质浓度具有第2导电类型的杂质。另外，太阳能电池单元的评价用基板具备：第1杂质浓度测定区域，设置于半导体基板的第1表面，具有栅格杂质区域的间隔以上的大小，以第1杂质浓度具有第2导电类型的杂质；以及第2杂质浓度测定区域，设置于半导体基板的第1表面，具有栅格杂质区域的间隔以上的大小，以第2杂质浓度具有第2导电类型的杂质层。
本发明的太阳能电池单元的评价用基板起到即使在杂质扩散层被细线化的情况下也能够高精度地测定杂质扩散层的薄层电阻的效果。
附图说明
图1是从受光面侧观察本发明的实施方式1的太阳能电池单元的俯视图。
图2是从与受光面相向的背面侧观察本发明的实施方式1的太阳能电池单元的俯视图。
图3是示出本发明的实施方式1的太阳能电池单元的结构的主要部分剖面图，是沿着图1的A-A线的剖面图。
图4是用于说明本发明的实施方式1的太阳能电池单元的制造方法的一个例子的流程图。
图5是用于说明本发明的实施方式1的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图6是用于说明本发明的实施方式1的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图7是用于说明本发明的实施方式1的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图8是用于说明本发明的实施方式1的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图9是用于说明本发明的实施方式1的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图10是用于说明本发明的实施方式1的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图11是用于说明本发明的实施方式1的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图12是示出本实施方式1中的含n型掺杂物的浆料的涂敷图案的一个例子的图。
图13是示出扩散工序时的利用三氯氧磷气体的流量实现的n型杂质扩散层形成后的p型硅基板的受光面的薄层电阻的变化的特性图。
图14是示出横长地设置的热扩散炉内的p型硅基板上的测定位置的示意图。
图15是示出4探针测定设备的原理的示意图。
图16是示出用于确认本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层的薄层电阻的、含n型掺杂物的浆料的涂敷图案的一个例子的示意图。
图17是示出用于确认本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层的薄层电阻的、含n型掺杂物的浆料的涂敷图案的一个例子的示意图。
图18是在本发明的实施方式1中使用热扩散炉同时实施太阳能电池单元的制造和监测晶片的制作的情况下的、从上观察热扩散炉内的从左起2组的处理基板的示意图。
图19是本发明的实施方式1的监测晶片的杂质扩散层的图案的概略图。
图20是本发明的实施方式1的监测晶片中的第1n型杂质扩散层测定区域的周边的主要部分剖面图。
图21是本发明的实施方式1的监测晶片中的第2n型杂质扩散层测定区域的周边的主要部分剖面图。
图22是图19的主要部分放大图。
图23是示出本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层测定区域以及第2n型杂质扩散层测定区域在p型单晶硅基板的面内的形状的一个例子的图。
图24是示出本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层测定区域以及第2n型杂质扩散层测定区域在p型单晶硅基板的面内的形状的其他例子的图。
图25是示出本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层测定区域以及第2n型杂质扩散层测定区域在p型单晶硅基板的面内的形状的其他例子的图。
图26是示出本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层测定区域以及第2n型杂质扩散层测定区域在p型单晶硅基板的面内的形状的其他例子的图。
图27是示出本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层测定区域以及第2n型杂质扩散层测定区域在p型单晶硅基板的面内的形状的其他例子的图。
图28是从受光面侧观察本发明的实施方式2的太阳能电池单元的俯视图。
图29是从与受光面相向的背面侧观察本发明的实施方式2的太阳能电池单元的俯视图。
图30是示出本发明的实施方式2的太阳能电池单元的结构的主要部分剖面图，是沿着图28的B-B线的剖面图。
图31是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造方法的一个例子的流程图。
图32是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图33是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图34是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图35是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图36是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图37是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图38是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图39是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图40是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图41是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图42是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。
图43是示出本发明的实施方式3的太阳能电池单元的结构的主要部分剖面图。
图44是用于说明本发明的实施方式4的太阳能电池单元的评价方法的一个例子的流程图。
(符号说明)
1：太阳能电池单元；2：半导体基板；3：n型杂质扩散层；4：第1n型杂质扩散层；5：第2n型杂质扩散层；6：n型杂质扩散层上钝化膜；7：n型杂质扩散层上电极；7a：含Ag的浆料；8：n型杂质扩散层上栅格电极；9：n型杂质扩散层上总线电极；10：p型杂质扩散层上电极；10a：含Al的浆料；11：半导体基板；21：含n型掺杂物的浆料；22：玻璃质层；23：栅格图案；24：总线图案；31：热扩散炉；41：p型硅基板；42：n型杂质扩散层；43：电流探针；44：电压探针；45：施加电流源；46：电压计；51：涂敷区域；52：非涂敷区域；61：监测晶片；62：第1n型杂质扩散层测定区域；63：第2n型杂质扩散层测定区域；64：探针接触的区域；101：太阳能电池单元；102：半导体基板；103：p型杂质扩散层；104：p型杂质扩散层上钝化膜；107：p型杂质扩散层上电极；108：p型杂质扩散层上栅格电极；109：p型杂质扩散层上总线电极；110：n型杂质扩散层；111：第1n型杂质扩散层；112：第2n型杂质扩散层；113：n型杂质扩散层上钝化膜；114：n型杂质扩散层上电极；115：n型杂质扩散层上栅格电极；116：n型杂质扩散层上总线电极；117：半导体基板；121：含硼的氧化膜；122：保护用氧化膜；123：含n型掺杂物的浆料。
具体实施方式
以下，根据附图，详细说明本发明的实施方式的太阳能电池单元的评价用基板以及太阳能电池单元的评价方法。此外，本发明不限于该实施方式。另外，在以下所示的附图中，为了易于理解，各部件的比例尺有时与实际不同。在各附图之间也是同样的。
实施方式1.
首先，说明应用本实施方式1的太阳能电池单元的评价用基板以及太阳能电池单元的评价方法的太阳能电池单元。图1是从受光面侧观察本发明的实施方式1的太阳能电池单元1的俯视图。图2是从与受光面相向的背面侧观察本发明的实施方式1的太阳能电池单元1的俯视图。图3是示出本发明的实施方式1的太阳能电池单元1的结构的主要部分剖面图，是沿着图1的A-A线的剖面图。
太阳能电池单元1是面方向的外形形状具有正方形形状的结晶系太阳能电池单元。在太阳能电池单元1中，在由外形尺寸是156mm×156mm、即156mm见方的正方形的p型单晶硅构成的半导体基板2的受光面侧，通过作为n型的杂质元素的磷的扩散，形成n型杂质扩散层3，形成具有pn结的半导体基板11。以下，有时将半导体基板2称为p型单晶硅基板2。此外，半导体基板2也可以使用p型多晶硅基板。
另外，在n型杂质扩散层3上形成有由作为绝缘膜的氮化硅膜构成的n型杂质扩散层上钝化膜6。以下，将n型杂质扩散层上钝化膜6称为n型层上钝化膜6。通过在n型杂质扩散层3上设置n型层上钝化膜6，能够使p型单晶硅基板2的表面的缺陷钝化。另外，n型层上钝化膜6还作为防止反射膜发挥功能。此外，n型层上钝化膜6不限定于氮化硅膜，也可以使用硅氧化膜的绝缘膜。
在此，为了测定仅是n型杂质扩散层的薄层电阻，只要测定通过热扩散在p型硅基板上形成有n型杂质扩散层的情况下的薄层电阻值即可。如果在p型硅基板上形成n型杂质扩散层，则在p型硅基板与n型杂质扩散层之间由于pn结而不流过电流。因此，如果从n型杂质扩散层的表面通过4端子法测定n型杂质扩散层的薄层电阻，则能够测定仅是n型杂质扩散层的薄层电阻。另外，以下将n型的杂质元素简称为n型杂质。
在p型单晶硅基板2的受光面侧形成有构成用于封入光的纹理构造的未图示的微小凹凸。
n型层上钝化膜6是具有透光性的绝缘膜。作为n型层上钝化膜6，在n型杂质扩散层3上依次形成有膜厚为5nm的氧化铝(Al2O3)膜、和折射率为2.1而膜厚为80nm的氮化硅(SiN)膜。此外，n型层上钝化膜6不限定于氧化铝(Al2O3)膜和氮化硅(SiN)膜，也可以通过硅氧化(SiO2)膜或者氧化钛(TiO2)膜的绝缘膜来形成。在该太阳能电池单元1中，从n型层上钝化膜6入射光L。
另外，在半导体基板11的受光面侧，排列设置有多个长条细长的n型杂质扩散层上栅格电极8，与该n型杂质扩散层上栅格电极8正交地设置有与n型杂质扩散层上栅格电极8导通的n型杂质扩散层上总线电极9。以下，将n型杂质扩散层上栅格电极8称为n型层上栅格电极8。另外，将n型杂质扩散层上总线电极9称为n型层上总线电极9。n型层上栅格电极8以及n型层上总线电极9分别在底面部与n型杂质扩散层3电连接。
n型层上栅格电极8具有50μm以上且150μm以下程度的宽度，并且以既定的间隔平行地配置有100根以上且200根以下的根数，对在半导体基板11的内部发电的电气进行集电。另外，n型层上总线电极9具有0.5mm以上且1.0mm以下程度的宽度，并且针对每1张太阳能电池配置有3根以上且5根以下的根数，将由n型层上栅格电极8集电的电气取出到外部。另外，由n型层上栅格电极8和n型层上总线电极9，构成作为呈现梳形的受光面侧电极的n型杂质扩散层上电极7。以下，将n型杂质扩散层上电极7称为n型层上电极7。此外，在本实施方式1中，n型层上栅格电极8的根数设为100根、n型层上总线电极9的根数设为4根、n型层上栅格电极8的电极宽度设为50μm、n型层上总线电极9的电极宽度设为1.0mm。此外，在图1中，由于图示的关系，减少了n型层上栅格电极8的根数。
