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JP6269484B2 - Field effect passivation layer forming composition, semiconductor substrate with field effect passivation layer, method for manufacturing semiconductor substrate with field effect passivation layer, solar cell element, method for manufacturing solar cell element, and solar cell - Google Patents

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JP6269484B2 JP2014525898A JP2014525898A JP6269484B2 JP 6269484 B2 JP6269484 B2 JP 6269484B2 JP 2014525898 A JP2014525898 A JP 2014525898A JP 2014525898 A JP2014525898 A JP 2014525898A JP 6269484 B2 JP6269484 B2 JP 6269484B2
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Description

本発明は、電界効果型パッシベーション層形成用組成物、電界効果型パッシベーション層付半導体基板、電界効果型パッシベーション層付半導体基板の製造方法、太陽電池素子、太陽電池素子の製造方法及び太陽電池に関する。 The present invention, field-effect passivation layer forming composition, a semiconductor substrate with field effect passivation layer, a method of manufacturing a semiconductor substrate with field effect passivation layer, a solar cell element, a manufacturing method and a solar cell of the solar cell element.

従来のシリコン太陽電池素子の製造工程について説明する。
まず、光閉じ込め効果を促して高効率化を図るよう、受光面側にテクスチャー構造を形成したp型シリコン基板を準備し、続いてオキシ塩化リン(POCl)、窒素及び酸素の混合ガス雰囲気において800℃〜900℃で数十分の処理を行って一様にn型拡散層を形成する。この従来の方法では、混合ガスを用いてリンの拡散を行うため、受光面である表面のみならず、側面及び裏面にもn型拡散層が形成される。そのため、側面に形成されたn型拡散層を除去するためのサイドエッチングを行っている。また、裏面に形成されたn型拡散層はp型拡散層へ変換する必要がある。このため、裏面全体にアルミニウムペーストを付与し、これを熱処理(焼成)することで、n型拡散層をp型拡散層に変換するのと一括して、アルミニウム電極を形成してオーミックコンタクトを得ている。
The manufacturing process of the conventional silicon solar cell element is demonstrated.
First, a p-type silicon substrate having a texture structure formed on the light-receiving surface side is prepared so as to promote the light confinement effect and increase the efficiency, and then in a mixed gas atmosphere of phosphorus oxychloride (POCl 3 ), nitrogen and oxygen An n-type diffusion layer is uniformly formed by performing several tens of minutes at 800 ° C. to 900 ° C. In this conventional method, since phosphorus is diffused using a mixed gas, n-type diffusion layers are formed not only on the front surface, which is the light receiving surface, but also on the side surface and the back surface. Therefore, side etching is performed to remove the n-type diffusion layer formed on the side surface. Further, the n-type diffusion layer formed on the back surface needs to be converted into a p + -type diffusion layer. For this reason, an aluminum paste is applied to the entire back surface, and this is heat-treated (fired), thereby forming an aluminum electrode together with the ohmic contact by converting the n-type diffusion layer into the p + -type diffusion layer. It has gained.

しかしながら、アルミニウムペーストから形成されるアルミニウム電極は導電率が低い。そのためシート抵抗を下げるために、通常裏面全面に形成したアルミニウム電極は熱処理(焼成)後において10μm〜20μmほどの厚みを有していなければならない。更に、シリコンとアルミニウムとでは熱膨張率が大きく異なることから、アルミニウム電極が形成されたシリコン基板において、熱処理(焼成)及び冷却の過程で、シリコン基板中に大きな内部応力を発生させ、結晶粒界のダメージ、結晶欠陥増長及び反りの原因となる。   However, the electrical conductivity of the aluminum electrode formed from the aluminum paste is low. Therefore, in order to reduce the sheet resistance, the aluminum electrode formed on the entire back surface usually must have a thickness of about 10 μm to 20 μm after heat treatment (firing). Furthermore, since the coefficient of thermal expansion differs greatly between silicon and aluminum, a large internal stress is generated in the silicon substrate during the heat treatment (firing) and cooling in the silicon substrate on which the aluminum electrode is formed, and the grain boundary Cause damage, crystal defect growth and warpage.

この問題を解決するために、アルミニウムペーストの付与量を減らし、裏面電極層の厚さを薄くする方法がある。しかしながら、アルミニウムペーストの付与量を減らすと、p型シリコン半導体基板の表面から内部に拡散するアルミニウムの量が不充分となる。その結果、所望のBSF(Back Surface Field)効果(p型拡散層の存在により生成キャリアの収集効率が向上する効果)を達成することができないため、太陽電池の特性が低下するという問題が生じる。In order to solve this problem, there is a method of reducing the applied amount of the aluminum paste and reducing the thickness of the back electrode layer. However, if the applied amount of the aluminum paste is reduced, the amount of aluminum diffusing from the surface of the p-type silicon semiconductor substrate becomes insufficient. As a result, the desired BSF (Back Surface Field) effect (the effect of improving the collection efficiency of the generated carriers due to the presence of the p + -type diffusion layer) cannot be achieved, resulting in a problem that the characteristics of the solar cell deteriorate. .

上記に関連して、アルミニウムペーストをシリコン基板表面の一部に付与して部分的にp型拡散層とアルミニウム電極とを形成するポイントコンタクトの手法が提案されている(例えば、特許第3107287号公報参照)。
このような受光面とは反対の面(以下、「裏面」ともいう)にポイントコンタクト構造を有する太陽電池の場合、アルミニウム電極以外の部分の表面において、少数キャリアの再結合速度を抑制する必要がある。そのための裏面用のパッシベーション層として、SiO膜等が提案されている(例えば、特開2004−6565号公報参照)。このようなSiO膜を形成することによるパッシベーション効果としては、シリコン基板の裏面の表層部におけるケイ素原子の未結合手を終端させ、再結合の原因となる表面準位密度を低減させる効果がある。
In relation to the above, a point contact method has been proposed in which an aluminum paste is applied to a part of the surface of a silicon substrate to partially form a p + -type diffusion layer and an aluminum electrode (for example, Japanese Patent No. 3107287). See the official gazette).
In the case of a solar cell having a point contact structure on the surface opposite to the light receiving surface (hereinafter also referred to as “back surface”), it is necessary to suppress the recombination rate of minority carriers on the surface of the portion other than the aluminum electrode. is there. For this purpose, a SiO 2 film or the like has been proposed as a passivation layer for the back surface (see, for example, JP-A-2004-6565). As a passivation effect by forming such a SiO 2 film, there is an effect of terminating the dangling bonds of silicon atoms in the surface layer portion on the back surface of the silicon substrate, and reducing the surface state density causing recombination. .

また、少数キャリアの再結合を抑制する別の方法として、パッシベーション層内の固定電荷が発生する電界によって少数キャリア密度を低減する方法がある。このようなパッシベーション効果は一般に電界効果と呼ばれ、負の固定電荷をもつ材料として酸化アルミニウム(Al)膜等が提案されている(例えば、特許第4767110号公報参照)。
このようなパッシベーション層は、一般的にはALD(Atomic Layer Deposition)法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等の方法で形成される(例えば、Journal of Applied Physics, 104(2008), 113703-1〜113703-7参照)。また半導体基板上に酸化アルミニウム膜を形成する簡便な手法として、ゾルゲル法による手法が提案されている(例えば、Thin Solid Films, 517(2009), 6327-6330、及びChinese Physics Letters, 26(2009), 088102-1〜088102-4参照)。
As another method of suppressing recombination of minority carriers, there is a method of reducing the minority carrier density by an electric field that generates fixed charges in the passivation layer. Such a passivation effect is generally called a field effect, and an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film or the like has been proposed as a material having a negative fixed charge (see, for example, Japanese Patent No. 4767110).
Such a passivation layer is generally formed by a method such as an ALD (Atomic Layer Deposition) method or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method (for example, Journal of Applied Physics, 104 (2008), 113703-1 to 113703-7). As a simple method for forming an aluminum oxide film on a semiconductor substrate, a sol-gel method has been proposed (for example, Thin Solid Films, 517 (2009), 6327-6330, and Chinese Physics Letters, 26 (2009)). , 088102-1-088102-4).

Journal of Applied Physics, 104(2008), 113703-1〜113703-7に記載の手法は、蒸着等の複雑な製造工程を含むため、生産性を向上させることが困難な場合がある。また、Thin Solid Films, 517(2009), 6327-6330、及びChinese Physics Letters, 26(2009), 088102-1〜088102-4に記載の手法に用いるパッシベーション層形成用組成物では、経時的にゲル化等の不具合が発生してしまい保存安定性が充分とは言い難い。更に、アルミニウム以外の金属元素を含む酸化物を用いて優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層についての検討は、これまで充分になされていない。   Since the technique described in Journal of Applied Physics, 104 (2008), 113703-1 to 113703-7 includes a complicated manufacturing process such as vapor deposition, it may be difficult to improve productivity. In addition, the composition for forming a passivation layer used in the methods described in Thin Solid Films, 517 (2009), 6327-6330, and Chinese Physics Letters, 26 (2009), 088102-1-088102-4, It is difficult to say that the storage stability is sufficient because of problems such as crystallization. In addition, a passivation layer having an excellent passivation effect using an oxide containing a metal element other than aluminum has not been sufficiently studied so far.

本発明は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、簡便な手法で所望の形状のパッシベーション層を形成することができ、保存安定性に優れ、更に塗膜均一性に優れるパッシベーション層形成用組成物を提供することを課題とする。また、本発明は該パッシベーション層形成用組成物を用いたパッシベーション層付半導体基板、太陽電池素子及び太陽電池を提供することを課題とする。更に本発明は、該パッシベーション層形成用組成物を用いた、パッシベーション層付半導体基板及び太陽電池素子の製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and can form a passivation layer having a desired shape by a simple method, and has excellent storage stability and coating film uniformity. It is an object to provide a forming composition. Another object of the present invention is to provide a semiconductor substrate with a passivation layer, a solar cell element and a solar cell using the composition for forming a passivation layer. Furthermore, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of a semiconductor substrate with a passivation layer and a solar cell element using this composition for formation of a passivation layer.

前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。   Specific means for solving the above problems are as follows.

<1> 下記一般式(I)で表される化合物と、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール化合物及び有機フィラーからなる群より選択される少なくとも1種と、を含むパッシベーション層形成用組成物。 <1> A composition for forming a passivation layer comprising a compound represented by the following general formula (I) and at least one selected from the group consisting of a fatty acid amide, a polyalkylene glycol compound and an organic filler.

M(OR (I)M (OR 1 ) m (I)

式中、MはNb、Ta、V、Y及びHfからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素を含む。Rはそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基を表す。mは1〜5の整数を表す。In the formula, M includes at least one metal element selected from the group consisting of Nb, Ta, V, Y, and Hf. R 1 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms. m represents an integer of 1 to 5.

<2> 更に、下記一般式(II)で表される化合物を含有する前記<1>に記載のパッシベーション層形成用組成物。 <2> The composition for forming a passivation layer according to <1>, further comprising a compound represented by the following general formula (II).

式中、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基を表す。nは0〜3の整数を表す。X及びXはそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。R、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。Wherein, R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 3. X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a methylene group. R 3 , R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

<3> 前記ポリアルキレングリコール化合物を含み、前記ポリアルキレングリコール化合物が、下記一般式(III)で表される化合物から選択される少なくとも1種を含む前記<1>又は<2>に記載のパッシベーション層形成用組成物。 <3> The passivation according to <1> or <2>, including the polyalkylene glycol compound, wherein the polyalkylene glycol compound includes at least one selected from compounds represented by the following general formula (III): Layer forming composition.


式(III)中、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示し、Rはアルキレン基を示す。nは3以上の整数である。尚、複数存在するRは同一であっても異なっていてもよい。In formula (III), R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and R 8 represents an alkylene group. n is an integer of 3 or more. A plurality of R 8 may be the same or different.

<4> 前記脂肪酸アミドを含み、前記脂肪酸アミドが、下記一般式(1)で表される化合物、(2)で表される化合物、(3)で表される化合物及び(4)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含む前記<1>〜<3>のいずれか一項に記載のパッシベーション層形成用組成物。 <4> Including the fatty acid amide, wherein the fatty acid amide is represented by a compound represented by the following general formula (1), a compound represented by (2), a compound represented by (3), and (4) The composition for forming a passivation layer according to any one of <1> to <3>, comprising at least one selected from the group consisting of:

CONH・・・・(1)
CONH−R10−NHCOR・・・・(2)
NHCO−R10−CONHR・・・・(3)
CONH−R10−N(R11・・・・(4)
R 9 CONH 2 (1)
R 9 CONH-R 10 -NHCOR 9 (2)
R 9 NHCO-R 10 -CONHR 9 (3)
R 9 CONH—R 10 —N (R 11 ) 2 ... (4)

一般式(1)、(2)、(3)及び(4)中、R及びR11は、各々独立に炭素数1〜30のアルキル基又は炭素数2〜30のアルケニル基を示し、R10は炭素数1〜10のアルキレン基を示す。複数のR11は同一であっても異なっていてもよい。In the general formulas (1), (2), (3) and (4), R 9 and R 11 each independently represent an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, and R 10 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. A plurality of R 11 may be the same or different.

<5> 前記有機フィラーを含み、前記有機フィラーが、アクリル樹脂、セルロース樹脂及びポリスチレン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む、前記<1>〜<4>のいずれか一項に記載のパッシベーション層形成用組成物。 <5> The organic filler according to any one of <1> to <4>, including the organic filler, wherein the organic filler includes at least one selected from the group consisting of an acrylic resin, a cellulose resin, and a polystyrene resin. A composition for forming a passivation layer.

<6> 半導体基板と、
前記半導体基板上の全面又は一部に設けられる、前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層と、
を有するパッシベーション層付半導体基板。
<6> a semiconductor substrate;
A passivation layer, which is a heat treatment product of the composition for forming a passivation layer according to any one of <1> to <5>, provided on the entire surface or a part of the semiconductor substrate;
A semiconductor substrate with a passivation layer.

<7> 半導体基板上の全面又は一部に、前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層を熱処理して、パッシベーション層を形成する工程と、
を有するパッシベーション層付半導体基板の製造方法。
<7> Forming a composition layer by applying the passivation layer forming composition according to any one of <1> to <5> to the entire surface or part of the semiconductor substrate;
Heat-treating the composition layer to form a passivation layer;
The manufacturing method of the semiconductor substrate with a passivation layer which has this.

<8> p型層及びn型層がpn接合されてなる半導体基板と、
前記半導体基板上の全面又は一部に設けられる、前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載のパッシベーション層形成用組成物の熱処理物であるパッシベーション層と、
前記p型層及び前記n型層からなる群より選択される1以上の層上に配置される電極と、
を有する太陽電池素子。
<8> a semiconductor substrate in which a p-type layer and an n-type layer are pn-junction;
A passivation layer, which is a heat treatment product of the composition for forming a passivation layer according to any one of <1> to <5>, provided on the entire surface or a part of the semiconductor substrate;
An electrode disposed on one or more layers selected from the group consisting of the p-type layer and the n-type layer;
A solar cell element having

<9> p型層及びn型層が接合されてなるpn接合を有し、前記p型層及び前記n型層からなる群より選択される1以上の層上に電極を有する半導体基板の、前記電極を有する面の一方又は両方の面上に、前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載のパッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層を熱処理して、パッシベーション層を形成する工程と、
を有する太陽電池素子の製造方法。
<9> A semiconductor substrate having a pn junction formed by joining a p-type layer and an n-type layer, and having an electrode on one or more layers selected from the group consisting of the p-type layer and the n-type layer. Forming a composition layer by applying the passivation layer forming composition according to any one of <1> to <5> on one or both of the surfaces having the electrodes;
Heat-treating the composition layer to form a passivation layer;
The manufacturing method of the solar cell element which has this.

<10> 前記<8>に記載の太陽電池素子と、
前記太陽電池素子の電極上に設けられる配線材料と、
を有する太陽電池。
<10> The solar cell element according to <8>,
A wiring material provided on the electrode of the solar cell element;
A solar cell having:

本発明によれば、簡便な手法で所望の形状のパッシベーション層を形成することができ、保存安定性に優れ、更に塗膜均一性に優れるパッシベーション層形成用組成物を提供することができる。また本発明によれば、パッシベーション層形成用組成物を用いて得られ、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を備えるパッシベーション層付半導体基板及びパッシベーション層付半導体基板の製造方法、並びに優れた変換効率を有する太陽電池素子、太陽電池素子の製造方法及び太陽電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the passivation layer of a desired shape can be formed with a simple method, and the composition for formation of the passivation layer which is excellent in storage stability and excellent in coating-film uniformity can be provided. Further, according to the present invention, a semiconductor substrate with a passivation layer obtained using a composition for forming a passivation layer and having a passivation layer having an excellent passivation effect, a method for manufacturing a semiconductor substrate with a passivation layer, and excellent conversion efficiency are provided. A solar cell element, a method for manufacturing a solar cell element, and a solar cell can be provided.

本実施形態にかかるパッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically an example of the manufacturing method of the solar cell element which has a passivation layer concerning this embodiment. 本実施形態にかかるパッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の他の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another example of the manufacturing method of the solar cell element which has a passivation layer concerning this embodiment. 本実施形態にかかるパッシベーション層を有する裏面電極型太陽電池素子を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the back electrode type solar cell element which has a passivation layer concerning this embodiment. 両面電極型の太陽電池素子の構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the double-sided electrode type solar cell element. 参考実施形態に係る太陽電池素子の第1構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st structural example of the solar cell element which concerns on reference embodiment. 参考実施形態に係る太陽電池素子の第2構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd structural example of the solar cell element which concerns on reference embodiment. 参考実施形態に係る太陽電池素子の第3構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd structural example of the solar cell element which concerns on reference embodiment. 参考実施形態に係る太陽電池素子の第4構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 4th structural example of the solar cell element which concerns on reference embodiment. 参考実施形態に係る太陽電池素子の別の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another structural example of the solar cell element which concerns on reference embodiment.

本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。更に本明細書において組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。また、本明細書において「層」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構成に加え、一部に形成されている形状の構成も包含される。   In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in this term if the purpose of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. In the present specification, a numerical range indicated by using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively. Further, in the present specification, the content of each component in the composition is the total amount of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific notice when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition. Means. In addition, in the present specification, the term “layer” includes a configuration of a shape formed in part in addition to a configuration of a shape formed on the entire surface when observed as a plan view.

<パッシベーション層形成用組成物>
本発明のパッシベーション層形成用組成物は、下記一般式(I)で表される化合物(以下、「式(I)化合物」ともいう)と、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール化合物及び有機フィラーからなる群より選択される少なくとも1種(以下「特定化合物」ともいう)と、を含む。パッシベーション層形成用組成物は、必要に応じてその他の成分を更に含んでいてもよい。
<Composition for forming a passivation layer>
The composition for forming a passivation layer of the present invention is a group consisting of a compound represented by the following general formula (I) (hereinafter also referred to as “compound of formula (I)”), a fatty acid amide, a polyalkylene glycol compound and an organic filler. And at least one selected from the following (hereinafter also referred to as “specific compound”). The composition for forming a passivation layer may further contain other components as necessary.

M(OR (I)M (OR 1 ) m (I)

式中、MはNb、Ta、V、Y及びHfからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素を含む。Rはそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基を表す。mは1〜5の整数を表す。mが2以上の場合に複数存在するRで表される基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。In the formula, M includes at least one metal element selected from the group consisting of Nb, Ta, V, Y, and Hf. R 1 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms. m represents an integer of 1 to 5. When m is 2 or more, a plurality of groups represented by R 1 may be the same or different.

上記成分を含むパッシベーション層形成用組成物を半導体基板に付与し、これを熱処理(焼成)することで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を所望の形状に形成することができる。またパッシベーション層形成用組成物は、式(I)化合物を含むことで、ゲル化等の不具合の発生が抑制されて経時的な保存安定性に優れる。更に、パッシベーション層形成用組成物は、特定化合物を含むことで、塗膜均一性に優れる。
また、本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いる手法は、蒸着装置等を必要としない簡便で生産性の高い方法である。更にマスク処理等の煩雑な工程を要することなく、所望の形状にパッシベーション層を形成できる。
A passivation layer having an excellent passivation effect can be formed into a desired shape by applying a composition for forming a passivation layer containing the above components to a semiconductor substrate and heat-treating (baking) the composition. In addition, the composition for forming a passivation layer contains the compound of formula (I), so that the occurrence of problems such as gelation is suppressed and the storage stability with time is excellent. Furthermore, the composition for forming a passivation layer is excellent in coating film uniformity by including a specific compound.
Moreover, the method using the composition for forming a passivation layer of the present invention is a simple and highly productive method that does not require a vapor deposition apparatus or the like. Further, the passivation layer can be formed in a desired shape without requiring a complicated process such as mask processing.

本明細書において、半導体基板のパッシベーション効果は、パッシベーション層が付与された半導体基板内の少数キャリアの実効ライフタイムを、日本セミラボ株式会社、WT−2000PVN、Sinton Instruments社、WCT−120等の装置を用いて、反射マイクロ波導電減衰法によって測定することで評価することができる。   In this specification, the passivation effect of a semiconductor substrate refers to an effective lifetime of minority carriers in a semiconductor substrate provided with a passivation layer by using a device such as Nippon Semilab Co., Ltd., WT-2000PVN, Sinton Instruments, WCT-120, etc. It can be evaluated by using the reflection microwave conductive attenuation method.

ここで、実効ライフタイムτは、半導体基板内部のバルクライフタイムτと、半導体基板表面の表面ライフタイムτとによって下記式(A)のように表される。半導体基板表面の表面準位密度が小さい場合にはτが長くなる結果、実効ライフタイムτが長くなる。また、半導体基板内部のダングリングボンド等の欠陥が少なくなっても、バルクライフタイムτが長くなって実効ライフタイムτが長くなる。すなわち、実効ライフタイムτの測定によってパッシベーション層と半導体基板との界面特性、及び、ダングリングボンド等の半導体基板の内部特性を評価することができる。Here, the effective lifetime τ is expressed by the following equation (A) by the bulk lifetime τ b inside the semiconductor substrate and the surface lifetime τ s of the semiconductor substrate surface. When the surface state density on the surface of the semiconductor substrate is small, τ s becomes long, resulting in a long effective lifetime τ. Further, even if defects such as dangling bonds in the semiconductor substrate are reduced, the bulk lifetime τ b is increased and the effective lifetime τ is increased. That is, by measuring the effective lifetime τ, the interface characteristics between the passivation layer and the semiconductor substrate and the internal characteristics of the semiconductor substrate such as dangling bonds can be evaluated.

1/τ=1/τ+1/τ (A) 1 / τ = 1 / τ b + 1 / τ s (A)

尚、実効ライフタイムτが長いほど少数キャリアの再結合速度が遅いことを示す。また実効ライフタイムが長い半導体基板を用いて太陽電池素子を構成することで、変換効率が向上する。   In addition, it shows that the recombination rate of a minority carrier is so slow that effective lifetime (tau) is long. Moreover, conversion efficiency improves by comprising a solar cell element using the semiconductor substrate with a long effective lifetime.

また、パッシベーション層形成用組成物の保存安定性は、経時による粘度変化で評価することができる。具体的には、調製直後(12時間以内)におけるパッシベーション層形成用組成物の25℃、せん断速度1.0s−1でのせん断粘度(η)と、25℃において30日間保存した後のパッシベーション層形成用組成物の25℃、せん断速度1.0s−1でのせん断粘度(η30)とを比較することで評価することができ、例えば、経時による粘度変化率(%)によって評価することができる。経時による粘度変化率(%)は、調製直後と30日後のせん断粘度の差の絶対値を調製直後のせん断粘度で除して得られ、具体的には下式で算出される。パッシベーション層形成用組成物の粘度変化率は、30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましい。
粘度変化率(%)=|η30−η|/η×100 (式)
Moreover, the storage stability of the composition for forming a passivation layer can be evaluated by a change in viscosity over time. Specifically, the composition for forming a passivation layer immediately after preparation (within 12 hours) has a shear viscosity (η 0 ) at 25 ° C. and a shear rate of 1.0 s −1 and a passivation after storage at 25 ° C. for 30 days. Evaluation can be made by comparing the shear viscosity (η 30 ) at 25 ° C. and a shear rate of 1.0 s −1 of the composition for layer formation, for example, by evaluating the rate of change in viscosity (%) over time. Can do. The rate of change in viscosity (%) over time is obtained by dividing the absolute value of the difference in shear viscosity immediately after preparation and 30 days later by the shear viscosity immediately after preparation, and is specifically calculated by the following equation. The viscosity change rate of the composition for forming a passivation layer is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, and still more preferably 10% or less.
Viscosity change rate (%) = | η 30 −η 0 | / η 0 × 100 (formula)

更に、パッシベーション層形成用組成物の塗膜均一性は、パッシベーション層形成用組成物を半導体基板に付与した際に、半導体基板上の付与部全体にパッシベーション層形成用組成物が存在しているか否かによって評価される。   Furthermore, the coating film uniformity of the composition for forming a passivation layer is determined by whether or not the composition for forming a passivation layer is present in the entire application portion on the semiconductor substrate when the composition for forming a passivation layer is applied to the semiconductor substrate. It is evaluated by what.

(一般式(I)で表される化合物)
パッシベーション層形成用組成物は、前記一般式(I)で表される化合物の少なくとも1種を含む。式(I)化合物は、金属アルコキシドと呼ばれる化合物である。式(I)化合物は、熱処理(焼成)により式(I)におけるMの金属酸化物となる。パッシベーション層形成用組成物が式(I)化合物を含有することで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成することができる。この理由について、以下のように考えることができる。
(Compound represented by formula (I))
The composition for forming a passivation layer contains at least one compound represented by the general formula (I). The compound of formula (I) is a compound called a metal alkoxide. The compound of formula (I) becomes a metal oxide of M in formula (I) by heat treatment (firing). When the composition for forming a passivation layer contains the compound of formula (I), a passivation layer having an excellent passivation effect can be formed. The reason for this can be considered as follows.

式(I)化合物を含有するパッシベーション層形成用組成物を熱処理(焼成)することにより形成される酸化物はアモルファス状態になりやすく、金属原子の欠陥等が生じて半導体基板との界面付近に固定電荷をもつことができると考えられる。この負の固定電荷が半導体基板の界面近辺で電界を発生することにより少数キャリアの濃度を低下させることができ、結果的に界面でのキャリア再結合速度が抑制されるため、優れたパッシベーション効果が奏されると考えられる。   The oxide formed by heat-treating (firing) the passivation layer-forming composition containing the compound of formula (I) is likely to be in an amorphous state, and defects such as metal atoms are generated and fixed near the interface with the semiconductor substrate. It is thought that it can have a charge. This negative fixed charge generates an electric field in the vicinity of the interface of the semiconductor substrate, so that the concentration of minority carriers can be reduced. As a result, the carrier recombination rate at the interface is suppressed, so that an excellent passivation effect is obtained. It is thought that it is played.

尚、パッシベーション層がもつ固定電荷は、CV法(Capacitance Voltage measurement)で評価することが可能である。ただし、本発明のパッシベーション層形成用組成物から形成されたパッシベーション層の表面準位密度は、ALD法又はCVD法で形成される金属酸化物層の場合と比べ、大きな値となる場合がある。しかし本発明のパッシベーション層形成用組成物から形成されたパッシベーション層は、電界効果が大きく少数キャリアの濃度が低下して表面ライフタイムτが長くなる。そのため、表面準位密度は相対的に問題にはならない。The fixed charge of the passivation layer can be evaluated by the CV method (Capacitance Voltage measurement). However, the surface state density of the passivation layer formed from the composition for forming a passivation layer of the present invention may be larger than that of a metal oxide layer formed by an ALD method or a CVD method. However passivation layer forming a passivation layer formed from the composition of the present invention, the concentration of electric field effect is increased minority carrier surface lifetime tau s becomes longer decreases. Therefore, the surface state density is not a relative problem.

一般式(I)において、MはNb、Ta、V、Y及びHfからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素を含む。中でも、固定電荷とパッシベーション効果の観点から、MとしてはNb、Ta及びYからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素を含むことが好ましく、Nbを含むことがより好ましい。また、パッシベーション層の固定電荷密度を負にする観点からは、Mは、Nb、Ta、V及びHfからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素を含むことが好ましく、Nb、Ta、VO及びHfからなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましい。   In the general formula (I), M contains at least one metal element selected from the group consisting of Nb, Ta, V, Y and Hf. Among these, from the viewpoint of fixed charge and passivation effect, M preferably contains at least one metal element selected from the group consisting of Nb, Ta and Y, and more preferably contains Nb. From the viewpoint of making the fixed charge density of the passivation layer negative, M preferably contains at least one metal element selected from the group consisting of Nb, Ta, V, and Hf, and Nb, Ta, VO And at least one selected from the group consisting of Hf.

一般式(I)において、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基を表し、Rが複数存在する場合、Rはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Rは炭素数1〜8のアルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がより好ましい。
で表されるアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。Rで表されるアルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等を挙げることができる。
で表されるアリール基として具体的には、フェニル基を挙げることができる。
で表されるアルキル基及びアリール基は、置換基を有していてもよい。アルキル基の置換基としては、ハロゲン原子、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホン基、ニトロ基等が挙げられる。アリール基の置換基としては、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホン基、ニトロ基等が挙げられる。
中でもRは、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、炭素数1〜8の無置換のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜4の無置換のアルキル基であることがより好ましい。
In the general formula (I), each R 1 independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and when a plurality of R 1 are present, each R 1 is the same or different. May be. R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
The alkyl group represented by R 1 may be linear or branched. Specific examples of the alkyl group represented by R 1 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, hexyl group, octyl group, 2- An ethylhexyl group etc. can be mentioned.
Specific examples of the aryl group represented by R 1 include a phenyl group.
The alkyl group and aryl group represented by R 1 may have a substituent. Examples of the substituent for the alkyl group include a halogen atom, an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfone group, and a nitro group. Examples of the substituent for the aryl group include a halogen atom, a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfone group, and a nitro group.
Among these, R 1 is preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, from the viewpoint of storage stability and a passivation effect.

一般式(I)において、mは1〜5の整数を表す。ここで、保存安定性の観点から、MがNbである場合にはmが5であることが好ましく、MがTaである場合にはmが5であることが好ましく、MがVOである場合にはmが3であることが好ましく、MがYである場合にはmが3であることが好ましく、MがHfである場合にはmが4であることが好ましい。   In general formula (I), m represents an integer of 1 to 5. From the viewpoint of storage stability, m is preferably 5 when M is Nb, m is preferably 5 when M is Ta, and M is VO. M is preferably 3, m is preferably 3 when M is Y, and m is preferably 4 when M is Hf.

一般式(I)で表される化合物は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、mが1〜5であり、Rがそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基である化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、mが1〜5であり、Rが炭素数1〜4の無置換のアルキル基である化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。The compound represented by the general formula (I) is composed of a compound in which m is 1 to 5 and R 1 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of storage stability and a passivation effect. It is preferably at least one selected from the group, m is 1 to 5, and R 1 is at least one selected from the group consisting of compounds having an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Is more preferable.

