[发明专利]成膜方法及成膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及例如在太阳能电池及半导体的制造工序中，在硅基板上为了使硼、磷等杂质扩散而形成含有杂质的膜的成膜方法及成膜装置。

背景技术

以往，例如在太阳能电池及半导体的制造工序中，为了在硅基板上形成PN结，提出有使硼、磷等杂质扩散的各种技术。在形成P型、N型任一种扩散层的情况下，公知的是需要形成含有杂质的膜，对其成膜方法及杂质层的材料等进行了各种提案。

例如，作为形成P型扩散层的技术，公知有在大气压下将硅烷（SiH₄）和乙硼烷（B₂H₆）热分解，在基板上形成硼氧化膜（BSG）的方式（APCVD），或者在减压容器内使用等离子体在基板上形成硼氧化膜（BSG），然后作为盖层而形成有硅氧化膜（SiO₂、NSG）之后，在高温度下形成扩散层的方式等。

另外，作为形成N型扩散层的技术，公知有在大气压下将硅烷（SiH₄）和磷化氢（PH₃）热分解，在基板上形成磷氧化膜（PSG）的方式，或者在减压容器内使用等离子体在基板上形成磷氧化膜（PSG）且形成与上述相同的盖层并在高温度下形成扩散层的方式等。

在任一扩散层的形成中，公知的是需要含有杂质的膜，对于其成膜方法及杂质等材料等进行了各种提案。

另外，以工序的简化、制造成本的降低等为目的，提出有使用了等离子体的直接的掺杂方法、代替等离子体而使用了热反应的连续成膜方法、或者通过涂敷含有杂质的膏或溶液并将其加热从而得到杂质扩散层的方法等。

专利文献1：（日本）特开2010－161317号公报

专利文献2：（日本）特开2010－56465号公报

专利文献3：（日本）特开2009－253127号公报

专利文献4：（日本）特开2009－246214号公报

专利文献5：（日本）特开2009－147070号公报

专利文献6：（日本）特开2008－282921号公报

近年来，基于太阳能电池的发电系统的普及得到快速发展，虽然期望提高发电效率，但实际上为了确保不久将来的发电量，大量地设置低廉的太阳能电池板是重要的。

在此，为了廉价地供给太阳能电池板，显然当务之急是制造时期的缩短、制造设备的低廉化，但特别是，将现有的用于形成PN结的制造方法即杂质层的成膜装置及成膜工序简化是有用的。

如上述的现有技术那样地使用等离子体形成扩散用杂质层的情况下，在成膜装置上需要设置真空设备及高频设备，故而设备自身价格提高。另外，成膜速度主要依赖于成膜源气体的流量，但在减压状态下导入大量的源气体是困难的，导致成膜工序的长时间化、制造成本的增加。另外，由于真空设备不能够连续处理而必然为批量式处理，故而难以提高生产性。

对此，在大气压下将硅烷（SiH₄）、乙硼烷（B₂H₆）、磷化氢（PH₃）作为源气体而进行APCVD处理的情况下，这些气体具有爆燃性、毒性等，作为危险气体而被分类出，在其使用时，受到限制和需要安全设备，在设备自身的运用中，附带设备的导入成本是必须的。

另外，在将P型时含有硼、N型时含有磷的溶液或者膏向基板上滴下后利用旋涂或喷绘方式打印等涂敷后加热而得到扩散层的情况下，在旋涂方式下，药液几乎不被利用而被废弃，故而效率不佳。另外，由于这些杂质作为粒子状而含于溶剂中，故而使喷绘打印用的打印机头的小径嘴堵塞，不利于太阳能电池制造这样的批量生产。

另外，上述的关于太阳能电池制造的各种问题在半导体的制造中也成为同样的状况。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的课题在于提供不使用有害有毒的气体而在大气压下有效地形成含有高浓度杂质的膜的成膜方法以及成膜装置。

本发明通过以下的解决方式来解决上述课题。

本发明第一方面的成膜方法，将杂质的固态源加热并使其蒸发而产生气体，通过将所述气体向基板喷射而在所述基板上形成含有杂质的膜。

本发明第二方面的成膜方法，在第一方面的基础上，在喷射所述气体之前将所述基板预热。

本发明第三方面的成膜方法，在第一或第二方面的基础上，将所述固态源配置在具有喷射孔的容器内，将在所述容器内加热所述固态源而产生的所述气体从所述喷射孔向所述基板喷射。