另外，在本实施方式1的太阳能电池单元1中，作为n型杂质扩散层3形成2种层从而形成选择发射极构造。即，在p型单晶硅基板2的受光面侧的表层部，在作为受光面侧电极的n型层上电极7的下部区域以及与该下部区域邻接的区域形成有在n型杂质扩散层3中n型的杂质相对地高浓度且均匀地扩散的高浓度杂质扩散层、即作为低电阻扩散层的第1n型杂质扩散层4。另外，在p型单晶硅基板2的受光面侧的表层部在未形成第1n型杂质扩散层4的区域形成有在n型杂质扩散层3中n型的杂质相对地低浓度且均匀地扩散的低浓度杂质扩散层、即作为高电阻扩散层的第2n型杂质扩散层5。
因此，在将第1n型杂质扩散层4的杂质扩散浓度设为第1扩散浓度、将第2n型杂质扩散层5的杂质扩散浓度设为第2扩散浓度时，第2扩散浓度小于第1扩散浓度。另外，在将第1n型杂质扩散层4的薄层电阻值设为第1薄层电阻值、将第2n型杂质扩散层5的薄层电阻值设为第2薄层电阻值时，第2薄层电阻值大于第1薄层电阻值。
另外，在半导体基板11的背面整体构成作为背面侧电极的p型杂质扩散层上电极10。以下，将p型杂质扩散层上电极10称为p型层上电极10。
接着，说明本实施方式1的太阳能电池单元1的制造方法。图4是用于说明本发明的实施方式1的太阳能电池单元1的制造方法的一个例子的流程图。图5至图11是用于说明本发明的实施方式1的太阳能电池单元1的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。图5至图11是与图3对应的主要部分剖面图。
(硅基板准备工序)
在工序1中，作为半导体基板，准备p型单晶硅基板2。p型单晶硅基板2是使用带锯以及多线锯这样的切割机将用CZ(Czochralski:丘克拉斯基)法这样的方法形成的单晶硅晶棒切割以及切片为期望的外形尺寸以及厚度而制造的。在本实施方式1中，准备厚度为180μm程度、外形尺寸为156mm以上且158mm以下×156mm以上且158mm以下的、在正方形的角部具有圆形倒角的正方形形状的p型单晶硅基板2。p型单晶硅基板2的外形是将从圆柱状的晶棒切出的156mm以上且158mm以下×156mm以上且158mm以下的正方形的四角用圆的R100以上且R105以下的圆形倒角切掉的正方形形状。156mm见方的正方形的对角线的长度约是220mm。因此，呈现156mm见方的正方形的p型单晶硅基板2的外形成为正方形的四角被切掉10mm程度的正方形形状。
关于得到的p型单晶硅基板2，进行厚度以及外形尺寸的诸多条件是否满足既定的规格的规格评价，满足规格的基板被使用于太阳能电池单元1的制造。
(表面清洗、纹理构造形成工序)
在工序2中，在p型单晶硅基板2的受光面侧的表面，作为纹理构造而形成金字塔状的微小凹凸。在形成纹理构造时，使用在5wt％以上且10wt％以下程度的氢氧化钠(NaOH)水溶液中将异丙醇混合10wt％以上且15wt％以下程度而得到的药液。通过将p型单晶硅基板2浸渍于加热到80℃以上且90℃以下程度的药液15分至20分左右，p型单晶硅基板2的表面被各向异性蚀刻，在p型单晶硅基板2的表面整个面形成微小凹凸。
在此，将在氢氧化钠水溶液中混入异丙醇而得到的药液用作形成纹理构造用的蚀刻液，但也可以将在氢氧化钠水溶液或者氢氧化钾(KOH)水溶液这样的碱性水溶液中添加市面销售的纹理蚀刻用的添加剂而得到的药液用作蚀刻液。另外，在该工序中，p型单晶硅基板2从基板表面被蚀刻5μm至10μm程度，所以在切片时在基板表面形成的损害层也能够同时去除，同时进行p型单晶硅基板2的基板清洗。此外，p型单晶硅基板2的基板清洗也可以预先另外进行。
(含n型掺杂物的浆料涂敷工序)
在工序3中，为了形成n型杂质扩散层3中的作为高浓度杂质扩散层的第1n型杂质扩散层4，作为含扩散源的涂敷剂的含n型掺杂物的浆料21如图5所示在p型单晶硅基板2中的第1表面且为受光面的一面上涂敷形成。使用丝网印刷法，与n型层上电极7的形状对应地，梳形状地印刷含n型掺杂物的浆料21。图12是示出本实施方式1中的含n型掺杂物的浆料21的涂敷图案的一个例子的图。含n型掺杂物的浆料21如图12所示，被印刷与n型层上栅格电极8对应的栅格图案23和与n型层上总线电极9对应的总线图案24。含n型掺杂物的浆料21使用在后述工序4的第1扩散工序中的热扩散温度、即热处理温度下也不会升华以及烧掉、并且不是酸性而是中性的树脂浆料。
含n型掺杂物的浆料21的主要的构成材料包括包含针对p型单晶硅基板2扩散的n型杂质的玻璃粉末的至少1种、和溶剂的至少1种。另外，含n型掺杂物的浆料21也可以考虑涂敷性而含有其他添加剂。为了针对p型单晶硅基板2扩散n型杂质，玻璃粉末所含有的n型杂质是从P(磷)以及Sb(锑)选择的至少1种元素。在包含从P(磷)以及Sb(锑)选择的至少1种元素作为n型杂质的玻璃粉末中含有从P2O3、P2O5以及Sb2O3选择的至少1种含n型杂质的物质、和从SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V2O5、SnO、ZrO2、TiO2以及MoO3选择的至少1种玻璃成分物质。另外，上述玻璃粉末被溶化到溶剂，使含n型掺杂物的浆料21成为糊状。
在第1n型杂质扩散层4上，在后面的工序中形成n型层上电极7，并使得第1n型杂质扩散层4和n型层上电极7电气接触。在n型层上电极7的形成时发生配置误差。因此，关于第1n型杂质扩散层4，在p型单晶硅基板2的面内形成n型层上电极7的位置，具有比n型层上电极7的外形向外侧扩展的外形，形成为比该n型层上电极7大的形状。
具体而言，使用开口部的宽度比n型层上电极7的宽度更宽地设置的丝网印刷版，进行含n型掺杂物的浆料21的丝网印刷。在n型层上电极7的形成宽度被设为50μm的情况下，考虑n型层上电极7的形成时的位置偏移，含n型掺杂物的浆料21的宽度被设为100μm。
在p型单晶硅基板2的一面上，在形成n型层上栅格电极8的区域以50μm以上150μm以下的宽度，以100根以上且200根以下的根数，按0.75mm至1.5mm的间隔，在基板的整个宽度印刷含n型掺杂物的浆料21。另外，在p型单晶硅基板2的一面上，在形成n型层上总线电极9的区域以0.5mm以上1.5mm以下的宽度，印刷3根以上且5根以下的根数的含n型掺杂物的浆料21。在本实施方式1中，为了形成栅格电极形成区域，以宽度100μm印刷100根含n型掺杂物的浆料21，所述栅格电极形成区域形成有50μm宽的n型层上栅格电极8。另外，为了形成总线电极形成区域，以宽度1.2mm印刷4根含n型掺杂物的浆料21，所述总线电极形成区域形成有1.0mm宽的n型层上总线电极9。
在含n型掺杂物的浆料21的印刷后，进行使该含n型掺杂物的浆料21干燥的干燥工序。在含n型掺杂物的浆料21的印刷后，含n型掺杂物的浆料21的干燥速度慢的情况下，有时印刷的含n型掺杂物的浆料21渗出而得不到期望的印刷图案。因此，优选含n型掺杂物的浆料21的干燥迅速地进行，优选使用红外线加热器这样的干燥设备使含n型掺杂物的浆料21的温度变高而干燥。
在含n型掺杂物的浆料21含有松油醇作为溶剂的情况下，优选在200℃以上的温度下使含n型掺杂物的浆料21干燥。另外，在含n型掺杂物的浆料21含有乙基纤维素作为树脂成分的情况下，为了使乙基纤维素燃烧，优选在400℃以上的温度下使含n型掺杂物的浆料21干燥。此外，即使在比400℃低的温度下使含n型掺杂物的浆料21干燥的情况下，也能够在后面的扩散工序中使乙基纤维素燃烧，所以没有问题。
(第1扩散工序)
在工序4中，在含n型掺杂物的浆料21的干燥后，将载置有p型单晶硅基板2的舟皿投入到热扩散炉，作为利用含n型掺杂物的浆料21的作为n型杂质的磷的热扩散工序即第1扩散工序，进行第1热处理。该第1扩散工序是2个阶段的连续扩散工序中的第1阶段。
在热扩散炉内，在使氮气(N2)、氧气(O2)、氮和氧的混合气体(N2/O2)、大气的气氛气体流通的气氛状态下，进行第1扩散工序。气氛气体的流量没有特别限定。另外，混合气氛的情况下的各气氛的流量比也没有特别限定，可以是任意的流量。作为一个例子，氮和氧的混合气体(N2/O2)的流量被设为N2：5.7SLM、O2：0.6SLM。即，在第1扩散工序中，不使用三氯氧磷(POCl3)，除了含n型掺杂物的浆料21以外，不存在作为n型杂质的磷的扩散源。因此，在第1扩散工序中，通过在不包含作为掺杂物元素的磷的气氛中，使磷从含n型掺杂物的浆料21扩散到p型单晶硅基板2，形成构图为期望的图案的第1n型杂质扩散层4。
另外，在870℃以上且940℃以下的温度下，保持5分以上且10分以下程度的时间来而进行第1扩散工序。因此，仅在p型单晶硅基板2中印刷有含n型掺杂物的浆料21的区域的下部，进行作为n型杂质的磷的热扩散。由此，仅在p型单晶硅基板2的面内比n型层上电极7的形成区域的外形向外侧扩展的区域中，进行作为n型杂质的磷的扩散。
通过该第1扩散工序，向p型单晶硅基板2的表面中的含n型掺杂物的浆料21的印刷区域的下部区域，作为n型杂质的磷从该含n型掺杂物的浆料21被热扩散成为相对地高浓度的第1扩散浓度，如图6所示形成第1n型杂质扩散层4。第1n型杂质扩散层4形成于在p型单晶硅基板2的面内比n型层上电极7的形成区域的外形向外侧扩展的区域，在太阳能电池单元1中成为n型层上电极7的下部区域以及与该下部区域邻接的区域。
第1n型杂质扩散层4以与含n型掺杂物的浆料21的印刷宽度相同的宽度形成为梳形状。在本实施方式1中，在形成n型层上栅格电极8的区域以作为栅格电极形成区域的宽度100μm形成100根第1n型杂质扩散层4。另外，在形成n型层上总线电极9的区域以作为总线电极形成区域的宽度1.2mm形成4根第1n型杂质扩散层4。
在本实施方式1中，通过使用含n型掺杂物的浆料21形成第1n型杂质扩散层4，使n型杂质高浓度地扩散到p型单晶硅基板2，形成薄层电阻是20Ω/sq.以上、80Ω/sq.以下的范围的第1n型杂质扩散层4。即，当在单一发射极层使用适合于高的薄层电阻的电极材料的情况下，作为第1n型杂质扩散层4，能够进行80Ω/sq.的设定。另一方面，通过调整含n型掺杂物的浆料21的条件以及热处理条件的诸多条件，能够实现根据当前的实用性的观点所需要的、具有20Ω/sq.程度的薄层电阻的第1n型杂质扩散层4。
另外，在第1扩散工序中在含有氧气(O2)的条件下进行了热扩散的情况下，在p型单晶硅基板2的表面中的未印刷含n型掺杂物的浆料21的区域，由于热扩散时的影响在表面形成未图示的薄的氧化膜。
(第2扩散工序)
在工序5中，在第1扩散工序结束后，接着进行第2热处理作为第2扩散工序，该第2扩散工序是利用三氯氧磷(POCl3)的作为n型杂质的磷的热扩散工序。即，关于p型单晶硅基板2，不从热扩散炉取出，在第1扩散工序后在相同的热扩散炉内连续地进行第2扩散工序。该第2扩散工序是2个阶段的连续扩散工序中的第2阶段。
在热扩散炉内，在存在三氯氧磷(POCl3)气体下进行第2扩散工序。即，在第1扩散工序中进行了不包含三氯氧磷(POCl3)的气氛条件下的热扩散，但在第2扩散工序中，进行在包含三氯氧磷(POCl3)作为磷的扩散源的气氛条件下的热扩散，该磷是n型杂质。气氛气体的流量没有特别限定，通过扩散浓度、扩散温度、扩散时间的诸多条件适宜地设定即可。另外，将温度从第1扩散工序的870℃以上且900℃以下降低到800℃以上且840℃以下，保持10分以上且20分以下程度的时间来进行第2扩散工序。
通过该第2扩散工序，在p型单晶硅基板2的表面中的、除了含n型掺杂物的浆料21的印刷区域以外的区域，作为n型杂质的磷被热扩散成浓度相对地比第1n型杂质扩散层4低的第2扩散浓度，如图7所示形成第2n型杂质扩散层5。第2n型杂质扩散层5在太阳能电池单元1中成为光入射的受光面。另外，在仅接着第2扩散工序之后的p型单晶硅基板2的表面，形成有在扩散处理中在表面堆积的玻璃质层22即磷硅酸玻璃(Phospho-SilicateGlass：PSG)层。