一般式(I)で表される化合物は、ニオブメトキシド、ニオブエトキシド、ニオブイソプロポキシド、ニオブn−プロポキシド、ニオブn−ブトキシド、ニオブt−ブトキシド、ニオブイソブトキシド、タンタルメトキシド、タンタルエトキシド、タンタルイソプロポキシド、タンタルn−プロポキシド、タンタルn−ブトキシド、タンタルt−ブトキシド、タンタルイソブトキシド、イットリウムメトキシド、イットリウムエトキシド、イットリウムイソプロポキシド、イットリウムn−プロポキシド、イットリウムn−ブトキシド、イットリウムt−ブトキシド、イットリウムイソブトキシド、バナジウムメトキシドオキシド、バナジウムエトキシドオキシド、バナジウムイソプロポキシドオキシド、バナジウムn−プロポキシドオキシド、バナジウムn−ブトキシドオキシド、バナジウムt−ブトキシドオキシド、バナジウムイソブトキシドオキシド、ハフニウムメトキシド、ハフニウムエトキシド、ハフニウムイソプロポキシド、ハフニウムn−プロポキシド、ハフニウムn−ブトキシド、ハフニウムt−ブトキシド、ハフニウムイソブトキシド等を挙げることができ、ニオブエトキシド、ニオブn−ブトキシド、タンタルエトキシド、タンタルn−ブトキシド、バナジウムエトキシドオキシド、イットリウムエトキシド、及びハフニウムエトキシドが好ましい。負の固定電荷密度を得る観点からは、ニオブエトキシド、ニオブn−プロポキシド、ニオブn−ブトキシド、タンタルエトキシド、タンタルn−プロポキシド、タンタルn−ブトキシド、バナジウムエトキシドオキシド、バナジウムn−プロポキシドオキシド、バナジウムn−ブトキシドオキシド、ハフニウムエトキシド、ハフニウムn−プロポキシド及びハフニウムn−ブトキシドが好ましい。   Compounds represented by the general formula (I) are niobium methoxide, niobium ethoxide, niobium isopropoxide, niobium n-propoxide, niobium n-butoxide, niobium t-butoxide, niobium isobutoxide, tantalum methoxide, tantalum. Ethoxide, tantalum isopropoxide, tantalum n-propoxide, tantalum n-butoxide, tantalum t-butoxide, tantalum isobutoxide, yttrium methoxide, yttrium ethoxide, yttrium isopropoxide, yttrium n-propoxide, yttrium n- Butoxide, yttrium t-butoxide, yttrium isobutoxide, vanadium methoxide oxide, vanadium ethoxide oxide, vanadium isopropoxide oxide, vanadium n-propoxide oxide , Vanadium n-butoxide oxide, vanadium t-butoxide oxide, vanadium isobutoxide oxide, hafnium methoxide, hafnium ethoxide, hafnium isopropoxide, hafnium n-propoxide, hafnium n-butoxide, hafnium t-butoxide, hafnium isobutoxide Niobium ethoxide, niobium n-butoxide, tantalum ethoxide, tantalum n-butoxide, vanadium ethoxide oxide, yttrium ethoxide, and hafnium ethoxide are preferable. From the viewpoint of obtaining a negative fixed charge density, niobium ethoxide, niobium n-propoxide, niobium n-butoxide, tantalum ethoxide, tantalum n-propoxide, tantalum n-butoxide, vanadium ethoxide oxide, vanadium n-propoxy Preference is given to oxides, vanadium n-butoxide oxide, hafnium ethoxide, hafnium n-propoxide and hafnium n-butoxide.

また一般式(I)で表される化合物は、調製したものを用いても、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、株式会社高純度化学研究所のペンタメトキシニオブ、ペンタエトキシニオブ、ペンタ−i−プロポキシニオブ、ペンタ−n−プロポキシニオブ、ペンタ−i−ブトキシニオブ、ペンタ−n−ブトキシニオブ、ペンタ−sec−ブトキシニオブ、ペンタメトキシタンタル、ペンタエトキシタンタル、ペンタ−i−プロポキシタンタル、ペンタ−n−プロポキシタンタル、ペンタ−i−ブトキシタンタル、ペンタ−n−ブトキシタンタル、ペンタ−sec−ブトキシタンタル、ペンタ−t−ブトキシタンタル、バナジウム(V)トリメトキシドオキシド、バナジウム(V)トリエトキシオキシド、バナジウム(V)トリ−i−プロポキシドオキシド、バナジウム(V)トリ−n−プロポキシドオキシド、バナジウム(V)トリ−i−ブトキシドオキシド、バナジウム(V)トリ−n−ブトキシドオキシド、バナジウム(V)トリ−sec−ブトキシドオキシド、バナジウム(V)トリ−t−ブトキシドオキシド、トリ−i−プロポキシイットリウム、トリ−n−ブトキシイットリウム、テトラメトキシハフニウム、テトラエトキシハフニウム、テトラ−i−プロポキシハフニウム、テトラ−t−ブトキシハフニウム、北興化学工業株式会社のペンタエトキシニオブ、ペンタエトキシタンタル、ペンタブトキシタンタル、イットリウム−n−ブトキシド、ハフニウム−tert−ブトキシド、日亜化学工業株式会社のバナジウムオキシトリエトキシド、バナジウムオキシトリノルマルプロポキシド、バナジウムオキシトリノルマルブトキシド、バナジウムオキシトリイソブトキシド、バナジウムオキシトリセカンダリーブトキシド等を挙げることができる。   Moreover, the compound represented by general formula (I) may use what was prepared, or may use a commercial item. Commercially available products include, for example, pentamethoxyniobium, pentaethoxyniobium, penta-i-propoxyniobium, penta-n-propoxyniobium, penta-i-butoxyniobium, penta-n-butoxyniobium from High Purity Chemical Laboratory, Inc. , Penta-sec-butoxy niobium, pentamethoxy tantalum, pentaethoxy tantalum, penta-i-propoxy tantalum, penta-n-propoxy tantalum, penta-i-butoxy tantalum, penta-n-butoxy tantalum, penta-sec-butoxy tantalum , Penta-t-butoxytantalum, vanadium (V) trimethoxide oxide, vanadium (V) triethoxy oxide, vanadium (V) tri-i-propoxide oxide, vanadium (V) tri-n-propoxide oxide, vanadium (V Tri-i-butoxide oxide, vanadium (V) tri-n-butoxide oxide, vanadium (V) tri-sec-butoxide oxide, vanadium (V) tri-t-butoxide oxide, tri-i-propoxy yttrium, tri-n -Butoxy yttrium, tetramethoxy hafnium, tetraethoxy hafnium, tetra-i-propoxy hafnium, tetra-t-butoxy hafnium, pentaethoxyniobium, pentaethoxy tantalum, pentaboxy tantalum, yttrium-n-butoxide from Hokuko Chemical Co., Ltd. Hafnium-tert-butoxide, vanadium oxytriethoxide, vanadium oxytrinormal propoxide, vanadium oxytrinormal butoxide, vanadium oxy from Nichia Corporation Riisobutokishido, it can be mentioned vanadium oxy-tri secondary butoxide and the like.

一般式(I)で表される化合物の調製には、特定の金属(M)のハロゲン化物とアルコールとを不活性有機溶媒の存在下で反応させ、更にハロゲンを引き抜くためにアンモニア又はアミン化合物を添加する方法(特開昭63−227593号公報及び特開平3−291247号公報)等、既知の製法を用いることができる。   In the preparation of the compound represented by the general formula (I), a halide of a specific metal (M) and an alcohol are reacted in the presence of an inert organic solvent, and ammonia or an amine compound is used to further extract the halogen. Known methods such as a method of adding (JP-A 63-227593 and JP-A 3-291247) can be used.

一般式(I)で表される化合物は、2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物と混合することでキレート構造を形成した化合物として用いてもよい。キレート構造を形成した化合物は、式(I)化合物のアルコキシド基の少なくとも一部が特定構造の化合物と置換して、キレート構造を形成する。このとき必要に応じて、液状媒体が存在してもよく、また加熱処理、触媒の添加等を行ってもよい。アルコキシド構造の少なくとも一部がキレート構造に置換されることで、式(I)化合物の加水分解及び重合反応に対する安定性が向上し、これを含むパッシベーション層形成用組成物の保存安定性がより向上する。   The compound represented by the general formula (I) may be used as a compound in which a chelate structure is formed by mixing with a compound having a specific structure having two carbonyl groups. In the compound having a chelate structure, at least a part of the alkoxide group of the compound of formula (I) is substituted with a compound having a specific structure to form a chelate structure. At this time, if necessary, a liquid medium may be present, or heat treatment, addition of a catalyst, and the like may be performed. By substituting at least part of the alkoxide structure with the chelate structure, the stability of the compound of formula (I) to hydrolysis and polymerization reaction is improved, and the storage stability of the composition for forming a passivation layer containing the compound is further improved. To do.

2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物としては、保存安定性の観点から、β−ジケトン化合物、β−ケトエステル化合物及びマロン酸ジエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。   The compound having a specific structure having two carbonyl groups is preferably at least one selected from the group consisting of a β-diketone compound, a β-ketoester compound and a malonic acid diester from the viewpoint of storage stability.

β−ジケトン化合物として具体的には、アセチルアセトン、3−メチル−2,4−ペンタンジオン、2,3−ペンタンジオン、3−エチル−2,4−ペンタンジオン、3−ブチル−2,4−ペンタンジオン、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオン、2,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオン、6−メチル−2,4−ヘプタンジオン等を挙げることができる。   Specific examples of the β-diketone compound include acetylacetone, 3-methyl-2,4-pentanedione, 2,3-pentanedione, 3-ethyl-2,4-pentanedione, and 3-butyl-2,4-pentane. Examples include dione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, 2,6-dimethyl-3,5-heptanedione, 6-methyl-2,4-heptanedione, and the like.

β−ケトエステル化合物として具体的には、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸イソブチル、アセト酢酸ブチル、アセト酢酸t−ブチル、アセト酢酸ペンチル、アセト酢酸イソペンチル、アセト酢酸ヘキシル、アセト酢酸n−オクチル、アセト酢酸ヘプチル、アセト酢酸3−ペンチル、2−アセチルヘプタン酸エチル、2−メチルアセト酢酸エチル、2−ブチルアセト酢酸エチル、ヘキシルアセト酢酸エチル、4,4−ジメチル−3−オキソ吉草酸エチル、4−メチル−3−オキソ吉草酸エチル、2−エチルアセト酢酸エチル、4−メチル−3−オキソ吉草酸メチル、3−オキソヘキサン酸エチル、3−オキソ吉草酸エチル、3−オキソ吉草酸メチル、3−オキソヘキサン酸メチル、3−オキソヘプタン酸エチル、3−オキソヘプタン酸メチル、4,4−ジメチル−3−オキソ吉草酸メチル等を挙げることができる。   Specific examples of β-ketoester compounds include methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, propyl acetoacetate, isopropyl acetoacetate, isobutyl acetoacetate, butyl acetoacetate, t-butyl acetoacetate, pentyl acetoacetate, isopentyl acetoacetate, acetoacetic acid Hexyl, n-octyl acetoacetate, heptyl acetoacetate, 3-pentyl acetoacetate, ethyl 2-acetylheptanoate, ethyl 2-methylacetoacetate, ethyl 2-butylacetoacetate, ethyl hexylacetoacetate, 4,4-dimethyl-3- Ethyl oxovalerate, ethyl 4-methyl-3-oxovalerate, ethyl 2-ethylacetoacetate, methyl 4-methyl-3-oxovalerate, ethyl 3-oxohexanoate, ethyl 3-oxovalerate, 3-oxo Methyl valerate, 3-oxohexanoic acid Le, ethyl 3-oxo heptanoic acid, 3-oxo heptanoic acid methyl, can be mentioned 4,4-dimethyl-3-oxo-valerate, such as methyl.

マロン酸ジエステルとして具体的には、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジプロピル、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジブチル、マロン酸ジ−t−ブチル、マロン酸ジヘキシル、マロン酸t−ブチルエチル、メチルマロン酸ジエチル、エチルマロン酸ジエチル、イソプロピルマロン酸ジエチル、ブチルマロン酸ジエチル、sec−ブチルマロン酸ジエチル、イソブチルマロン酸ジエチル、1−メチルブチルマロン酸ジエチル等を挙げることができる。   Specific examples of the malonic acid diester include dimethyl malonate, diethyl malonate, dipropyl malonate, diisopropyl malonate, dibutyl malonate, di-t-butyl malonate, dihexyl malonate, t-butylethyl malonate, methyl malonate Examples include diethyl, diethyl ethylmalonate, diethyl isopropylmalonate, diethyl butylmalonate, diethyl sec-butylmalonate, diethyl isobutylmalonate, diethyl 1-methylbutylmalonate, and the like.

式(I)化合物がキレート構造を有する場合、キレート構造の数は1〜5であれば特に制限されない。キレート構造に寄与するカルボニル基数には特に制限はないが、MがNbである場合にはキレート構造に寄与するカルボニル基数が1〜5であることが好ましく、MがTaである場合にはキレート構造に寄与するカルボニル基数が1〜5であることが好ましく、MがVOである場合にはキレート構造に寄与するカルボニル基数が1〜3であることが好ましく、MがYである場合にはキレート構造に寄与するカルボニル基数が1〜3であることが好ましく、MがHfである場合にはキレート構造に寄与するカルボニル基数が1〜4であることが好ましい。 When the compound of formula (I) has a chelate structure, the number of chelate structures is not particularly limited as long as it is 1 to 5. The number of carbonyl groups contributing to the chelate structure is not particularly limited, but when M is Nb, the number of carbonyl groups contributing to the chelate structure is preferably 1 to 5, and when M is Ta, the chelate structure It is preferable that the number of carbonyl groups contributing to 1 to 5 is preferable. When M is VO, the number of carbonyl groups contributing to the chelate structure is preferably 1 to 3, and when M is Y, the chelate structure is preferable. It is preferable that the number of carbonyl groups contributing to 1 is 1 to 3, and when M is Hf, the number of carbonyl groups contributing to the chelate structure is preferably 1 to 4.

キレート構造の数は、例えば式(I)化合物と、金属元素とキレートを形成し得る化合物とを混合する比率を適宜調整することで制御することができる。また市販の金属キレート化合物から所望の構造を有する化合物を適宜選択してもよい。   The number of chelate structures can be controlled, for example, by appropriately adjusting the ratio of mixing the compound of formula (I) with a compound capable of forming a chelate with a metal element. Moreover, you may select suitably the compound which has a desired structure from a commercially available metal chelate compound.

式(I)化合物におけるキレート構造の存在は、通常用いられる分析方法で確認することができる。例えば、赤外分光スペクトル、核磁気共鳴スペクトル又は融点を用いて確認することができる。   The presence of a chelate structure in the compound of formula (I) can be confirmed by a commonly used analytical method. For example, it can be confirmed using an infrared spectrum, a nuclear magnetic resonance spectrum or a melting point.

式(I)化合物の状態は、液状であっても固体であってもよい。パッシベーション層形成用組成物の保存安定性、及び後述する一般式(II)で表される化合物を併用する場合における混合性の観点から、一般式(I)で表される化合物は、常温(25℃)で液体であることが好ましい。式(I)化合物が固体の場合には、形成されたパッシベーション層のパッシベーション効果、パッシベーション層形成用組成物の保存安定性等の観点から、溶媒に対して溶解性又は分散性が良好な化合物であることが好ましく、また溶液又は分散液としたときに安定な化合物であることが好ましい。   The state of the compound of formula (I) may be liquid or solid. From the viewpoint of the storage stability of the composition for forming a passivation layer and the miscibility in the case where a compound represented by the general formula (II) described later is used in combination, the compound represented by the general formula (I) is a normal temperature (25 C.) and is preferably liquid. When the compound of formula (I) is a solid, it is a compound having good solubility or dispersibility in a solvent from the viewpoint of the passivation effect of the formed passivation layer, the storage stability of the composition for forming a passivation layer, and the like. It is preferable that it is a compound that is stable when it is used as a solution or dispersion.

パッシベーション層形成用組成物に含まれる式(I)化合物の含有量は、必要に応じて適宜選択することができる。式(I)化合物の含有率は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、パッシベーション層形成用組成物中に1質量%〜80質量%とすることができ、3質量%〜70質量%であることが好ましく、5質量%〜60質量%であることがより好ましく、10質量%〜50質量%であることが更に好ましい。   The content of the compound of formula (I) contained in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary. The content of the compound of formula (I) can be set to 1% by mass to 80% by mass in the composition for forming a passivation layer from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, and is 3% by mass to 70% by mass. It is preferably 5% by mass to 60% by mass, more preferably 10% by mass to 50% by mass.

(一般式(II)で表される化合物)
本発明のパッシベーション層形成用組成物は、更に、下記一般式(II)で表される化合物(以下「特定有機アルミニウム化合物」と称する場合がある)の少なくとも1種を含むことが好ましい。
(Compound represented by formula (II))
The composition for forming a passivation layer of the present invention preferably further contains at least one compound represented by the following general formula (II) (hereinafter sometimes referred to as “specific organoaluminum compound”).

式中、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基を表す。nは0〜3の整数を表す。X及びXはそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。R、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。Wherein, R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 3. X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a methylene group. R 3 , R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

特定有機アルミニウム化合物は、アルミニウムアルコキシド、アルミニウムキレート等と呼ばれる化合物を包含し、アルミニウムアルコキシド構造に加えてアルミニウムキレート構造を有していることが好ましい。また、Nippon Seramikkusu Kyokai Gakujutsu Ronbunshi, vol.97, pp369-399(1989)にも記載されているように、有機アルミニウム化合物は熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)となる。このとき、形成された酸化アルミニウムはアモルファス状態となりやすいため、より大きな負の固定電荷を得ることができる。結果として優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成することができるものと考えられる。 The specific organoaluminum compound includes compounds called aluminum alkoxide, aluminum chelate and the like, and preferably has an aluminum chelate structure in addition to the aluminum alkoxide structure. Further, Nippon Seramikkusu Kyokai Gakuj u tsu Ronbunshi , vol.97, as described in pp369-399 (1989), the organoaluminum compound is an aluminum oxide by heat treatment (sintering) (Al 2 O 3). At this time, since the formed aluminum oxide tends to be in an amorphous state, a larger negative fixed charge can be obtained. As a result, it is considered that a passivation layer having an excellent passivation effect can be formed.

上記に加え、一般式(I)で表される化合物と一般式(II)で表される化合物とを組み合わせることで、パッシベーション層内でそれぞれの効果により、パッシベーション効果がより高くなると考えられる。更に、一般式(I)で表される化合物と一般式(II)で表される化合物が併存する状態で熱処理(焼成)されることで、一般式(I)で表される金属(M)とアルミニウム(Al)との複合金属アルコキシドとしての反応性、蒸気圧等の物理特性が改善され、熱処理物(焼成物)としてのパッシベーション層の緻密性が向上し、結果としてパッシベーション効果がより高くなると考えられる。   In addition to the above, by combining the compound represented by the general formula (I) and the compound represented by the general formula (II), it is considered that the passivation effect is further enhanced by the respective effects in the passivation layer. Further, the metal (M) represented by the general formula (I) is heat-treated (fired) in a state where the compound represented by the general formula (I) and the compound represented by the general formula (II) coexist. As the composite metal alkoxide of aluminum and aluminum (Al), the physical properties such as reactivity and vapor pressure are improved, the denseness of the passivation layer as a heat-treated product (baked product) is improved, and as a result, the passivation effect becomes higher. Conceivable.

一般式(II)において、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基を表し、炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましい。Rで表されるアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。Rで表されるアルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等を挙げることができる。中でもRで表されるアルキル基は、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、炭素数1〜8の無置換のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜4の無置換のアルキル基であることがより好ましい。In general formula (II), R 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group represented by R 2 may be linear or branched. Specific examples of the alkyl group represented by R 2 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, hexyl group, octyl group, 2- An ethylhexyl group etc. can be mentioned. Among them, the alkyl group represented by R 2 is preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, and is an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. More preferably.

一般式(II)において、nは0〜3の整数を表す。nは保存安定性の観点から、1〜3の整数であることが好ましく、1又は3であることがより好ましい。またX及びXはそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。保存安定性の観点から、X及びXの少なくとも一方は酸素原子であることが好ましい。In general formula (II), n represents the integer of 0-3. From the viewpoint of storage stability, n is preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 3. X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a methylene group. From the viewpoint of storage stability, at least one of X 2 and X 3 is preferably an oxygen atom.

一般式(II)におけるR、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。R、R及びRで表されるアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。R、R及びRで表されるアルキル基は、置換基を有していても、無置換であってもよく、無置換であることが好ましい。R、R及びRで表されるアルキル基としては、炭素数1〜8のアルキル基であり、炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましい。R、R及びRで表されるアルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、エチルヘキシル基等を挙げることができる。R 3 , R 4 and R 5 in the general formula (II) each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. The alkyl group represented by R 3 , R 4 and R 5 may be linear or branched. The alkyl group represented by R 3 , R 4 and R 5 may have a substituent or may be unsubstituted, and is preferably unsubstituted. The alkyl group represented by R 3 , R 4 and R 5 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples of the alkyl group represented by R 3 , R 4 and R 5 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, and a hexyl group. Octyl group, ethylhexyl group and the like.

中でも保存安定性とパッシベーション効果の観点から、一般式(II)におけるR及びRはそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜8の無置換のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数1〜4の無置換のアルキル基であることがより好ましい。
また一般式(II)におけるRは、保存安定性及びパッシベーション効果の観点から、水素原子又は炭素数1〜8の無置換のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素数1〜4の無置換のアルキル基であることがより好ましい。
Among these, from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, R 3 and R 4 in the general formula (II) are preferably each independently a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Or it is more preferable that it is a C1-C4 unsubstituted alkyl group.
R 5 in the general formula (II) is preferably a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, and is a hydrogen atom or 1 to 4 carbon atoms. It is more preferably an unsubstituted alkyl group.

一般式(II)で表される化合物は、保存安定性の観点からは、nが1〜3であり、Rがそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である化合物であることが好ましい。The compound represented by the general formula (II) is a compound in which n is 1 to 3 and R 5 is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of storage stability. Preferably there is.

一般式(II)で表される化合物は、保存安定性とパッシベーション効果の観点からは、nが0であり、Rがそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基である化合物、並びにnが1〜3であり、Rがそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基であり、X及びXの少なくとも一方が酸素原子であり、R及びRがそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Rが水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
より好ましくは、一般式(II)で表される化合物は、nが0であり、Rがそれぞれ独立して炭素数1〜4の無置換のアルキル基である化合物、並びにnが1〜3であり、Rがそれぞれ独立して炭素数1〜4の無置換のアルキル基であり、X及びXの少なくとも一方が酸素原子であり、前記酸素原子に結合するR又はRが炭素数1〜4のアルキル基であり、X又はXがメチレン基の場合、前記メチレン基に結合するR又はRが水素原子であり、Rが水素原子である化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である。
The compound represented by the general formula (II) is a compound in which n is 0 and R 2 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n, from the viewpoint of storage stability and a passivation effect. Is 1 to 3, R 2 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, at least one of X 2 and X 3 is an oxygen atom, and R 3 and R 4 are each independently hydrogen. It is preferably an atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 is at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
More preferably, in the compound represented by the general formula (II), n is 0, R 2 is each independently an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n is 1 to 3 R 2 is each independently an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, at least one of X 2 and X 3 is an oxygen atom, and R 3 or R 4 bonded to the oxygen atom is A group consisting of a compound having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and when X 2 or X 3 is a methylene group, R 3 or R 4 bonded to the methylene group is a hydrogen atom, and R 5 is a hydrogen atom; It is at least 1 sort chosen from more.

一般式(II)においてnが0である特定有機アルミニウム化合物(アルミニウムトリアルコキシド)として具体的には、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリsec−ブトキシアルミニウム、モノsec−ブトキシ−ジイソプロポキシアルミニウム、トリt−ブトキシアルミニウム、トリn−ブトキシアルミニウム等を挙げることができる。   Specific examples of the specific organoaluminum compound (aluminum trialkoxide) in which n is 0 in formula (II) include trimethoxyaluminum, triethoxyaluminum, triisopropoxyaluminum, trisec-butoxyaluminum, monosec-butoxy- Examples thereof include diisopropoxyaluminum, tri-t-butoxyaluminum, and tri-n-butoxyaluminum.

また一般式(II)においてnが1〜3である特定有機アルミニウム化合物として具体的には、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート〔(エチルアセトアセタト)アルミニウムイソプロポキシド、トリス(エチルアセトアセタト)アルミニウム等を挙げることができる。 Specific examples of the specific organoaluminum compound in which n is 1 to 3 in the general formula (II) include aluminum ethylacetoacetate diisopropylate [(ethylacetoacetate) aluminum isopropoxide ] , tris (ethylacetoacetate ) . ) Aluminum and the like can be mentioned.

また一般式(II)においてnが1〜3である特定有機アルミニウム化合物は、調製したものを用いても、市販品を用いてもよい。市販品としては例えば、川研ファインケミカル株式会社の商品名、ALCH、ALCH−50F、ALCH−75、ALCH−TR、ALCH−TR−20等を挙げることができる。   Moreover, what was prepared may be used for the specific organoaluminum compound whose n is 1-3 in General formula (II), or a commercial item may be used. Examples of commercially available products include Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. trade names, ALCH, ALCH-50F, ALCH-75, ALCH-TR, ALCH-TR-20, and the like.

一般式(II)においてnが1〜3である特定有機アルミニウム化合物は、アルミニウムトリアルコキシドと、前述の2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物とを混合することで調製することができる。   The specific organoaluminum compound in which n is 1 to 3 in the general formula (II) can be prepared by mixing the aluminum trialkoxide and the compound having the specific structure having the two carbonyl groups described above.

アルミニウムトリアルコキシドと、2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物とを混合すると、アルミニウムトリアルコキシドのアルコキシド基の少なくとも一部が特定構造の化合物と置換して、アルミニウムキレート構造を形成する。このとき必要に応じて、液状媒体が存在してもよく、また加熱処理、触媒の添加等を行ってもよい。アルミニウムアルコキシド構造の少なくとも一部がアルミニウムキレート構造に置換されることで、特定有機アルミニウム化合物の加水分解及び重合反応に対する安定性が向上し、これを含むパッシベーション層形成用組成物の保存安定性がより向上する。   When an aluminum trialkoxide and a compound having a specific structure having two carbonyl groups are mixed, at least a part of the alkoxide group of the aluminum trialkoxide is substituted with the compound having the specific structure to form an aluminum chelate structure. At this time, if necessary, a liquid medium may be present, or heat treatment, addition of a catalyst, and the like may be performed. By replacing at least a part of the aluminum alkoxide structure with the aluminum chelate structure, the stability of the specific organoaluminum compound with respect to hydrolysis and polymerization reaction is improved, and the storage stability of the composition for forming a passivation layer containing this is further improved. improves.

2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物としては、上述したβ−ジケトン化合物、β−ケトエステル化合物、マロン酸ジエステル等が挙げられ、保存安定性の観点から、β−ジケトン化合物、β−ケトエステル化合物及びマロン酸ジエステルからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。   Examples of the compound having a specific structure having two carbonyl groups include the above-mentioned β-diketone compound, β-ketoester compound, malonic acid diester, and the like. From the viewpoint of storage stability, β-diketone compound, β-ketoester compound and It is preferably at least one selected from the group consisting of malonic acid diesters.

特定有機アルミニウム化合物がアルミニウムキレート構造を有する場合、アルミニウムキレート構造の数は1〜3であれば特に制限されない。中でも、保存安定性の観点から、1又は3であることが好ましく、溶解度の観点から、1であることがより好ましい。アルミニウムキレート構造の数は、例えば、アルミニウムトリアルコキシドと、2つのカルボニル基を有する特定構造の化合物とを混合する比率を適宜調整することで制御することができる。また市販のアルミニウムキレート化合物から所望の構造を有する化合物を適宜選択してもよい。   When the specific organoaluminum compound has an aluminum chelate structure, the number of aluminum chelate structures is not particularly limited as long as it is 1 to 3. Among these, 1 or 3 is preferable from the viewpoint of storage stability, and 1 is more preferable from the viewpoint of solubility. The number of aluminum chelate structures can be controlled, for example, by appropriately adjusting the ratio of mixing aluminum trialkoxide and a compound having a specific structure having two carbonyl groups. Moreover, you may select suitably the compound which has a desired structure from a commercially available aluminum chelate compound.

一般式(II)で表される化合物のうち、パッシベーション効果及び必要に応じて含有される溶剤との相溶性の観点から、具体的にはアルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート及びトリイソプロポキシアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましく、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレートを用いることがより好ましい。   Among the compounds represented by the general formula (II), from the viewpoint of the passivation effect and the compatibility with the solvent contained as necessary, specifically, it consists of aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate and triisopropoxyaluminum. It is preferable to use at least one selected from the group, and it is more preferable to use aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate.

特定有機アルミニウム化合物におけるアルミニウムキレート構造の存在は、通常用いられる分析方法で確認することができ、例えば、赤外分光スペクトル、核磁気共鳴スペクトル又は融点を用いて確認することができる。   The presence of the aluminum chelate structure in the specific organoaluminum compound can be confirmed by a commonly used analytical method, and can be confirmed using, for example, an infrared spectrum, a nuclear magnetic resonance spectrum, or a melting point.

特定有機アルミニウム化合物は、液状であっても固体であってもよく、特に制限はない。パッシベーション効果と保存安定性の観点から、常温(25℃)での安定性、及び溶解性又は分散性が良好な特定有機アルミニウム化合物が好ましく、また溶液又は分散液としたときに安定な特定有機アルミニウム化合物であることが好ましい。このような特定有機アルミニウム化合物を用いることで、形成されるパッシベーション層の均質性がより向上し、所望のパッシベーション効果が安定的に得られる傾向にある。   The specific organoaluminum compound may be liquid or solid and is not particularly limited. From the viewpoint of the passivation effect and storage stability, a specific organoaluminum compound having favorable stability at room temperature (25 ° C.) and good solubility or dispersibility is preferable, and the specific organoaluminum stable when used as a solution or dispersion A compound is preferred. By using such a specific organoaluminum compound, the homogeneity of the formed passivation layer is further improved, and a desired passivation effect tends to be stably obtained.

パッシベーション層形成用組成物が特定有機アルミニウム化合物を含む場合、特定有機アルミニウム化合物の含有率は特に制限されない。中でも、式(I)化合物と特定有機アルミニウム化合物の総含有率を100質量%としたときの特定有機アルミニウム化合物の含有率が、0.5質量%以上80質量%以下であることが好ましく、1質量%以上75質量%以下であることがより好ましく、2質量%以上70質量%以下であることが更に好ましく、3質量%以上70質量%以下であることが特に好ましい。
特定有機アルミニウム化合物の含有率を0.5質量%以上とすることで、パッシベーション層形成用組成物の保存安定性が向上する傾向にある。また特定有機アルミニウム化合物の含有率を80質量%以下とすることで、パッシベーション効果が向上する傾向にある。
When the composition for forming a passivation layer contains a specific organoaluminum compound, the content of the specific organoaluminum compound is not particularly limited. Especially, it is preferable that the content rate of a specific organoaluminum compound when the total content rate of a compound of a formula (I) and a specific organoaluminum compound is 100 mass% is 0.5 to 80 mass%. The content is more preferably no less than 75% by mass and even more preferably no less than 2% by mass and no greater than 70% by mass, and particularly preferably no less than 3% by mass and no greater than 70% by mass.
By setting the content of the specific organoaluminum compound to 0.5% by mass or more, the storage stability of the composition for forming a passivation layer tends to be improved. Moreover, it exists in the tendency for the passivation effect to improve because the content rate of a specific organoaluminum compound shall be 80 mass% or less.