另外，在第1扩散工序中，作为n型杂质的磷包含于含n型掺杂物的浆料21的玻璃粉末，所以在第1热处理中磷也不易挥散。因此，抑制由于挥散气体的发生，磷扩散到p型单晶硅基板2的表面中的未涂敷含n型掺杂物的浆料21的区域。由此，第2n型杂质扩散层5仅通过第2扩散工序中的气相扩散来形成，所以能够将第2n型杂质扩散层5中的磷的扩散浓度抑制得较低，使第2n型杂质扩散层5的薄层电阻成为100Ω/sq.程度。
(pn分离工序)
在工序6中，为了使作为在后工序中形成的电极的n型层上电极7和p型层上电极10电气地绝缘而进行pn分离。n型杂质扩散层3在p型单晶硅基板2的表面均匀地形成，所以p型单晶硅基板2的表面和背面处于电连接的状态。因此，当在该状态下形成了n型层上电极7和p型层上电极10的情况下，n型层上电极7和p型层上电极10被电连接。为了切断该电连接，通过干蚀刻对在p型单晶硅基板2的端面区域形成的第2n型杂质扩散层5进行蚀刻去除来进行pn分离。作为为了去除该第2n型杂质扩散层5的影响而进行的其他方法，还有利用激光进行端面分离的方法。
(玻璃质层去除工序)
在工序7中，如图8所示，在p型单晶硅基板2上形成的、包含杂质的含杂质层被去除。具体而言，将p型单晶硅基板2在10％氢氟酸溶液中浸渍360秒左右，之后，进行水洗处理。由此，在p型单晶硅基板2的表面形成的含n型掺杂物的浆料21、玻璃质层22被去除。通过以上的工序，作为n型杂质扩散层3，在p型单晶硅基板2的表面侧，得到由第1n型杂质扩散层4和第2n型杂质扩散层5构成的选择杂质扩散层构造。并且，能得到通过由作为第1导电类型层的p型硅构成的半导体基板2、和形成于该半导体基板2的受光面侧的作为第2导电类型层的n型杂质扩散层3构成pn结的半导体基板11。
(n型层上钝化膜形成工序)
在工序8中，在半导体基板11的形成有n型杂质扩散层3的一面，如图9所示形成作为n型杂质扩散层侧钝化膜的n型层上钝化膜6。关于n型层上钝化膜6，使用等离子体CVD法，将硅烷气体和氨(NH3)气的混合气体用作原材料，形成折射率为2.1而膜厚为80nm的氮化硅(SiN)膜。另外，n型层上钝化膜6也可以通过蒸镀法或者热CVD法的其他方法形成。
(电极形成工序)
在工序9中，如图10所示进行利用丝网印刷进行的电极的印刷以及干燥来形成干燥状态的电极。首先，在半导体基板11的表面侧的n型层上钝化膜6上，通过丝网印刷涂敷作为含有Ag粉以及玻璃料的电极材料浆料的含Ag的浆料7a。之后，通过使含Ag的浆料7a干燥，形成成为n型杂质扩散层上电极的干燥状态的n型层上电极7。含Ag的浆料7a在250℃下被干燥5分钟。
在此，n型层上电极7形成于被内包在由工序4的第1扩散工序形成的宽度为100μm以及宽度为1.2mm的第1n型杂质扩散层4的区域内的位置。因此，n型层上电极7需要在第1n型杂质扩散层4上对位地形成。在本实施方式1中，用能够对第1n型杂质扩散层4进行可视化的专用摄像机，对在通过作为2个阶段的连续扩散工序的第1扩散工序和第2扩散工序形成第1n型杂质扩散层4和第2n型杂质扩散层5之后形成n型层上钝化膜6的半导体基板11的表面侧进行摄影。由此，识别第1n型杂质扩散层4和第2n型杂质扩散层5。通过这样辨别第1n型杂质扩散层4的区域的位置来决定含Ag的浆料7a的印刷位置，从而能够在第1n型杂质扩散层4上高精度地印刷含Ag的浆料7a。
接着，在半导体基板11的背面整个面，通过丝网印刷涂敷作为含有Al粉和玻璃料的电极材料浆料的含Al的浆料10a。之后，通过使含Al的浆料10a干燥，形成成为p型杂质扩散层上电极的干燥状态的p型层上电极10。含Al的浆料10a在250℃下被干燥5分钟。
(电极烧制工序)
在工序10中，在半导体基板11的受光面侧以及背面侧印刷而干燥的电极材料浆料被同时烧制。具体而言，将半导体基板11导入到烧制炉，在大气气氛中，在峰值温度600℃以上且900℃以下程度的温度的800℃下，进行3秒的短时间的热处理。由此，电极材料浆料中的树脂成分消失。然后，在半导体基板11的受光面侧，在n型层上电极7的Ag浆料7a所含有的玻璃材料熔融而贯通n型层上钝化膜6的期间，银材料与n型杂质扩散层3的硅接触并再凝固。由此，如图11所示得到作为n型层上电极7的n型层上栅格电极8以及n型层上总线电极9，确保n型层上电极7和半导体基板11的硅的电气导通。
另外，在半导体基板11的背面侧，p型层上电极10的含Al的浆料10a所含有的玻璃材料熔融而与硅反应并再凝固。由此，如图11所示得到p型层上电极10，确保p型层上电极10和半导体基板11的硅的电气导通。
通过实施如以上的工序，能够制作图1至图3所示的本实施方式1的太阳能电池单元1。此外，也可以在受光面侧和背面侧，调换将作为电极材料的浆料向半导体基板11配置的顺序。
在上述本实施方式1的太阳能电池单元1的制造方法中，对p型单晶硅基板2涂敷含n型掺杂物的浆料21，在除了含n型掺杂物的浆料21以外无作为掺杂物的磷的扩散源的状态下实施第1扩散工序，从而形成第1n型杂质扩散层4。然后，在第1扩散工序后，无需从实施第1扩散工序后的热扩散炉取出p型单晶硅基板2，在同一热扩散炉中实施使用三氯氧磷(POCl3)作为磷的扩散源的第2扩散工序，从而形成第2n型杂质扩散层5。即，无需从热扩散炉取出p型单晶硅基板2就能实施使用了含n型掺杂物的浆料21的第1扩散工序和使用了三氯氧磷(POCl3)的第2扩散工序的2个阶段的连续扩散工序。
由此，能够高效地实施磷的扩散处理，容易地分开制作第1n型杂质扩散层4和第2n型杂质扩散层5，形成选择杂质扩散层构造。由此，无需实施多个复杂的工序就能容易并且低成本地形成具有选择杂质扩散层构造的n型杂质扩散层。
即，在上述太阳能电池单元的制造方法中，作为形成在电极的下部区域和其他区域具有不同的杂质浓度的选择杂质扩散层构造的方法，进行使用了包含n型的杂质的含n型掺杂物的浆料21的热扩散。在该情况下，通过在p型单晶硅基板2的电极的下部区域印刷含n型掺杂物的浆料21来实施热扩散工序，接着实施利用三氯氧磷(POCl3)的热扩散工序，能够在电极的下部区域形成高浓度的n型杂质扩散层而在其他区域形成浓度比电极的下部区域低的n型杂质扩散层。
如上所述，通过使用含n型掺杂物的浆料21，能够容易并且低成本地形成具有选择杂质扩散层构造的n型杂质扩散层3。在此，叙述在扩散工序中应注意的事项。
在第2扩散工序中，在关于p型单晶硅基板2的受光面侧调整用于得到期望的受光面薄层电阻值的扩散条件的情况下，需要留意以下的事项。即，在针对印刷有含n型掺杂物的浆料21的p型单晶硅基板2进行利用三氯氧磷(POCl3)的磷的扩散的情况下，在将温度、压力、流量的扩散条件设为与不使用含n型掺杂物的浆料21而仅通过利用三氯氧磷(POCl3)的扩散在p型单晶硅基板2形成n型杂质扩散层3的情况相同时，第2n型杂质扩散层5的n型杂质浓度变低，n型杂质扩散层3形成后的受光面的薄层电阻变高。
其理由在于，在第2扩散工序时，由被印刷在p型单晶硅基板2的含n型掺杂物的浆料21消耗三氯氧磷(POCl3)。因此，在第2扩散工序中，消耗与投入到热扩散炉的p型单晶硅基板2的数量成比例的量的三氯氧磷(POCl3)，所以在调整第2扩散工序的扩散条件的情况下，需要留意该点。
作为这样防止n型杂质扩散层3形成后的受光面的薄层电阻变高的方法，可以举出以下的方法。即，相比于未在硅基板印刷含n型掺杂物的浆料21而仅利用三氯氧磷(POCl3)的扩散时，增加相同的每处理数量的三氯氧磷(POCl3)气体的流量。
图13是示出扩散工序时的利用三氯氧磷(POCl3)气体的流量的n型杂质扩散层3形成后的p型单晶硅基板2的受光面的薄层电阻的变化的特性图。在图13中，横轴表示横长地设置的热扩散炉31内的p型单晶硅基板2的配置位置，纵轴表示扩散工序后的p型单晶硅基板2的受光面的薄层电阻[Ω/sq.]。图14是示出横长地设置的热扩散炉31内的p型单晶硅基板2上的测定位置的示意图。图14中的p型单晶硅基板2上的编号与图13中的横轴的编号、即测定位置对应。
图13中的◇标记表示针对未印刷含n型掺杂物的浆料21的p型单晶硅基板2进行了仅利用三氯氧磷(POCl3)的磷的扩散的样品1的数据。图13中的△标记表示针对印刷有含n型掺杂物的浆料21的p型单晶硅基板2通过利用上述第1扩散工序和第2扩散工序的2个阶段的连续扩散工序进行了磷的扩散的样品2的数据。样品2的第2扩散工序中的三氯氧磷(POCl3)的流量与样品1的情况相同。图13中的○标记表示针对印刷有含n型掺杂物的浆料21的p型单晶硅基板2进行了利用上述第1扩散工序和第2扩散工序的磷的扩散的样品3的数据。样品3的第2扩散工序中的三氯氧磷(POCl3)的流量比样品1的情况增加。
在该热扩散炉31中，从图14中的左端侧，导入作为用于使磷扩散到p型单晶硅基板2的扩散气体的三氯氧磷(POCl3)气体，扩散气体在热扩散炉31内流通，并被从右端侧排气。将p型单晶硅基板2在使板面与石英管的中心轴以及扩散气体的流通方向平行且在水平方向上隔开既定的间隔的状态下排列，将这样得到的各几十张作为1组，纵向配置。另外，将多组在热扩散炉31的延伸方向上隔开既定的间隔而配置。此外，在此在热扩散炉31内投入几百张的p型单晶硅基板2来进行连续扩散。其中，由于图示的关系，在图13以及图14中示出热扩散炉31内的从左端起7组的p型单晶硅基板2。
通过与扩散气体的流通方向平行地排列p型单晶硅基板2，具有在与p型单晶硅基板2的板面垂直的方向上相邻的p型单晶硅基板2之间，易于流过扩散气体的效果。由此，相比于在使p型单晶硅基板2的板面成为与扩散气体的流通方向垂直的方向并隔开既定的间隔的状态下排列多个p型单晶硅基板2的情况，能够更高效地并且均匀地使扩散气体接触到p型单晶硅基板2，能够抑制每个p型单晶硅基板2的磷的扩散量的偏差。
如从图13可知，在使第2扩散工序中的三氯氧磷(POCl3)的流量与样品1的情况相同而进行了利用上述第1扩散工序和第2扩散工序的2个阶段的连续扩散工序的样品2的情况下，随着在三氯氧磷(POCl3)的流通方向上前进，n型杂质扩散层3形成后的p型单晶硅基板2的受光面的薄层电阻变高。这起因于，在第2扩散工序时，由印刷在p型单晶硅基板2的含n型掺杂物的浆料21消耗三氯氧磷(POCl3)。
另一方面，在使第2扩散工序中的三氯氧磷(POCl3)的流量比样品1的情况增加而进行了利用上述第1扩散工序和第2扩散工序的2个阶段的连续扩散工序的样品3的情况下，所有p型单晶硅基板2的受光面的薄层电阻几乎无变化，得到均匀的薄层电阻值。因此，通过增加2个阶段的连续扩散工序中的第2扩散工序的三氯氧磷(POCl3)气体的流量，关于n型杂质扩散层3形成后的受光面的薄层电阻，能够稳定地得到均匀性高的值。
作为这样的第2扩散工序中的三氯氧磷(POCl3)气体的流量增加的例子，在作为针对未涂敷含n型掺杂物的浆料21的p型单晶硅基板2仅利用三氯氧磷(POCl3)的扩散条件的流量条件是N2：5.8SLM、O2：0.9SLM、POCl3：1.5SLM的情况下，使作为针对涂敷有含n型掺杂物的浆料21的p型单晶硅基板2的第2扩散工序中的扩散条件的流量条件成为N2：5.8SLM、O2：0.9SLM、POCl3：2.0SLM即可。此外，在此表示为一次地处理100张p型单晶硅基板2的情况下的三氯氧磷(POCl3)气体的流量。
接着，说明在本实施方式1中使用的含n型掺杂物的浆料21的印刷图案。在通过上述太阳能电池单元的制造方法对p型单晶硅基板2进行作为n型杂质的磷的扩散的情况下，为了确认是否按照期望的浓度形成n型杂质扩散层而测定n型杂质扩散层的薄层电阻。一般，在使用了三氯氧磷(POCl3)的热扩散中，使用石英制的管，在对1根管插入了300张以上的基板的状态下进行处理。此时，基板的薄层电阻最好不依赖于管的位置以及管内的基板的位置，但实际上在基板间以及基板内发生薄层电阻的偏差。薄层电阻的偏差虽然也依赖于目标值，但作为一个例子，设想相对目标值60Ω/sq.在基板间以及基板内为±10％程度。
此前为了生产太阳能电池单元，当在电极的下部区域和其他区域中在杂质浓度上未设置差的具有单一杂质扩散层的构造的情况下，关于受光面的杂质扩散层的扩散条件的管理，实际上评价成为太阳能电池单元的任意的基板的受光面的薄层电阻即可。即，当在电极的下部区域和其他区域中在杂质浓度上未设置差的具有单一杂质浓度的n型杂质扩散层的情况下，针对最终成为太阳能电池单元的基板，基板的任何部分都能够确认是否得到期望的设计值，并且，成为管理的对象。
另一方面，当形成在电极的下部区域和其他区域中在杂质浓度上设置有差的选择性的杂质扩散层构造的情况下，关于确认电极的下部区域和其他区域这两个区域是否成为期望的薄层电阻，在构造上难以利用最终成为太阳能电池单元的基板进行评价。在当前的太阳能电池单元中，当栅格电极宽度为50μm的情况下，电极的下部区域的杂质扩散层的宽度以小于100μm为目标。
一般，通过使用4探针法的薄层电阻测定设备来测定薄层电阻。作为一个例子，通过使用作为4探针测定设备的株式会社国际电气Altek公司制VR-70，能够利用4探针法评价基板的受光面的薄层电阻。4探针测定设备的4探针的结构是以1mm间隔直线状地排列有4根探针，所以需要至少4mm见方以上的同一规格的杂质扩散层。但是，当前的太阳能电池单元中的电极的下部区域的杂质扩散层的图案的宽度是100μm程度，另一方面，改变并非电极下部的其他区域的杂质浓度后的杂质扩散层的宽度也小于2mm。即，在宽度方向上相邻的、电极的下部区域的杂质扩散层的图案之间所形成的杂质扩散层也小于2mm。
因此，在这样的选择性的杂质扩散层构造中，在想要关于电极的下部区域和其他区域的各区域导出扩散条件时，需要形成具有最终不成为太阳能电池单元的构造的、用于导出杂质扩散层的扩散条件的专用基板来评价。以后，将用于导出杂质扩散层的扩散条件的专用基板称为监测晶片。
监测晶片由于被用于杂质扩散层的扩散条件的导出，所以优选能够模拟太阳能电池单元的构造，并且通过将监测晶片插入到热扩散炉，尽可能减小向最终成为太阳能电池单元的基板的热扩散处理中的影响。另一方面，因为硬要制作最终不成为太阳能电池单元的构造，所以并不希望监测晶片的构造以及制作工序繁杂。
如以上所述，在形成具有杂质浓度相对地高的电极的下部区域和杂质浓度相对地低的其他区域的构造的情况下，需要与最终成为太阳能电池单元的基板独立地准备监测晶片。此外，在使用在此示出的、用于形成杂质浓度相对地高的电极的下部区域的含n型掺杂物的浆料的情况下，考虑含n型掺杂物的浆料的影响来设定扩散时的N2或者O2的条件。
图15是示出4探针测定设备的原理的示意图。4探针测定设备具有以1mm间隔直线状地配置的4根探针。在利用4探针测定设备测定薄层电阻时，使探针接触到被设置于p型硅基板41的表层的n型杂质扩散层42。在使探针接触到n型杂质扩散层42的状态下，从施加电流源45使电流流向4根探针中的两端的2根电流探针43，用电压计46测定4根探针中的中央的2根电压探针44的电压，从而测定薄层电阻。pn结不会逆向地流过电流，所以电流仅流过n型杂质扩散层42，所以能够测定仅n型杂质扩散层42的薄层电阻。p型硅基板41的大小的一个例子是156mm见方。p型硅基板41的厚度的一个例子是0.2mm。n型杂质扩散层42的厚度的一个例子是0.3μm。
关于4探针测定设备的4探针，如上所述以1mm间隔直线状地排列4根探针。因此，从4根探针中的一端的探针至另一端的探针有3mm的间隔。因此，即使在直线状地排列的探针在面方向上在旋转方向产生了偏移的情况下，为了实现适合的测定，需要至少4mm见方的四方形的面积。
然而，在具有156mm见方的外形尺寸并设置有100根栅格电极的太阳能电池单元中，在宽度方向上相邻的、栅格电极的下部区域的杂质扩散层的图案之间的间隔为1.5mm程度。另外，栅格电极的下部区域的杂质扩散层的宽度是100μm程度。
一般，关于4探针测定设备中安装有4根探针的头，沿着成为测定对象的基板的板面的外形尺寸，宽度以及纵深都成为几cm程度。通常，在4探针测定设备中，头自动地移动到成为测定对象的基板的面内的几个点而测定薄层电阻。然而，具有几cm程度的外形尺寸的头不适合于测定宽度是1.5mm程度的任意的期望的部分。另外，在通过目视进行测定对象部分和头的对位的情况下，难以使头降低到宽度为1.5mm程度的任意的期望的部分。因此，在4探针测定设备中，难以对宽度为1.5mm程度的任意的期望的部分载置探针。
即，虽然能够理论上将安装于头的探针载置到宽度为1.5mm程度的部分来进行测定，但实际上存在定位精度的问题，难以测定。另外，栅格电极的下部区域的杂质扩散层的宽度是100μm程度，所以无法测定。因此，在使用4端子测定器的情况下，无法针对栅格电极的下部区域的杂质扩散层以及栅格电极的下部区域的杂质扩散层的图案之间的杂质扩散层，使用成为太阳能电池单元的基板适当地评价薄层电阻。即，在进行利用4探针法的测定的4端子测定器的原理上，成为为了测定而所需的测定对象的n型杂质扩散层的图案的尺寸为1mm×4mm。
因此，在形成选择性的高浓度杂质层的情况下，在使第1n型杂质扩散层4中的栅格电极部的区域的宽度、即形成n型层上栅格电极8的区域的宽度为100μm的情况下，在测定薄层电阻的设备的机构上，难以在最终成为太阳能电池单元1的基板中进行评价。
在研究第1n型杂质扩散层4的薄层电阻的情况下，需要形成用于确认第1n型杂质扩散层4的薄层电阻的某些构造。在概念上，如果想要单纯地仅掌握第1n型杂质扩散层4的薄层电阻，则作为一个例子，如图16所示，考虑p型单晶硅基板2的受光面的整个面成为涂敷有含n型掺杂物的浆料21的含n型掺杂物的浆料的涂敷区域51的单纯的含n型掺杂物的浆料21的涂敷图案。在该情况下，在p型单晶硅基板2的受光面的整个面形成第1n型杂质扩散层4。图16是示出用于确认本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层4的薄层电阻的、含n型掺杂物的浆料21的涂敷图案的一个例子的示意图。
进而，在认为想要用同一p型单晶硅基板2同时评价第1n型杂质扩散层4和第2n型杂质扩散层5的情况下，作为一个例子，如图17所示考虑在p型单晶硅基板2的面内以同等的频度配置有含n型掺杂物的浆料的涂敷区域51、和未涂敷含n型掺杂物的浆料21的含n型掺杂物的浆料的非涂敷区域52而形成的、含n型掺杂物的浆料的涂敷区域51、和含n型掺杂物的浆料的非涂敷区域52成为交错纹的图案。在该情况下，涂敷含n型掺杂物的浆料21而形成的第1n型杂质扩散层4的区域、和未涂敷含n型掺杂物的浆料21而形成的第2n型杂质扩散层5的区域成为交错纹。图17是示出用于确认本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层4的薄层电阻的、含n型掺杂物的浆料21的涂敷图案的一个例子的示意图。
然而，如上所述，在第2扩散工序时，由被印刷在p型单晶硅基板2的含n型掺杂物的浆料21消耗三氯氧磷(POCl3)。三氯氧磷(POCl3)的消耗量根据含n型掺杂物的浆料21的涂敷量而变化，所以需要在再现了在太阳能电池单元的制造条件下消耗的三氯氧磷(POCl3)的消耗量的状态下进行磷向监测单元的扩散。
即，在太阳能电池单元的制造时的扩散工序中，三氯氧磷(POCl3)在被含n型掺杂物的浆料21消耗的同时在p型单晶硅基板2之间流过。因此，在太阳能电池单元的制造时，太阳能电池单元用的p型单晶硅基板2的表面附近的扩散气体的三氯氧磷(POCl3)的浓度低于原来的扩散气体所包含的三氯氧磷(POCl3)的浓度。另外，在该三氯氧磷(POCl3)的浓度降低的扩散气体中，作为杂质的磷扩散到栅格电极的下部区域的杂质扩散层的图案之间。
因此，在评价用的监测晶片中，也与太阳能电池单元用的p型单晶硅基板2同样地，需要评价在再现了三氯氧磷(POCl3)的浓度降低的扩散气体的状态下使磷扩散的情况下的杂质浓度。关于在太阳能电池单元的制造条件下消耗的三氯氧磷(POCl3)的消耗量，无论三氯氧磷(POCl3)的消耗量多、还是三氯氧磷(POCl3)的消耗量少，在太阳能电池单元的杂质扩散层中的磷的扩散浓度和监测晶片的杂质扩散层中的磷的扩散浓度中都产生差异。
在该情况下，作为含n型掺杂物的浆料21的涂敷图案所要求的事项，使含n型掺杂物的浆料21的涂敷量尽可能与太阳能电池单元制造时的涂敷量相等，能够在同一基板内测定第1n型杂质扩散层4的区域和第2n型杂质扩散层5的区域的薄层电阻，进而能够用一般的薄层电阻测定设备进行测定。为此，需要使用与太阳能电池单元的构造类似的构造的监测晶片61。
然后，在与通常的太阳能电池单元的制造相近的条件下、优选在相同的条件下制作监测晶片61。图18是从上观察在本发明的实施方式1中使用热扩散炉31同时实施太阳能电池单元的制造和监测晶片的制作的情况下的、热扩散炉31内的从左起2组的处理基板的示意图。在各个组中，在水平方向上隔开3mm的间隔配置41张处理基板。在监测晶片的制作中，使用与制造太阳能电池单元用的p型单晶硅基板2相同的条件的p型单晶硅基板2。在图18中，通过将制作监测晶片用的p型单晶硅基板2也记载为监测晶片61，区分制造太阳能电池单元用的p型单晶硅基板2、和制作监测晶片用的p型单晶硅基板2。
在不评价杂质扩散层中的磷的扩散浓度的通常的太阳能电池单元的制造时，在热扩散炉31内的所有位置配置太阳能电池单元用的p型单晶硅基板2。在本实施方式1的太阳能电池单元的评价方法中，为了评价杂质扩散层中的磷的扩散浓度，在各个组内，在排列有处理基板的排列方向上、即与处理基板的板面垂直的方向上的、两端部、中央部以及从两端部起每隔10张配置监测晶片61。即，在各组中，在从排列方向的一端侧起第1个、第11个、第21个、第31个以及第41个处配置监测晶片61。在其以外的部位配置太阳能电池单元用的p型单晶硅基板2。在图18中左侧记载的数字表示各组的处理基板的从排列方向的一端侧起的顺序。
根据扩散条件的不同，有时在各组中的、排列方向上的两端部的处理基板和中央部的处理基板中，在杂质扩散层中的磷的扩散浓度上产生差异。作为一个例子，扩散气体不易流到排列方向上的中央部，所以中央部的处理基板的杂质扩散层的磷的扩散浓度有时比排列方向上的其他部位的处理基板的杂质扩散层的磷的扩散浓度降低。另外，在比较扩散气体的流通方向上的上游侧的组和下游侧的组时，下游侧的组的处理基板的杂质扩散层的磷的扩散浓度有时比上游侧的组的处理基板的杂质扩散层的磷的扩散浓度降低。要求减少这样的杂质扩散层的磷的扩散浓度的偏差，以均匀且适合的扩散浓度制造杂质扩散层的磷的扩散浓度。为此，优选在各组中，在两端部、中央部、中间部配置监测晶片来评价。
另一方面，通过在排列方向上的未配置监测晶片61的部位配置太阳能电池单元用的p型单晶硅基板2，能够再现与通常的太阳能电池单元制造时相近的条件为主，同时实施太阳能电池单元的制造和监测晶片61的制作。
作为监测晶片的构造，发明者发现图19至图21所示的构造，该监测晶片是满足如以上的规格的太阳能电池单元的评价用基板。图19是本发明的实施方式1的监测晶片的杂质扩散层的图案的概略图。图20是本发明的实施方式1的监测晶片中的第1n型杂质扩散层测定区域62的周边的主要部分剖面图。图21是本发明的实施方式1的监测晶片中的第2n型杂质扩散层测定区域63的周边的主要部分剖面图。