パッシベーション層形成用組成物が特定有機アルミニウム化合物を含む場合、パッシベーション層形成用組成物中の特定有機アルミニウム化合物の含有率は、必要に応じて適宜選択することができる。例えば、保存安定性とパッシベーション効果の観点から、特定有機アルミニウム化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物中に1質量%〜70質量%とすることができ、3質量%〜60質量%であることが好ましく、5質量%〜50質量%であることがより好ましく、10質量%〜30質量%であることが更に好ましい。   When the composition for forming a passivation layer contains a specific organoaluminum compound, the content of the specific organoaluminum compound in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary. For example, from the viewpoint of storage stability and a passivation effect, the content of the specific organoaluminum compound can be 1% by mass to 70% by mass in the composition for forming a passivation layer, and 3% by mass to 60% by mass. It is preferably 5% by mass to 50% by mass, more preferably 10% by mass to 30% by mass.

(特定化合物)
本発明のパッシベーション層形成用組成物は、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール化合物及び有機フィラーからなる群より選択される少なくとも1種(特定化合物)を含む。特定化合物を含む本発明のパッシベーション層形成用組成物は、半導体基板に付与する際には粘度が低下し、付与した後では粘度が上昇する。したがって、本発明のパッシベーション層形成用組成物は、簡便な手法で所望の形状のパッシベーション層を形成することができる。
(Specific compounds)
The composition for forming a passivation layer of the present invention contains at least one (specific compound) selected from the group consisting of a fatty acid amide, a polyalkylene glycol compound and an organic filler. The composition for forming a passivation layer of the present invention containing a specific compound has a reduced viscosity when applied to a semiconductor substrate, and an increased viscosity after being applied. Therefore, the passivation layer forming composition of the present invention can form a passivation layer having a desired shape by a simple method.

また、特定化合物を含むことで、パッシベーション層形成用組成物の塗膜である組成物層がより均一となる傾向がある。これは、パッシベーション層形成用組成物を半導体基板に付与する際にパッシベーション層形成用組成物の粘度が低下することによって、気泡の巻き込みが抑えられるためと考えられる。   Moreover, there exists a tendency for the composition layer which is a coating film of the composition for passivation layer formation to become more uniform by containing a specific compound. This is thought to be because entrainment of bubbles is suppressed by lowering the viscosity of the composition for forming a passivation layer when applying the composition for forming a passivation layer to a semiconductor substrate.

パッシベーション層形成用組成物に含まれる特定化合物の含有量は、必要に応じて適宜選択することができる。例えば、印刷性とパッシベーション効果の観点から、特定化合物の含有率は、パッシベーション層形成用組成物中に0.01質量%〜70質量%とすることができ、0.01質量%〜60質量%であることが好ましく、0.01質量%〜50質量%であることがより好ましい。   The content of the specific compound contained in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary. For example, from the viewpoints of printability and passivation effect, the content of the specific compound can be 0.01% by mass to 70% by mass in the composition for forming a passivation layer, and 0.01% by mass to 60% by mass. It is preferable that it is 0.01 mass%-50 mass%.

〔ポリアルキレングリコール化合物〕
本発明におけるポリアルキレングリコール化合物は、液状であっても固体であってもよく、特に制限はない。パッシベーション効果と印刷性の観点から、常温(25℃)での安定性、及び溶解性又は分散性が良好なポリアルキレングリコール化合物が好ましい。このようなポリアルキレングリコール化合物を用いることで、形成されるパッシベーション層の均一性がより向上し、所望のパッシベーション効果が安定的に得られる傾向にある。
[Polyalkylene glycol compound]
The polyalkylene glycol compound in the present invention may be liquid or solid and is not particularly limited. From the viewpoints of the passivation effect and printability, polyalkylene glycol compounds having good stability at room temperature (25 ° C.) and good solubility or dispersibility are preferred. By using such a polyalkylene glycol compound, the uniformity of the formed passivation layer is further improved, and a desired passivation effect tends to be stably obtained.

ポリアルキレングリコール化合物は、下記一般式(III)で表される化合物から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。   The polyalkylene glycol compound preferably contains at least one selected from compounds represented by the following general formula (III).


式(III)中、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示し、Rはアルキレン基を示す。nは3以上の任意の整数である。尚、複数存在するRは同一であっても異なっていてもよい。In formula (III), R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and R 8 represents an alkylene group. n is an arbitrary integer of 3 or more. A plurality of R 8 may be the same or different.

一般式(III)において、nは3以上の整数を表す。nは印刷性の観点から、5〜23000であることが好ましく10〜11000であることがより好ましく20〜2300であることが更に好ましい。nが3以上であると、パッシベーション層形成用組成物中の一般式(III)で表される化合物の含有量を抑えつつ印刷に適した粘度に調整しやすくなる傾向にある。また、nが23000以下であると、パッシベーション層形成用組成物の粘度が高くなり過ぎるのを抑える傾向がある。   In general formula (III), n represents an integer of 3 or more. From the viewpoint of printability, n is preferably 5 to 23000, more preferably 10 to 11000, and still more preferably 20 to 2300. When n is 3 or more, it tends to be easily adjusted to a viscosity suitable for printing while suppressing the content of the compound represented by formula (III) in the composition for forming a passivation layer. Moreover, there exists a tendency to suppress that the viscosity of the composition for passivation layer formation becomes high too much that n is 23000 or less.

一般式(III)におけるR及びRは、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示す。R及びRで表されるアルキル基は、炭素数1〜10であることが好ましく、1〜5であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。
具体的に、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、エチルヘキシル基等であることが好ましく、水素原子、メチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基又はt−ブチル基であることがより好ましく、水素原子、メチル基又はエチル基であることが更に好ましい。
R 6 and R 7 in the general formula (III) each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group represented by R 6 and R 7 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 and still more preferably 1 or 2.
Specifically, R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, hexyl group, octyl group And preferably an ethylhexyl group, more preferably a hydrogen atom, a methyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group or a t-butyl group, and a hydrogen atom, a methyl group or More preferably, it is an ethyl group.

一般式(III)におけるRは、アルキレン基を示す。Rで表されるアルキレン基は、炭素数1〜20であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜3であることが更に好ましい。
具体的に、Rは、エチレン基、プロピレン基、ヘキシレン基、オクチレン基、ドデシレン基又はヘキサデシレン基であることが好ましく、エチレン基、プロピレン基、ヘキシレン基又はオクチレン基であることがより好ましく、エチレン基又はプロピレン基であることが更に好ましい。
R 8 in the general formula (III) represents an alkylene group. The alkylene group represented by R 8 preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 3 carbon atoms.
Specifically, R 8 is preferably an ethylene group, a propylene group, a hexylene group, an octylene group, a dodecylene group or a hexadecylene group, more preferably an ethylene group, a propylene group, a hexylene group or an octylene group, More preferably, it is a group or a propylene group.

一般式(III)で表される化合物としては、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)共重合体等が挙げられる。これらの中でも、ポリエチレングリコールが好ましい。ポリエチレングリコールを用いることで、パッシベーション層形成用組成物の印刷性が向上する傾向にあり、またポリエチレングリコールは入手も容易である。   Specific examples of the compound represented by the general formula (III) include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol monomethyl ether, poly (ethylene glycol-propylene glycol) copolymer, and the like. Among these, polyethylene glycol is preferable. By using polyethylene glycol, the printability of the composition for forming a passivation layer tends to be improved, and polyethylene glycol is easily available.

一般式(III)で表される化合物としては、1種を単独で用いても、構造の異なる二種以上の一般式(III)で表される化合物を併用してもよい。また、一般式(III)で表される化合物は、他の特定化合物と共重合して使用してもよい。
構造の異なる二種以上の一般式(III)で表される化合物を併用する場合、その組み合わせとしては、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの組み合わせ、ポリエチレングリコールとポリエチレングリコールモノメチルエーテルとの組み合わせ等が挙げられる。
As a compound represented by general formula (III), 1 type may be used independently, or the compound represented by 2 or more types of general formula (III) from which a structure differs may be used together. Moreover, you may use the compound represented by general formula (III) by copolymerizing with another specific compound.
When two or more kinds of compounds represented by the general formula (III) having different structures are used in combination, the combination includes a combination of polyethylene glycol and polypropylene glycol, a combination of polyethylene glycol and polyethylene glycol monomethyl ether, and the like. .

一般式(III)で表される化合物は、液状であっても固体であってもよい。形成されたパッシベーション層のパッシベーション効果とパッシベーション層形成用組成物の印刷性の観点から、一般式(III)で表される化合物が固体の場合には、溶媒に対して常温(25℃)で溶解性又は分散性が良好な化合物であることが好ましく、また溶液又は分散液としたときに安定な化合物であることが好ましい。このような化合物の場合、形成されるパッシベーション層の均質性がより向上し、所望のパッシベーション効果を安定的に得ることができる。   The compound represented by the general formula (III) may be liquid or solid. From the viewpoint of the passivation effect of the formed passivation layer and the printability of the composition for forming a passivation layer, when the compound represented by the general formula (III) is a solid, it dissolves in a solvent at room temperature (25 ° C.). It is preferable that the compound has good properties or dispersibility, and it is preferable that the compound is stable when it is used as a solution or dispersion. In the case of such a compound, the homogeneity of the formed passivation layer is further improved, and a desired passivation effect can be stably obtained.

一般式(III)で表される化合物がガラス転移温度を有する場合、そのガラス転移温度は特に制限されず、−100℃〜100℃の範囲であることが好ましく、−50℃〜25℃の範囲であることがより好ましい。
尚、本発明において一般式(III)で表される化合物のガラス転移温度は、示熱分析装置を用いて測定した、示差走査熱量測定(DSC、Differential scanning calorimetry)曲線の変異点を調べることで測定できる。
When the compound represented by the general formula (III) has a glass transition temperature, the glass transition temperature is not particularly limited, and is preferably in the range of −100 ° C. to 100 ° C., and in the range of −50 ° C. to 25 ° C. It is more preferable that
The glass transition temperature of the compound in the present invention represented by the general formula (III), to examine was measured using shows differences thermal analyzer, differential scanning calorimetry (DSC, Differential scanning calorimetry) the mutation point of the curve Can be measured.

一般式(III)で表される化合物が融点を有する場合、その融点は特に制限されず、20℃〜200℃の範囲であることが好ましく、40℃〜100℃の範囲であることがより好ましい。
尚、本発明において一般式(III)で表される化合物の融点は、示熱分析装置を用いて測定した、融解ピークを調べることで測定できる。
When the compound represented by the general formula (III) has a melting point, the melting point is not particularly limited and is preferably in the range of 20 ° C to 200 ° C, more preferably in the range of 40 ° C to 100 ° C. .
The melting point of the compound represented by the general formula (III) in the present invention was measured using a shows differences thermal analyzer can be measured by examining the melting peak.

一般式(III)で表される化合物の数平均分子量は、1,000〜5,000,000であることが好ましく、2,000〜5,000,000であることがより好ましい。数平均分子量が1000以上であると、チキソ剤としての機能性が充分に発揮され、5,000,000以下であると、パッシベーション層形成用組成物の粘度が高くなりすぎるのを抑制することができるため、より印刷性が良好となる。また、2,000以上であると、更に印刷性が良好となる傾向がある。
数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフ法(GPC法)を用いて測定することができる。尚、GPC法による数平均分子量の測定条件は、例えば以下のとおりである。
The number average molecular weight of the compound represented by the general formula (III) is preferably 1,000 to 5,000,000, and more preferably 2,000 to 5,000,000. When the number average molecular weight is 1000 or more, the functionality as a thixotropic agent is sufficiently exhibited, and when it is 5,000,000 or less, the viscosity of the composition for forming a passivation layer can be prevented from becoming too high. Therefore, the printability becomes better. Moreover, there exists a tendency for printability to become further favorable that it is 2,000 or more.
The number average molecular weight can be measured using gel permeation chromatography (GPC method). In addition, the measurement conditions of the number average molecular weight by GPC method are as follows, for example.

測定装置:Shodex GPC SYSTEM−11(昭和電工株式会社)
溶離液:CF3COONa 5mmol/ヘキサフルオロイソプロピルアルコール(HFIP)(1リットル)
カラム:サンプルカラム HFIP−800P HFIP−80M×2本、リファレンスカラム HFIP−800R×2本
カラム温度:40℃
流量:1.0ml/分
検出器:Shodex RI STD:PMMA(Shodex STANDARD M−75)
Measuring device: Shodex GPC SYSTEM-11 (Showa Denko KK)
Eluent: CF3COONa 5 mmol / hexafluoroisopropyl alcohol (HFIP) (1 liter)
Column: Sample column HFIP-800P HFIP-80M × 2, Reference column HFIP-800R × 2 Column temperature: 40 ° C.
Flow rate: 1.0 ml / min Detector: Shodex RI STD: PMMA (Shodex STANDARD M-75)

〔脂肪酸アミド〕
脂肪酸アミドは、下記一般式(1)で表される化合物、(2)で表される化合物、(3)で表される化合物及び(4)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。なお、脂肪酸アミドは、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
[Fatty acid amide]
The fatty acid amide is at least selected from the group consisting of a compound represented by the following general formula (1), a compound represented by (2), a compound represented by (3), and a compound represented by (4) It is preferable that 1 type is included. In addition, fatty acid amide may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

CONH・・・・(1)
CONH−R10−NHCOR・・・・(2)
NHCO−R10−CONHR・・・・(3)
CONH−R10−N(R11・・・・(4)
R 9 CONH 2 (1)
R 9 CONH-R 10 -NHCOR 9 (2)
R 9 NHCO-R 10 -CONHR 9 (3)
R 9 CONH—R 10 —N (R 11 ) 2 ... (4)

一般式(1)、(2)、(3)及び(4)中、R及びR11は各々独立に炭素数1〜30のアルキル基又は炭素数2〜30のアルケニル基を示し、R10は炭素数1〜10のアルキレン基を示す。複数のR11は同一であっても異なっていてもよい。In the general formulas (1), (2), (3) and (4), R 9 and R 11 each independently represent an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, and R 10 Represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. A plurality of R 11 may be the same or different.

一般式(1)、(2)、(3)及び(4)中、R及びR11で表されるアルキル基各々独立に、炭素数1〜30であり、印刷性とパッシベーション効果の観点から、炭素数1〜25であることが好ましく、炭素数1〜20であることがより好ましい。
一般式(1)、(2)、(3)及び(4)中、R及びR11で表されるアルケニル基は、各々独立に、炭素数2〜30であり、印刷性とパッシベーション効果の観点から、炭素数2〜25であることが好ましく、炭素数2〜20であることがより好ましい。
Formula (1), (2), (3) and (4), the alkyl groups each independently represented by R 9 and R 11, 1 to 30 carbon atoms, in view of printability and passivation effect Therefore, it is preferable that it is C1-C25, and it is more preferable that it is C1-C20.
In the general formulas (1), (2), (3), and (4), the alkenyl groups represented by R 9 and R 11 each independently have 2 to 30 carbon atoms, and have good printability and passivation effect. From a viewpoint, it is preferable that it is C2-C25, and it is more preferable that it is C2-C20.

及びR11で表されるアルキル基及びアルケニル基は、各々独立に、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよく、直鎖状又は分岐状であることが好ましい。The alkyl group and alkenyl group represented by R 9 and R 11 may each independently be linear, branched or cyclic, and are preferably linear or branched.

また、R及びR11で表されるアルキル基及びアルケニル基は、無置換であっても置換基を有していてもよい。このような置換基としては、水酸基、クロロ基、ブロモ基、フルオロ基、アルデヒド基、カルボニル基、ニトロ基、アミン基、スルホン酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基等が挙げられる。The alkyl group and alkenyl group represented by R 9 and R 11 may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of such a substituent include a hydroxyl group, a chloro group, a bromo group, a fluoro group, an aldehyde group, a carbonyl group, a nitro group, an amine group, a sulfonic acid group, an alkoxy group, and an acyloxy group.

及びR11で表されるアルキル基及びアルケニル基は、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、デカン基、ドデカン基、オクタデカン基、ヘキサデセニル基、ヘンイコセニル基等を挙げることができる。Specific examples of the alkyl group and alkenyl group represented by R 9 and R 11 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, a decane group, a dodecane group, an octadecane group, and a hexadecenyl group. And henicosenyl group.

で表されるアルキル基及びアルケニル基は、各々独立に、炭素数5〜25であることが好ましく、炭素数10〜20であることがより好ましく、炭素数15〜18であることが更に好ましい。The alkyl group and alkenyl group represented by R 9 each independently preferably have 5 to 25 carbon atoms, more preferably 10 to 20 carbon atoms, and further preferably 15 to 18 carbon atoms. preferable.

11で表されるアルキル基は、各々独立に、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜6であることがより好ましく、炭素数1〜3であることが更に好ましい。R11で表されるアルケニル基は、各々独立に、炭素数2〜10であることが好ましく、炭素数2〜6であることがより好ましく、炭素数2〜3であることが更に好ましい。The alkyl group represented by R 11 is preferably independently of 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably 1 to 3 carbon atoms. The alkenyl group represented by R 11 preferably independently has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, and still more preferably 2 to 3 carbon atoms.

また、Rは炭素数1〜30のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜10のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1〜6のアルキル基であることが更に好ましく、炭素数1〜3のアルキル基であるが特に好ましい。R 9 is preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, still more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, Although it is a C1-C3 alkyl group, it is especially preferable.

一般式(2)、(3)及び(4)において、R10で表されるアルキレン基は、それぞれ独立に、炭素数2〜10であり、印刷性とパッシベーション効果の観点から、炭素数2〜8であることが好ましく、炭素数2〜6であることがより好ましく、炭素数2〜4であることが更に好ましい。R10で表されるアルキレン基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。Rで表されるアルキレン基は、具体的には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、オクチレン基等を挙げることができる。In the general formulas (2), (3), and (4), the alkylene group represented by R 10 has 2 to 10 carbon atoms independently, and from the viewpoint of printability and passivation effect, 2 to 2 carbon atoms. 8 is preferable, C 2-6 is more preferable, and C 2-4 is still more preferable. The alkylene group represented by R 10 may be linear or branched. Specific examples of the alkylene group represented by R 8 include an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and an octylene group.

一般式(1)で示される脂肪酸モノアミドの具体例としては、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド等が挙げられる。   Specific examples of the fatty acid monoamide represented by the general formula (1) include lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide and the like.

また、一般式(2)で示されるN−置換脂肪酸アミドの具体例としては、N,N’−エチレンビスラウリン酸アミド、N,N’−メチレンビスステアリン酸アミド、N,N’−エチレンビスステアリン酸アミド、N,N’−エチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−エチレンビスベヘン酸アミド、N,N’−エチレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−ブチレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−キシリレンビスステアリン酸アミド等が挙げられる。   Specific examples of the N-substituted fatty acid amide represented by the general formula (2) include N, N′-ethylenebislauric acid amide, N, N′-methylenebisstearic acid amide, N, N′-ethylenebis. Stearic acid amide, N, N′-ethylenebisoleic acid amide, N, N′-ethylenebisbehenic acid amide, N, N′-ethylenebis-12-hydroxystearic acid amide, N, N′-butylene bisstearic acid Examples include amide, N, N′-hexamethylene bisstearic acid amide, N, N′-hexamethylene bisoleic acid amide, N, N′-xylylene bisstearic acid amide, and the like.

また、一般式(3)で示されるN−置換脂肪酸アミドの具体例としては、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミド、N,N’−ジステアリルセバシン酸アミド、N,N’−ジステアリルテレフタル酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミド等が挙げられる。   Specific examples of the N-substituted fatty acid amide represented by the general formula (3) include N, N′-dioleyl adipic acid amide, N, N′-distearyl adipic acid amide, N, N′-dioleyl. Examples include sebacic acid amide, N, N′-distearyl sebacic acid amide, N, N′-distearyl terephthalic acid amide, N, N′-distearyl isophthalic acid amide, and the like.

また、一般式(4)で示されるN−置換脂肪酸アミドアミンの具体例としては、ステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド、ラウリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ミリスチン酸ジメチルアミノプロピルアミド、パルミチン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ベヘン酸ジメチルアミノプロピルアミド、オレイン酸ジメチルアミノプロピルアミド、イソステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、リノール酸ジメチルアミノプロピルアミド、リシノレイン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ヒドロキシステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸N,N−ジヒドロキシメチルアミノプロピルアミド、ラウリン酸ジエチルアミノエチルアミド、ミリスチン酸ジエチルアミノエチルアミド、パルミチン酸ジエチルアミノエチルアミド、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド、ベヘン酸ジエチルアミノエチルアミド、オレイン酸ジエチルアミノエチルアミド、リノール酸ジエチルアミノエチルアミド、リシノレイン酸ジエチルアミノエチルアミド、イソステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド、ヒドロキシステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド、ステアリン酸N,N−ジヒドロキシエチルアミノエチルアミド、ラウリン酸ジエチルアミノプロピルアミド、ミリスチン酸ジエチルアミノプロピルアミド、パルミチン酸ジエチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸ジエチルアミノプロピルアミド、ベヘン酸ジエチルアミノプロピルアミド、オレイン酸ジエチルアミノプロピルアミド、リノール酸ジエチルアミノプロピルアミド、リシノレイン酸ジエチルアミノプロピルアミド、イソステアリン酸ジエチルアミノプロピルアミド、ヒドロキシステアリン酸ジエチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸N,N−ジヒドロキシエチルアミノプロピルアミド等が挙げられる。   Specific examples of the N-substituted fatty acid amidoamine represented by the general formula (4) include stearic acid dimethylaminopropylamide, stearic acid diethylaminoethylamide, lauric acid dimethylaminopropylamide, myristic acid dimethylaminopropylamide, palmitic acid. Dimethylaminopropylamide, stearic acid dimethylaminopropylamide, behenic acid dimethylaminopropylamide, oleic acid dimethylaminopropylamide, isostearic acid dimethylaminopropylamide, linoleic acid dimethylaminopropylamide, ricinoleic acid dimethylaminopropylamide, hydroxystearic acid Dimethylaminopropylamide, stearic acid N, N-dihydroxymethylaminopropylamide, lauric acid diethylamino ester Luamide, myristic acid diethylaminoethylamide, palmitic acid diethylaminoethylamide, stearic acid diethylaminoethylamide, behenic acid diethylaminoethylamide, oleic acid diethylaminoethylamide, linoleic acid diethylaminoethylamide, ricinoleic acid diethylaminoethylamide, isostearic acid diethylaminoethylamide, Hydroxy stearic acid diethylaminoethylamide, stearic acid N, N-dihydroxyethylaminoethylamide, lauric acid diethylaminopropylamide, myristic acid diethylaminopropylamide, palmitic acid diethylaminopropylamide, stearic acid diethylaminopropylamide, behenic acid diethylaminopropylamide, olein Diethylamino acid Ropiruamido, linoleic acid diethylaminopropylamide, ricinoleic acid diethylaminopropylamide, isostearic acid diethylaminopropylamide, hydroxystearic acid diethylaminopropylamide, stearic acid N, N-dihydroxyethyl-aminopropyl amide.

これらの脂肪酸アミドの中でも分散媒への溶解性の観点から、ステアリン酸アミド、N,N’−メチレンビスステアリン酸アミド、及びステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミドからなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。   Among these fatty acid amides, at least one selected from the group consisting of stearic acid amide, N, N′-methylenebisstearic acid amide and stearic acid dimethylaminopropylamide is used from the viewpoint of solubility in a dispersion medium. It is preferable.

脂肪酸アミドは、液状であっても固体であってもよい。パッシベーション効果と印刷性の観点から、脂肪酸アミドが固体の場合には、溶媒に対して常温(25℃)で溶解性又は分散性が良好な化合物であることが好ましく、また溶液又は分散液としたときに安定な化合物であることが好ましい。このような化合物の場合、形成されるパッシベーション層の均質性がより向上し、所望のパッシベーション効果を安定的に得ることができる。   The fatty acid amide may be liquid or solid. From the viewpoint of the passivation effect and printability, when the fatty acid amide is a solid, it is preferably a compound that has good solubility or dispersibility at room temperature (25 ° C.) with respect to the solvent. Sometimes a stable compound is preferred. In the case of such a compound, the homogeneity of the formed passivation layer is further improved, and a desired passivation effect can be stably obtained.

脂肪酸アミドは、30℃〜400℃で蒸散又は分解することが望ましく、40℃〜300℃で蒸散又は分解することがより好ましく、50℃〜250℃以下で蒸散又は分解することが更に望ましい。脂肪酸アミドが400℃以下で蒸散又は分散するとパッシベーション層の形成を阻害しないため好ましい。   The fatty acid amide is desirably evaporated or decomposed at 30 to 400 ° C, more preferably evaporated or decomposed at 40 to 300 ° C, and further desirably evaporated or decomposed at 50 to 250 ° C or lower. It is preferable that the fatty acid amide evaporates or disperses at 400 ° C. or lower because it does not inhibit the formation of the passivation layer.

特定化合物としてポリアルキレングリコール化合物及び脂肪酸アミドからなる群から選択される少なくとも1種を用いる場合、好適な化合物としては、印刷性と分散媒への溶解性の観点から、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ステアリン酸アミド、N,N’−メチレンビスステアリン酸アミド及びステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミドから選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、ポリエチレングリコール及びステアリン酸アミドから選択される少なくとも1種を用いることがより好ましい。 When using at least one selected from the group consisting of polyalkylene glycol compound and a fatty acid amide as the specific compound, suitable compounds, printability and solubility standpoint or these into the dispersion medium, polyethylene glycols, polypropylene glycols , Stearic acid amide, N, N′-methylenebisstearic acid amide and stearic acid dimethylaminopropylamide are preferably used, and at least one selected from polyethylene glycol and stearic acid amide is preferably used. It is more preferable.

〔有機フィラー〕
有機フィラーは、有機化合物で構成される粒子又は繊維状のものであることが好ましい。有機フィラーの材質としては、尿素ホルマリン樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、セルロース樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、クマロンインデン樹脂、リグニン樹脂、石油樹脂、アミノ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ブタジエン樹脂、これらの共重合体等が挙げられる。有機フィラーは、1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
[Organic filler]
The organic filler is preferably a particle or a fibrous material composed of an organic compound. Organic filler materials include urea formalin resin, phenol resin, polycarbonate resin, melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, silicone resin, polyurethane resin, polyolefin resin, acrylic resin, fluorine resin, polystyrene resin, cellulose resin, formaldehyde Examples thereof include resins, coumarone indene resins, lignin resins, petroleum resins, amino resins, polyester resins, polyether sulfone resins, butadiene resins, and copolymers thereof. An organic filler is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

有機フィラーの材質としては、熱分解性の観点から、アクリル樹脂、セルロース樹脂及びポリスチレン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、アクリル樹脂であることがより好ましい。   The material of the organic filler is preferably at least one selected from the group consisting of an acrylic resin, a cellulose resin, and a polystyrene resin, more preferably an acrylic resin, from the viewpoint of thermal decomposability.

上記アクリル樹脂を構成する単量体としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸ペンチル、メタクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、メタクリル酸ヘプチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、メタクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、メタクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸テトラデシル、メタクリル酸テトラデシル、アクリル酸ヘキサデシル、メタクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸エイコシル、メタクリル酸エイコシル、アクリル酸ドコシル、メタクリル酸ドコシル、アクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸シクロヘプチル、メタクリル酸シクロヘプチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸2−クロロエチル、メタクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸2−フルオロエチル、メタクリル酸2−フルオロエチル、スチレン、α−メチルスチレン、シクロヘキシルマレイミド、アクリル酸ジシクロペンタニル、メタクリル酸ジシクロペンタニル、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。   Monomers constituting the acrylic resin include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, and acrylic acid. n-butyl, n-butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, sec-butyl acrylate, sec-butyl methacrylate, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, pentyl acrylate, pentyl methacrylate, Hexyl acrylate, hexyl methacrylate, heptyl acrylate, heptyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, octyl acrylate, octyl methacrylate, nonyl acrylate, methacrylate Nonyl, decyl acrylate, decyl methacrylate, dodecyl acrylate, dodecyl methacrylate, tetradecyl acrylate, tetradecyl methacrylate, hexadecyl acrylate, hexadecyl methacrylate, octadecyl acrylate, octadecyl methacrylate, eicosyl acrylate, eicosyl methacrylate , Docosyl acrylate, docosyl methacrylate, cyclopentyl acrylate, cyclopentyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, cycloheptyl acrylate, cycloheptyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate , Methoxyethyl acrylate, methoxyethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, meta Dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropyl acrylate, dimethylaminopropyl methacrylate, 2-chloroethyl acrylate, 2-chloroethyl methacrylate, 2-fluoroethyl acrylate, methacrylic acid 2 -Fluoroethyl, styrene, α-methylstyrene, cyclohexylmaleimide, dicyclopentanyl acrylate, dicyclopentanyl methacrylate, vinyl toluene, vinyl chloride, vinyl acetate, N-vinyl pyrrolidone, butadiene, isoprene, chloroprene, etc. It is done. These are used singly or in combination of two or more.

有機フィラーは、液状媒体中で固体である。パッシベーション効果と印刷性の観点から、液体媒体に対して常温(25℃)で分散性が良好な有機フィラーであることが好ましく、また分散液としたときに安定な有機フィラーであることが好ましい。このような有機フィラーの場合、形成されるパッシベーション層の均一性がより向上し、所望のパッシベーション効果を安定的に得ることができる。   The organic filler is solid in the liquid medium. From the viewpoint of the passivation effect and printability, the organic filler is preferably an organic filler that has good dispersibility at room temperature (25 ° C.) with respect to a liquid medium, and is preferably an organic filler that is stable when used as a dispersion. In the case of such an organic filler, the uniformity of the formed passivation layer is further improved, and a desired passivation effect can be stably obtained.

有機フィラーは、30℃〜400℃で分解するものであることが好ましく、分解温度が40℃〜300℃であることがより好ましく、50℃〜250℃であることが更に好ましい。有機フィラーが400℃以下で分解すると、パッシベーション層形成用組成物から組成物層を形成し、この組成物層を熱処理(焼成)してパッシベーション層を形成する工程を経た後で、有機フィラーの残存が抑えられるため好ましい。   The organic filler is preferably one that decomposes at 30 ° C to 400 ° C, more preferably the decomposition temperature is 40 ° C to 300 ° C, and still more preferably 50 ° C to 250 ° C. When the organic filler is decomposed at 400 ° C. or lower, a composition layer is formed from the composition for forming a passivation layer, and the composition layer is subjected to a heat treatment (firing) to form a passivation layer. Is preferable.

分解温度は、熱重量分析装置(株式会社島津製作所、DTG−60H)により測定することが可能である。また、ここでいう分解温度とは、熱による影響によってその物質が重量減少し始める温度をいう。   The decomposition temperature can be measured by a thermogravimetric analyzer (Shimadzu Corporation, DTG-60H). Moreover, the decomposition temperature here means the temperature at which the substance begins to lose weight due to the influence of heat.