本实施方式1的监测晶片61具有模拟太阳能电池单元1的n型杂质扩散层3的构造，与成为评价对象的太阳能电池单元1同样地，在p型单晶硅基板2的一面具有n型杂质扩散层3。此外，对模拟成为评价对象的太阳能电池单元1的n型杂质扩散层，也附加与太阳能电池单元1相同的符号。即，监测晶片61具有第1n型杂质扩散层4和第2n型杂质扩散层5。另外，监测晶片61在p型单晶硅基板2的一面具有与第1n型杂质扩散层4同样地印刷含n型掺杂物的浆料21而形成的作为第1杂质浓度测定区域的第1n型杂质扩散层测定区域62、和与第2n型杂质扩散层5同样地通过仅利用三氯氧磷(POCl3)的扩散而形成的作为第2杂质浓度测定区域的第2n型杂质扩散层测定区域63。
第1n型杂质扩散层测定区域62是用于通过4探针测定设备测定薄层电阻的杂质扩散层。关于第1n型杂质扩散层测定区域62，第1n型杂质扩散层4中的与太阳能电池单元1的n型层上栅格电极8的下部对应的细长形状的第1n型杂质扩散层4即栅格杂质区域具有与其他栅格杂质区域相邻的间隔以上的大小。由此，能够将测定区域确保得较大，即使在栅格杂质区域被细线化的情况下，利用4探针测定设备的测定也变得容易。
第1n型杂质扩散层测定区域62在与成为评价对象的太阳能电池单元1的第1n型杂质扩散层4相同的工序中，使用相同的含n型掺杂物的浆料21，在相同的条件下形成，所以具有与第1n型杂质扩散层4同等的深度以及n型杂质浓度，以第1杂质浓度具有n型的杂质。因此，通过测定第1n型杂质扩散层测定区域62的薄层电阻，能够确认太阳能电池单元1的第1n型杂质扩散层4的薄层电阻。然后，通过确认第1n型杂质扩散层4的薄层电阻，能够推测太阳能电池单元1的第1n型杂质扩散层4的n型杂质浓度。
由于与第1n型杂质扩散层4同样地印刷含n型掺杂物的浆料21而形成的第1n型杂质扩散层测定区域62的薄层电阻为20Ω/sq.程度，所以在与作为在当前的n型层上电极7中使用的一般的n型层的薄层电阻的70Ω/sq.程度进行比较时，还有时具有大的差异，为了能够以最低限的个数掌握p型单晶硅基板2的第1n型杂质扩散层4的n型杂质浓度的面内的分布状况，配置在4个点。此外，第1n型杂质扩散层测定区域62配置在4个点以上即可，为了能够掌握第1n型杂质扩散层4的n型杂质浓度的面内的分布状况，优选配置在相对将p型单晶硅基板2的面内左右均等地分割的中心线成为对象的位置。
如以上所述，在第1n型杂质扩散层4的薄层电阻为作为太阳能电池单元的n型杂质扩散层低的值即20Ω/sq.程度的情况下，第1n型杂质扩散层测定区域62的薄层电阻也同样地为20Ω/sq.程度。在该情况下，即使在考虑了针对扩散设备的石英管内的p型单晶硅基板2的面内的位置的依赖性以及p型单晶硅基板2的面内的薄层电阻的均匀性的情况下，只要p型单晶硅基板2的面内的第1n型杂质扩散层测定区域62的薄层电阻的测定部位有4个点程度，就足够确认第1n型杂质扩散层4的薄层电阻。
另外，第1n型杂质扩散层测定区域62的薄层电阻是20Ω/sq.程度，所以即使在p型单晶硅基板2的面内第1n型杂质扩散层测定区域62的薄层电阻产生了偏差的情况下，相比于薄层电阻是70Ω/sq.程度的情况，薄层电阻的偏差小。因此，即使在考虑了p型单晶硅基板2的面内的第1n型杂质扩散层测定区域62的薄层电阻的偏差的情况下，只要p型单晶硅基板2的面内的第1n型杂质扩散层测定区域62的薄层电阻的测定部位有4个点程度，就足够确认第1n型杂质扩散层4的薄层电阻。
另外，进而通过将p型单晶硅基板2的面内的中央的1个点加到第1n型杂质扩散层测定区域62的薄层电阻的测定部位，能够实现更适合于太阳能电池单元1的第1n型杂质扩散层4的薄层电阻的确认的监测晶片61的构造。
第2n型杂质扩散层测定区域63是用于通过4探针测定设备测定薄层电阻的杂质扩散层。关于第2n型杂质扩散层测定区域63，第1n型杂质扩散层4中的与太阳能电池单元1的n型层上栅格电极8的下部对应的细长形状的第1n型杂质扩散层4即栅格杂质区域具有与其他栅格杂质区域相邻的间隔以上的大小。由此，能够将测定区域确保得较大，即使在栅格杂质区域被细线化的情况下，利用4探针测定设备的测定也变得容易。
第2n型杂质扩散层测定区域63由于在与成为评价对象的太阳能电池单元1的第2n型杂质扩散层5相同的工序中以相同的条件形成，所以具有与第2n型杂质扩散层5同等的深度以及n型杂质浓度，以第2杂质浓度具有n型的杂质层。因此，通过测定第2n型杂质扩散层测定区域63的薄层电阻，能够确认太阳能电池单元1的第2n型杂质扩散层5的薄层电阻。另外，通过确认第2n型杂质扩散层5的薄层电阻，能够推测太阳能电池单元1的第2n型杂质扩散层5的n型杂质浓度。
另一方面，与第2n型杂质扩散层5同样地通过仅利用三氯氧磷(POCl3)的扩散形成的第2n型杂质扩散层测定区域63与第2n型杂质扩散层5同样地，成为比作为一般的单一浓度的n型杂质扩散层的薄层电阻的70Ω/sq.程度的情况高的、90Ω/sq.程度以上的薄层电阻。因此，第2n型杂质扩散层测定区域63的p型单晶硅基板2的面内的分布相比于作为一般的单一浓度的n型杂质扩散层的薄层的70Ω/sq.的情况，均匀性降低，所以为了能够无遗漏地掌握p型单晶硅基板2的第2n型杂质扩散层5的n型杂质浓度的面内的分布状况，配置在25个点。第2n型杂质扩散层测定区域63基本上配置在p型单晶硅基板2的面内的中央1个点、和外周侧的至少4个点共5个点的位置即可，但为了能够掌握更细致的状况，配置在25个点。第2n型杂质扩散层测定区域63优选外周侧的4点设为相对中央的1个点成为对称的2对点。即，第2n型杂质扩散层测定区域63的外周侧的4个点优选配置在相对将p型单晶硅基板2的面内左右均等地分割的中心线对象的位置。
另外，在本实施方式1中，关于p型单晶硅基板2的面内的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63的尺寸，以能够利用作为一般的薄层电阻测定设备的4探针测定设备进行测定时容易地进行将探针抵接到测定部分的中央的测定的方式，设定为8mm×8mm的四方形。关于上述图13以及图14，使用图19所示的图案的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63来导出。
关于第1n型杂质扩散层测定区域62的尺寸，根据使薄层电阻的测定操作易于进行的观点，无需比8mm见方大的尺寸。在使第1n型杂质扩散层测定区域62的尺寸大于8mm见方的情况下，含n型掺杂物的浆料21的涂敷量比本来作为栅格图案23被涂敷到太阳能电池单元用的p型单晶硅基板2的情况大幅增加。通过含n型掺杂物的浆料21的涂敷量增加，在形成监测晶片61的第2扩散工序中，含n型掺杂物的浆料21所致的三氯氧磷(POCl3)的消耗量变多。另外，三氯氧磷(POCl3)的消耗量的增加对第1n型杂质扩散层测定区域62的图案区域的周边的第2n型杂质扩散层测定区域63的磷的扩散状态造成的影响、即磷的扩散量降低的影响也变大。因此，第1n型杂质扩散层测定区域62的尺寸并不希望为必要以上的大小。
第2n型杂质扩散层测定区域63的尺寸根据使薄层电阻的测定操作容易地进行的观点，无需比8mm见方大的尺寸。在使第2n型杂质扩散层测定区域63的尺寸大于8mm见方的情况下，含n型掺杂物的浆料21的涂敷量比本来作为形成栅格图案23用而被涂敷到太阳能电池单元用的p型单晶硅基板2的情况减少。
通过栅格图案23形成用的含n型掺杂物的浆料21的涂敷量减少，在形成监测晶片61的第2扩散工序中含n型掺杂物的浆料21所致的三氯氧磷(POCl3)的消耗量变少。另外，三氯氧磷(POCl3)的消耗量的减少对第1n型杂质扩散层测定区域62的图案区域的周边的第2n型杂质扩散层测定区域63的磷的扩散状态造成的影响、即磷的扩散量降低的影响也变小。因此，第1n型杂质扩散层测定区域62的尺寸并不希望为必要以上的大小。
当在156mm见方的p型单晶硅基板2的面内将第2n型杂质扩散层测定区域63如图19所示以5列×5行的配置配置在25个点的情况下，在均等地配置第2n型杂质扩散层测定区域63时，在列方向或者行方向上相邻的2个第2n型杂质扩散层测定区域63间的配置间隔成为31.2mm。在此，在实际的制造中为了使第2n型杂质扩散层测定区域63的配置的管理变得容易，在列方向或者行方向上相邻的2个第2n型杂质扩散层测定区域63的配置间隔优选成为1mm单位。此外，此处的配置间隔是列方向或者行方向上的第2n型杂质扩散层测定区域63的中心间的距离。
因此，在156mm见方的p型单晶硅基板2的面内，列方向或者行方向上的第2n型杂质扩散层测定区域63的配置间隔优选成为32mm。另外，列方向上的端部的第2n型杂质扩散层测定区域63和在列方向上与该第2n型杂质扩散层测定区域63相邻的p型单晶硅基板2的边之间的距离优选成为14mm。同样地，行方向上的端部的第2n型杂质扩散层测定区域63和在行方向上与该第2n型杂质扩散层测定区域63相邻的p型单晶硅基板2的边之间的距离优选成为14mm。
图22是图19的主要部分放大图。在图22中在横向观察时、即在行方向上观察时，频带α、标准频带β、频带γ、标准频带β、频带α依次排列。在此，频带α是在行方向上配置第2n型杂质扩散层测定区域63的区域。标准频带β是在行方向上未配置第1n型杂质扩散层测定区域62和第2n型杂质扩散层测定区域63中的任意一个的区域。频带γ是在行方向上配置第1n型杂质扩散层测定区域62的区域。频带α的宽度是8mm、频带γ的宽度是8mm、相邻的2个频带α的间隔是32mm，所以标准频带β的宽度为8mm。相邻的2个频带α的间隔是行方向上的第2n型杂质扩散层测定区域63的中心间的距离。此外，在图22中示出在横向上观察的情况时，但在图22中在纵向上观察时、即在列方向上观察时也是同样的。
在针对156mm见方的p型单晶硅基板2的面内以5列×5行的配置均等地配置8mm见方的25个点的第2n型杂质扩散层测定区域63的情况下，能够在列方向或者行方向上，在第2n型杂质扩散层测定区域63与第1n型杂质扩散层测定区域62之间设置具有与两者相同的程度的宽度的标准频带β。另外，关于第2n型杂质扩散层测定区域63和第1n型杂质扩散层测定区域62，在对各个区域进行磷的扩散时，由于存在标准频带β，相互的测定区域不会彼此影响，分别独立地实施磷的扩散。
即，在形成监测晶片61的第1扩散工序中，磷不会从含n型掺杂物的浆料21扩散到第2n型杂质扩散层测定区域63，磷扩散到含n型掺杂物的浆料21的正下区域而形成第1n型杂质扩散层测定区域62。另外，在形成监测晶片61的第2扩散工序中，存在标准频带β，所以在与第2n型杂质扩散层测定区域63相邻的第1n型杂质扩散层测定区域62上印刷的含n型掺杂物的浆料21所致的三氯氧磷(POCl3)的消耗不会影响磷向第2n型杂质扩散层测定区域63的扩散。因此，在监测晶片61中，在再现了与以通常的太阳能电池单元的制造条件消耗的三氯氧磷(POCl3)的消耗量接近的条件的状态下，形成第2n型杂质扩散层测定区域63和第1n型杂质扩散层测定区域62。
另外，通过测定第2n型杂质扩散层测定区域63和第1n型杂质扩散层测定区域62的薄层电阻，能够更高精度地测定与太阳能电池单元1中的n型层上栅格电极8的下部的第1n型杂质扩散层4相同的薄层电阻、以及与n型层上栅格电极8之间的下部的第2n型杂质扩散层5相同的薄层电阻。由此，能够进行第1n型杂质扩散层4和第2n型杂质扩散层5的薄层电阻的适合的评价。
关于第2n型杂质扩散层测定区域63和第1n型杂质扩散层测定区域62的测定区域的尺寸，在使测定区域的尺寸大于8mm见方时，标准频带β的宽度变窄。在该情况下，在上述第2扩散工序中，在与第2n型杂质扩散层测定区域63相邻的第1n型杂质扩散层测定区域62上印刷的含n型掺杂物的浆料21所致的三氯氧磷(POCl3)的消耗对磷向第2n型杂质扩散层测定区域63的扩散带来影响。因此，使测定区域的尺寸大于8mm见方并不适合。通过使第2n型杂质扩散层测定区域63和第1n型杂质扩散层测定区域62的测定区域的尺寸成为8mm见方，能够确保与两者相同的程度的尺寸的标准频带β，所以测定区域的尺寸适合为8mm见方。