有機フィラーが粒子形状の場合、その体積平均粒子径は、10μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましく、0.1μm以下が更に好ましい。体積平均粒子径が10μm以下であることで、少量の添加でより大きなチキソ性を得られる傾向がある。また、パッシベーション層形成用組成物を付与する方法として、スクリーン印刷法を用いる際に、印刷マスクのメッシュへの目詰まりの発生が抑えられる。   When the organic filler has a particle shape, the volume average particle diameter is preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less, and further preferably 0.1 μm or less. When the volume average particle size is 10 μm or less, there is a tendency that a greater thixotropy can be obtained with a small amount of addition. In addition, when a screen printing method is used as a method for applying the composition for forming a passivation layer, clogging of the mesh of the printing mask can be suppressed.

ここで有機フィラーの体積平均粒子径は、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置(例えばベックマンコールターLS13320)で測定することができ、得られた粒度分布からメディアン径を算出した値を平均粒子径とすることができる。また、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察することで平均粒子径を求めることもできる。   Here, the volume average particle diameter of the organic filler can be measured by a laser diffraction scattering particle size distribution measuring apparatus (for example, Beckman Coulter LS13320), and the value obtained by calculating the median diameter from the obtained particle size distribution is defined as the average particle diameter. be able to. Moreover, an average particle diameter can also be calculated | required by observing using SEM (scanning electron microscope).

パッシベーション層形成用組成物に含まれる特定化合物の含有量は、必要に応じて適宜選択することができる。例えば、印刷性とパッシベーション効果の観点から、パッシベーション層形成用組成物中に0.01質量%〜70質量%とすることができ、0.01質量%〜60質量%であることが好ましく、0.01質量%〜50質量%であることがより好ましい。   The content of the specific compound contained in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary. For example, from the viewpoint of printability and a passivation effect, the composition for forming a passivation layer can be 0.01% by mass to 70% by mass, preferably 0.01% by mass to 60% by mass, More preferably, the content is 0.01% by mass to 50% by mass.

(樹脂)
パッシベーション層形成用組成物は、樹脂の少なくとも1種を更に含んでいてもよい。樹脂を含むことで、パッシベーション層形成用組成物が半導体基板上に付与されて形成される組成物層の形状安定性がより向上し、組成物層が形成された領域に、パッシベーション層を所望の形状で選択的に形成することができる。
(resin)
The composition for forming a passivation layer may further contain at least one resin. By including the resin, the shape stability of the composition layer formed by applying the composition for forming the passivation layer on the semiconductor substrate is further improved, and the passivation layer is formed in a desired region in the region where the composition layer is formed. It can be selectively formed by shape.

樹脂の種類は特に制限されない。中でもパッシベーション層形成用組成物を半導体基板上に付与する際に、良好なパターン形成ができる範囲に粘度調整が可能な樹脂であることが好ましい。樹脂として具体的には、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミド誘導体、ポリビニルアミド、ポリビニルアミド誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド誘導体、ポリスルホン酸、アクリルアミドアルキルスルホン酸、セルロース、セルロース誘導体(カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロース等のセルロースエーテルなど)、ゼラチン、ゼラチン誘導体、澱粉、澱粉誘導体、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム誘導体、キサンタン、キサンタン誘導体、グアーガム、グアーガム誘導体、スクレログルカン、スクレログルカン誘導体、トラガカント、トラガカント誘導体、デキストリン、デキストリン誘導体、(メタ)アクリル酸樹脂、(メタ)アクリル酸エステル樹脂(アルキル(メタ)アクリレート樹脂、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート樹脂等)、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、シロキサン樹脂、これらの共重合体などを挙げることができる。これらの樹脂は、1種単独で又は2種以上を併用できる。
尚、本明細書における「(メタ)アクリル酸」とは「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の少なくとも一方を意味し、「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート」及び「メタクリレート」の少なくとも一方を意味する。
The type of resin is not particularly limited. Among these, when the composition for forming a passivation layer is applied on a semiconductor substrate, a resin capable of adjusting the viscosity within a range in which a good pattern can be formed is preferable. Specific examples of the resin include polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylamide derivatives, polyvinyl amide, polyvinyl amide derivatives, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, polyethylene oxide derivatives, polysulfonic acid, acrylamide alkyl sulfonic acid, cellulose, cellulose derivatives (carboxymethyl cellulose, Hydroxyethyl cellulose, cellulose ethers such as ethyl cellulose), gelatin, gelatin derivatives, starch, starch derivatives, sodium alginate, sodium alginate derivatives, xanthan, xanthan derivatives, guar gum, guar gum derivatives, scleroglucan, scleroglucan derivatives, tragacanth, tragacanth Derivatives, dextrin, dextrin derivatives, (meth) ac Examples thereof include phosphoric acid resins, (meth) acrylic acid ester resins (alkyl (meth) acrylate resins, dimethylaminoethyl (meth) acrylate resins, etc.), butadiene resins, styrene resins, siloxane resins, and copolymers thereof. . These resins can be used alone or in combination of two or more.
In the present specification, “(meth) acrylic acid” means at least one of “acrylic acid” and “methacrylic acid”, and “(meth) acrylate” means at least one of “acrylate” and “methacrylate”. means.

これらの樹脂のなかでも、保存安定性とパターン形成性の観点から、酸性及び塩基性の官能基を有さない中性樹脂を用いることが好ましく、含有量が少量の場合においても容易に粘度及びチキソ性を調節できる観点から、エチルセルロース等のセルロース誘導体を用いることがより好ましい。
またこれら樹脂の分子量は特に制限されず、パッシベーション層形成用組成物としての所望の粘度を鑑みて適宜調整することが好ましい。樹脂の重量平均分子量は、保存安定性とパターン形成性の観点から、100〜10,000,000であることが好ましく、1,000〜5,000,000であることがより好ましい。尚、樹脂の重量平均分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定される分子量分布から標準ポリスチレンの検量線を使用して換算して求められる。樹脂の分子量は、前述の一般式(III)で表される化合物と同様の測定条件で測定される。
Among these resins, from the viewpoint of storage stability and pattern formation, it is preferable to use a neutral resin having no acidic or basic functional group, and even when the content is small, viscosity and From the viewpoint of adjusting thixotropy, it is more preferable to use a cellulose derivative such as ethyl cellulose.
Further, the molecular weight of these resins is not particularly limited, and it is preferable to adjust appropriately in view of the desired viscosity as the composition for forming a passivation layer. The weight average molecular weight of the resin is preferably 100 to 10,000,000, more preferably 1,000 to 5,000,000, from the viewpoints of storage stability and pattern formation. In addition, the weight average molecular weight of resin is calculated | required by converting using the analytical curve of a standard polystyrene from the molecular weight distribution measured using GPC (gel permeation chromatography). The molecular weight of the resin is measured under the same measurement conditions as those for the compound represented by the general formula (III).

パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含有する場合、樹脂のパッシベーション層形成用組成物中の含有量は、必要に応じて適宜選択することができる。例えば、パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含有する場合、パッシベーション層形成用組成物中の樹脂の含有率は0.1質量%〜50質量%であることが好ましい。パターン形成をより容易にするようなチキソ性を発現させる観点から、前記含有率は0.2質量%〜25質量%であることがより好ましく、0.5質量%〜20質量%であることが更に好ましく、0.5質量%〜15質量%であることが特に好ましい。   When the composition for forming a passivation layer contains a resin, the content of the resin in the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected as necessary. For example, when the composition for forming a passivation layer contains a resin, the content of the resin in the composition for forming a passivation layer is preferably 0.1% by mass to 50% by mass. From the viewpoint of expressing thixotropy that facilitates pattern formation, the content is more preferably 0.2% by mass to 25% by mass, and preferably 0.5% by mass to 20% by mass. More preferably, it is particularly preferably 0.5% by mass to 15% by mass.

パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含有する場合、パッシベーション層形成用組成物における式(I)化合物(更に特定有機アルミニウム化合物を含有する場合には、式(I)化合物及び特定有機アルミニウム化合物の総量)と樹脂の含有比率(質量比)は、必要に応じて適宜選択することができる。中でも、パターン形成性と保存安定性の観点から、式(I)化合物に対する樹脂の含有比率(樹脂/式(I)化合物)、更に特定有機アルミニウム化合物を含有する場合には、式(I)化合物及び特定有機アルミニウム化合物の総量に対する樹脂の含有比率〔樹脂/(式(I)化合物+特定有機アルミニウム化合物)〕は、0.001〜1000であることが好ましく、0.01〜100であることがより好ましく、0.1〜1であることが更に好ましい。   When the composition for forming a passivation layer contains a resin, the compound of formula (I) in the composition for forming a passivation layer (when further containing a specific organoaluminum compound, the total amount of the compound of formula (I) and the specific organoaluminum compound) ) And the content ratio (mass ratio) of the resin can be appropriately selected as necessary. Among these, from the viewpoint of pattern formation and storage stability, the content ratio of the resin to the compound of the formula (I) (resin / the compound of the formula (I)), and further containing the specific organoaluminum compound, the compound of the formula (I) The content ratio of the resin to the total amount of the specific organoaluminum compound [resin / (formula (I) compound + specific organoaluminum compound)] is preferably 0.001 to 1000, and preferably 0.01 to 100. More preferably, it is still more preferably 0.1-1.

(液状媒体)
パッシベーション層形成用組成物は、更に液状媒体(溶媒又は分散媒)を含んでいてもよい。パッシベーション層形成用組成物が液状媒体を含有することで、粘度の調整がより容易になり、付与性がより向上し、より均一なパッシベーション層を形成することができる傾向にある。液状媒体としては特に制限されず、必要に応じて適宜選択することができる。中でも式(I)化合物、及び必要に応じて用いられる特定有機アルミニウム化合物、樹脂等を溶解して均一な溶液又は分散液を得ることができる液状媒体が好ましく、有機溶剤の少なくとも1種を含むことがより好ましい。
また、式(I)化合物は、そのままの状態では加水分解、重合反応等を容易に起こし固化するものもあるが、式(I)化合物を液状媒体中に溶解又は分散させることによって反応が抑制されるため保存安定性が向上しやすい傾向がある。
(Liquid medium)
The composition for forming a passivation layer may further contain a liquid medium (solvent or dispersion medium). When the composition for forming a passivation layer contains a liquid medium, the viscosity can be easily adjusted, the impartability is further improved, and a more uniform passivation layer tends to be formed. It does not restrict | limit especially as a liquid medium, It can select suitably as needed. Among them, a liquid medium capable of obtaining a uniform solution or dispersion by dissolving the compound of formula (I) and the specific organoaluminum compound used as necessary, a resin or the like is preferable, and includes at least one organic solvent. Is more preferable.
In addition, some compounds of formula (I) readily undergo hydrolysis, polymerization reaction and the like to solidify as they are, but the reaction is suppressed by dissolving or dispersing the compound of formula (I) in a liquid medium. Therefore, the storage stability tends to be improved.

液状媒体として具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン等のケトン溶剤;ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチル−n−プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチル−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラエチレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、テトラエチレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジエチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチルエチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチル−n−ブチルエーテル、テトラプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチル−n−ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル等のエーテル溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸2−(2−ブトキシエトキシ)エチル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸ジエチレングリコールメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリエチレングリコール、酢酸イソアミル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸イソアミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、エチレングリコールメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のエステル溶剤;アセトニトリル、N−メチルピロリジノン、N−エチルピロリジノン、N−プロピルピロリジノン、N−ブチルピロリジノン、N−ヘキシルピロリジノン、N−シクロヘキシルピロリジノン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤;塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、オクタン、エチルベンゼン、2−エチルヘキサン酸、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等の疎水性有機溶剤;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、イソペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、イソボルニルシクロヘキサノール等のアルコール溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールモノエーテル溶剤;テルピネン、テルピネオール、ミルセン、アロオシメン、リモネン、ジペンテン、ピネン、カルボン、オシメン、フェランドレン等のテルペン溶剤;水などが挙げられる。これらの液状媒体は1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。   Specific examples of the liquid medium include acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl n-butyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-pentyl ketone, methyl n-hexyl ketone, diethyl ketone, Ketone solvents such as dipropyl ketone, diisobutyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone; diethyl ether, methyl ethyl ether, methyl-n-propyl ether, diisopropyl Ether, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, dioxane, dimethyldioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol Rudi-n-propyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol methyl n-propyl ether, diethylene glycol methyl n-butyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di- n-butyl ether, diethylene glycol methyl-n-hexyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol methyl ethyl ether, triethylene glycol methyl-n-butyl ether, triethylene glycol di-n-butyl ether, triethylene Glycolme Ru-n-hexyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, tetraethylene glycol methyl ethyl ether, tetraethylene glycol methyl n-butyl ether, tetraethylene glycol di-n-butyl ether, tetraethylene glycol methyl n- Hexyl ether, tetraethylene glycol di-n-butyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol di-n-propyl ether, propylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol methyl Ethyl ether, dipropylene glycol Cyl-n-butyl ether, dipropylene glycol di-n-propyl ether, dipropylene glycol di-n-butyl ether, dipropylene glycol methyl-n-hexyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol diethyl ether, tripropylene glycol methyl Ethyl ether, tripropylene glycol methyl-n-butyl ether, tripropylene glycol di-n-butyl ether, tripropylene glycol methyl-n-hexyl ether, tetrapropylene glycol dimethyl ether, tetrapropylene glycol diethyl ether, tetrapropylene glycol methyl ethyl ether, tetra Propylene glycol methyl-n-butyl ether, tetrapropylene glycol Ether solvents such as alkyl di-n-butyl ether, tetrapropylene glycol methyl-n-hexyl ether, tetrapropylene glycol di-n-butyl ether; methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate Sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acetate, benzyl acetate, Cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, diethylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate Dipropylene glycol ethyl ether, glycol diacetate, methoxytriethylene glycol acetate, isoamyl acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, isoamyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, lactic acid Ethyl, n-butyl lactate, n-amyl lactate, ethylene glycol methyl ether propionate, ethylene glycol ethyl ether propionate, ethylene glycol methyl ether acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether Ester solvents such as acetate, propylene glycol propyl ether acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone; Ril, N-methylpyrrolidinone, N-ethylpyrrolidinone, N-propylpyrrolidinone, N-butylpyrrolidinone, N-hexylpyrrolidinone, N-cyclohexylpyrrolidinone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, etc. Aprotic polar solvents; hydrophobic organic solvents such as methylene chloride, chloroform, dichloroethane, benzene, toluene, xylene, hexane, octane, ethylbenzene, 2-ethylhexanoic acid, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone; methanol, ethanol, n-propanol , Isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, isopentanol, 2-methylbutanol, sec-pentanol , T-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol, n- Nonyl alcohol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1 , 3-butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, isobornyl cyclohexanol and other alcohol solvents Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, tetraethylene glycol mono- Glycol monoether solvents such as n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether; terpinene, terpineol, myrcene, alloocimene, limonene, dipentene, pinene, carvone, Osmen, Terpene solvents such as Erandoren; and water. These liquid media are used alone or in combination of two or more.

中でも液状媒体は、半導体基板への付与性及びパターン形成性の観点から、テルペン溶剤、エステル溶剤及びアルコール溶剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、テルペン溶剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましい。   Among these, the liquid medium preferably contains at least one selected from the group consisting of a terpene solvent, an ester solvent, and an alcohol solvent, and is selected from the group consisting of a terpene solvent, from the viewpoint of impartability to a semiconductor substrate and pattern formation. More preferably, at least one kind is included.

また、液状媒体として、高粘度かつ低沸点のもの(高粘度低沸点溶媒)を用いてもよい。高粘度低沸点溶媒を含むパッシベーション層形成用組成物は、半導体基板へ付与し形成した組成物層の形状を充分に維持できる粘度となり、かつその後の熱処理(焼成)工程の途中段階で揮発するため残留溶媒による影響が抑えられるという利点がある。具体的な高粘度低沸点溶媒としては、イソボルニルシクロヘキサノール等が挙げられる。   A liquid medium having a high viscosity and a low boiling point (high viscosity, low boiling point solvent) may be used. The composition for forming a passivation layer containing a high-viscosity low-boiling solvent has a viscosity that can sufficiently maintain the shape of the composition layer formed by applying it to a semiconductor substrate, and volatilizes during the subsequent heat treatment (firing) step. There is an advantage that the influence of the residual solvent can be suppressed. Specific examples of the high-viscosity low-boiling solvent include isobornylcyclohexanol.

イソボルニルシクロヘキサノールは、「テルソルブ MTPH」(日本テルペン化学株式会社、商品名)として商業的に入手可能である。イソボルニルシクロヘキサノールは沸点が308℃〜318℃と高く、また組成物層から除去する際には、樹脂のように熱処理(焼成)による脱脂処理を行うまでもなく、加熱により気化させることによって消失させることができる。このため、半導体基板上に付与した後の乾燥工程で、パッシベーション層形成用組成物中に必要に応じて含まれる溶剤とイソボルニルシクロヘキサノールの大部分を取り除くことができる。   Isobornylcyclohexanol is commercially available as “Telsolve MTPH” (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd., trade name). Isobornylcyclohexanol has a high boiling point of 308 ° C. to 318 ° C. When it is removed from the composition layer, it does not need to be degreased by heat treatment (firing) like a resin, but is vaporized by heating. Can be eliminated. For this reason, most of the solvent and isobornyl cyclohexanol contained in the composition for forming a passivation layer as necessary can be removed in the drying step after application on the semiconductor substrate.

パッシベーション層形成用組成物が高粘度低沸点溶媒を含有する場合、高粘度低沸点溶媒の含有率は、パッシベーション層形成用組成物の総質量中に3質量%〜95質量%であることが好ましく、5質量%〜90質量%であることがより好ましく、7質量%〜80質量%であることが特に好ましい。   When the composition for forming a passivation layer contains a high-viscosity low-boiling solvent, the content of the high-viscosity low-boiling solvent is preferably 3% by mass to 95% by mass in the total mass of the composition for forming a passivation layer. More preferably, it is 5 mass%-90 mass%, and it is especially preferable that it is 7 mass%-80 mass%.

パッシベーション層形成用組成物が液状媒体を含む場合、液状媒体の含有量は、付与性、パターン形成性及び保存安定性を考慮して決定される。例えば、液状媒体の含有率は、組成物の付与性とパターン形成性の観点から、パッシベーション層形成用組成物中に5質量%〜98質量%であることが好ましく、10質量%〜95質量%であることがより好ましい。   When the composition for forming a passivation layer includes a liquid medium, the content of the liquid medium is determined in consideration of the imparting property, the pattern forming property, and the storage stability. For example, the content of the liquid medium is preferably 5% by mass to 98% by mass in the composition for forming a passivation layer from the viewpoint of the impartability of the composition and the pattern forming property, and 10% by mass to 95% by mass. It is more preferable that

(その他添加剤)
パッシベーション層形成用組成物は、酸性化合物又は塩基性化合物を含有してもよい。パッシベーション層形成用組成物が酸性化合物又は塩基性化合物を含有する場合、保存安定性の観点から、酸性化合物及び塩基性化合物の含有率が、パッシベーション層形成用組成物中にそれぞれ1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。
(Other additives)
The composition for forming a passivation layer may contain an acidic compound or a basic compound. When the composition for forming a passivation layer contains an acidic compound or a basic compound, from the viewpoint of storage stability, the content of the acidic compound and the basic compound is 1% by mass or less in the composition for forming a passivation layer, respectively. It is preferable that the content is 0.1% by mass or less.

酸性化合物としては、ブレンステッド酸及びルイス酸を挙げることができる。具体的には塩酸、硝酸等の無機酸、酢酸等の有機酸などを挙げることができる。また塩基性化合物としては、ブレンステッド塩基及びルイス塩基を挙げることができ、具体的には、塩基性化合物としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等の無機塩基、トリアルキルアミン、ピリジン等の有機塩基などを挙げることができる。   Examples of acidic compounds include Bronsted acid and Lewis acid. Specific examples include inorganic acids such as hydrochloric acid and nitric acid, and organic acids such as acetic acid. Examples of basic compounds include Bronsted bases and Lewis bases. Specifically, examples of basic compounds include inorganic bases such as alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides, and trialkyls. Examples thereof include organic bases such as amine and pyridine.

パッシベーション層形成用組成物は、Nb、Ta、V、Y及びHfからなる群より選択される少なくとも1種の酸化物(以下「特定酸化物」と称する)を含有してもよい。特定酸化物は、式(I)化合物を熱処理(焼成)して生成する酸化物であることから、特定酸化物を含有するパッシベーション層形成用組成物から形成されたパッシベーション層は、優れたパッシベーション効果が奏されることが期待される。
また、パッシベーション層形成用組成物は、酸化アルミニウム(Al)を更に含有してもよい。酸化アルミニウムは、式(II)で表される化合物を熱処理(焼成)して生成する酸化物である。したがって、式(I)化合物と酸化アルミニウムとを含有するパッシベーション層形成用組成物は、優れたパッシベーション効果が奏されることが期待される。
The composition for forming a passivation layer may contain at least one oxide selected from the group consisting of Nb, Ta, V, Y, and Hf (hereinafter referred to as “specific oxide”). Since the specific oxide is an oxide generated by heat-treating (sintering) the compound of formula (I), the passivation layer formed from the composition for forming a passivation layer containing the specific oxide has an excellent passivation effect. Is expected to be played.
The composition for forming a passivation layer may further contain aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Aluminum oxide is an oxide produced by heat-treating (firing) a compound represented by the formula (II). Therefore, the composition for forming a passivation layer containing the compound of formula (I) and aluminum oxide is expected to exhibit an excellent passivation effect.

(物性値)
パッシベーション層形成用組成物の粘度は特に制限されず、半導体基板への付与方法等に応じて適宜選択することができる。例えば、パッシベーション層形成用組成物の粘度は、0.01Pa・s〜10000Pa・sとすることができる。中でもパターン形成性の観点から、パッシベーション層形成用組成物の粘度は0.1Pa・s〜1000Pa・sであることが好ましい。尚、粘度は、回転式せん断粘度計を用いて、25℃、せん断速度1.0s−1で測定される。
(Physical property value)
The viscosity of the composition for forming a passivation layer is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on a method for applying the composition to a semiconductor substrate. For example, the viscosity of the composition for forming a passivation layer can be 0.01 Pa · s to 10000 Pa · s. Among these, from the viewpoint of pattern formability, the viscosity of the composition for forming a passivation layer is preferably 0.1 Pa · s to 1000 Pa · s. The viscosity is measured at 25 ° C. and a shear rate of 1.0 s −1 using a rotary shear viscometer.

また、パッシベーション層形成用組成物のせん断粘度は特に制限されず、パッシベーション層形成用組成物がチキソ性を有していることが好ましい。中でもパターン形成性の観点から、せん断速度1.0s−1におけるせん断粘度ηをせん断速度10s−1におけるせん断粘度ηで除して算出されるチキソ比(η/η)が1.05〜100であることが好ましく、1.1〜50であることがより好ましい。尚、せん断粘度は、コーンプレート(直径50mm、コーン角1°)を装着した回転式のせん断粘度計を用いて、温度25℃で測定される。Moreover, the shear viscosity of the composition for forming a passivation layer is not particularly limited, and it is preferable that the composition for forming a passivation layer has thixotropy. Among them from the viewpoints of pattern formability, thixotropic ratio calculated by dividing the shear viscosity eta 1 at shear viscosity eta 2 at a shear rate of 10s -1 at a shear rate of 1.0s -1 (η 1 / η 2 ) is 1. It is preferable that it is 05-100, and it is more preferable that it is 1.1-50. The shear viscosity is measured at a temperature of 25 ° C. using a rotary shear viscometer equipped with a cone plate (diameter 50 mm, cone angle 1 °).

尚、パッシベーション層形成用組成物中に含まれる成分、及び各成分の含有量は示差熱-熱重量同時測定(TG/DTA)等の熱分析、核磁気共鳴(NMR)、赤外分光法(IR)等のスペクトル分析、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)等のクロマトグラフ分析などを用いて確認することができる。   The components contained in the composition for forming a passivation layer and the content of each component are determined by thermal analysis such as differential thermal-thermogravimetric simultaneous measurement (TG / DTA), nuclear magnetic resonance (NMR), infrared spectroscopy ( It can be confirmed by spectral analysis such as IR), chromatographic analysis such as high performance liquid chromatography (HPLC), gel permeation chromatography (GPC) and the like.

(パッシベーション層形成用組成物の製造方法)
パッシベーション層形成用組成物の製造方法には特に制限はない。例えば、一般式(I)で表される化合物と、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール化合物及び有機フィラーから選択される少なくとも1種と、必要に応じて含まれる液状媒体等とを、通常用いられる混合方法で混合することで製造することができる。また、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール化合物及び有機フィラーから選択される少なくとも1種を液状媒体に溶解した後、これと一般式(I)で表される化合物とを混合することで製造してもよい。
(Method for producing a composition for forming a passivation layer)
There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the composition for formation of a passivation layer. For example, the compound represented by the general formula (I), at least one selected from fatty acid amides, polyalkylene glycol compounds and organic fillers, and a liquid medium or the like contained as needed are usually mixed. It can manufacture by mixing with. Alternatively, at least one selected from a fatty acid amide, a polyalkylene glycol compound and an organic filler may be dissolved in a liquid medium and then mixed with the compound represented by the general formula (I). .

更に、一般式(I)で表される化合物は、式(I)化合物に含まれる金属のアルコキシドと、前記金属とキレートを形成可能な化合物とを混合して調製してもよい。その際、必要に応じて液状媒体を用いてもよく、加熱処理を行ってもよい。このようにして調製した式(I)化合物と、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール化合物及び有機フィラーから選択される少なくとも1種を含む溶液又は分散液と、を混合してパッシベーション層形成用組成物を製造してもよい。   Furthermore, the compound represented by the general formula (I) may be prepared by mixing a metal alkoxide contained in the compound of the formula (I) with a compound capable of forming a chelate with the metal. At that time, a liquid medium may be used as necessary, or heat treatment may be performed. A composition for forming a passivation layer is produced by mixing the compound of formula (I) thus prepared and a solution or dispersion containing at least one selected from fatty acid amides, polyalkylene glycol compounds and organic fillers. May be.

<パッシベーション層付半導体基板>
本発明のパッシベーション層付半導体基板は、半導体基板と、前記半導体基板上の全面又は一部に設けられる前記パッシベーション層形成用組成物の熱処理物(焼成物)であるパッシベーション層と、を有する。パッシベーション層付半導体基板は、パッシベーション層形成用組成物の熱処理物層(焼成物層)であるパッシベーション層を有することで優れたパッシベーション効果を示す。
<Semiconductor substrate with passivation layer>
The semiconductor substrate with a passivation layer of the present invention includes a semiconductor substrate and a passivation layer that is a heat treatment product (baked product) of the composition for forming a passivation layer provided on the entire surface or a part of the semiconductor substrate. The semiconductor substrate with a passivation layer exhibits an excellent passivation effect by having a passivation layer that is a heat-treated product layer (baked product layer) of the composition for forming a passivation layer.

半導体基板は特に制限されず、目的に応じて通常用いられるものから適宜選択することができる。半導体基板としては、シリコン、ゲルマニウム等にp型不純物又はn型不純物をドープ(拡散)したものが挙げられる。中でもシリコン基板であることが好ましい。また半導体基板は、p型半導体基板であっても、n型半導体基板であってもよい。中でもパッシベーション効果の観点から、パッシベーション層が形成される面がp型層である半導体基板であることが好ましい。半導体基板上のp型層は、p型半導体基板に由来するp型層であっても、p型拡散層又はp型拡散層として、n型半導体基板又はp型半導体基板上に形成されたものであってもよい。The semiconductor substrate is not particularly limited, and can be appropriately selected from those usually used according to the purpose. Examples of the semiconductor substrate include those obtained by doping (diffusing) p-type impurities or n-type impurities into silicon, germanium, or the like. Of these, a silicon substrate is preferable. The semiconductor substrate may be a p-type semiconductor substrate or an n-type semiconductor substrate. Among these, from the viewpoint of the passivation effect, it is preferable that the surface on which the passivation layer is formed is a semiconductor substrate having a p-type layer. Even if the p-type layer on the semiconductor substrate is a p-type layer derived from the p-type semiconductor substrate, the p-type layer is formed on the n-type semiconductor substrate or the p-type semiconductor substrate as a p-type diffusion layer or a p + -type diffusion layer. It may be a thing.

半導体基板の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、半導体基板の厚みは50μm〜1000μmとすることができ、75μm〜750μmであることが好ましい。   The thickness in particular of a semiconductor substrate is not restrict | limited, According to the objective, it can select suitably. For example, the thickness of the semiconductor substrate can be 50 μm to 1000 μm, and preferably 75 μm to 750 μm.

半導体基板上に形成されたパッシベーション層の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、パッシベーション層の厚みは5nm〜50μmであることが好ましく、10nm〜30μmであることがより好ましく、15nm〜20μmであることが更に好ましい。   The thickness of the passivation layer formed on the semiconductor substrate is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the thickness of the passivation layer is preferably 5 nm to 50 μm, more preferably 10 nm to 30 μm, and still more preferably 15 nm to 20 μm.

パッシベーション層付半導体基板は、太陽電池素子、発光ダイオード素子等に適用することができる。例えば、太陽電池素子に適用することで変換効率に優れた太陽電池素子を得ることができる。   The semiconductor substrate with a passivation layer can be applied to a solar cell element, a light emitting diode element, or the like. For example, the solar cell element excellent in conversion efficiency can be obtained by applying to a solar cell element.

<パッシベーション層付半導体基板の製造方法>
本発明のパッシベーション層付半導体基板の製造方法は、半導体基板上の全面又は一部に、前記パッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層を熱処理(焼成)してパッシベーション層を形成する工程とを有する。前記製造方法は必要に応じてその他の工程を更に含んでいてもよい。
本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いることで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を、所望の形状に、簡便な方法で形成することができる。
<Method for manufacturing semiconductor substrate with passivation layer>
The method for producing a semiconductor substrate with a passivation layer according to the present invention includes a step of forming the composition layer by applying the composition for forming a passivation layer on the entire surface or a part of the semiconductor substrate, and heat-treating the composition layer ( Firing) to form a passivation layer. The manufacturing method may further include other steps as necessary.
By using the composition for forming a passivation layer of the present invention, a passivation layer having an excellent passivation effect can be formed into a desired shape by a simple method.

パッシベーション層付半導体基板の製造方法は、組成物層を形成する工程の前に、半導体基板上にアルカリ水溶液を付与する工程を更に有することが好ましい。すなわち、半導体基板上にパッシベーション層形成用組成物を付与する前に、半導体基板の表面をアルカリ水溶液で洗浄することが好ましい。アルカリ水溶液で洗浄することで、半導体基板表面に存在する有機物、パーティクル等を除去することができ、パッシベーション効果がより向上する。アルカリ水溶液による洗浄の方法としては、一般的に知られているRCA洗浄等を例示することができる。例えば、アンモニア水−過酸化水素水の混合溶液に半導体基板を浸し、60℃〜80℃で処理することで、有機物及びパーティクルを除去し、半導体基板を洗浄することができる。洗浄時間は、10秒〜10分間であることが好ましく、30秒〜5分間であることが更に好ましい。   It is preferable that the manufacturing method of the semiconductor substrate with a passivation layer further has the process of providing aqueous alkali solution on a semiconductor substrate before the process of forming a composition layer. That is, it is preferable to wash the surface of the semiconductor substrate with an alkaline aqueous solution before applying the composition for forming a passivation layer on the semiconductor substrate. By washing with an alkaline aqueous solution, organic substances, particles, and the like present on the surface of the semiconductor substrate can be removed, and the passivation effect is further improved. As a method for cleaning with an alkaline aqueous solution, generally known RCA cleaning and the like can be exemplified. For example, the semiconductor substrate can be washed by immersing the semiconductor substrate in a mixed solution of aqueous ammonia and hydrogen peroxide and treating at 60 ° C. to 80 ° C. to remove organic substances and particles. The washing time is preferably 10 seconds to 10 minutes, and more preferably 30 seconds to 5 minutes.

半導体基板上に、パッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する方法には特に制限はない。例えば、公知の付与方法等を用いて、半導体基板上にパッシベーション層形成用組成物を付与する方法を挙げることができる。具体的には、浸漬法、印刷、ディスペンサー法、スピンコート法、刷毛塗り、スプレー法、ドクターブレード法、ロールコート法、インクジェット法等を挙げることができる。これらの中でもパターン形成性の観点から、各種の印刷法(例えば、スクリーン印刷)、インクジェット法等が好ましい。本発明のパッシベーション層形成用組成物は、印刷法に適用した場合にも、印刷性と塗膜均一性に優れる。   There is no restriction | limiting in particular in the method of providing the composition for passivation layer formation on a semiconductor substrate, and forming a composition layer. For example, a method for applying a composition for forming a passivation layer on a semiconductor substrate using a known application method or the like can be mentioned. Specific examples include immersion method, printing, dispenser method, spin coating method, brush coating, spraying method, doctor blade method, roll coating method, and ink jet method. Among these, from the viewpoint of pattern formability, various printing methods (for example, screen printing), inkjet methods, and the like are preferable. The composition for forming a passivation layer of the present invention is excellent in printability and coating film uniformity even when applied to a printing method.

パッシベーション層形成用組成物の付与量は、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、形成されるパッシベーション層の厚みが、後述する所望の厚みとなるように適宜調整することができる。   The application amount of the composition for forming a passivation layer can be appropriately selected according to the purpose. For example, the thickness of the passivation layer to be formed can be appropriately adjusted so as to be a desired thickness described later.

パッシベーション層形成用組成物によって形成された組成物層を熱処理(焼成)して、組成物層に由来する熱処理物層(焼成物層)を形成することで、半導体基板上にパッシベーション層を形成することができる。
組成物層の熱処理(焼成)条件は、組成物層に含まれる式(I)化合物及び必要に応じて含まれる一般式(II)で表される化合物を、その熱処理物(焼成物)である金属酸化物又は複合酸化物に変換可能であれば特に制限されない。中でもアモルファス状の金属酸化物層を形成可能な熱処理(焼成)条件であることが好ましい。パッシベーション層がアモルファス状の金属酸化物層で構成されることで、パッシベーション層により効果的に負電荷を持たせることができ、より優れたパッシベーション効果を得ることができる。具体的に、熱処理(焼成)温度は400℃〜900℃が好ましく、450℃〜800℃がより好ましい。ここでいう熱処理(焼成)温度は、熱処理(焼成)に用いる炉の中の最高温度を意味する。また熱処理(焼成)時間は、熱処理(焼成)温度等に応じて適宜選択できる。例えば、10時間以内とすることができ、5時間以内であることが好ましい。ここでいう熱処理(焼成)時間は、最高温度での保持時間を意味する。
A passivation layer is formed on a semiconductor substrate by heat-treating (baking) the composition layer formed by the composition for forming a passivation layer to form a heat-treated material layer (baked material layer) derived from the composition layer. be able to.
The heat treatment (firing) condition of the composition layer is a heat treated product (firing product) of the compound represented by the formula (I) contained in the composition layer and the compound represented by the general formula (II) contained as necessary. There is no particular limitation as long as it can be converted into a metal oxide or composite oxide. Among these, the heat treatment (firing) conditions that can form an amorphous metal oxide layer are preferable. When the passivation layer is composed of an amorphous metal oxide layer, the passivation layer can effectively have a negative charge, and a more excellent passivation effect can be obtained. Specifically, the heat treatment (firing) temperature is preferably 400 ° C to 900 ° C, more preferably 450 ° C to 800 ° C. The heat treatment (firing) temperature here means the maximum temperature in the furnace used for the heat treatment (firing). The heat treatment (firing) time can be appropriately selected according to the heat treatment (firing) temperature and the like. For example, it can be within 10 hours, preferably within 5 hours. The heat treatment (firing) time here means the holding time at the maximum temperature.

なお、熱処理(焼成)は、拡散炉(例えば、ACCURON CQ−1200、DD−200P、いずれも株式会社日立国際電気;206A−M100、光洋サーモシステム株式会社等)などを用いて行うことができる。熱処理(焼成)を行う雰囲気は特に制限されず、大気中で実施することができる。   In addition, heat processing (baking) can be performed using a diffusion furnace (For example, ACCURON CQ-1200, DD-200P, all are Hitachi Kokusai Electric; 206A-M100, Koyo Thermosystem Co., Ltd., etc.) etc. The atmosphere in which the heat treatment (firing) is performed is not particularly limited, and can be performed in the air.

パッシベーション層付半導体基板の製造方法によって製造されるパッシベーション層の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。例えば、パッシベーション層の平均厚みは、5nm〜50μmであることが好ましく、10nm〜30μmであることがより好ましく、15nm〜20μmであることが更に好ましい。
尚、形成されたパッシベーション層の平均厚みは、触針式段差・表面形状測定装置(例えば、Ambios社)を用いて常法により、3点の厚みを測定し、その算術平均値として算出される。
The thickness of the passivation layer produced by the method for producing a semiconductor substrate with a passivation layer is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the average thickness of the passivation layer is preferably 5 nm to 50 μm, more preferably 10 nm to 30 μm, and still more preferably 15 nm to 20 μm.
The average thickness of the formed passivation layer is calculated as the arithmetic average value by measuring the thickness at three points by a conventional method using a stylus type step / surface shape measuring device (for example, Ambios). .

パッシベーション層付半導体基板の製造方法は、パッシベーション層形成用組成物を半導体基板に付与した後、熱処理(焼成)によってパッシベーション層を形成する工程の前に、パッシベーション層形成用組成物からなる組成物層を乾燥処理する工程を更に有していてもよい。組成物層を乾燥処理する工程を有することで、より均質なパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成することができる。   A method of manufacturing a semiconductor substrate with a passivation layer includes: a composition layer comprising a composition for forming a passivation layer, after the composition for forming a passivation layer is applied to the semiconductor substrate and before the step of forming the passivation layer by heat treatment (firing). You may further have the process of drying-processing. By having a step of drying the composition layer, a passivation layer having a more uniform passivation effect can be formed.

組成物層を乾燥処理する工程は、パッシベーション層形成用組成物に含まれることがある液状媒体の少なくとも一部を除去することができれば、特に制限されない。乾燥処理は、例えば、30℃〜250℃で1分間〜60分間の加熱処理とすることができ、40℃〜220℃で3分間〜40分間の加熱処理であることが好ましい。また乾燥処理は、常圧下で行なっても減圧下で行なってもよい。   The step of drying the composition layer is not particularly limited as long as at least a part of the liquid medium that may be contained in the passivation layer forming composition can be removed. The drying treatment can be, for example, a heat treatment at 30 ° C. to 250 ° C. for 1 minute to 60 minutes, and is preferably a heat treatment at 40 ° C. to 220 ° C. for 3 minutes to 40 minutes. The drying treatment may be performed under normal pressure or under reduced pressure.

パッシベーション層形成用組成物が樹脂を含む場合、パッシベーション層付半導体基板の製造方法は、パッシベーション層形成用組成物を付与した後、熱処理(焼成)によってパッシベーション層を形成する工程の前に、パッシベーション層形成用組成物からなる組成物層を脱脂処理する工程を更に有していてもよい。組成物層を脱脂処理する工程を有することで、より均一なパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成することができる。   In the case where the composition for forming a passivation layer contains a resin, the method for producing a semiconductor substrate with a passivation layer includes the step of forming a passivation layer after applying the composition for forming a passivation layer and before forming the passivation layer by heat treatment (firing). You may further have the process of degreasing the composition layer which consists of a composition for formation. By having a step of degreasing the composition layer, a passivation layer having a more uniform passivation effect can be formed.

組成物層を脱脂処理する工程は、パッシベーション層形成用組成物に含まれることがある樹脂の少なくとも一部を除去することができれば、特に制限されない。脱脂処理は例えば250℃〜450℃で10分間〜120分間の熱処理とすることができ、300℃〜400℃で3分間〜60分間の熱処理であることが好ましい。また脱脂処理は、酸素存在下で行うことが好ましく、大気中で行なうことがより好ましい。   The step of degreasing the composition layer is not particularly limited as long as at least part of the resin that may be contained in the composition for forming a passivation layer can be removed. The degreasing treatment can be, for example, a heat treatment at 250 to 450 ° C. for 10 to 120 minutes, preferably a heat treatment at 300 to 400 ° C. for 3 to 60 minutes. The degreasing treatment is preferably performed in the presence of oxygen, and more preferably performed in the air.

<太陽電池素子>
本発明の太陽電池素子は、p型層及びn型層がpn接合されてなる半導体基板と、前記半導体基板上の全面又は一部に設けられる前記パッシベーション層形成用組成物の熱処理物(焼成物)であるパッシベーション層と、前記p型層及びn型層からなる群より選択される1以上の層上に配置される電極とを有する。太陽電池素子は、必要に応じてその他の構成要素を更に有していてもよい。
太陽電池素子は、本発明のパッシベーション層形成用組成物から形成されたパッシベーション層を有することで、変換効率に優れる。
<Solar cell element>
The solar cell element of the present invention includes a semiconductor substrate in which a p-type layer and an n-type layer are pn-junction, and a heat treatment product (baked product) of the passivation layer forming composition provided on the entire surface or a part of the semiconductor substrate. ) And an electrode disposed on one or more layers selected from the group consisting of the p-type layer and the n-type layer. The solar cell element may further include other components as necessary.
A solar cell element is excellent in conversion efficiency by having the passivation layer formed from the composition for passivation layer formation of this invention.

パッシベーション層形成用組成物を付与する半導体基板としては特に制限されず、目的に応じて通常用いられるものから適宜選択することができる。半導体基板としては、パッシベーション層付半導体基板で説明したものを使用することができ、好適に使用できるものも同様である。パッシベーション層が設けられる半導体基板の面は、p型層であることが好ましい。   It does not restrict | limit especially as a semiconductor substrate which provides the composition for formation of a passivation layer, According to the objective, it can select suitably from what is normally used. As a semiconductor substrate, what was demonstrated by the semiconductor substrate with a passivation layer can be used, and the thing which can be used conveniently is also the same. The surface of the semiconductor substrate on which the passivation layer is provided is preferably a p-type layer.

半導体基板上に形成されたパッシベーション層の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、パッシベーション層の平均厚さは、5nm〜50μmであることが好ましく、10nm〜30μmであることがより好ましく、15nm〜20μmであることが更に好ましい。
太陽電池素子の形状及び大きさに制限はない。例えば、一辺が125mm〜156mmの略正方形であることが好ましい。
The thickness of the passivation layer formed on the semiconductor substrate is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the average thickness of the passivation layer is preferably 5 nm to 50 μm, more preferably 10 nm to 30 μm, and still more preferably 15 nm to 20 μm.
There is no restriction | limiting in the shape and magnitude | size of a solar cell element. For example, it is preferable that one side is a substantially square of 125 mm to 156 mm.

<太陽電池素子の製造方法>
本発明の太陽電池素子の製造方法は、p型層及びn型層が接合されてなるpn接合を有し、前記p型層及び前記n型層からなる群より選択される1以上の層上に電極を有する半導体基板の、前記電極を有する面の一方又は両方の面上に、前記パッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、前記組成物層を熱処理(焼成)して、パッシベーション層を形成する工程と、を有する。太陽電池素子の製造方法は、必要に応じてその他の工程を更に有していてもよい。
<Method for producing solar cell element>
The method for manufacturing a solar cell element of the present invention has a pn junction formed by joining a p-type layer and an n-type layer, and is on one or more layers selected from the group consisting of the p-type layer and the n-type layer A step of forming the composition layer by applying the composition for forming a passivation layer on one or both of the surfaces having the electrodes of a semiconductor substrate having electrodes on the substrate, and heat-treating (firing) the composition layer And a step of forming a passivation layer. The manufacturing method of the solar cell element may further include other steps as necessary.

パッシベーション層形成用組成物を用いることで、優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を備え、変換効率に優れる太陽電池素子を簡便な方法で製造することができる。更に電極が形成された半導体基板上に、所望の形状となるようにパッシベーション層を形成することができ、太陽電池素子の生産性に優れる。   By using the composition for forming a passivation layer, a solar cell element having a passivation layer having an excellent passivation effect and excellent in conversion efficiency can be produced by a simple method. Further, a passivation layer can be formed on the semiconductor substrate on which the electrode is formed so as to have a desired shape, and the productivity of the solar cell element is excellent.

p型層及びn型層の少なくとも一方の層上に電極が配置されたpn接合を有する半導体基板は、通常用いられる方法で製造することができる。例えば、半導体基板の所望の領域に、銀ペースト、アルミニウムペースト等の電極形成用ペーストを付与し、必要に応じて熱処理(焼成)することで製造することができる。   A semiconductor substrate having a pn junction in which an electrode is disposed on at least one of a p-type layer and an n-type layer can be manufactured by a commonly used method. For example, it can be manufactured by applying an electrode forming paste such as a silver paste or an aluminum paste to a desired region of a semiconductor substrate and performing a heat treatment (firing) as necessary.

パッシベーション層が設けられる半導体基板の面は、p型層であっても、n型層であってもよい。中でも変換効率の観点からp型層であることが好ましい。
パッシベーション層形成用組成物を用いてパッシベーション層を形成する方法の詳細は、既述のパッシベーション層付半導体基板の製造方法と同様であり、好ましい態様も同様である。
The surface of the semiconductor substrate on which the passivation layer is provided may be a p-type layer or an n-type layer. Among these, a p-type layer is preferable from the viewpoint of conversion efficiency.
The details of the method for forming a passivation layer using the composition for forming a passivation layer are the same as the method for manufacturing a semiconductor substrate with a passivation layer described above, and the preferred embodiments are also the same.

半導体基板上に形成されるパッシベーション層の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、パッシベーション層の平均厚さは、5nm〜50μmであることが好ましく、10nm〜30μmであることがより好ましく、15nm〜20μmであることが更に好ましい。   The thickness of the passivation layer formed on the semiconductor substrate is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the average thickness of the passivation layer is preferably 5 nm to 50 μm, more preferably 10 nm to 30 μm, and still more preferably 15 nm to 20 μm.

次に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態にかかるパッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の一例を模式的に示す工程図を断面図として示したものである。但し、この工程図は、本発明をなんら制限するものではない。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of a method for producing a solar cell element having a passivation layer according to this embodiment. However, this process diagram does not limit the present invention at all.

図1(a)に示すように、p型半導体基板1には、表面近傍にn型拡散層2が形成され、最表面に反射防止膜3が形成されている。反射防止膜3としては、窒化ケイ素膜、酸化チタン膜等が挙げられる。反射防止膜3とp型半導体基板1との間に酸化ケイ素等の表面保護膜(図示せず)が更に存在していてもよい。また本発明にかかるパッシベーション層を表面保護膜として使用してもよい。As shown in FIG. 1A, in a p-type semiconductor substrate 1, an n + -type diffusion layer 2 is formed in the vicinity of the surface, and an antireflection film 3 is formed on the outermost surface. Examples of the antireflection film 3 include a silicon nitride film and a titanium oxide film. A surface protective film (not shown) such as silicon oxide may further exist between the antireflection film 3 and the p-type semiconductor substrate 1. Moreover, you may use the passivation layer concerning this invention as a surface protective film.

次いで図1(b)に示すように、裏面の一部の領域にアルミニウム電極ペースト等の裏面電極5を形成する材料を付与した後に熱処理(焼成)して、裏面電極5を形成し、且つp型半導体基板1中にアルミニウム原子を拡散させてp型拡散層4を形成する。Next, as shown in FIG. 1B, a material for forming the back electrode 5 such as an aluminum electrode paste is applied to a part of the back surface, and then heat-treated (fired) to form the back electrode 5, and p A p + type diffusion layer 4 is formed by diffusing aluminum atoms in the type semiconductor substrate 1.

次いで図1(c)に示すように、受光面側に電極形成用ペーストを付与した後に熱処理(焼成)して受光面電極7を形成する。電極形成用ペーストとしてファイヤースルー性を有するガラス粉末を含むものを用いることで、図1(c)に示すように反射防止膜3を貫通して、n型拡散層2の上に、受光面電極7を形成してオーミックコンタクトを得ることができる。Next, as shown in FIG. 1C, the electrode-forming paste is applied to the light-receiving surface side, and then heat-treated (fired) to form the light-receiving surface electrode 7. By using those containing glass powder having a fire-through property as an electrode forming paste, reaches through the antireflective film 3, as shown in FIG. 1 (c), on the n + -type diffusion layer 2, the light-receiving surface The electrode 7 can be formed to obtain an ohmic contact.

そして、図1(d)に示すように、裏面電極5が形成された領域以外の裏面のp型層上に、パッシベーション層形成用組成物をスクリーン印刷等により付与して組成物層を形成する。p型層上に形成された組成物層を熱処理(焼成)してパッシベーション層6を形成する。裏面のp型層上に、本発明のパッシベーション層形成用組成物から形成されたパッシベーション層6を形成することで、発電効率に優れた太陽電池素子を製造することができる。   And as shown in FIG.1 (d), the composition for passivation layer formation is provided by screen printing etc. on the p-type layer of the back surface other than the area | region in which the back electrode 5 was formed, and a composition layer is formed. . The passivation layer 6 is formed by heat-treating (baking) the composition layer formed on the p-type layer. By forming the passivation layer 6 formed from the composition for forming a passivation layer of the present invention on the p-type layer on the back surface, a solar cell element excellent in power generation efficiency can be manufactured.

図1に示す製造工程を含む製造方法で製造される太陽電池素子では、アルミニウム等から形成される裏面電極をポイントコンタクト構造とすることができ、基板の反り等を低減することができる。更にパッシベーション層形成用組成物を用いることで、特定の位置(具体的には、電極形成された領域以外のp型層上)に優れた生産性でパッシベーション層を形成することができる。   In the solar cell element manufactured by the manufacturing method including the manufacturing process shown in FIG. 1, the back electrode formed from aluminum or the like can have a point contact structure, and the warpage of the substrate can be reduced. Furthermore, by using the composition for forming a passivation layer, the passivation layer can be formed with excellent productivity at a specific position (specifically, on the p-type layer other than the region where the electrode is formed).

また図1(d)では裏面部分にのみパッシベーション層を形成する方法を示したが、p型半導体基板1の裏面側に加えて、側面にもパッシベーション層形成用組成物を付与し、これを熱処理(焼成)することで半導体基板1の側面(エッジ)にパッシベーション層6を更に形成してもよい(図示せず)。これにより、発電効率により優れた太陽電池素子を製造することができる。
更にまた、裏面部分にパッシベーション層を形成せず、側面のみに本発明のパッシベーション層形成用組成物を付与し、熱処理(焼成)してパッシベーション層6を形成してもよい。本発明のパッシベーション層形成用組成物は、側面のような結晶欠陥が多い箇所に使用すると、その効果が特に大きい。
Further, FIG. 1D shows a method of forming a passivation layer only on the back surface portion. However, in addition to the back surface side of the p-type semiconductor substrate 1, a passivation layer forming composition is applied to the side surface, and this is subjected to heat treatment. The passivation layer 6 may be further formed on the side surface (edge) of the semiconductor substrate 1 by (baking) (not shown). Thereby, the solar cell element excellent in power generation efficiency can be manufactured.
Furthermore, the passivation layer 6 may be formed by forming the passivation layer forming composition of the present invention only on the side surface without forming the passivation layer on the back surface portion, and performing heat treatment (firing). When the composition for forming a passivation layer of the present invention is used in a portion having many crystal defects such as side surfaces, the effect is particularly great.

図1では電極形成後にパッシベーション層を形成する態様について説明したが、パッシベーション層形成後に、更にアルミニウム等の電極を蒸着等によって所望の領域に形成してもよい。   Although the embodiment in which the passivation layer is formed after forming the electrode has been described with reference to FIG. 1, an electrode such as aluminum may be further formed in a desired region by vapor deposition or the like after the passivation layer is formed.

図2は、本実施形態にかかるパッシベーション層を有する太陽電池素子の製造方法の別の一例を模式的に示す工程図を断面図として示したものである。具体的には、図2はアルミニウム電極ペースト又は熱拡散処理によりp型拡散層を形成可能なp型拡散層形成用組成物を用いてp型拡散層を形成後、アルミニウム電極ペーストの熱処理物又はp型拡散層形成用組成物の熱処理物を除去する工程を含む工程図を断面図として説明するものである。ここでp型拡散層形成用組成物としては、例えば、アクセプタ元素含有物質とガラス成分とを含む組成物を挙げることができる。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another process example of a method for manufacturing a solar cell element having a passivation layer according to the present embodiment. Specifically, FIG. 2 shows the heat treatment of the aluminum electrode paste after forming the p + type diffusion layer using the aluminum electrode paste or the p type diffusion layer forming composition capable of forming the p + type diffusion layer by thermal diffusion treatment. The process drawing including the process of removing the heat-treated product of the product or the p + -type diffusion layer forming composition will be described as a cross-sectional view. Examples of the p-type diffusion layer forming composition include a composition containing an acceptor element-containing substance and a glass component.

図2(a)に示すように、p型半導体基板1には、表面近傍にn型拡散層2が形成され、表面に反射防止膜3が形成されている。反射防止膜3としては、窒化ケイ素膜、酸化チタン膜等が挙げられる。As shown in FIG. 2A, an n + -type diffusion layer 2 is formed in the vicinity of the surface of the p-type semiconductor substrate 1, and an antireflection film 3 is formed on the surface. Examples of the antireflection film 3 include a silicon nitride film and a titanium oxide film.

次いで図2(b)に示すように、裏面の一部の領域にp型拡散層形成用組成物を付与した後に熱処理して、p型拡散層4を形成する。p型拡散層4上にはp型拡散層形成用組成物の熱処理物8が形成されている。
ここでp型拡散層形成用組成物に代えて、アルミニウム電極ペーストを用いてもよい。アルミニウム電極ペーストを用いた場合には、p型拡散層4上にはアルミニウム電極8が形成される。
Next, as shown in FIG. 2 (b), the p + -type diffusion layer 4 is formed by applying a p-type diffusion layer forming composition to a partial region of the back surface and then performing heat treatment. On the p + type diffusion layer 4, a heat treatment product 8 of a composition for forming a p type diffusion layer is formed.
Here, an aluminum electrode paste may be used instead of the p-type diffusion layer forming composition. When an aluminum electrode paste is used, an aluminum electrode 8 is formed on the p + type diffusion layer 4.

次いで図2(c)に示すように、p型拡散層4上に形成されたp型拡散層形成用組成物の熱処理物8又はアルミニウム電極8をエッチング等の手法により除去する。Next, as shown in FIG. 2C, the heat-treated product 8 or the aluminum electrode 8 of the p-type diffusion layer forming composition formed on the p + -type diffusion layer 4 is removed by a technique such as etching.

次いで図2(d)に示すように、受光面(表面)及び裏面の一部の領域に選択的に電極形成用ペーストを付与した後に熱処理して、受光面(表面)に受光面電極7を、裏面に裏面電極5をそれぞれ形成する。受光面側に付与する電極形成用ペーストとしてファイヤースルー性を有するガラス粉末を含むものを用いることで、図2(c)に示すように、反射防止膜3を貫通して、n型拡散層2の上に受光面電極7が形成されてオーミックコンタクトを得ることができる。
また裏面電極が形成される領域には既にp型拡散層4が形成されているため、裏面電極5を形成する電極形成用ペーストには、アルミニウム電極ペーストに限定されず、銀電極ペースト等のより低抵抗な電極を形成可能な電極用ペーストを用いることもできる。これにより、更に発電効率を高めることも可能になる。
Next, as shown in FIG. 2 (d), the electrode forming paste is selectively applied to the light receiving surface (front surface) and a part of the back surface, and then heat-treated, and the light receiving surface electrode 7 is applied to the light receiving surface (front surface). The back electrode 5 is formed on the back surface. By using a paste containing a glass powder having fire-through property as an electrode forming paste to be applied to the light receiving surface side, as shown in FIG. 2C, the antireflection film 3 is penetrated to form an n + type diffusion layer. The light-receiving surface electrode 7 is formed on the surface 2 and an ohmic contact can be obtained.
Further, since the p + -type diffusion layer 4 is already formed in the region where the back electrode is formed, the electrode forming paste for forming the back electrode 5 is not limited to the aluminum electrode paste, but may be a silver electrode paste or the like. An electrode paste capable of forming a lower resistance electrode can also be used. As a result, the power generation efficiency can be further increased.

そして、図2(e)に示すように、裏面電極5が形成された領域以外の裏面のp型層上に、パッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する。付与は、スクリーン印刷等の方法により行うことができる。p型拡散層4上に形成された組成物層を熱処理(焼成)してパッシベーション層6を形成する。裏面のp型層上に、本発明のパッシベーション層形成用組成物から形成されたパッシベーション層6を形成することで、発電効率に優れた太陽電池素子を製造することができる。And as shown in FIG.2 (e), the composition for passivation layer formation is provided on the p-type layer of the back surface other than the area | region in which the back electrode 5 was formed, and a composition layer is formed. The application can be performed by a method such as screen printing. The passivation layer 6 is formed by heat-treating (firing) the composition layer formed on the p + -type diffusion layer 4. By forming the passivation layer 6 formed from the composition for forming a passivation layer of the present invention on the p-type layer on the back surface, a solar cell element excellent in power generation efficiency can be manufactured.

また図2(e)では裏面部分にのみパッシベーション層を形成する方法を示したが、p型半導体基板1の裏面側に加えて、側面にもパッシベーション層用材料を付与し、熱処理(焼成)することでp型半導体基板1の側面(エッジ)にパッシベーション層を更に形成してもよい(図示せず)。これにより、発電効率が更に優れた太陽電池素子を製造することができる。   Further, FIG. 2E shows a method of forming a passivation layer only on the back surface portion, but in addition to the back surface side of the p-type semiconductor substrate 1, a passivation layer material is also applied to the side surface and heat treatment (firing) is performed. Thus, a passivation layer may be further formed on the side surface (edge) of the p-type semiconductor substrate 1 (not shown). Thereby, the solar cell element which was further excellent in power generation efficiency can be manufactured.

更にまた、裏面部分にパッシベーション層を形成せず、側面のみに本発明のパッシベーション層形成用組成物を付与し、これを熱処理(焼成)してパッシベーション層を形成してもよい。本発明のパッシベーション層形成用組成物は、側面のような結晶欠陥が多い箇所に使用すると、その効果が特に大きい。   Furthermore, the passivation layer may be formed by applying the composition for forming a passivation layer of the present invention only to the side surface without forming the passivation layer on the back surface portion, and heat-treating (baking) the composition. When the composition for forming a passivation layer of the present invention is used in a portion having many crystal defects such as side surfaces, the effect is particularly great.

図2では電極形成後にパッシベーション層を形成する態様について説明したが、パッシベーション層形成後に、更にアルミニウム等の電極を蒸着などによって所望の領域に形成してもよい。   In FIG. 2, the embodiment in which the passivation layer is formed after the electrode is formed has been described. However, after the passivation layer is formed, an electrode such as aluminum may be further formed in a desired region by vapor deposition or the like.

上述した実施形態では、受光面にn型拡散層が形成されたp型半導体基板を用いた場合について説明を行ったが、受光面にp型拡散層が形成されたn型半導体基板を用いた場合にも同様にして、太陽電池素子を製造することができる。尚、その場合は裏面側にn型拡散層を形成することとなる。In the embodiment described above, the case where a p-type semiconductor substrate having an n + -type diffusion layer formed on the light-receiving surface has been described. However, an n-type semiconductor substrate having a p + -type diffusion layer formed on the light-receiving surface is described. Similarly, when used, a solar cell element can be produced. In this case, an n + type diffusion layer is formed on the back side.

更にパッシベーション層形成用組成物は、図3に示すような裏面側のみに電極が配置された裏面電極型太陽電池素子の受光面側又は裏面側のパッシベーション層6を形成することにも使用できる。
図3に概略断面図を示すように、p型半導体基板1の受光面側には、表面近傍にn型拡散層2が形成され、その表面にパッシベーション層6及び反射防止膜3が形成されている。反射防止膜3としては、窒化ケイ素膜、酸化チタン膜等が知られている。またパッシベーション層6は、本発明のパッシベーション層形成用組成物を付与し、これを熱処理(焼成)して形成される。
Furthermore, the composition for forming a passivation layer can also be used to form a passivation layer 6 on the light receiving surface side or the back surface side of a back electrode type solar cell element in which an electrode is disposed only on the back surface side as shown in FIG.
As shown in a schematic cross-sectional view in FIG. 3, an n + -type diffusion layer 2 is formed in the vicinity of the surface on the light-receiving surface side of the p-type semiconductor substrate 1, and a passivation layer 6 and an antireflection film 3 are formed on the surface. ing. As the antireflection film 3, a silicon nitride film, a titanium oxide film, or the like is known. The passivation layer 6 is formed by applying the passivation layer forming composition of the present invention and heat-treating (firing) it.

p型半導体基板1の裏面側には、p型拡散層4及びn型拡散層2上にそれぞれ裏面電極5が設けられ、更に裏面の電極が形成されていない領域にはパッシベーション層6が設けられている。
型拡散層4は、上述のようにp型拡散層形成用組成物又はアルミニウム電極ペーストを所望の領域に付与した後に熱処理することで形成することができる。またn型拡散層2は、例えば、熱拡散処理によりn型拡散層を形成可能なn型拡散層形成用組成物を所望の領域に付与した後に熱処理することで形成することができる。
ここでn型拡散層形成用組成物としては例えば、ドナー元素含有物質とガラス成分とを含む組成物を挙げることができる。
On the back side of the p-type semiconductor substrate 1, a back electrode 5 is provided on each of the p + -type diffusion layer 4 and the n + -type diffusion layer 2, and a passivation layer 6 is provided in a region where no back-side electrode is formed. Is provided.
The p + -type diffusion layer 4 can be formed by applying a heat treatment after applying the p-type diffusion layer forming composition or the aluminum electrode paste to a desired region as described above. The n + -type diffusion layer 2 can be formed by, for example, applying a composition for forming an n-type diffusion layer capable of forming an n + -type diffusion layer to a desired region by heat diffusion treatment and then performing a heat treatment.
Examples of the composition for forming an n-type diffusion layer include a composition containing a donor element-containing material and a glass component.