此外，当在4探针测定设备的结构上具有能够使探针以小于1mm的单位接触到任意位置的机构的情况下，测定部位的大小只要是1mm×4mm的四方形以上的尺寸即可。
即，本实施方式1的监测晶片61具备：半导体基板，为第1导电类型；多个细长形状的栅格杂质区域，设置于半导体基板的第1表面，在与太阳能电池单元的栅格电极的形状对应的区域，以第1杂质浓度具有第2导电类型的杂质层；栅格间杂质区域，设置于半导体基板的第1表面，在宽度方向上相邻的栅格杂质区域之间的区域，以比第1杂质浓度低的第2杂质浓度具有第2导电类型的杂质层；第1杂质浓度测定区域，设置于半导体基板的第1表面，具有栅格杂质区域的间隔以上的大小，以第1杂质浓度具有第2导电类型的杂质层；以及第2杂质浓度测定区域，设置于半导体基板的第1表面，具有栅格杂质区域的间隔以上的大小，以第2杂质浓度具有第2导电类型的杂质层。
在此，在本实施方式1中，为第1导电类型的半导体基板是p型单晶硅基板2。第1表面是p型单晶硅基板2的受光面侧的一面。栅格杂质区域是第1n型杂质扩散层4中的与太阳能电池单元1的n型杂质扩散层上栅格电极8的下部对应的细长形状的第1n型杂质扩散层4。栅格间杂质区域是第2n型杂质扩散层5。第1杂质浓度测定区域是第1n型杂质扩散层测定区域62。第2杂质浓度测定区域是第2n型杂质扩散层测定区域63。
图23是示出本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63在p型单晶硅基板2的面内的形状的一个例子的图。图23所示的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63为了确保能够将4探针测定设备的探针接触的全部区域64内包的宽的区域而设为1mm×4mm的长方形形状。
图24是示出本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63在p型单晶硅基板2的面内的形状的其他例子的图。图24所示的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63确保能够将4探针测定设备的探针接触的全部区域64内包的宽的区域、并且还考虑含n型掺杂物的浆料21的印刷精度而设为2mm×5mm的长方形形状。
图25是示出本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63在p型单晶硅基板2的面内的形状的其他例子的图。图25所示的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63确保能够将4探针测定设备的探针接触的全部区域64内包的宽的区域、并且为了n型层上栅格电极8的下部的细长形状的第1n型杂质扩散层4成为在宽度方向上相邻的间隔的2倍以上的区域、且n型层上总线电极9的下部的第1n型杂质扩散层4的宽度以上的区域，而设为8mm×8mm的长方形形状。n型层上栅格电极8的下部的细长形状的第1n型杂质扩散层4的间隔是1.5mm程度，在还考虑印刷精度时，通过设为8mm×8mm的四方形程度，无需提高4探针的接触位置的精度就能够容易地测定薄层电阻。
图26是示出本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63在p型单晶硅基板2的面内的形状的其他例子的图。图26所示的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63也可以是短径2mm×长径5mm的椭圆形状。
图27是示出本发明的实施方式1的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63在p型单晶硅基板2的面内的形状的其他例子的图。图27所示的第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63也可以是直径为8mm的圆形。
另外，即使是在n型硅基板的表面形成有具有选择杂质扩散层构造的p型杂质扩散层的基板，通过形成与上述第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63对应的第1p型杂质扩散层测定区域以及第2p型杂质扩散层测定区域，也能够确认具有选择杂质扩散层构造的p型杂质扩散层的薄层电阻。
如上所述，使用本实施方式1的太阳能电池单元的评价用基板，测定与选择杂质扩散层构造的杂质扩散层对应的薄层电阻。由此，即使在选择杂质扩散层构造的杂质扩散层的细线化发展的情况下，也能够通过作为使用4探针法的薄层电阻测定设备的4探针测定设备，高精度地测定太阳能电池单元1中的与n型层上栅格电极8的下部的第1n型杂质扩散层4相同的薄层电阻、以及与n型层上栅格电极8之间的下部的第2n型杂质扩散层5相同的薄层电阻。由此，能够高精度地评价第1n型杂质扩散层4和第2n型杂质扩散层5的薄层电阻。另外，本实施方式1的太阳能电池单元的评价用基板能够与产品的太阳能电池单元1的制造工序同样地用简便的工序廉价地形成。
在提高太阳能电池单元1的光电变换效率时，第1n型杂质扩散层4的第1杂质浓度和第2n型杂质扩散层5的第2杂质浓度的优化是重要的。通过使用本实施方式1的太阳能电池单元的评价用基板，能够高精度地评价第1n型杂质扩散层4和第2n型杂质扩散层5的薄层电阻，所以能够高精度地推测实际的太阳能电池单元1中的第1杂质浓度和第2杂质浓度。另外，通过使用本实施方式1的太阳能电池单元的评价用基板，能够用与太阳能电池单元1的构造相近的构造，高精度地推测杂质浓度。由此，能够使第1杂质浓度和第2杂质浓度优化的扩散条件的导出变得容易，能够有效地推进太阳能电池单元1的光电变换效率的提高。
另外，在本实施方式1的太阳能电池单元的评价用基板中，能够使含n型掺杂物的浆料21的涂敷量尽可能等于太阳能电池单元制造时的涂敷量，在第2扩散工序时，使由被印刷在p型单晶硅基板2的含n型掺杂物的浆料21消耗的三氯氧磷(POCl3)的量尽可能等于太阳能电池单元制造时的涂敷量。
因此，通过使用本实施方式1的太阳能电池单元的评价用基板，即使在杂质扩散层被细线化的情况下，也能够高精度地测定杂质扩散层的薄层电阻，能够高精度地推测杂质扩散层的杂质浓度。
实施方式2.
图28是从受光面侧观察本发明的实施方式2的太阳能电池单元101的俯视图。图29是从与受光面相向的背面侧观察本发明的实施方式2的太阳能电池单元101的俯视图。图30是示出本发明的实施方式2的太阳能电池单元101的结构的主要部分剖面图，是沿着图28中的B-B线的剖面图。
太阳能电池单元101是面方向的外形形状具有正方形形状的结晶系太阳能电池单元。在太阳能电池单元101中，在由外形尺寸为156mm×156mm的正方形的n型单晶硅构成的半导体基板102的受光面侧，通过作为p型的杂质元素的硼的扩散，形成p型杂质扩散层103，而形成有具有pn结的半导体基板117。以下，有时将半导体基板102称为n型单晶硅基板102。另外，在p型杂质扩散层103上，形成有由绝缘膜构成的p型杂质扩散层上钝化膜104。以下，将p型杂质扩散层上钝化膜104称为p型层上钝化膜104。此外，半导体基板102也可以使用n型多晶硅基板。在实施方式2中，第1导电类型是n型，第2导电类型是p型。
在n型单晶硅基板102的受光面侧形成有构成用于封入光的纹理构造的未图示的微小凹凸。
p型层上钝化膜104是具有透光性的绝缘膜。作为p型层上钝化膜104，在p型杂质扩散层103上依次形成有膜厚为5nm的氧化铝(Al2O3)膜105、和折射率为2.1而膜厚为80nm的氮化硅(SiN)膜106。此外，p型层上钝化膜104不限定于氧化铝(Al2O3)膜和氮化硅(SiN)膜，也可以通过硅氧化(SiO2)膜或者氧化钛(TiO2)膜的绝缘膜形成。在该太阳能电池单元101中，光L从p型层上钝化膜104入射。
另外，在半导体基板117的受光面侧排列设置有多个长条细长的p型杂质扩散层上栅格电极108，与该p型杂质扩散层上栅格电极108正交地设置有与该p型杂质扩散层上栅格电极108导通的p型杂质扩散层上总线电极109。以下，将p型杂质扩散层上栅格电极108称为p型层上栅格电极108。另外，将p型杂质扩散层上总线电极109称为p型层上总线电极109。p型层上栅格电极108以及p型层上总线电极109分别在底面部与p型杂质扩散层103电连接。
p型层上栅格电极108具有50μm以上且150μm以下程度的宽度，并且以既定的间隔平行地配置有100根以上且200根以下的根数，对在半导体基板117的内部发电的电气进行集电。另外，p型层上总线电极109具有0.5mm以上且1.0mm以下程度的宽度，并且针对每1张太阳能电池配置有3根以上且5根以下的根数，将由p型层上栅格电极108集电的电气取出到外部。另外，由p型层上栅格电极108和p型层上总线电极109，构成作为呈现梳形的受光面侧电极的p型杂质扩散层上电极107。以下，将p型杂质扩散层上电极107称为p型层上电极107。此外，在本实施方式2中，p型层上栅格电极108的根数设为100根、p型层上总线电极109的根数设为4根、p型层上栅格电极108的电极宽度设为50μm、p型层上总线电极109的电极宽度设为1.0mm。此外，在图28中，由于图示的关系，减少了p型层上栅格电极108的根数。
另外，在本实施方式2的太阳能电池单元101中，作为n型杂质扩散层110形成2种层从而形成选择杂质扩散层构造。即，在n型单晶硅基板102的背面侧的表层部，在作为背面侧电极的n型杂质扩散层上电极114的下部区域以及与该下部区域邻接的区域形成有在n型杂质扩散层110中n型的杂质相对地高浓度且均匀地扩散的高浓度杂质扩散层、即作为低电阻扩散层的第1n型杂质扩散层111。另外，在n型单晶硅基板102的背面侧的表层部，在未形成第1n型杂质扩散层111的区域形成有在n型杂质扩散层110中n型的杂质相对地低浓度且均匀地扩散的低浓度杂质扩散层、即作为高电阻扩散层的第2n型杂质扩散层112。
因此，在将第1n型杂质扩散层111的杂质扩散浓度设为第1扩散浓度、将第2n型杂质扩散层112的杂质扩散浓度设为第2扩散浓度时，第2扩散浓度小于第1扩散浓度。另外，在将第1n型杂质扩散层111的薄层电阻值设为第1薄层电阻值、将第2n型杂质扩散层112的薄层电阻值设为第2薄层电阻值时，第2薄层电阻值大于第1薄层电阻值。
作为低浓度杂质扩散层的第2n型杂质扩散层112作为BSF层抑制半导体基板117的背面处的再结合，对实现太阳能电池单元101的良好的开放电压有帮助。另外，作为高浓度杂质扩散层的第1n型杂质扩散层111降低与作为背面侧电极的n型杂质扩散层上电极114的接触电阻，对实现太阳能电池单元101的良好的填充因子有帮助。
关于如以上所述构成的本实施方式2的太阳能电池单元101，在作为背面侧的背面侧电极的n型杂质扩散层上电极114的下部形成薄层电阻相对地低的第1n型杂质扩散层111，而减小n型单晶硅基板102与n型杂质扩散层上电极114之间的接触电阻。另外，在太阳能电池单元101的背面侧的第1n型杂质扩散层111以外的区域形成n型杂质浓度相对地低的第2n型杂质扩散层112，而减小空穴发生并消失的再结合速度。因此，本实施方式1的太阳能电池单元101具有包括第1n型杂质扩散层111和第2n型杂质扩散层112的选择杂质扩散层构造。
另外，在半导体基板117的背面在整体设置有氮化硅膜作为n型杂质扩散层上钝化膜113，该n型杂质扩散层上钝化膜113是绝缘膜。以下，将n型杂质扩散层上钝化膜113称为n型层上钝化膜113。