型拡散層4及びn型拡散層2上にそれぞれ設けられる裏面電極5は、銀電極ペースト等の通常用いられる電極形成用ペーストを用いて形成することができる。
また、p型拡散層4上に設けられる裏面電極5は、アルミニウム電極ペーストを用いてp型拡散層4と共に形成されるアルミニウム電極であってもよい。
裏面に設けられるパッシベーション層6は、パッシベーション層形成用組成物を裏面電極5が設けられていない領域に付与し、これを熱処理(焼成)することで形成することができる。
また、パッシベーション層6はp型半導体基板1の裏面のみならず、更に側面にも形成してよい(図示せず)。
The back electrode 5 provided on each of the p + type diffusion layer 4 and the n + type diffusion layer 2 can be formed using a commonly used electrode forming paste such as a silver electrode paste.
The back electrode 5 provided on the p + -type diffusion layer 4 may be an aluminum electrode formed with the p + -type diffusion layer 4 using aluminum electrode paste.
The passivation layer 6 provided on the back surface can be formed by applying a composition for forming a passivation layer to a region where the back electrode 5 is not provided and heat-treating (baking) the composition.
Further, the passivation layer 6 may be formed not only on the back surface of the p-type semiconductor substrate 1 but also on the side surface (not shown).

図3に示すような裏面電極型太陽電池素子においては、受光面側に電極がないため発電効率に優れる。更に裏面の電極が形成されていない領域にパッシベーション層が形成されているため、更に変換効率に優れる。   In the back electrode type solar cell element as shown in FIG. 3, since there is no electrode on the light receiving surface side, the power generation efficiency is excellent. Furthermore, since the passivation layer is formed in the region where the back electrode is not formed, the conversion efficiency is further improved.

上記では半導体基板としてp型半導体基板を用いた例を示したが、n型半導体基板を用いた場合も、上記に準じて変換効率に優れる太陽電池素子を製造することができる。   Although the example which used the p-type semiconductor substrate as the semiconductor substrate was shown above, also when an n-type semiconductor substrate is used, the solar cell element which is excellent in conversion efficiency according to the above can be manufactured.

<太陽電池>
太陽電池は、前記太陽電池素子と、太陽電池素子の電極上に設けられる配線材料と、を有する。太陽電池は更に必要に応じて、タブ線等の配線材料を介して複数の太陽電池素子が連結され、更に封止材で封止されて構成されていてもよい。配線材料及び封止材としては特に制限されず、当業界で通常用いられているものから適宜選択することができる。太陽電池の大きさに制限はない。0.5m〜3mであることが好ましい。
<Solar cell>
The solar cell includes the solar cell element and a wiring material provided on the electrode of the solar cell element. If necessary, the solar cell may be constituted by connecting a plurality of solar cell elements via a wiring material such as a tab wire and further sealing with a sealing material. The wiring material and the sealing material are not particularly limited, and can be appropriately selected from those usually used in the industry. There is no limit to the size of the solar cell. It is preferably 0.5m 2 ~3m 2.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
(パッシベーション層形成用組成物1の調製)
ステアリン酸アミドを5.0g、及びテルピネオールを45.0g混合し、130℃で1時間攪拌してステアリン酸アミド溶液を調製した。エチルセルロースを10.01g、及びテルピネオールを90.02g混合し、150℃で1時間攪拌してエチルセルロース溶液を調製した。ニオブエトキシドを2.22g、(エチルアセトアセタト)アルミニウムイソプロポキシドを2.23g、テルピネオールを1.88g、ステアリン酸アミド溶液を1.58g、及びエチルセルロース溶液を7.92g混合し、パッシベーション層形成用組成物1を調製した。パッシベーション層形成用組成物1中のステアリン酸アミドの含有率は1.0%、式(I)化合物の含有率は14.0%となった。
<Example 1>
(Preparation of composition 1 for forming a passivation layer)
A stearamide solution was prepared by mixing 5.0 g of stearamide and 45.0 g of terpineol and stirring at 130 ° C. for 1 hour. 10.01 g of ethyl cellulose and 90.02 g of terpineol were mixed and stirred at 150 ° C. for 1 hour to prepare an ethyl cellulose solution. Passivation layer: 2.22 g of niobium ethoxide, 2.23 g of (ethylacetoacetate) aluminum isopropoxide, 1.88 g of terpineol, 1.58 g of stearamide solution, and 7.92 g of ethylcellulose solution. A forming composition 1 was prepared. The content of stearamide in the composition 1 for forming a passivation layer was 1.0%, and the content of the compound of formula (I) was 14.0%.

(保存安定性の評価)
上記で調製したパッシベーション層形成用組成物1のせん断粘度を、調製直後(12時間以内)及び25℃で30日間保存した後にそれぞれ測定した。せん断粘度の測定は、AntonPaar社、MCR301に、コーンプレート(直径50nm、コーン角1°)を装着し、温度25℃でせん断速度1.0s−1で行った。25℃におけるせん断粘度は、調製直後は28.2Pa・s、25℃で30日間保存した後は29.8Pa・sであった。
(Evaluation of storage stability)
The shear viscosity of the composition 1 for forming a passivation layer prepared above was measured immediately after preparation (within 12 hours) and after storage at 25 ° C. for 30 days, respectively. The shear viscosity was measured by attaching a cone plate (diameter 50 nm, cone angle 1 °) to Anton Paar, MCR301, at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1.0 s −1 . The shear viscosity at 25 ° C. was 28.2 Pa · s immediately after preparation, and 29.8 Pa · s after storage at 25 ° C. for 30 days.

(パッシベーション層の形成)
半導体基板として、表面がミラー形状の単結晶型p型シリコン基板(株式会社SUMCO、50mm角、厚さ:770μm)を用いた。上記で得られたパッシベーション層形成用組成物1をシリコン基板上に、スクリーン印刷法を用いて付与した。パッシベーション層形成用組成物1は、熱処理(焼成)後に得られるパッシベーション層の平均厚みが300μmとなる量で付与した。
上記印刷を10回連続で行い、うち10枚全てに印刷ムラがないことを目視で確認した。前記印刷ムラとは、スクリーン版がシリコン基板から離れる際に、一部版離れが悪い部分が生じた為にできる、前記が周囲よりも薄くなっている部分を指す。
(Formation of passivation layer)
As the semiconductor substrate, a single crystal p-type silicon substrate (SUMCO, 50 mm square, thickness: 770 μm) having a mirror-shaped surface was used. The composition 1 for forming a passivation layer obtained above was applied onto a silicon substrate using a screen printing method. The composition 1 for forming a passivation layer was applied in such an amount that the average thickness of the passivation layer obtained after heat treatment (firing) was 300 μm.
The above printing was performed 10 times continuously, and it was visually confirmed that no printing unevenness was found on all 10 sheets. The printing unevenness refers to a portion that is formed thinner than the surroundings because a part of the screen plate is poorly separated when the screen plate is separated from the silicon substrate.

また、印刷後の塗膜が均一であるものが10枚中9枚であったことを同様に目視で確認した。塗膜が均一である状態とは、パッシベーション層形成用組成物がシリコン基板上の印刷部全体に存在している様を指す。その後、パッシベーション層形成用組成物1を付与したシリコン基板を150℃で5分間乾燥処理した。次いで700℃で10分間熱処理(焼成)した後、室温で放冷して評価用基板を作製した。熱処理(焼成)は、拡散炉(横型拡散炉 DD−200P、株式会社日立国際電気)を用いて、大気中雰囲気下(流速:5L/min)、最高温度700℃、保持時間10分間の条件で行った。
得られたパッシベーション層の平均厚みは、触針式段差・表面形状測定装置(Ambios社)を用いて常法により、3点の厚みを測定し、その算術平均値として算出した。
Moreover, it was visually confirmed similarly that the coated film after printing was 9 out of 10 sheets. The state where the coating film is uniform means that the composition for forming a passivation layer is present on the entire printed portion on the silicon substrate. Thereafter, the silicon substrate provided with the passivation layer forming composition 1 was dried at 150 ° C. for 5 minutes. Next, the substrate was heat-treated (fired) at 700 ° C. for 10 minutes and then allowed to cool at room temperature to produce an evaluation substrate. Heat treatment (firing) is carried out using a diffusion furnace (horizontal diffusion furnace DD-200P, Hitachi Kokusai Electric Inc.) under atmospheric conditions (flow rate: 5 L / min), a maximum temperature of 700 ° C., and a holding time of 10 minutes. went.
The average thickness of the obtained passivation layer was calculated as an arithmetic average value by measuring the thickness at three points by a conventional method using a stylus type step / surface shape measuring device (Ambios).

(実効ライフタイムの測定)
上記で得られた評価用基板のパッシベーション層が形成された領域の実効ライフタイム(μs)を、ライフタイム測定装置(Sinton Instruments社、WCT−120)を用いて、室温(25℃)で擬定常状態光伝導度法により測定した。実効ライフタイムは、880μsであった。
(Measurement of effective lifetime)
The effective lifetime (μs) of the region where the passivation layer of the evaluation substrate obtained above is formed is quasi-stationary at room temperature (25 ° C.) using a lifetime measuring device (Sinton Instruments, WCT-120). Measured by state photoconductivity method. The effective lifetime was 880 μs.

<実施例2>
ポリエチレングリコール(数平均分子量4000)を5.0g、及びテルピネオールを45.0g混合し、100℃で1時間攪拌してポリエチレングリコール溶液を調製した。ニオブエトキシドを2.11g、(エチルアセトアセタト)アルミニウムイソプロポキシドを2.17g、テルピネオールを1.75g、ポリエチレングリコール溶液を1.51g、及びエチルセルロース溶液を7.55g混合し、パッシベーション層形成用組成物2を調製した。パッシベーション層形成用組成物2中のポリエチレングリコールの含有率は1.0%、式(I)化合物の含有率は14.0%となった。また、パッシベーション層形成用組成物2の粘度は、調製直後は35.5Pa・s、25℃で30日間保存した後は37.8Pa・sであった。
<Example 2>
A polyethylene glycol solution was prepared by mixing 5.0 g of polyethylene glycol (number average molecular weight 4000) and 45.0 g of terpineol and stirring at 100 ° C. for 1 hour. Formation of a passivation layer by mixing 2.11 g of niobium ethoxide, 2.17 g of (ethylacetoacetato) aluminum isopropoxide, 1.75 g of terpineol, 1.51 g of polyethylene glycol solution, and 7.55 g of ethyl cellulose solution Composition 2 was prepared. The content of polyethylene glycol in the composition 2 for forming a passivation layer was 1.0%, and the content of the compound of formula (I) was 14.0%. The viscosity of the composition 2 for forming a passivation layer 2 was 35.5 Pa · s immediately after preparation and 37.8 Pa · s after storage at 25 ° C. for 30 days.

上記で調製したパッシベーション層形成用組成物2を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。スクリーン印刷10枚中、印刷ムラがないものは9枚であった。また、10枚中、塗膜が均一であったものは7枚であった。実効ライフタイムは、801μsであった。   A passivation layer was formed on a silicon substrate in the same manner as in Example 1 except that the composition 2 for forming a passivation layer prepared above was used, and evaluated in the same manner. Of the 10 screen prints, 9 had no printing unevenness. Of the 10 sheets, 7 were uniform. The effective lifetime was 801 μs.

<実施例3>
ニオブエトキシドを2.12g、(エチルアセトアセタト)アルミニウムイソプロポキシドを2.18g、テルピネオールを1.80g、MR−2G(有機フィラー、綜研化学株式会社、PMMA樹脂フィラー、体積平均粒子径1.0μm)を1.51g、及びエチルセルロース溶液を7.61g混合し、パッシベーション層形成用組成物3を調製した。MRのパッシベーション層形成用組成物3中のMR−2G(表中MRと記す)の含有率は9.9%、式(I)化合物の含有率は13.9%となった。また、パッシベーション層形成用組成物3の粘度は、調製直後は28.2Pa・s、25℃で30日間保存した後は32.3Pa・sであった。
<Example 3>
2.12 g of niobium ethoxide, 2.18 g of (ethylacetoacetate) aluminum isopropoxide, 1.80 g of terpineol, MR-2G (organic filler, Soken Chemical Co., Ltd., PMMA resin filler, volume average particle size 1 1.0 μm) and 7.61 g of ethyl cellulose solution were mixed to prepare a passivation layer forming composition 3. The content of MR-2G (denoted as MR in the table) in the composition 3 for forming a passivation layer of MR was 9.9%, and the content of the compound of formula (I) was 13.9%. The viscosity of the composition 3 for forming a passivation layer 3 was 28.2 Pa · s immediately after preparation and 32.3 Pa · s after storage at 25 ° C. for 30 days.

上記で調製したパッシベーション層形成用組成物3を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。スクリーン印刷10枚中、印刷ムラがないものは10枚であった。また、10枚中、塗膜が均一であったものは10枚であった。実効ライフタイムは、627μsであった。   A passivation layer was formed on a silicon substrate in the same manner as in Example 1 except that the composition 3 for forming a passivation layer prepared above was used, and evaluated in the same manner. Of the 10 screen prints, 10 had no printing unevenness. Of the 10 sheets, 10 were uniform. The effective lifetime was 627 μs.

<比較例1>
実施例1において、パッシベーション層形成用組成物1の付与を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして、評価用基板を作製し、実効ライフタイムを測定して評価した。実効ライフタイムは、20μsであった。
<Comparative Example 1>
In Example 1, a substrate for evaluation was prepared, and the effective lifetime was measured and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the composition 1 for forming a passivation layer 1 was not applied. The effective lifetime was 20 μs.

<比較例2>
ニオブエトキシドを2.10g、(エチルアセトアセタト)アルミニウムイソプロポキシドを2.17g、テルピネオールを3.31g、及びエチルセルロース溶液を7.63g混合し、組成物C1を調製した。組成物C1の粘度は、調製直後は23.5Pa・s、25℃で30日間保存した後は24.8Pa・sであった。
<Comparative example 2>
2.10 g of niobium ethoxide, 2.17 g of (ethylacetoaceto) aluminum isopropoxide, 3.31 g of terpineol, and 7.63 g of ethylcellulose solution were mixed to prepare composition C1. The viscosity of the composition C1 was 23.5 Pa · s immediately after preparation, and 24.8 Pa · s after storage at 25 ° C. for 30 days.

上記で調製した組成物C1を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。スクリーン印刷10枚中、印刷ムラがないものは4枚であった。また、10枚中、塗膜が均一であったものは0枚であった。実効ライフタイムは、1077μsであった。 A passivation layer was formed on a silicon substrate in the same manner as in Example 1 except that the composition C1 prepared above was used, and evaluated in the same manner. Of the 10 screen prints, 4 had no printing unevenness. Of the 10 sheets, the number of the coated films was uniform. The effective lifetime was 1077 μs.

<比較例3>
ステアリン酸アミド溶液を0.80g、エチルセルロース溶液を7.81g混合し、組成物C2を調製した。組成物C2の粘度は、調製直後は27.2Pa・s、25℃で30日間保存した後は28.0Pa・sであった。
<Comparative Example 3>
0.80 g of stearamide solution and 7.81 g of ethylcellulose solution were mixed to prepare composition C2. The viscosity of the composition C2 was 27.2 Pa · s immediately after preparation and 28.0 Pa · s after storage at 25 ° C. for 30 days.

上記で調製した組成物C2を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてシリコン基板上にパッシベーション層を形成し、同様にして評価した。スクリーン印刷10枚中、印刷ムラがないものは9枚であった。また、10枚中、塗膜が均一であったものは9枚であった。実効ライフタイムは、24μsであった。   A passivation layer was formed on a silicon substrate in the same manner as in Example 1 except that the composition C2 prepared above was used, and evaluated in the same manner. Of the 10 screen prints, 9 had no printing unevenness. Of the 10 sheets, 9 were uniform. The effective lifetime was 24 μs.

<比較例4>
塩化ニオブを2.13g、(エチルアセトアセタト)アルミニウムイソプロポキシドを2.14g、テルピネオールを1.79g、ステアリン酸アミド溶液を1.55g、及びエチルセルロース溶液を7.84g混合し、組成物C3を調製した。組成物C1の粘度は、調製直後は28.6Pa・s、25℃で30日間保存した後は58.4Pa・sであった。
<Comparative Example 4>
2.13 g of niobium chloride, 2.14 g of (ethylacetoacetate) aluminum isopropoxide, 1.79 g of terpineol, 1.55 g of stearamide solution, and 7.84 g of ethylcellulose solution were mixed to obtain composition C3 Was prepared. The viscosity of the composition C1 was 28.6 Pa · s immediately after preparation, and 58.4 Pa · s after storage at 25 ° C. for 30 days.

以上の結果を以下の表にまとめる。
表中の保存安定性の項目において、30日間保存した後のせん断粘度の変化率が10%未満のものをA、10%以上30%未満のものをB、30%以上のものをCと標記する。評価がA及びBであれば、パッシベーション層形成用組成物の保存安定性としては良好である。
また、印刷性の項目において、印刷中に目視によって印刷ムラが生じなかったものが10枚中9枚以上のものをA、8枚以下かつ6枚以上のものをB、5枚以下のものをCと表記する。
また、塗膜均一性の項目において、印刷後に目視によって塗布膜が均一であったものが10枚中9枚以上のものをA、8枚以下かつ6枚以上のものをB、5枚以下のものをCと表記する。
The above results are summarized in the following table.
In the storage stability item in the table, the change rate of shear viscosity after storage for 30 days is less than 10%, A is 10% or more and less than 30%, B is 30% or more, and C is marked. To do. If evaluation is A and B, it is favorable as the storage stability of the composition for forming a passivation layer.
Also, in the printability item, 9 or more out of 10 sheets that did not cause printing unevenness during printing were A, 8 or less and 6 or more B, and 5 or less. Indicated as C.
In addition, in the item of coating film uniformity, when the coating film was visually uniform after printing, 9 out of 10 sheets were A, 8 sheets or less and 6 sheets or more were B, 5 sheets or less The thing is written as C.


以上から、本発明のパッシベーション層形成用組成物は、保存安定性に優れていることが分かる。また、本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いることで優れたパッシベーション効果を有するパッシベーション層を形成できることが分かる。また本発明のパッシベーション層形成用組成物を用いることで、簡便な工程で所望の形状にパッシベーション層を形成できることがわかる。更に、実施例1〜3のパッシベーション層形成用組成物は印刷性と塗膜均一性に優れることが分かる。   From the above, it can be seen that the composition for forming a passivation layer of the present invention is excellent in storage stability. Moreover, it turns out that the passivation layer which has the outstanding passivation effect can be formed by using the composition for passivation layer formation of this invention. Moreover, it turns out that a passivation layer can be formed in a desired shape by a simple process by using the composition for forming a passivation layer of the present invention. Furthermore, it turns out that the composition for formation of the passivation layer of Examples 1-3 is excellent in printability and a coating-film uniformity.

<参考実施形態1>
以下は、参考実施形態1に係るパッシベーション膜、塗布型材料、太陽電池素子及びパッシベーション膜付シリコン基板である。
<Reference Embodiment 1>
The following are the passivation film, the coating material, the solar cell element, and the silicon substrate with the passivation film according to Reference Embodiment 1.

<1> 酸化アルミニウムと酸化ニオブとを含み、シリコン基板を有する太陽電池素子に用いられるパッシベーション膜。 <1> A passivation film used for a solar cell element including aluminum oxide and niobium oxide and having a silicon substrate.

<2> 前記酸化ニオブと前記酸化アルミニウムの質量比(酸化ニオブ/酸化アルミニウム)が30/70〜90/10である<1>に記載のパッシベーション膜。 <2> The passivation film according to <1>, wherein a mass ratio (niobium oxide / aluminum oxide) between the niobium oxide and the aluminum oxide is 30/70 to 90/10.

<3> 前記酸化ニオブ及び前記酸化アルミニウムの総含有率が90質量%以上である<1>又は<2>に記載のパッシベーション膜。 <3> The passivation film according to <1> or <2>, wherein a total content of the niobium oxide and the aluminum oxide is 90% by mass or more.

<4> 更に有機成分を含む<1>〜<3>のいずれか1項に記載のパッシベーション膜。 <4> The passivation film according to any one of <1> to <3>, further including an organic component.

<5> 酸化アルミニウム前駆体及び酸化ニオブ前駆体を含む塗布型材料の熱処理物である<1>〜<4>のいずれか1項に記載のパッシベーション膜。 <5> The passivation film according to any one of <1> to <4>, which is a heat-treated product of a coating material containing an aluminum oxide precursor and a niobium oxide precursor.

<6> 酸化アルミニウム前駆体及び酸化ニオブ前駆体を含み、シリコン基板を有する太陽電池素子のパッシベーション膜の形成に用いられる塗布型材料。 <6> A coating-type material that includes an aluminum oxide precursor and a niobium oxide precursor and is used to form a passivation film for a solar cell element having a silicon substrate.

<7> 単結晶シリコン又は多結晶シリコンからなり、受光面及び前記受光面とは反対側の裏面を有するp型のシリコン基板と、
前記シリコン基板の受光面側に形成されたn型の不純物拡散層と、
前記シリコン基板の受光面側の前記n型の不純物拡散層の表面に形成された第1電極と、
前記シリコン基板の裏面側の表面に形成され、複数の開口部を有する酸化アルミニウムと酸化ニオブを含むパッシベーション膜と、
前記複数の開口部を通して、前記シリコン基板の裏面側の表面と電気的な接続を形成している第2電極と、
を備える太陽電池素子。
<7> A p-type silicon substrate made of single crystal silicon or polycrystalline silicon and having a light receiving surface and a back surface opposite to the light receiving surface;
An n-type impurity diffusion layer formed on the light-receiving surface side of the silicon substrate;
A first electrode formed on the surface of the n-type impurity diffusion layer on the light-receiving surface side of the silicon substrate;
A passivation film comprising aluminum oxide and niobium oxide formed on the back surface of the silicon substrate and having a plurality of openings;
A second electrode forming an electrical connection with the surface on the back side of the silicon substrate through the plurality of openings;
A solar cell element comprising:

<8> 単結晶シリコン又は多結晶シリコンからなり、受光面及び前記受光面とは反対側の裏面を有するp型のシリコン基板と、
前記シリコン基板の受光面側に形成されたn型の不純物拡散層と、
前記シリコン基板の受光面側の前記n型の不純物拡散層の表面に形成された第1電極と、
前記シリコン基板の裏面側の一部又は全部に形成され、前記シリコン基板より高濃度に不純物が添加されたp型の不純物拡散層と、
前記シリコン基板の裏面側の表面に形成され、複数の開口部を有する酸化アルミニウムと酸化ニオブを含むパッシベーション膜と、
前記複数の開口部を通して、前記シリコン基板の裏面側の前記p型の不純物拡散層の表面と電気的な接続を形成している第2電極と、
を備える太陽電池素子。
<8> A p-type silicon substrate made of single crystal silicon or polycrystalline silicon and having a light receiving surface and a back surface opposite to the light receiving surface;
An n-type impurity diffusion layer formed on the light-receiving surface side of the silicon substrate;
A first electrode formed on the surface of the n-type impurity diffusion layer on the light-receiving surface side of the silicon substrate;
A p-type impurity diffusion layer formed on a part or all of the back side of the silicon substrate and doped with impurities at a higher concentration than the silicon substrate;
A passivation film comprising aluminum oxide and niobium oxide formed on the back surface of the silicon substrate and having a plurality of openings;
A second electrode that forms an electrical connection with the surface of the p-type impurity diffusion layer on the back side of the silicon substrate through the plurality of openings;
A solar cell element comprising:

<9> 単結晶シリコン又は多結晶シリコンからなり、受光面及び前記受光面とは反対側の裏面を有するn型のシリコン基板と、
前記シリコン基板の受光面側に形成されたp型の不純物拡散層と、
前記シリコン基板の裏面側に形成された第2電極と、
前記シリコン基板の受光面側の表面に形成され、複数の開口部を有する酸化アルミニウムと酸化ニオブを含むパッシベーション膜と、
前記シリコン基板の受光面側の前記p型の不純物拡散層の表面に形成され、前記複数の開口部を通して前記シリコン基板の受光面側の表面と電気的な接続を形成している第1電極と、
を備える太陽電池素子。
<9> An n-type silicon substrate made of single crystal silicon or polycrystalline silicon and having a light receiving surface and a back surface opposite to the light receiving surface;
A p-type impurity diffusion layer formed on the light-receiving surface side of the silicon substrate;
A second electrode formed on the back side of the silicon substrate;
A passivation film formed on the light-receiving surface side surface of the silicon substrate and including a plurality of openings and containing aluminum oxide and niobium oxide;
A first electrode formed on the surface of the p-type impurity diffusion layer on the light-receiving surface side of the silicon substrate and forming an electrical connection with the surface on the light-receiving surface side of the silicon substrate through the plurality of openings; ,
A solar cell element comprising:

<10> パッシベーション膜における酸化ニオブと酸化アルミニウムの質量比(酸化ニオブ/酸化アルミニウム)が30/70〜90/10である<7>〜<9>のいずれか1項に記載の太陽電池素子。 <10> The solar cell element according to any one of <7> to <9>, wherein the mass ratio of niobium oxide to aluminum oxide (niobium oxide / aluminum oxide) in the passivation film is 30/70 to 90/10.

<11> 前記パッシベーション膜における前記酸化ニオブ及び前記酸化アルミニウムの総含有率が90質量%以上である<7>〜<10>のいずれか1項に記載の太陽電池素子。 <11> The solar cell element according to any one of <7> to <10>, wherein a total content of the niobium oxide and the aluminum oxide in the passivation film is 90% by mass or more.

<12> シリコン基板と、
前記シリコン基板上の全面又は一部に設けられる<1>〜<5>のいずれか1項に記載のパッシベーション膜と、
を有するパッシベーション膜付シリコン基板。
<12> a silicon substrate;
The passivation film according to any one of <1> to <5> provided on the entire surface or a part of the silicon substrate;
A silicon substrate with a passivation film.

上記の参考実施形態によれば、シリコン基板のキャリアライフタイムを長くし且つ負の固定電荷を有するパッシベーション膜を低コストで実現することができる。また、そのパッシベーション膜の形成を実現するための塗布型材料を提供することができる。また、そのパッシベーション膜を用いた効率の高い太陽電池素子を低コストで実現することができる。また、キャリアライフタイムを長くし且つ負の固定電荷を有するパッシベーション膜付シリコン基板を低コストで実現することができる。   According to the reference embodiment described above, a passivation film having a long silicon carrier lifetime and a negative fixed charge can be realized at a low cost. In addition, a coating type material for realizing the formation of the passivation film can be provided. In addition, a highly efficient solar cell element using the passivation film can be realized at low cost. In addition, a silicon substrate with a passivation film having a long carrier lifetime and a negative fixed charge can be realized at low cost.

本実施の形態のパッシベーション膜は、シリコン太陽電池素子に用いられるパッシベーション膜であり、酸化アルミニウムと酸化ニオブとを含むようにしたものである。   The passivation film of the present embodiment is a passivation film used for a silicon solar cell element, and includes aluminum oxide and niobium oxide.

また、本実施の形態では、パッシベーション膜の組成を変えることにより、その膜が持つ固定電荷量を制御することができる。   In this embodiment mode, the fixed charge amount of the film can be controlled by changing the composition of the passivation film.

また、酸化ニオブと酸化アルミニウムの質量比が30/70〜80/20であることが、負の固定電荷を安定化できるという観点からより好ましい。また、酸化ニオブと酸化アルミニウムの質量比が35/65〜70/30であることが、負の固定電荷を更に安定化することができるという観点から更に好ましい。また、酸化ニオブと酸化アルミニウムの質量比が50/50〜90/10であることが、キャリアライフタイムの向上と負の固定電荷を両立できるという観点から好ましい。   Further, it is more preferable that the mass ratio of niobium oxide and aluminum oxide is 30/70 to 80/20 from the viewpoint that the negative fixed charge can be stabilized. Further, the mass ratio of niobium oxide and aluminum oxide is more preferably 35/65 to 70/30 from the viewpoint that the negative fixed charge can be further stabilized. In addition, it is preferable that the mass ratio of niobium oxide and aluminum oxide is 50/50 to 90/10 from the viewpoint that both improvement of carrier lifetime and negative fixed charge can be achieved.

パッシベーション膜中の酸化ニオブと酸化アルミニウムの質量比は、エネルギー分散型X線分光法(EDX)、二次イオン質量分析法(SIMS)及び高周波誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)によって測定することができる。具体的な測定条件は次の通りである。パッシベーション膜を酸又はアルカリ水溶液に溶解し、この溶液を霧状にしてArプラズマに導入し、励起された元素が基底状態に戻る際に放出される光を分光して波長及び強度を測定し、得られた波長から元素の定性を行い、得られた強度から定量を行う。   The mass ratio of niobium oxide to aluminum oxide in the passivation film is measured by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), secondary ion mass spectrometry (SIMS), and high frequency inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). be able to. Specific measurement conditions are as follows. Dissolving the passivation film in acid or alkaline aqueous solution, atomizing this solution and introducing it into Ar plasma, measuring the wavelength and intensity by spectroscopically analyzing the light emitted when the excited element returns to the ground state, Element qualification is performed from the obtained wavelength, and quantification is performed from the obtained intensity.

パッシベーション膜中の酸化ニオブ及び酸化アルミニウムの総含有率が、80質量%以上であることが好ましく、良好な特性を維持できる観点から90質量%以上であることがより好ましい。パッシベーション膜中の酸化ニオブ及び酸化アルミニウムの成分が多くなると、負の固定電荷の効果が大きくなる。   The total content of niobium oxide and aluminum oxide in the passivation film is preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more from the viewpoint of maintaining good characteristics. As the components of niobium oxide and aluminum oxide in the passivation film increase, the effect of negative fixed charges increases.

パッシベーション膜中の酸化ニオブ及び酸化アルミニウムの総含有率は、熱重量分析、蛍光X線分析、ICP−MS及びX線吸収分光法を組み合わせることによって測定することができる。具体的な測定条件は次の通りである。熱重量分析によって無機成分の割合を算出し、蛍光X線やICP−MS分析によってニオブ及びアルミニウムの割合を算出し、酸化物の割合はX線吸収分光法で調べることができる。   The total content of niobium oxide and aluminum oxide in the passivation film can be measured by combining thermogravimetric analysis, fluorescent X-ray analysis, ICP-MS, and X-ray absorption spectroscopy. Specific measurement conditions are as follows. The ratio of inorganic components can be calculated by thermogravimetric analysis, the ratio of niobium and aluminum can be calculated by fluorescent X-ray or ICP-MS analysis, and the ratio of oxide can be examined by X-ray absorption spectroscopy.

また、パッシベーション膜中には、膜質の向上や弾性率の調整の観点から、酸化ニオブ及び酸化アルミニウム以外の成分が有機成分として含まれていてもよい。パッシベーション膜中の有機成分の存在は、元素分析及び膜のFT−IRの測定から確認することができる。   Further, the passivation film may contain components other than niobium oxide and aluminum oxide as organic components from the viewpoint of improving the film quality and adjusting the elastic modulus. The presence of the organic component in the passivation film can be confirmed by elemental analysis and measurement of the FT-IR of the film.

パッシベーション膜中の有機成分の含有率は、パッシベーション膜中、10質量%未満であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。   The content of the organic component in the passivation film is more preferably less than 10% by mass, further preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less in the passivation film.

パッシベーション膜は、酸化アルミニウム前駆体及び酸化ニオブ前駆体を含む塗布型材料の熱処理物として得てもよい。塗布型材料の詳細を次に説明する。   The passivation film may be obtained as a heat-treated product of a coating type material containing an aluminum oxide precursor and a niobium oxide precursor. Details of the coating type material will be described next.

本実施の形態の塗布型材料は、酸化アルミニウム前駆体及び酸化ニオブ前駆体を含み、シリコン基板を有する太陽電池素子用のパッシベーション膜の形成に用いられる。   The coating material of the present embodiment includes an aluminum oxide precursor and a niobium oxide precursor, and is used for forming a passivation film for a solar cell element having a silicon substrate.

酸化アルミニウム前駆体は、酸化アルミニウムを生成するものであれば、特に限定されることなく用いることができる。酸化アルミニウム前駆体としては、酸化アルミニウムをシリコン基板上に均一に分散させる点、及び化学的に安定な点から、有機系の酸化アルミニウム前駆体を用いることが好ましい。有機系の酸化アルミニウム前駆体の例として、アルミニウムトリイソプロポキシド(構造式:Al(OCH(CH、(株)高純度化学研究所SYM−AL04等を挙げることができる。The aluminum oxide precursor can be used without particular limitation as long as it produces aluminum oxide. As the aluminum oxide precursor, it is preferable to use an organic aluminum oxide precursor from the viewpoint of uniformly dispersing aluminum oxide on the silicon substrate and chemically stable. Examples of the organic aluminum oxide precursor include aluminum triisopropoxide (structural formula: Al (OCH (CH 3 ) 2 ) 3 , High Purity Chemical Research Laboratory SYM-AL04, and the like.

酸化ニオブ前駆体は、酸化ニオブを生成するものであれば、特に限定されることなく用いることができる。酸化ニオブ前駆体としては、酸化ニオブをシリコン基板上に均一に分散させる点、及び化学的に安定な観点から有機系の酸化ニオブ前駆体を用いることが好ましい。有機系の酸化ニオブ前駆体の例として、ニオブ(V)エトキシド(構造式:Nb(OC、分子量:318.21)、(株)高純度化学研究所Nb−05等を挙げることができる。The niobium oxide precursor can be used without particular limitation as long as it produces niobium oxide. As the niobium oxide precursor, it is preferable to use an organic niobium oxide precursor from the viewpoint of uniformly dispersing niobium oxide on the silicon substrate and chemically stable. Examples of organic niobium oxide precursors include niobium (V) ethoxide (structural formula: Nb (OC 2 H 5 ) 5 , molecular weight: 318.21), High Purity Chemical Laboratory Nb-05, etc. be able to.

有機系の酸化ニオブ前駆体及び有機系の酸化アルミニウム前駆体を含む塗布型材料を塗布法又は印刷法を用いて成膜し、その後の熱処理(焼成)により有機成分を除去することにより、パッシベーション膜を得ることができる。したがって、結果として、有機成分を含むパッシベーション膜であってもよい。   A passivation film is formed by forming a coating type material containing an organic niobium oxide precursor and an organic aluminum oxide precursor using a coating method or a printing method, and then removing organic components by a subsequent heat treatment (firing). Can be obtained. Therefore, as a result, a passivation film containing an organic component may be used.

<太陽電池素子の構造説明>
本実施の形態の太陽電池素子の構造について図5〜図8を参照しながら説明する。図5〜図8は、本実施の形態の裏面にパッシベーション膜を用いた太陽電池素子の第1〜第4構成例を示す断面図である。
<Structure explanation of solar cell element>
The structure of the solar cell element of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5-8 is sectional drawing which shows the 1st-4th structural example of the solar cell element which used the passivation film for the back surface of this Embodiment.

本実施の形態で用いるシリコン基板(結晶シリコン基板、半導体基板)101としては、単結晶シリコン、又は、多結晶シリコンのどちらを用いてもよい。また、シリコン基板101としては、導電型がp型の結晶シリコン、又は、導電型がn型の結晶シリコンのどちらを用いてもよい。本実施の形態の効果をより発揮する観点からは、導電型がp型の結晶シリコンがより適している。   As the silicon substrate (crystalline silicon substrate, semiconductor substrate) 101 used in this embodiment mode, either single crystal silicon or polycrystalline silicon may be used. Further, as the silicon substrate 101, either p-type crystalline silicon or n-type crystalline silicon may be used. From the standpoint of exerting the effects of the present embodiment, p-type crystalline silicon is more suitable.

以下の図5〜図8においては、シリコン基板101として、p型単結晶シリコンを用いた例について説明する。尚、当該シリコン基板101に用いる単結晶シリコン又は多結晶シリコンは、任意のものでよいが、抵抗率が0.5Ω・cm〜10Ω・cmである単結晶シリコン又は多結晶シリコンが好ましい。   5 to 8 below, an example in which p-type single crystal silicon is used as the silicon substrate 101 will be described. Note that single crystal silicon or polycrystalline silicon used for the silicon substrate 101 may be any material, but single crystal silicon or polycrystalline silicon having a resistivity of 0.5 Ω · cm to 10 Ω · cm is preferable.

図5(第1構成例)に示すように、p型のシリコン基板101の受光面側(図中上側、第1面)に、リン等のV族の元素をドーピングしたn型の拡散層102が形成される。そして、シリコン基板101と拡散層102との間でpn接合が形成される。拡散層102の表面には、窒化ケイ素(SiN)膜等の受光面反射防止膜103、及び銀(Ag)等を用いた第1電極105(受光面側の電極、第1面電極、上面電極、受光面電極)が形成される。受光面反射防止膜103は、受光面パッシベーション膜としての機能を兼ね備えてもよい。SiN膜を用いることで、受光面反射防止膜と受光面パッシベーション膜の機能を両方兼ね備えることができる。   As shown in FIG. 5 (first configuration example), an n-type diffusion layer 102 doped with a group V element such as phosphorus on the light-receiving surface side (upper side, first surface in the figure) of a p-type silicon substrate 101. Is formed. A pn junction is formed between the silicon substrate 101 and the diffusion layer 102. On the surface of the diffusion layer 102, a light receiving surface antireflection film 103 such as a silicon nitride (SiN) film, and a first electrode 105 (light receiving surface side electrode, first surface electrode, upper surface electrode) using silver (Ag) or the like. , A light receiving surface electrode) is formed. The light receiving surface antireflection film 103 may also have a function as a light receiving surface passivation film. By using the SiN film, both functions of the light receiving surface antireflection film and the light receiving surface passivation film can be provided.

尚、本実施の形態の太陽電池素子は、受光面反射防止膜103を有していても有していなくてもよい。また、太陽電池素子の受光面には、表面での反射率を低減するため、凹凸構造(テクスチャー構造)が形成されることが好ましいが、本実施の形態の太陽電池素子は、テクスチャー構造を有していても有していなくてもよい。   Note that the solar cell element of the present embodiment may or may not have the light-receiving surface antireflection film 103. In addition, the light receiving surface of the solar cell element is preferably formed with a concavo-convex structure (texture structure) in order to reduce the reflectance on the surface, but the solar cell element of the present embodiment has a texture structure. It may or may not have.

一方、シリコン基板101の裏面側(図中下側、第2面、裏面)には、アルミニウム、ボロン等のIII族の元素をドーピングした層であるBSF(Back Surface Field)層104が形成される。ただし、本実施の形態の太陽電池素子は、BSF層104を有していても有していなくてもよい。   On the other hand, a BSF (Back Surface Field) layer 104, which is a layer doped with a group III element such as aluminum or boron, is formed on the back side (lower side, second side, back side in the figure) of the silicon substrate 101. . However, the solar cell element of this embodiment may or may not have the BSF layer 104.

このシリコン基板101の裏面側には、BSF層104(BSF層104が無い場合はシリコン基板101の裏面側の表面)とコンタクト(電気的接続)をとるために、アルミニウム等で構成される第2電極106(裏面側の電極、第2面電極、裏面電極)が形成されている。   A second surface made of aluminum or the like is used on the back surface side of the silicon substrate 101 to make contact (electrical connection) with the BSF layer 104 (or the surface on the back surface side of the silicon substrate 101 when the BSF layer 104 is not provided). Electrodes 106 (back side electrode, second side electrode, back side electrode) are formed.

更に、図5(第1構成例)においては、BSF層104(BSF層104が無い場合はシリコン基板101の裏面側の表面)と第2電極106とが電気的に接続されているコンタクト領域(開口部OA)を除いた部分に、酸化アルミニウム及び酸化ニオブを含むパッシベーション膜(パッシベーション層)107が形成されている。本実施の形態のパッシベーション膜107は、負の固定電荷を有することが可能である。この固定電荷により、光によりシリコン基板101内で発生したキャリアのうち少数キャリアである電子を表面側へ跳ね返す。このため、短絡電流が増加し、光電変換効率が向上することが期待される。   Further, in FIG. 5 (first configuration example), a contact region (a surface on the back side of the silicon substrate 101 when the BSF layer 104 is not provided) and the second electrode 106 are electrically connected ( A passivation film (passivation layer) 107 containing aluminum oxide and niobium oxide is formed in a portion excluding the opening OA). The passivation film 107 of this embodiment can have a negative fixed charge. With this fixed charge, electrons which are minority carriers among the carriers generated in the silicon substrate 101 by light are bounced back to the surface side. For this reason, a short circuit current increases and it is anticipated that photoelectric conversion efficiency will improve.

次いで、図6に示す第2構成例について説明する。図5(第1構成例)においては、第2電極106は、コンタクト領域(開口部OA)とパッシベーション膜107上の全面に形成されているが、図6(第2構成例)においては、コンタクト領域(開口部OA)のみに第2電極106が形成されている。コンタクト領域(開口部OA)とパッシベーション膜107上の一部のみに第2電極106が形成される構成としてもよい。図6に示す構成の太陽電池素子であっても図5(第1構成例)と同様の効果を得ることができる。   Next, a second configuration example shown in FIG. 6 will be described. In FIG. 5 (first configuration example), the second electrode 106 is formed on the entire surface of the contact region (opening OA) and the passivation film 107, but in FIG. 6 (second configuration example) The second electrode 106 is formed only in the region (opening OA). The second electrode 106 may be formed only in part on the contact region (opening OA) and the passivation film 107. Even with the solar cell element having the configuration shown in FIG. 6, the same effect as in FIG. 5 (first configuration example) can be obtained.

次いで、図7に示す第3構成例について説明する。図7に示す第3構成例においては、BSF層104が、第2電極106とのコンタクト領域(開口部OA部)を含む裏面側の一部のみに形成され、図5(第1構成例)のように、裏面側の全面に形成されていない。このような構成の太陽電池素子(図7)であっても、図5(第1構成例)と同様の効果を得ることができる。また、図7の第3構成例の太陽電池素子によれば、BSF層104、つまり、アルミニウム、ボロン等のIII族の元素をドーピングすることでシリコン基板101よりも不純物が高い濃度でドーピングされた領域が少ないため、図5(第1構成例)より高い光電変換効率を得ることが可能である。   Next, a third configuration example shown in FIG. 7 will be described. In the third configuration example shown in FIG. 7, the BSF layer 104 is formed only on a part of the back surface side including the contact region (opening OA portion) with the second electrode 106, and FIG. 5 (first configuration example). Thus, it is not formed on the entire back surface side. Even with the solar cell element having such a configuration (FIG. 7), the same effect as that of FIG. 5 (first configuration example) can be obtained. Further, according to the solar cell element of the third configuration example of FIG. 7, impurities are doped at a higher concentration than the silicon substrate 101 by doping the BSF layer 104, that is, a group III element such as aluminum or boron. Since the area is small, it is possible to obtain higher photoelectric conversion efficiency than that in FIG. 5 (first configuration example).

次いで、図8に示す第4構成例について説明する。図7(第3構成例)においては、第2電極106は、コンタクト領域(開口部OA)とパッシベーション膜107上の全面に形成されているが、図8(第4構成例)においては、コンタクト領域(開口部OA)のみに第2電極106が形成されている。コンタクト領域(開口部OA)とパッシベーション膜107上の一部のみに第2電極106が形成される構成としてもよい。図8に示す構成の太陽電池素子であっても図7(第3構成例)と同様の効果を得ることができる。   Next, a fourth configuration example shown in FIG. 8 will be described. In FIG. 7 (third configuration example), the second electrode 106 is formed on the entire surface of the contact region (opening OA) and the passivation film 107, but in FIG. 8 (fourth configuration example), the contact is formed. The second electrode 106 is formed only in the region (opening OA). The second electrode 106 may be formed only in part on the contact region (opening OA) and the passivation film 107. Even with the solar cell element having the configuration shown in FIG. 8, the same effect as that of FIG. 7 (third configuration example) can be obtained.

また、第2電極106を印刷法で付与し、高温で焼成することにより裏面側の全面に形成した場合は、降温過程で上に凸の反りが発生しやすい。このような反りは、太陽電池素子の破損を引き起こす場合があり、歩留りが低下する恐れがある。また、シリコン基板の薄膜化が進む際には反りの問題が大きくなる。この反りの原因は、シリコン基板よりも金属(例えばアルミニウム)よりなる第2電極106の熱膨張係数が大きく、その分、降温過程での収縮が大きいため、応力が発生することにある。   In addition, when the second electrode 106 is applied by a printing method and baked at a high temperature to form the entire surface on the back surface side, a convex warpage tends to occur in the temperature lowering process. Such warpage may cause damage to the solar cell element, which may reduce the yield. Further, the problem of warpage increases as the silicon substrate becomes thinner. The cause of this warp is that stress is generated because the thermal expansion coefficient of the second electrode 106 made of metal (for example, aluminum) is larger than that of the silicon substrate, and the shrinkage in the temperature lowering process is correspondingly large.

以上のことから、図6(第2構成例)及び図8(第4構成例)のように第2電極106を裏面側の全面に形成しない方が、電極構造が上下で対称になり易く、熱膨張係数の差による応力が発生しにくいため好ましい。ただし、その場合は、別途反射層を設けることが好ましい。   From the above, when the second electrode 106 is not formed on the entire back surface side as shown in FIG. 6 (second configuration example) and FIG. 8 (fourth configuration example), the electrode structure tends to be symmetrical vertically. This is preferable because stress due to the difference in thermal expansion coefficient is unlikely to occur. However, in that case, it is preferable to provide a separate reflective layer.

<太陽電池素子の製法説明>
次に、上記構成をもつ本実施の形態の太陽電池素子(図5〜図8)の製造方法の一例について説明する。ただし、本実施の形態は、以下に述べる方法で作製した太陽電池素子に限るものではない。
<Description of manufacturing method of solar cell element>
Next, an example of a method for manufacturing the solar cell element (FIGS. 5 to 8) of the present embodiment having the above-described configuration will be described. However, the present embodiment is not limited to the solar cell element manufactured by the method described below.

まず、図5等に示すシリコン基板101の表面にテクスチャー構造を形成する。テクスチャー構造の形成は、シリコン基板101の両面に形成しても、片面(受光面側)のみに形成してもよい。テクスチャー構造を形成するため、まず、シリコン基板101を加熱した水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムの溶液に浸して、シリコン基板101のダメージ層を除去する。その後、水酸化カリウム及びイソプロピルアルコールを主成分とする溶液に浸すことで、シリコン基板101の両面又は片面(受光面側)にテクスチャー構造を形成する。尚、上述したとおり、本実施の形態の太陽電池素子は、テクスチャー構造を有していても有していなくてもよいため、本工程は省略してもよい。   First, a texture structure is formed on the surface of the silicon substrate 101 shown in FIG. The texture structure may be formed on both sides of the silicon substrate 101 or only on one side (light receiving side). In order to form a texture structure, first, the damaged layer of the silicon substrate 101 is removed by immersing the silicon substrate 101 in a heated potassium hydroxide or sodium hydroxide solution. Then, a texture structure is formed on both surfaces or one surface (light receiving surface side) of the silicon substrate 101 by dipping in a solution containing potassium hydroxide and isopropyl alcohol as main components. In addition, as above-mentioned, since the solar cell element of this Embodiment does not have to have a texture structure, you may abbreviate | omit this process.

続いて、シリコン基板101を塩酸、フッ酸等の溶液で洗浄した後、シリコン基板101にオキシ塩化リン(POCl)等の熱拡散により、拡散層102としてリン拡散層(n層)を形成する。リン拡散層は、例えば、リンを含んだ塗布型のドーピング材の溶液をシリコン基板101に付与し、熱処理をすることによって形成できる。熱処理後、表面に形成されたリンガラスの層をフッ酸等の酸で除去することで、拡散層102としてリン拡散層(n層)が形成される。リン拡散層を形成する方法は特に制限されない。リン拡散層は、シリコン基板101の表面からの深さが0.2μm〜0.5μmの範囲、シート抵抗が40Ω/□〜100Ω/□(ohm/square)の範囲となるように形成することが好ましい。Subsequently, after the silicon substrate 101 is washed with a solution of hydrochloric acid, hydrofluoric acid, etc., a phosphorus diffusion layer (n + layer) is formed as the diffusion layer 102 by thermal diffusion of phosphorus oxychloride (POCl 3 ) or the like on the silicon substrate 101. To do. The phosphorus diffusion layer can be formed, for example, by applying a coating-type doping material solution containing phosphorus to the silicon substrate 101 and performing heat treatment. After the heat treatment, the phosphorous glass layer formed on the surface is removed with an acid such as hydrofluoric acid, whereby a phosphorous diffusion layer (n + layer) is formed as the diffusion layer 102. The method for forming the phosphorus diffusion layer is not particularly limited. The phosphorus diffusion layer may be formed so that the depth from the surface of the silicon substrate 101 is in the range of 0.2 μm to 0.5 μm, and the sheet resistance is in the range of 40Ω / □ to 100Ω / □ (ohm / square). preferable.

その後、シリコン基板101の裏面側にボロン、アルミニウム等を含んだ塗布型のドーピング材の溶液を付与し、熱処理を行うことで、裏面側のBSF層104を形成する。付与には、スクリーン印刷、インクジェット、ディスペンス、スピンコート等の方法を用いることができる。熱処理後、裏面に形成されたボロンガラス、アルミニウム等の層をフッ酸、塩酸等によって除去することでBSF層104が形成される。BSF層104を形成する方法は特に制限されない。好ましくは、BSF層104は、ボロン、アルミニウム等の濃度の範囲が1018cm−3〜1022cm−3となるように形成されることが好ましく、ドット状又はライン状にBSF層104を形成することが好ましい。尚、本実施の形態の太陽電池素子は、BSF層104を有していても有していなくてもよいため、本工程は省略してもよい。Thereafter, a BSF layer 104 on the back surface side is formed by applying a coating-type doping material solution containing boron, aluminum or the like to the back surface side of the silicon substrate 101 and performing heat treatment. For the application, methods such as screen printing, inkjet, dispensing, spin coating and the like can be used. After the heat treatment, the BSF layer 104 is formed by removing a layer of boron glass, aluminum, or the like formed on the back surface with hydrofluoric acid, hydrochloric acid, or the like. The method for forming the BSF layer 104 is not particularly limited. Preferably, the BSF layer 104 is preferably formed such that the concentration range of boron, aluminum, or the like is 10 18 cm −3 to 10 22 cm −3, and the BSF layer 104 is formed in a dot shape or a line shape It is preferable to do. Note that the solar cell element of the present embodiment may or may not have the BSF layer 104, and thus this step may be omitted.

また、受光面の拡散層102、及び裏面のBSF層104とも塗布型のドーピング材の溶液を用いて形成する場合は、上記のドーピング材の溶液をそれぞれシリコン基板101の両面に付与して、拡散層102としてのリン拡散層(n層)とBSF層104の形成を一括して行い、その後、表面に形成したリンガラス、ボロンガラス等を一括して除去してもよい。Further, when the diffusion layer 102 on the light-receiving surface and the BSF layer 104 on the back surface are formed using a coating-type doping material solution, the above-described doping material solution is applied to both sides of the silicon substrate 101 to diffuse. The phosphorous diffusion layer (n + layer) and the BSF layer 104 as the layer 102 may be formed in a lump, and then phosphorous glass, boron glass, or the like formed on the surface may be removed all at once.

その後、拡散層102の上に、受光面反射防止膜103である窒化ケイ素膜を形成する。受光面反射防止膜103を形成する方法は特に制限されない。受光面反射防止膜103は、厚さが50〜100nmの範囲、屈折率が1.9〜2.2の範囲となるように形成することが好ましい。受光面反射防止膜103は、窒化ケイ素膜に限られず、酸化ケイ素膜、酸化アルミニウム膜、酸化チタン膜等であってもよい。窒化イ素膜等の受光面反射防止膜103は、プラズマCVD、熱CVD等の方法で作製でき、350℃〜500℃の温度範囲で形成可能なプラズマCVDで作製することが好ましい。 Thereafter, a silicon nitride film as the light-receiving surface antireflection film 103 is formed on the diffusion layer 102. The method for forming the light receiving surface antireflection film 103 is not particularly limited. The light-receiving surface antireflection film 103 is preferably formed to have a thickness in the range of 50 to 100 nm and a refractive index in the range of 1.9 to 2.2. The light-receiving surface antireflection film 103 is not limited to a silicon nitride film, and may be a silicon oxide film, an aluminum oxide film, a titanium oxide film, or the like. Receiving surface antireflection film 103 such as a nitride silicic Motomaku a plasma CVD, can be manufactured by a method such as thermal CVD, it is preferably prepared in a form capable of plasma CVD at a temperature range of 350 ° C. to 500 ° C..

次に、シリコン基板101の裏面側にパッシベーション膜107を形成する。パッシベーション膜107は、酸化アルミニウムと酸化ニオブを含み、例えば、熱処理(焼成)により酸化アルミニウムが得られる有機金属分解塗布型材料に代表される酸化アルミニウム前駆体と、熱処理(焼成)により酸化ニオブが得られる市販の有機金属分解塗布型材料に代表される酸化ニオブ前駆体とを含む材料(パッシベーション材料)を付与し、熱処理(焼成)することにより形成される。   Next, a passivation film 107 is formed on the back side of the silicon substrate 101. The passivation film 107 contains aluminum oxide and niobium oxide. For example, an aluminum oxide precursor typified by an organometallic decomposition coating material from which aluminum oxide can be obtained by heat treatment (firing), and niobium oxide obtained by heat treatment (firing). It is formed by applying a material (passivation material) containing a niobium oxide precursor typified by a commercially available organometallic decomposition coating type material and heat-treating (firing).

パッシベーション膜107の形成は、例えば、以下のようにして行うことができる。上記の塗布型材料を、濃度0.049質量%のフッ酸で自然酸化膜をあらかじめ除去した725μm厚で8インチ(20.32cm)のp型のシリコン基板(8Ωcm〜12Ωcm)の片面に回転塗布し、ホットプレート上において120℃、3分間のプリベークを行う。その後、窒素雰囲気下で、650℃、1時間の熱処理を行う。この場合、酸化アルミニウム及び酸化ニオブを含むパッシベーション膜が得られる。上記のような方法で形成されるパッシベーション膜107のエリプソメーターにより測定される膜厚は、通常は数十nm程度である。   The formation of the passivation film 107 can be performed as follows, for example. The above coating material is spin-coated on one side of a 725 μm thick 8-inch (20.32 cm) p-type silicon substrate (8 Ωcm to 12 Ωcm) from which a natural oxide film has been previously removed with hydrofluoric acid having a concentration of 0.049% by mass. Then, pre-baking is performed on a hot plate at 120 ° C. for 3 minutes. Thereafter, heat treatment is performed at 650 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. In this case, a passivation film containing aluminum oxide and niobium oxide is obtained. The thickness of the passivation film 107 formed by the above method is usually about several tens of nanometers as measured by an ellipsometer.

上記の塗布型材料は、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェットによる印刷、ディスペンサーによる印刷等の方法により、コンタクト領域(開口部OA)を含んだ所定のパターンに付与される。尚、上記の塗布型材料は、付与後、80℃〜180℃の範囲でプリベークして溶媒を蒸発させた後、窒素雰囲気下又は空気中において、600℃〜1000℃で、30分〜3時間程度の熱処理(アニール)を施し、パッシベーション膜107(酸化物の膜)とすることが好ましい。   The coating material is applied to a predetermined pattern including the contact region (opening OA) by a method such as screen printing, offset printing, ink jet printing, or dispenser printing. In addition, after apply | coating the said coating type material, after pre-baking in the range of 80 to 180 degreeC and evaporating a solvent, in nitrogen atmosphere or in air, it is 600 to 1000 degreeC, and 30 minutes to 3 hours. It is preferable to perform a degree of heat treatment (annealing) to form a passivation film 107 (oxide film).

更に、開口部(コンタクト用の孔)OAは、BSF層104上に、ドット状又はライン状に形成することが好ましい。   Furthermore, the opening (contact hole) OA is preferably formed on the BSF layer 104 in a dot shape or a line shape.

上記の太陽電池素子に用いるパッシベーション膜107としては、酸化ニオブと酸化アルミニウムの質量比(酸化ニオブ/酸化アルミニウム)が30/70〜90/10であることが好ましく、30/70〜80/20であることがより好ましく、35/65〜70/30であることが更に好ましい。これにより、負の固定電荷を安定化させることができる。また、酸化ニオブと酸化アルミニウムの質量比が50/50〜90/10であることが、キャリアライフタイムの向上と負の固定電荷を両立できるという観点から好ましい。   As the passivation film 107 used for the above solar cell element, the mass ratio of niobium oxide to aluminum oxide (niobium oxide / aluminum oxide) is preferably 30/70 to 90/10, and 30/70 to 80/20. More preferably, it is more preferably 35/65 to 70/30. Thereby, the negative fixed charge can be stabilized. In addition, it is preferable that the mass ratio of niobium oxide and aluminum oxide is 50/50 to 90/10 from the viewpoint that both improvement of carrier lifetime and negative fixed charge can be achieved.

更にパッシベーション膜107において、酸化ニオブ及び酸化アルミニウムの総含有率が80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。   Further, in the passivation film 107, the total content of niobium oxide and aluminum oxide is preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.

次に、受光面側の電極である第1電極105を形成する。第1電極105は、受光面反射防止膜103上に銀(Ag)を主成分とするペーストをスクリーン印刷により形成し、熱処理(ファイアースルー)を行うことで形成される。第1電極105の形状は、任意の形状でよく、例えば、フィンガー電極とバスバー電極とからなる周知の形状でよい。   Next, the first electrode 105 which is an electrode on the light receiving surface side is formed. The first electrode 105 is formed by forming a paste mainly composed of silver (Ag) on the light-receiving surface antireflection film 103 by screen printing and performing a heat treatment (fire through). The shape of the 1st electrode 105 may be arbitrary shapes, for example, may be a known shape which consists of a finger electrode and a bus-bar electrode.

そして、裏面側の電極である第2電極106を形成する。第2電極106は、アルミニウムを主成分とするペーストをスクリーン印刷又はディスペンサーを用いて付与し、それを熱処理することによって形成できる。また、第2電極106の形状は、BSF層104の形状と同じ形状、裏面側の全面を覆う形状、櫛型状、格子状等であることが好ましい。尚、受光面側の電極である第1電極105と第2電極106とを形成するためのペーストの印刷をそれぞれ先に行って、その後、熱処理(ファイアスルー)することにより第1電極105と第2電極106とを一括して形成してもよい。   And the 2nd electrode 106 which is an electrode of the back side is formed. The second electrode 106 can be formed by applying a paste containing aluminum as a main component using screen printing or a dispenser and heat-treating it. The shape of the second electrode 106 is preferably the same shape as the shape of the BSF layer 104, a shape covering the entire back surface, a comb shape, a lattice shape, or the like. The paste for forming the first electrode 105 and the second electrode 106, which are the electrodes on the light receiving surface side, is first printed, and then heat-treated (fire-through), whereby the first electrode 105 and the second electrode 106 are formed. The two electrodes 106 may be formed together.

また第2電極106の形成にアルミニウム(Al)を主成分とするペーストを用いることにより、アルミニウムがドーパントとして拡散して、自己整合で第2電極106とシリコン基板101との接触部にBSF層104が形成される。尚、先に述べたように、シリコン基板101の裏面側にボロン、アルミニウム等を含んだ塗布型のドーピング材の溶液を付与し、それを熱処理することで別途BSF層104を形成してもよい。   Further, by using a paste containing aluminum (Al) as a main component for forming the second electrode 106, aluminum diffuses as a dopant, and the BSF layer 104 is formed in a contact portion between the second electrode 106 and the silicon substrate 101 in a self-alignment manner. Is formed. As described above, the BSF layer 104 may be separately formed by applying a coating-type doping material solution containing boron, aluminum, or the like to the back side of the silicon substrate 101 and heat-treating it. .

尚、上記においては、シリコン基板101にp型のシリコンを用いた構造例及び製法例を示したが、シリコン基板101としてn型のシリコン基板も用いることができる。この場合は、拡散層102は、ボロン等のIII族の元素をドーピングした層で形成され、BSF層104は、リン等のV族の元素をドーピングして形成される。ただし、この場合は、負の固定電荷により界面に形成された反転層と裏面側の金属が接触した部分を通じて漏れ電流が流れ、変換効率が上がりにくい場合がある点に留意すべきである。   In the above description, a structural example and a manufacturing method example in which p-type silicon is used for the silicon substrate 101 are shown, but an n-type silicon substrate can also be used as the silicon substrate 101. In this case, the diffusion layer 102 is formed by a layer doped with a group III element such as boron, and the BSF layer 104 is formed by doping a group V element such as phosphorus. However, it should be noted that in this case, a leakage current flows through a portion where the inversion layer formed at the interface due to the negative fixed charge and the metal on the back surface are in contact with each other, and the conversion efficiency may be difficult to increase.

またn型のシリコン基板を用いる場合には、酸化ニオブ及び酸化アルミニウムを含むパッシベーション膜107を図9に示すように受光面側に用いることができる。図9は、本実施の形態の受光面パッシベーション膜を用いた太陽電池素子の構成例を示す断面図である。   When an n-type silicon substrate is used, a passivation film 107 containing niobium oxide and aluminum oxide can be used on the light receiving surface side as shown in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a solar cell element using the light-receiving surface passivation film of the present embodiment.

この場合、受光面側の拡散層102は、ボロンをドーピングしてp型となっており、生成したキャリアのうち正孔を受光面側に、電子を裏面側に集める。このために、負の固定電荷をもったパッシベーション膜107が受光面側にあることが好ましい。   In this case, the diffusion layer 102 on the light receiving surface side is p-type doped with boron, and collects holes of the generated carriers on the light receiving surface side and electrons on the back surface side. For this reason, it is preferable that the passivation film 107 having a negative fixed charge is on the light receiving surface side.

酸化ニオブ及び酸化アルミニウムを含むパッシベーション膜の上には、更にCVD等によりSiN等で構成される反射防止膜を形成してもよい。   On the passivation film containing niobium oxide and aluminum oxide, an antireflection film made of SiN or the like may be further formed by CVD or the like.

以下、本実施の形態の参考実施例及び参考比較例を参照しながら詳細に説明する。   Hereafter, it demonstrates in detail, referring the reference Example and reference comparative example of this Embodiment.

[参考実施例1−1]
熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる市販の有機金属分解塗布型材料[株式会社高純度化学研究所SYM−AL04、濃度2.3質量%]を3.0gと、熱処理(焼成)により酸化ニオブ(Nb)が得られる市販の有機金属分解塗布型材料[株式会社高純度化学研究所Nb−05、濃度5質量%]を3.0gとを混合して、塗布型材料であるパッシベーション材料(a−1)を調製した。
[Reference Example 1-1]
3.0 g of a commercially available organometallic decomposition coating type material [High Purity Chemical Laboratory, Ltd. SYM-AL04, concentration 2.3 mass%] from which aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be obtained by heat treatment (firing), and heat treatment A commercially available organometallic decomposition coating-type material [High Purity Chemical Laboratory Nb-05, concentration 5% by mass] from which niobium oxide (Nb 2 O 5 ) is obtained by (baking) is mixed with 3.0 g, A passivation material (a-1) which is a coating type material was prepared.