另外，在半导体基板117的背面排列设置有多个长条细长的n型杂质扩散层上栅格电极115，与该n型杂质扩散层上栅格电极115正交地设置有与该n型杂质扩散层上栅格电极115导通的n型杂质扩散层上总线电极116。n型杂质扩散层上栅格电极115以及n型杂质扩散层上总线电极116分别在底面部与后述第1n型杂质扩散层111电连接。以下，将n型杂质扩散层上栅格电极115称为n型层上栅格电极115。另外，将n型杂质扩散层上总线电极116称为n型层上总线电极116。
n型层上栅格电极115具有50μm以上且150μm程度的宽度，并且以既定的间隔平行地配置有100根以上且200根以下的根数，对在半导体基板117的内部发电的电气进行集电。另外，n型层上总线电极116具有0.5mm以上且1.0mm以下程度的宽度，并且针对每1张太阳能电池配置3根以上且5根以下的根数，将由n型层上栅格电极115集电的电气取出到外部。另外，由n型层上栅格电极115和n型层上总线电极116，作为呈现梳形的背面侧电极来构成n型杂质扩散层上电极114。以下，将n型杂质扩散层上电极114称为n型层上电极114。此外，在本实施方式2中，n型层上栅格电极115的根数设为100根、n型层上总线电极116的根数设为4根、n型层上栅格电极115的电极宽度设为60μm、n型层上总线电极116的电极宽度设为1.0mm。此外，在图29中，由于图示的关系，减少了n型层上栅格电极115的根数。
接着，说明本实施方式2的太阳能电池单元101的制造方法。图31是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元101的制造方法的一个例子的流程图。图32至图42是用于说明本发明的实施方式2的太阳能电池单元101的制造工序的一个例子的主要部分剖面图。图32至图42是与图30对应的主要部分剖面图。
(硅基板准备工序)
在工序21中，作为半导体基板，准备n型单晶硅基板102。n型单晶硅基板102也与实施方式1的p型单晶硅基板2同样地制造，之后，直至工序22的纹理构造形成工序为止进行与实施方式1中的工序2同样的工艺。
(含硼的氧化膜、保护用氧化膜形成工序)
在工序23中，由于p型杂质向n型单晶硅基板102的扩散，如图32所示含硼的氧化膜121和保护用氧化膜122被形成于n型单晶硅基板102的成为受光面的一面上。具体而言，被加热到500℃程度的n型单晶硅基板102被曝露于供给到处理室内的大气压下的硅烷(SiH4)气体、氧(O2)气以及乙硼烷(B2H6)气体的混合气体气氛中，从而首先形成30nm膜厚的含硼的氧化膜121。
然后，在形成含硼的氧化膜121后，停止向处理室供给乙硼烷，使n型单晶硅基板2曝露在硅烷和氧的混合气体气氛中，从而在含硼的氧化膜121上形成120nm膜厚的保护用氧化膜122。在此为了在后续的热处理工序中不使硼在气氛中挥散，作为覆盖膜，在含硼的氧化膜121上重叠地形成120nm的保护用氧化膜122。
(p型杂质扩散层形成工序)
在工序24中，通过对形成有含硼的氧化膜121以及保护用氧化膜122的n型单晶硅基板102进行热处理，如图33所示形成p型杂质扩散层103。具体而言，将载置有n型单晶硅基板102的舟皿插入到横式炉，在1050℃程度的温度下进行30分钟程度的热处理。通过该热处理，硼从含硼的氧化膜121扩散到n型单晶硅基板102的表层，在n型单晶硅基板102的一面侧的表层形成p型杂质扩散层103。通过进行这样的硼扩散，能够形成薄层电阻为90Ω/sq.程度的p型杂质扩散层103。此外，作为p型杂质的硼相比于以磷为代表的n型杂质，向硅的扩散系数更低。因此，为了使硼扩散到n型单晶硅基板102，需要比后述的n型杂质扩散工序更高的温度下的热处理。即，在p型杂质扩散层形成工序中，在比后述的第1扩散工序以及第2扩散工序更高的温度下进行热处理。
(含n型掺杂物的浆料涂敷工序)
在工序25中，为了形成n型杂质扩散层110中的作为高浓度杂质扩散层的第1n型杂质扩散层111，如图34所示在为n型单晶硅基板102的背面的另一面上，涂敷形成有作为含扩散源的涂敷剂的含n型掺杂物的浆料123。使用丝网印刷法，与n型层上电极114的形状对应地梳形状地印刷含n型掺杂物的浆料123。含n型掺杂物的浆料123使用与实施方式1中的含n型掺杂物的浆料21同样的材料。
关于工序26及其以后的工序，基本上经由与在实施方式1中说明的工序4及其以后的工序同样的工序，形成太阳能电池单元。但是，在实施方式1中，作为选择杂质扩散层构造形成有选择性的发射极构造，但在实施方式2的情况下，作为选择杂质扩散层构造形成选择性的BSF层。
在实施方式2的情况下，硅基板为n型，在与涂敷含n型掺杂物的浆料的面相反的面形成有直至图31的工序24为止形成的含硼的氧化膜121、保护用氧化膜122、以及作为p型的发射极的p型杂质扩散层103这点与实施方式1的情况相比不同。图31的工序26至工序30分别与图4的工序4至工序8对应。另外，图31的工序32以及工序33分别与图4的工序9以及工序10对应。以后的工序是与实施方式1的情况大致同样的工序，所以仅概略地说明。
(第1扩散工序)
在工序26中，第1扩散工序与图4的工序4的情况同样地进行处理以及反应，使用含n型掺杂物的浆料123来形成第1n型杂质扩散层111，从而能够使n型杂质高浓度地扩散到n型单晶硅基板102。由此，如图35所示形成薄层电阻是20Ω/sq.以上且80Ω/sq.以下的范围的第1n型杂质扩散层111。此外，此处的薄层电阻值设为设想了使n型杂质扩散到p型硅基板的情况的值。使n型杂质扩散到n型硅基板的情况下的薄层电阻值被测定得比与使n型杂质扩散到p型硅基板的情况同样地扩散的情况下的薄层电阻值低，但为方便起见，在以下的说明中，也设为设想了使n型杂质扩散到硅基板的情况的值。
(第2扩散工序)
在工序27中，与图4的工序5的情况同样地进行处理以及反应。通过该第2扩散工序，在n型单晶硅基板102的表面中的、除了含n型掺杂物的浆料123的印刷区域以外的区域中，作为n型杂质的磷被热扩散至浓度相对地比第1n型杂质扩散层111低的第2扩散浓度，如图36所示形成第2n型杂质扩散层112，作为BSF层，形成包括第1n型杂质扩散层111和第2n型杂质扩散层112的n型杂质扩散层110。作为BSF层，通过使第2n型杂质扩散层112的薄层电阻大于150Ω/sq.，能够实现高光电变换高效化。另外，在刚刚第2扩散工序之后的n型单晶硅基板102的表面形成有在扩散处理中在表面堆积的玻璃质层124即磷硅酸玻璃(PSG)层。
(pn分离工序)
在工序28中，与图4的工序6的情况同样地进行处理。
(玻璃质层去除工序)
在工序29中，与图4的工序7的情况同样地进行处理。但是，在工序29中，在n型单晶硅基板102的表面形成的含硼的氧化膜121、保护用氧化膜122、含n型掺杂物的浆料123以及玻璃质层124被去除。另外，如图37所示能得到通过由作为第1导电类型层的n型硅构成的半导体基板102、和在该半导体基板102的受光面侧形成的作为第2导电类型层的p型杂质扩散层103构成pn结的半导体基板117。另外，作为n型杂质扩散层110，在n型单晶硅基板102的背面侧得到由第1n型杂质扩散层111和第2n型杂质扩散层112构成的选择杂质扩散层构造。
(n型层上钝化膜形成工序)
在工序30中，与图4的工序8的情况同样地，在半导体基板117的形成有n型杂质扩散层110的背面，如图38所示形成作为n型杂质扩散层侧钝化膜的n型层上钝化膜113。关于n型层上钝化膜113，使用等离子体CVD法，将硅烷气体和氨(NH3)气体的混合气体用作原材料，形成折射率为2.1、膜厚为80nm的氮化硅(SiN)膜。另外，n型层上钝化膜113也可以通过蒸镀法或者热CVD法的其他方法形成。
(p型层上钝化膜形成工序)
在工序31中，在半导体基板117的形成有p型杂质扩散层103的受光面形成作为p型杂质扩散层侧钝化膜的p型层上钝化膜104。首先，为了针对p型杂质扩散层103得到良好的钝化性能，如图39所示，以膜厚5nm来形成具有负的固定电荷的氧化铝膜105。接着，使用等离子体CVD法，如图40所示，形成折射率为2.1、膜厚为80nm的氮化硅膜106。另外，p型层上钝化膜104还作为防止反射膜发挥功能。
(电极形成工序)
在工序32中，进行利用丝网印刷的电极的印刷以及干燥从而形成干燥状态的电极。首先，如图41所示，在半导体基板117的背面侧的n型层上钝化膜113上，按照n型层上栅格电极115以及n型层上总线电极116的形状，通过丝网印刷涂敷作为含有Ag以及玻璃料的电极材料浆料的含Ag的浆料114a。之后，通过含Ag的浆料114a被干燥，形成成为n型杂质扩散层上电极的干燥状态的n型层上电极114。含Ag的浆料114a在250℃下被干燥5分钟。
实施方式2的工序32与实施方式1的工序9不同的点是p型杂质扩散层103侧的电极形成工序。接着，如图41所示，在半导体基板117的受光面侧的p型层上钝化膜104上，按照p型层上栅格电极108和p型层上总线电极109的形状，通过丝网印刷涂敷作为含有Ag、Al以及玻璃料的电极材料浆料的含AgAl的浆料107a。之后，通过含AgAl的浆料107a被干燥，形成成为p型杂质扩散层上电极的干燥状态的p型层上电极107。在此，为了保持p型层上电极107和p型杂质扩散层103的良好的电气导通，使用含有3wt％程度的Al的AgAl浆料。含AgAl的浆料107a在250℃下被干燥5分钟。
(电极烧制工序)
在工序33中，在半导体基板117的受光面侧以及背面侧印刷并干燥的电极材料浆料被同时烧制。具体而言，将半导体基板117导入到烧制炉，在大气气氛中，在峰值温度600℃以上且900℃以下程度的温度的800℃下，进行3秒的短时间的热处理。由此，电极材料浆料中的树脂成分消失。另外，在半导体基板117的受光面侧，在p型层上电极107的含AgAl的浆料107a所含有的玻璃材料熔融而贯通氮化硅膜106以及氧化铝膜105的期间，银材料与p型杂质扩散层103的硅接触并再凝固。由此，如图42所示，得到作为p型层上电极107的p型层上栅格电极108以及p型层上总线电极109，确保p型层上电极107和半导体基板117的硅的电气导通。在半导体基板117的背面侧，在n型层上电极114的含Ag的浆料114a所含有的玻璃材料熔融而贯通n型层上钝化膜113的期间，银材料与第1n型杂质扩散层111的硅接触并再凝固。由此，得到作为n型层上电极114的n型层上栅格电极115以及n型层上总线电极116，确保n型层上电极114和半导体基板117的硅的电气导通。
通过实施如以上的工序，能够制作图28至图30所示的本实施方式2的太阳能电池单元101。此外，也可以在受光面侧和背面侧调换将作为电极材料的浆料配置到半导体基板117的顺序。
另外，与本实施方式1的情况同样地，使用具有模拟本实施方式2的太阳能电池单元101的背面侧的选择杂质扩散层构造的n型杂质扩散层、第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63的实施方式2的太阳能电池单元的评价用基板，测定与选择杂质扩散层构造的杂质扩散层对应的薄层电阻。由此，即使在选择杂质扩散层构造的杂质扩散层的细线化发展的情况下，也能够通过作为使用4探针法的薄层电阻测定设备的4探针测定设备，高精度地测定太阳能电池单元101中的与第1n型杂质扩散层111相同的薄层电阻、以及与第2n型杂质扩散层112相同的薄层电阻。由此，能够高精度地评价第1n型杂质扩散层111和第2n型杂质扩散层112的薄层电阻。
通过使用本实施方式2的太阳能电池单元的评价用基板，能够高精度地评价第1n型杂质扩散层111和第2n型杂质扩散层112的薄层电阻，所以能够高精度地推测实际的太阳能电池单元101中的第1杂质浓度和第2杂质浓度。由此，能够使太阳能电池单元101中的第1杂质浓度和第2杂质浓度优化的扩散条件的导出变得容易，能够有效地提高太阳能电池单元的光电变换效率。
实施方式3.
图43是示出本发明的实施方式3的太阳能电池单元131的结构的主要部分剖面图。图43是与图3对应的剖面图。此外，在图43中，对与实施方式2的太阳能电池单元101相同的部件，附加相同的符号。实施方式3的太阳能电池单元131具有使实施方式2的太阳能电池单元101反转的结构。即，实施方式2的太阳能电池单元101的由n型单晶硅基板102和p型杂质扩散层103构成的pn结形成在太阳能电池单元101的受光面侧，n型杂质扩散层110作为BSF层形成在n型单晶硅基板102的背面侧。
另一方面，实施方式3的太阳能电池单元131的由n型单晶硅基板102和p型杂质扩散层103构成的pn结形成在太阳能电池单元131的背面侧，n型杂质扩散层110作为FSF(Front Surface Field，前面场)层形成在n型单晶硅基板102中的受光面侧。FSF层具有与BSF层相同的作用效果。另外，在太阳能电池单元131中，光L从n型层上钝化膜113入射。即，在太阳能电池单元131中，n型层上钝化膜113侧是受光面侧，p型层上钝化膜104侧是背侧。太阳能电池单元131通过与实施方式2的太阳能电池单元101相同的制造方法来形成。
另外，与本实施方式2的情况同样地，使用实施方式2的太阳能电池单元的评价用基板，测定与选择杂质扩散层构造的杂质扩散层对应的薄层电阻。由此，即使在选择杂质扩散层构造的杂质扩散层的细线化发展的情况下，也能够通过作为使用了4探针法的薄层电阻测定设备的4探针测定设备，高精度地测定在太阳能电池单元131中的与第1n型杂质扩散层111相同的薄层电阻、以及与第2n型杂质扩散层112相同的薄层电阻。由此，能够高精度地评价第1n型杂质扩散层111和第2n型杂质扩散层112的薄层电阻。
因此，与实施方式2的情况同样地，能够高精度地评价第1n型杂质扩散层111和第2n型杂质扩散层112的薄层电阻，所以能够高精度地推测实际的太阳能电池单元131中的第1杂质浓度和第2杂质浓度。由此，能够使太阳能电池单元131中的第1杂质浓度和第2杂质浓度优化的扩散条件的导出变得容易，能够有效地提高太阳能电池单元的光电变换效率。
实施方式4.
在本实施方式4中，说明使用作为上述太阳能电池单元的评价用基板的监测晶片61的太阳能电池单元的评价方法。在太阳能电池单元的高光电变换高效化中，形成选择性的发射极是重要的。特别，通过使用如上所述使用掺杂物浆料形成选择性的发射极的制造方法，能够容易并且廉价地形成选择性的发射极。
另一方面，作为选择性的发射极的构造，根据高光电变换高效化的观点，针对栅格电极要求50μm至150μm的细线化。在栅格电极被细线化的情况下，需要栅格电极的下部的高浓度杂质扩散层的细线化，但在保持太阳能电池单元的构造的状态下，在薄层电阻测定装置的构造上，无法为了确认杂质扩散层的杂质浓度而评价杂质扩散层的薄层电阻。
在本实施方式4的太阳能电池单元的评价方法中，说明通过使用上述监测晶片能够提供模拟选择性的发射极构造的杂质扩散区域并且能够用薄层电阻测定器测定的扩散区域从而评价太阳能电池单元的杂质浓度的太阳能电池单元的评价方法。
图44是用于说明本发明的实施方式4的太阳能电池单元的评价方法的一个例子的流程图。在此，以实施方式1的太阳能电池单元1的评价方法为例子进行说明。监测晶片61通过与太阳能电池单元1相同的工序制作，所以监测晶片61的制造方法基本上与太阳能电池单元1的制造方法相同。
首先，进行在图4的流程图中说明的工序1以及工序2。
(含n型掺杂物的浆料涂敷工序)
在工序41中，在为p型单晶硅基板2的受光面的一面上涂敷形成含n型掺杂物的浆料21。在此，以与图19所示的图案相同的图案，与太阳能电池单元1的制造时同样地，在模拟选择性的发射极构造的杂质扩散区域的与太阳能电池单元1的n型杂质扩散层3对应的梳形状的区域、和与第1n型杂质扩散层测定区域62对应的区域，使用丝网印刷法印刷含n型掺杂物的浆料21。但是，在与n型杂质扩散层3对应的区域中的与第2n型杂质扩散层测定区域63对应的区域未形成含n型掺杂物的浆料21。
即，在包括与n型杂质扩散层3对应的区域和与第1n型杂质扩散层测定区域62对应的区域并在除了与第2n型杂质扩散层测定区域63对应的区域以外的区域印刷含n型掺杂物的浆料21。含n型掺杂物的浆料21由包含扩散元素的玻璃粉末、和用于得到适合于印刷的粘度的有机溶剂构成，有机溶剂为在印刷后的干燥工序中蒸发而包含扩散元素的玻璃粉末固定到基板表面上的状态。
(第1扩散工序)
接着，在工序42中，进行与在图4的流程图中说明的工序4相同的处理。通过该第1扩散工序，作为n型杂质的磷从该含n型掺杂物的浆料21向p型单晶硅基板2的表面中的含n型掺杂物的浆料21的印刷区域的下部区域热扩散至相对地高浓度的第1扩散浓度，以图19所示的图案，形成第1n型杂质扩散层4、第1n型杂质扩散层测定区域62。
即，与太阳能电池单元1的制造时同样地，关于p型单晶硅基板2，使板面与石英管的中心轴平行，并在与中心轴正交的方向上等间隔地排列而在子舟皿内以等间隔纵向配置。p型单晶硅基板2的间隔是2mm至5mm程度。在该间隔变小时，p型单晶硅基板2之间的气源以及载气的流动变得不均匀，杂质扩散浓度的均匀性降低。另外，在该间隔变大时，可一起处理的p型单晶硅基板2的张数降低而生产率降低。
另外，通过在热扩散炉31内不流过具有液体扩散源的饱和蒸气的气源而提高基板温度，进行n型杂质从涂敷到与n型杂质扩散层3对应的区域和与第1n型杂质扩散层测定区域62对应的区域的含n型掺杂物的浆料21扩散到p型单晶硅基板2内的第1扩散工序。
(第2扩散工序)
接着，在工序43中，进行与在图4的流程图中说明的工序5相同的处理。通过该第2扩散工序，在p型单晶硅基板2的表面中的、除了含n型掺杂物的浆料21的印刷区域以外的区域，作为n型杂质的磷被热扩散至浓度相对地比第1n型杂质扩散层4低的第2扩散浓度，以图19所示的图案，形成第2n型杂质扩散层5以及第2n型杂质扩散层测定区域63。
即，在实施第1扩散工序之后，不从热扩散炉31取出基板而在热扩散炉31内接着第1扩散工序，进行使气源以及载气流动而在基板整个面形成杂质扩散层的第2扩散工序。在第2扩散工序中，通过气源对p型单晶硅基板2之间供给扩散源。因此，能够在p型单晶硅基板2的涂敷有含n型掺杂物的浆料21的面，在未涂敷含n型掺杂物的浆料21的、与在宽度方向上相邻的栅格电极的下部区域的杂质扩散层间的区域对应的、作为细长形状的区域的栅格间区域，形成杂质扩散层。由此，形成监测晶片61。
但是，包含于气源的杂质扩散源不仅作为掺杂物玻璃、即磷玻璃附着到栅格间区域的基板表面，而且也通过与邻接的含n型掺杂物的浆料21的反应被消耗。即，通过邻接的含n型掺杂物的浆料21的涂敷区域的结构，栅格间区域的杂质扩散浓度发生变化。因此，为了适合地评价栅格间区域的杂质扩散浓度，需要使用以与太阳能电池单元的构造类似的构造实施了第2扩散工序的基板。因此，在监测晶片形成有模拟选择性的发射极构造或者选择性的BSF层的杂质扩散区域的杂质扩散层。
(薄层电阻测定工序)
接着，在工序44中，通过4探针测定设备测定从热扩散炉31取出的p型单晶硅基板2中的、作为第1杂质浓度测定区域的第1n型杂质扩散层测定区域62、和作为第2杂质浓度测定区域的第2n型杂质扩散层测定区域63的薄层电阻，根据其测定结果，评价太阳能电池单元1中的第1杂质浓度和第2杂质浓度。
如上所述，第1n型杂质扩散层测定区域62具有与第1n型杂质扩散层4同等的深度以及n型杂质浓度，第2n型杂质扩散层测定区域63具有与第2n型杂质扩散层5同等的深度以及n型杂质浓度。因此，能够通过第1n型杂质扩散层测定区域62以及第2n型杂质扩散层测定区域63的薄层电阻的测定结果，确认太阳能电池单元1的第1n型杂质扩散层4以及第2n型杂质扩散层5的薄层电阻。另外，能够通过第1n型杂质扩散层4以及第2n型杂质扩散层5的薄层电阻，高精度地评价太阳能电池单元1的第1n型杂质扩散层4的第1杂质浓度以及第2n型杂质扩散层5的第2杂质浓度。
此外，太阳能电池单元的评价方法不限于选择性的发射极构造、或者关于选择性的BSF层构造以及选择性的FSF层构造的选择杂质扩散层构造也能够与上述同样地评价杂质浓度。
以上的实施方式所示的结构是本发明的内容的一个例子，既能够与其他公知的技术组合，也能够在不脱离本发明的要旨的范围内将结构的一部分省略、变更。

Claims (4)

1.一种太阳能电池单元的评价用基板，其特征在于，具备：
第1导电类型的半导体基板；
多个细长形状的栅格杂质区域，设置于所述半导体基板的第1表面，在与成为评价对象的太阳能电池单元的栅格电极的形状对应的区域以第1杂质浓度具有第2导电类型的杂质；
栅格间杂质区域，设置于所述半导体基板的所述第1表面，在宽度方向上相邻的所述栅格杂质区域之间的区域以比所述第1杂质浓度低的第2杂质浓度具有第2导电类型的杂质；
第1杂质浓度测定区域，设置于所述半导体基板的所述第1表面，具有所述栅格杂质区域的间隔以上的大小，以所述第1杂质浓度具有第2导电类型的杂质；以及
第2杂质浓度测定区域，设置于所述半导体基板的所述第1表面，具有所述栅格杂质区域的间隔以上的大小，以所述第2杂质浓度具有第2导电类型的杂质层。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池单元的评价用基板，其特征在于，
所述第1杂质浓度测定区域和所述第2杂质浓度测定区域在所述半导体基板的面内具有1mm×4mm的四方形以上且8mm×8mm的四方形以下的尺寸。
3.根据权利要求1或者2所述的太阳能电池单元的评价用基板，其特征在于，
所述第1杂质浓度测定区域在所述半导体基板的面内配置于相对将所述半导体基板的面内左右均等地分割的中心线为对象的4个部位以上的位置，
所述第2杂质浓度测定区域在所述半导体基板的面内配置于所述半导体基板的面内的中央的1个点和相对将所述半导体基板的面内左右均等地分割的中心线为对象的4个部位以上的位置。
4.一种太阳能电池单元的评价方法，使用权利要求1至3中的任意一项所述的太阳能电池单元的评价用基板来评价太阳能电池单元，其特征在于，包括：
第2导电类型掺杂物浆料涂敷工序，在所述半导体基板的第1表面上的、包括所述栅格杂质区域和所述第1杂质浓度测定区域而除去所述第2杂质浓度测定区域的区域涂敷含有第2导电类型的杂质的含第2导电类型掺杂物的浆料；
第1扩散工序，在将所述半导体基板与所述太阳能电池单元一起插入到热扩散炉内的状态下不使气源流动而提高所述半导体基板的温度；
所述第2扩散工序，在所述热扩散炉内，将所述半导体基板与所述太阳能电池单元一起不从所述热扩散炉取出而接着所述第1扩散工序，一边使所述气源流动一边对所述半导体基板进行加热，从而形成太阳能电池单元的评价用基板；以及
测定工序，测定从所述热扩散炉取出的所述半导体基板的第1杂质浓度测定区域和第2杂质浓度测定区域的薄层电阻。
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