パッシベーション材料(a−1)を、濃度0.049質量%のフッ酸で自然酸化膜をあらかじめ除去した725μm厚で8インチのp型のシリコン基板(8Ωcm〜12Ωcm)の片面に回転塗布し、ホットプレート上において120℃、3分間のプリベークを行った。その後、窒素雰囲気下で、650℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、酸化アルミニウム及び酸化ニオブを含むパッシベーション膜[酸化ニオブ/酸化アルミニウム=68/32(質量比)]を得た。エリプソメーターにより膜厚を測定したところ43nmであった。パッシベーション膜のFT−IRを測定したところ、1200cm−1付近に、ごくわずかのアルキル基に起因するピークが見られた。The passivation material (a-1) was spin-coated on one side of a 725 μm-thick 8-inch p-type silicon substrate (8 Ωcm to 12 Ωcm) from which a natural oxide film was previously removed with hydrofluoric acid having a concentration of 0.049% by mass. Pre-baking was performed on the plate at 120 ° C. for 3 minutes. Thereafter, a heat treatment (firing) was performed at 650 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a passivation film containing nitric oxide and niobium oxide [niobium oxide / aluminum oxide = 68/32 (mass ratio)]. It was 43 nm when the film thickness was measured with the ellipsometer. When the FT-IR of the passivation film was measured, a peak due to a very few alkyl groups was observed in the vicinity of 1200 cm −1 .

次に、上記のパッシベーション膜上に、メタルマスクを介して、直径1mmのアルミ電極を複数個蒸着により形成し、MIS(Metal−Insulator−Semiconductor;金属−絶縁体−半導体)構造のキャパシタを作製した。このキャパシタの静電容量の電圧依存性(C−V特性)を市販のプローバー及びLCRメーター(HP社、4275A)により測定した。その結果、フラットバンド電圧(Vfb)が理想値の−0.81Vから、+0.32Vにシフトしたことが判明した。このシフト量からパッシベーション材料(a−1)から得たパッシベーション膜は、固定電荷密度(Nf)が−7.4×1011cm−2で負の固定電荷を示すことがわかった。Next, a plurality of aluminum electrodes having a diameter of 1 mm were formed by vapor deposition on the passivation film through a metal mask, and a capacitor having a MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) structure was produced. . The voltage dependence (CV characteristics) of the capacitance of this capacitor was measured with a commercially available prober and LCR meter (HP, 4275A). As a result, it was found that the flat band voltage (Vfb) shifted from an ideal value of −0.81 V to +0.32 V. From this shift amount, it was found that the passivation film obtained from the passivation material (a-1) showed a negative fixed charge with a fixed charge density (Nf) of −7.4 × 10 11 cm −2 .

上記と同様に、パッシベーション材料(a−1)を8インチのp型のシリコン基板の両面に付与し、プリベークして、窒素雰囲気下で、650℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、シリコン基板の両面がパッシベーション膜で覆われたサンプルを作製した。このサンプルのキャリアライフタイムをライフタイム測定装置(株式会社コベルコ科研、RTA−540)により行った。その結果、キャリアライフタイムは530μsであった。比較のために、同じ8インチのp型のシリコン基板をヨウ素パッシベーション法によりパッシベーションして測定したところ、キャリアライフタイムは、1100μsであった。   In the same manner as described above, the passivation material (a-1) is applied to both sides of an 8-inch p-type silicon substrate, pre-baked, and subjected to heat treatment (baking) at 650 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. A sample in which both surfaces of the substrate were covered with a passivation film was produced. The carrier lifetime of this sample was measured by a lifetime measuring device (Kobelco Research Institute, RTA-540). As a result, the carrier lifetime was 530 μs. For comparison, the same 8-inch p-type silicon substrate was measured by passivation using the iodine passivation method, and the carrier lifetime was 1100 μs.

以上のことから、パッシベーション材料(a−1)を熱処理(焼成)して得られるパッシベーション膜は、ある程度のパッシベーション性能を示し、負の固定電荷を示すことがわかった。   From the above, it was found that the passivation film obtained by heat-treating (sintering) the passivation material (a-1) exhibits a certain degree of passivation performance and a negative fixed charge.

[参考実施例1−2]
参考実施例1−1と同様に、熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる市販の有機金属分解塗布型材料[株式会社高純度化学研究所、SYM−AL04、濃度2.3質量%]と、熱処理(焼成)により酸化ニオブ(Nb)が得られる市販の有機金属分解塗布型材料[株式会社高純度化学研究所、Nb−05、濃度5質量%]とを、比率を変えて混合して、表2に示すパッシベーション材料(a−2)〜(a−7)を調製した。
[Reference Example 1-2]
As in Reference Example 1-1, a commercially available organometallic decomposition coating material from which aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be obtained by heat treatment (firing) [High Purity Chemical Laboratory, SYM-AL04, concentration 2. 3 mass%] and a commercially available organometallic decomposable coating material from which niobium oxide (Nb 2 O 5 ) is obtained by heat treatment (firing) [High Purity Chemical Laboratory, Nb-05, concentration 5 mass%] Then, the materials were mixed at different ratios to prepare passivation materials (a-2) to (a-7) shown in Table 2.

参考実施例1−1と同様に、パッシベーション材料(a−2)〜(a−7)のそれぞれをp型のシリコン基板の片面に付与し、熱処理(焼成)してパッシベーション膜を作製した。得られたパッシベーション膜の静電容量の電圧依存性を測定し、そこから固定電荷密度を算出した。   Similarly to Reference Example 1-1, each of the passivation materials (a-2) to (a-7) was applied to one side of a p-type silicon substrate, and heat treatment (firing) was performed to produce a passivation film. The voltage dependence of the capacitance of the obtained passivation film was measured, and the fixed charge density was calculated therefrom.

更に、参考実施例1−1と同様に、パッシベーション材料をp型のシリコン基板の両面に付与し、熱処理(焼成)して得たサンプルを用いて、キャリアライフタイムを測定した。得られた結果を表2にまとめた。   Further, in the same manner as in Reference Example 1-1, the carrier lifetime was measured using a sample obtained by applying a passivation material to both sides of a p-type silicon substrate and performing heat treatment (firing). The results obtained are summarized in Table 2.

熱処理(焼成)後の酸化ニオブ/酸化アルミニウムの比率(質量比)により、異なる結果ではあるが、パッシベーション材料(a−2)〜(a−7)については、熱処理(焼成)後にキャリアライフタイムもある程度の値を示していることから、パッシベーション膜として機能することが示唆された。パッシベーション材料(a−2)〜(a−7)から得られるパッシベーション膜は、いずれも安定的に負の固定電荷を示し、p型のシリコン基板のパッシベーションとしても好適に用いることができることが分かった。 Although the results are different depending on the ratio (mass ratio) of niobium oxide / aluminum oxide after heat treatment (firing), the passivation materials (a-2) to (a-7) also have a carrier lifetime after heat treatment (firing). Since it showed a certain value, it was suggested that it functions as a passivation film. It can be seen that the passivation films obtained from the passivation materials (a-2) to (a-7) all stably show negative fixed charges and can be suitably used as a passivation film for a p-type silicon substrate. It was.

[参考実施例1−3]
市販のニオブ(V)エトキシド(構造式:Nb(OC、分子量:318.21)を3.18g(0.010mol)と、市販のアルミニウムトリイソプロポキシド(構造式:Al(OCH(CH、分子量:204.25)を1.02g(0.005mol)とをシクロヘキサン80gに溶解して、濃度5質量%のパッシベーション材料(c−1)を調製した。
[Reference Example 1-3]
3.18 g (0.010 mol) of commercially available niobium (V) ethoxide (structural formula: Nb (OC 2 H 5 ) 5 , molecular weight: 318.21) and commercially available aluminum triisopropoxide (structural formula: Al ( A passivation material (c-1) having a concentration of 5% by mass was prepared by dissolving 1.02 g (0.005 mol) of OCH (CH 3 ) 2 ) 3 , molecular weight: 204.25) in 80 g of cyclohexane.

パッシベーション材料(c−1)を、濃度0.049質量%のフッ酸で自然酸化膜をあらかじめ除去した725μm厚で8インチのp型のシリコン基板(8Ωcm〜12Ωcm)の片面に回転塗布し、ホットプレート上において120℃、3分間のプリベークをした。その後、窒素雰囲気下で、600℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、酸化アルミニウム及び酸化ニオブを含むパッシベーション膜を得た。エリプソメーターにより膜厚を測定したところ50nmであった。元素分析の結果、Nb/Al/C=81/14/5(質量%)であることがわかった。パッシベーション膜のFT−IRを測定したところ、1200cm−1付近に、ごくわずかのアルキル基に起因するピークが見られた。The passivation material (c-1) is spin-coated on one side of a 725 μm-thick 8-inch p-type silicon substrate (8 Ωcm to 12 Ωcm) from which a natural oxide film has been previously removed with hydrofluoric acid having a concentration of 0.049% by mass. Pre-baking was performed at 120 ° C. for 3 minutes on the plate. Thereafter, heat treatment (baking) was performed at 600 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a passivation film containing aluminum oxide and niobium oxide. When the film thickness was measured with an ellipsometer, it was 50 nm. As a result of elemental analysis, it was found that Nb / Al / C = 81/14/5 (mass%). When the FT-IR of the passivation film was measured, a peak due to a very few alkyl groups was observed in the vicinity of 1200 cm −1 .

次に、上記のパッシベーション膜上に、メタルマスクを介して、直径1mmのアルミ電極を複数個蒸着により形成し、MIS(Metal−Insulator−Semiconductor;金属−絶縁体−半導体)構造のキャパシタを作製した。このキャパシタの静電容量の電圧依存性(C−V特性)を市販のプローバー及びLCRメーター(HP社、4275A)により測定した。その結果、フラットバンド電圧(Vfb)が理想値の−0.81Vから、+4.7Vにシフトしたことが判明した。このシフト量からパッシベーション材料(c−1)から得たパッシベーション膜は、固定電荷密度(Nf)が−3.2×1012cm−2で負の固定電荷を示すことがわかった。Next, a plurality of aluminum electrodes having a diameter of 1 mm were formed by vapor deposition on the passivation film through a metal mask, and a capacitor having a MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) structure was produced. . The voltage dependence (CV characteristics) of the capacitance of this capacitor was measured with a commercially available prober and LCR meter (HP, 4275A). As a result, it was found that the flat band voltage (Vfb) was shifted from an ideal value of −0.81 V to +4.7 V. From this shift amount, it was found that the passivation film obtained from the passivation material (c-1) had a fixed charge density (Nf) of −3.2 × 10 12 cm −2 and a negative fixed charge.

上記と同様に、パッシベーション材料(c−1)を8インチのp型のシリコン基板の両面に付与し、プリベークして、窒素雰囲気下で、600℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、シリコン基板の両面がパッシベーション膜で覆われたサンプルを作製した。このサンプルのキャリアライフタイムをライフタイム測定装置(株式会社コベルコ科研、RTA−540)により行った。その結果、キャリアライフタイムは330μsであった。比較のために、同じ8インチのp型のシリコン基板をヨウ素パッシベーション法によりパッシベーションして測定したところ、キャリアライフタイムは、1100μsであった。   In the same manner as above, the passivation material (c-1) is applied to both sides of an 8-inch p-type silicon substrate, pre-baked, and subjected to heat treatment (baking) at 600 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain silicon. A sample in which both surfaces of the substrate were covered with a passivation film was produced. The carrier lifetime of this sample was measured by a lifetime measuring device (Kobelco Research Institute, RTA-540). As a result, the carrier lifetime was 330 μs. For comparison, the same 8-inch p-type silicon substrate was measured by passivation using the iodine passivation method, and the carrier lifetime was 1100 μs.

以上のことから、パッシベーション材料(c−1)を熱処理(焼成)して得られるパッシベーション膜は、ある程度のパッシベーション性能を示し、負の固定電荷を示すことがわかった。   From the above, it was found that the passivation film obtained by heat-treating (sintering) the passivation material (c-1) showed a certain degree of passivation performance and a negative fixed charge.

[参考実施例1−4]
市販のニオブ(V)エトキシド(構造式:Nb(OC、分子量:318.21)を2.35g(0.0075mol)と、市販のアルミニウムトリイソプロポキシド(構造式:Al(OCH(CH、分子量:204.25)を1.02g(0.005mol)と、ノボラック樹脂10gとを、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート10gとシクロヘキサン10gに溶解して、パッシベーション材料(c−2)を調製した。
[Reference Example 1-4]
2.35 g (0.0075 mol) of commercially available niobium (V) ethoxide (structural formula: Nb (OC 2 H 5 ) 5 , molecular weight: 318.21) and commercially available aluminum triisopropoxide (structural formula: Al ( 1.02 g (0.005 mol) of OCH (CH 3 ) 2 ) 3 , molecular weight: 204.25) and 10 g of novolac resin were dissolved in 10 g of diethylene glycol monobutyl ether acetate and 10 g of cyclohexane to obtain a passivation material (c -2) was prepared.

パッシベーション材料(c−2)を、濃度0.049質量%のフッ酸で自然酸化膜をあらかじめ除去した725μm厚で8インチのp型のシリコン基板(8Ωcm〜12Ωcm)の片面に回転塗布し、ホットプレート上において120℃、3分間のプリベークをした。その後、窒素雰囲気下で、600℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、酸化アルミニウム及び酸化ニオブを含むパッシベーション膜を得た。エリプソメーターにより膜厚を測定したところ14nmであった。元素分析の結果、Nb/Al/C=75/17/8(質量%)であることがわかった。パッシベーション膜のFT−IRを測定したところ、1200cm−1付近に、ごくわずかのアルキル基に起因するピークが見られた。The passivation material (c-2) is spin-coated on one side of a 725 μm-thick 8-inch p-type silicon substrate (8 Ωcm to 12 Ωcm) from which a natural oxide film has been removed in advance with a hydrofluoric acid having a concentration of 0.049% by mass. Pre-baking was performed at 120 ° C. for 3 minutes on the plate. Thereafter, heat treatment (baking) was performed at 600 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a passivation film containing aluminum oxide and niobium oxide. When the film thickness was measured by an ellipsometer, it was 14 nm. As a result of elemental analysis, it was found that Nb / Al / C = 75/17/8 (mass%). When the FT-IR of the passivation film was measured, a peak due to a very few alkyl groups was observed in the vicinity of 1200 cm −1 .

次に、上記のパッシベーション膜上に、メタルマスクを介して、直径1mmのアルミ電極を複数個蒸着して形成し、MIS(Metal−Insulator−Semiconductor;金属−絶縁体−半導体)構造のキャパシタを作製した。このキャパシタの静電容量の電圧依存性(C−V特性)を市販のプローバー及びLCRメーター(HP社、4275A)により測定した。その結果、フラットバンド電圧(Vfb)が理想値の−0.81Vから、+0.10Vにシフトしたことが判明した。このシフト量からパッシベーション材料(c−2)から得たパッシベーション膜は、固定電荷密度(Nf)が−0.8×1011cm−2で負の固定電荷を示すことがわかった。Next, a plurality of 1 mm diameter aluminum electrodes are deposited on the passivation film through a metal mask to form a MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) capacitor. did. The voltage dependence (CV characteristics) of the capacitance of this capacitor was measured with a commercially available prober and LCR meter (HP, 4275A). As a result, it was found that the flat band voltage (Vfb) shifted from an ideal value of −0.81 V to +0.10 V. From this shift amount, it was found that the passivation film obtained from the passivation material (c-2) showed a negative fixed charge with a fixed charge density (Nf) of −0.8 × 10 11 cm −2 .

上記と同様に、パッシベーション材料(c−2)を8インチのp型のシリコン基板の両面に付与し、プリベークして、窒素雰囲気下で、600℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、シリコン基板の両面がパッシベーション膜で覆われたサンプルを作製した。このサンプルのキャリアライフタイムをライフタイム測定装置(株式会社コベルコ科、RTA−540)により行った。その結果、キャリアライフタイムは200μsであった。比較のために、同じ8インチのp型のシリコン基板をヨウ素パッシベーション法によりパッシベーションして測定したところ、キャリアライフタイムは、1100μsであった。 In the same manner as described above, the passivation material (c-2) is applied to both sides of an 8-inch p-type silicon substrate, pre-baked, and subjected to heat treatment (firing) at 600 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain silicon. A sample in which both surfaces of the substrate were covered with a passivation film was produced. The carrier lifetime of this sample was measured by a lifetime measuring device (Kobelco Research Institute , RTA-540). As a result, the carrier lifetime was 200 μs. For comparison, the same 8-inch p-type silicon substrate was measured by passivation using the iodine passivation method, and the carrier lifetime was 1100 μs.

以上のことから、パッシベーション材料(c−2)から得られるパッシベーション膜は、ある程度のパッシベーション性能を示し、負の固定電荷を示すことがわかった。   From the above, it was found that the passivation film obtained from the passivation material (c-2) exhibited a certain degree of passivation performance and a negative fixed charge.

[参考実施例1−5及び参考比較例1−1]
参考実施例1−1と同様に、熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる市販の有機金属分解塗布型材料[株式会社高純度化学研究所SYM−AL04、濃度2.3質量%]と、熱処理(焼成)により酸化ニオブ(Nb)が得られる市販の有機金属分解塗布型材料[株式会社高純度化学研究所Nb−05、濃度5質量%]とを、比率を変えて混合して、表3に示すパッシベーション材料(b−1)〜(b−7)を調製した。
[Reference Example 1-5 and Reference Comparative Example 1-1]
As in Reference Example 1-1, a commercially available organometallic decomposition coating material from which aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be obtained by heat treatment (calcination) [SYM-AL04, Purity Chemical Laboratory Co., Ltd., concentration 2.3]. % By mass] and a commercially available organometallic decomposable coating type material [High Purity Chemical Laboratory Nb-05, concentration 5% by mass] from which niobium oxide (Nb 2 O 5 ) can be obtained by heat treatment (firing) The material was changed and mixed to prepare passivation materials (b-1) to (b-7) shown in Table 3.

参考実施例1−1と同様に、パッシベーション材料(b−1)〜(b−7)のそれぞれをp型のシリコン基板の片面に付与し、熱処理(焼成)して、パッシベーション膜を作製し、それを用いて、静電容量の電圧依存性を測定し、そこから固定電荷密度を算出した。   As in Reference Example 1-1, each of the passivation materials (b-1) to (b-7) was applied to one side of a p-type silicon substrate, and heat treatment (firing) was performed to produce a passivation film. Using this, the voltage dependence of the capacitance was measured, and the fixed charge density was calculated therefrom.

更に、参考実施例1−1と同様に、パッシベーション材料(塗布型材料)をp型のシリコン基板の両面に付与し、硬化させたサンプルを用いて、キャリアライフタイムを測定した。得られた結果を表3にまとめた。   Furthermore, as in Reference Example 1-1, a carrier material was measured using a sample obtained by applying a passivation material (coating material) to both sides of a p-type silicon substrate and curing it. The results obtained are summarized in Table 3.

パッシベーション材料(b−1)〜(b−6)から得られるパッシベーション膜は、キャリアライフタイムがいずれも大きくパッシベーションとしての機能があることがわかった。また、酸化ニオブ/酸化アルミニウムが10/90及び20/80の場合には、固定電荷密度の値にばらつきが大きく、負の固定電荷密度を安定的に得ることができなかったが、酸化アルミニウムと酸化ニオブを用いることで負の固定電荷密度を実現できることが確認できた。酸化ニオブ/酸化アルミニウムが10/90及び20/80のパッシベーション材料を用いてCV法により測定した際には、場合によって正の固定電荷を示すパッシベーション膜となるため、負の固定電荷を安定的に示すまでには至っていないことが分かる。なお、正に固定電荷を示すパッシベーション膜は、n型のシリコン基板のパッシベーションとして使用可能である。
一方、酸化アルミニウムが100質量%となるパッシベーション材料(b−7)では、負の固定電荷密度を得ることができなかった。
It was found that the passivation film obtained from the passivation materials (b-1) to (b-6) has a large carrier lifetime and has a function as a passivation. In addition, when the niobium oxide / aluminum oxide ratios were 10/90 and 20/80, the fixed charge density values varied greatly, and a negative fixed charge density could not be stably obtained. It was confirmed that a negative fixed charge density can be realized by using niobium oxide. When measured by the CV method using passivation materials with niobium oxide / aluminum oxide of 10/90 and 20/80, a negative fixed charge is stably generated because a passivation film showing a positive fixed charge is obtained in some cases. It turns out that it has not reached to show. Note that a passivation film exhibiting a fixed charge can be used as a passivation film for an n-type silicon substrate.
On the other hand, a negative fixed charge density could not be obtained with the passivation material (b-7) containing 100% by mass of aluminum oxide.

[参考比較例1−2]
パッシベーション材料(d−1)として、熱処理(焼成)により酸化チタン(TiO)が得られる市販の有機金属分解塗布型材料[株式会社高純度化学研究所Ti−03−P、濃度3質量%]、パッシベーション材料(d−2)として、熱処理(焼成)によりチタン酸バリウム(BaTiO)が得られる市販の有機金属分解塗布型材料[株式会社高純度化学研究所BT−06、濃度6質量%]、パッシベーション材料(d−3)として、熱処理(焼成)により酸化ハフニウム(HfO)が得られる市販の有機金属分解塗布型材料[株式会社高純度化学研究所Hf−05、濃度5質量%]を準備した。
[Reference Comparative Example 1-2]
Commercially available organometallic decomposable coating material that can obtain titanium oxide (TiO 2 ) by heat treatment (firing) as the passivation material (d-1) [High-Purity Chemical Laboratory Co., Ltd. Ti-03-P, concentration 3 mass%] As a passivation material (d-2), a commercially available organometallic decomposition coating type material [High Purity Chemical Research Institute BT-06, concentration 6 mass%] from which barium titanate (BaTiO 3 ) is obtained by heat treatment (firing) As a passivation material (d-3), a commercially available organometallic decomposition coating material [High-Purity Chemical Laboratory Co., Ltd., Hf-05, concentration 5 mass%] from which hafnium oxide (HfO 2 ) is obtained by heat treatment (firing) is used. Got ready.

参考実施例1−1と同様に、パッシベーション材料(d−1)〜(d−3)のそれぞれをp型のシリコン基板の片面に付与し、その後、熱処理(焼成)して、パッシベーション膜を作製し、それを用いて、静電容量の電圧依存性を測定し、そこから固定電荷密度を算出した。   As in Reference Example 1-1, each of the passivation materials (d-1) to (d-3) is applied to one side of a p-type silicon substrate, and then heat-treated (fired) to produce a passivation film. Using this, the voltage dependence of the capacitance was measured, and the fixed charge density was calculated therefrom.

更に、参考実施例1−1と同様に、パッシベーション材料をp型のシリコン基板の両面に付与し、熱処理(焼成)により得たサンプルを用いて、キャリアライフタイムを測定した。得られた結果を表4にまとめた。   Further, as in Reference Example 1-1, a passivation material was applied to both sides of a p-type silicon substrate, and a carrier lifetime was measured using a sample obtained by heat treatment (firing). The results obtained are summarized in Table 4.

パッシベーション材料(d−1)〜(d−3)から得られるパッシベーション膜は、キャリアライフタイムがいずれも小さくパッシベーションとしての機能が不充分であることがわかった。また、正の固定電荷を示した。パッシベーション材料(d−3)から得られるパッシベーション膜は、負の固定電荷ではあるが、その値が小さかった。またキャリアライフタイムも比較的小さくパッシベーションとして機能が不十分であることがわかった。   It was found that the passivation film obtained from the passivation materials (d-1) to (d-3) has a small carrier lifetime and an insufficient function as a passivation. It also showed a positive fixed charge. The passivation film obtained from the passivation material (d-3) had a negative fixed charge, but its value was small. It was also found that the carrier lifetime was relatively small and the function as a passivation was insufficient.

[参考実施例1−6]
シリコン基板101として、ボロンをドーパントした単結晶シリコン基板を用いて、図7に示す構造の太陽電池素子を作製した。シリコン基板101の表面をテクスチャー処理した後、塗布型のリン拡散材を受光面側に付与し、熱処理により拡散層102(リン拡散層)を形成した。その後、塗布型のリン拡散材を希フッ酸で除去した。
[Reference Example 1-6]
Using a single crystal silicon substrate doped with boron as the silicon substrate 101, a solar cell element having the structure shown in FIG. 7 was manufactured. After the surface of the silicon substrate 101 was textured, a coating type phosphorous diffusion material was applied to the light receiving surface side, and a diffusion layer 102 (phosphorus diffusion layer) was formed by heat treatment. Thereafter, the coating type phosphorus diffusing material was removed with dilute hydrofluoric acid.

次に、受光面側に、受光面反射防止膜103として、プラズマCVDで作製したSiN膜を形成した。その後、参考実施例1−1で調製したパッシベーション材料(a−1)をインクジェット法により、シリコン基板101の裏面側に、コンタクト領域(開口部OA)を除いた領域に付与した。その後、熱処理を行って、開口部OAを有するパッシベーション膜107を形成した。
また、パッシベーション膜107として、参考実施例1−3で調製したパッシベーション材料(c−1)を用いたサンプルも別途作製した。
Next, an SiN film produced by plasma CVD was formed as the light-receiving surface antireflection film 103 on the light-receiving surface side. Thereafter, the passivation material (a-1) prepared in Reference Example 1-1 was applied to the region excluding the contact region (opening OA) on the back surface side of the silicon substrate 101 by an inkjet method. Thereafter, heat treatment was performed to form a passivation film 107 having an opening OA.
In addition, a sample using the passivation material (c-1) prepared in Reference Example 1-3 was separately prepared as the passivation film 107.

次に、シリコン基板101の受光面側に形成された受光面反射防止膜103(SiN膜)の上に、銀を主成分とするペーストを所定のフィンガー電極及びバスバー電極の形状でスクリーン印刷した。裏面側においては、アルミニウムを主成分とするペーストを全面にスクリーン印刷した。その後、850℃で熱処理(ファイアスルー)を行って、電極(第1電極105及び第2電極106)を形成し、且つ裏面の開口部OAの部分にアルミニウムを拡散させて、BSF層104を形成して、図7に示す構造の太陽電池素子を形成した。   Next, on the light-receiving surface antireflection film 103 (SiN film) formed on the light-receiving surface side of the silicon substrate 101, a paste mainly composed of silver was screen-printed in the shape of predetermined finger electrodes and bus bar electrodes. On the back side, a paste mainly composed of aluminum was screen-printed on the entire surface. Thereafter, heat treatment (fire-through) is performed at 850 ° C. to form electrodes (first electrode 105 and second electrode 106), and aluminum is diffused into the opening OA on the back surface to form the BSF layer 104. Thus, a solar cell element having the structure shown in FIG. 7 was formed.

尚、ここでは、受光面の銀電極に関しては、SiN膜に穴あけをしないファイアスルー工程を記載したが、SiN膜に初めに開口部OAをエッチング等により形成し、その後に銀電極を形成することもできる。   In this case, regarding the silver electrode on the light receiving surface, the fire-through process in which the SiN film is not perforated is described, but the opening OA is first formed in the SiN film by etching or the like, and then the silver electrode is formed. You can also.

比較のために、上記作製工程のうち、パッシベーション膜107の形成を行わず、裏面側の全面にアルミニウムペーストを印刷し、BSF層104と対応するp層114及び第2電極と対応する電極116を全面に形成して、図4に示す構造の太陽電池素子を形成した。これらの太陽電池素子について、特性評価(短絡電流、開放電圧、曲線因子及び変換効率)を行った。特性評価は、JIS−C−8913(2005年度)及びJIS−C−8914(2005年度)に準拠して測定した。その結果を表5に示す。For comparison, the passivation film 107 is not formed in the above manufacturing process, aluminum paste is printed on the entire back surface, and the p + layer 114 corresponding to the BSF layer 104 and the electrode 116 corresponding to the second electrode. Was formed on the entire surface to form a solar cell element having the structure shown in FIG. About these solar cell elements, characteristic evaluation (a short circuit current, an open circuit voltage, a fill factor, and conversion efficiency) was performed. Characteristic evaluation was measured based on JIS-C-8913 (2005) and JIS-C-8914 (2005). The results are shown in Table 5.

表5より、酸化ニオブ及び酸化アルミニウム層を含むパッシベーション膜107を有する太陽電池素子は、パッシベーション膜107を有しない太陽電池素子と比較すると、短絡電流及び開放電圧が共に増加しており、変換効率(光電変換効率)が最大で1%向上することが判明した。   From Table 5, the solar cell element having the passivation film 107 including the niobium oxide and aluminum oxide layers has both increased short-circuit current and open-circuit voltage as compared with the solar cell element not having the passivation film 107, and the conversion efficiency ( It was found that the photoelectric conversion efficiency was improved by 1% at the maximum.


<参考実施形態2>
以下は、参考実施形態2に係るパッシベーション膜、塗布型材料、太陽電池素子及びパッシベーション膜付シリコン基板である。
<Reference Embodiment 2>
The following are the passivation film, coating material, solar cell element, and silicon substrate with passivation film according to Reference Embodiment 2.

<1>酸化アルミニウムと、酸化バナジウム及び酸化タンタルからなる群より選択される少なくとも1種のバナジウム族元素の酸化物と、を含み、シリコン基板を有する太陽電池素子に用いられるパッシベーション膜。   <1> A passivation film for use in a solar cell element having a silicon substrate, comprising aluminum oxide and at least one oxide of vanadium group element selected from the group consisting of vanadium oxide and tantalum oxide.

<2>前記バナジウム族元素の酸化物と前記酸化アルミニウムの質量比(バナジウム族元素の酸化物/酸化アルミニウム)が30/70〜90/10である<1>に記載のパッシベーション膜。   <2> The passivation film according to <1>, wherein a mass ratio of the vanadium group element oxide to the aluminum oxide (vanadium group element oxide / aluminum oxide) is 30/70 to 90/10.

<3>前記バナジウム族元素の酸化物及び前記酸化アルミニウムの総含有率が90%以上である<1>又は<2>に記載のパッシベーション膜。   <3> The passivation film according to <1> or <2>, in which a total content of the oxide of the vanadium group element and the aluminum oxide is 90% or more.

<4>前記バナジウム族元素の酸化物として、酸化バナジウム、酸化ニオブ及び酸化タンタルよりなる群から選択される2種又は3種のバナジウム族元素の酸化物を含む<1>〜<3>のいずれか1項に記載のパッシベーション膜。   <4> The oxide of the vanadium group element includes any of oxides of two or three vanadium group elements selected from the group consisting of vanadium oxide, niobium oxide, and tantalum oxide. Any of <1> to <3> The passivation film according to claim 1.

<5>酸化アルミニウムの前駆体と、酸化バナジウムの前駆体及び酸化タンタルの前駆体からなる群より選択される少なくとも1種のバナジウム族元素の酸化物の前駆体と、を含む塗布型材料の熱処理物である<1>〜<4>のいずれか1項に記載のパッシベーション膜。   <5> Heat treatment of a coating-type material comprising: a precursor of aluminum oxide; and a precursor of an oxide of at least one vanadium group element selected from the group consisting of a precursor of vanadium oxide and a precursor of tantalum oxide. The passivation film according to any one of <1> to <4>, which is a product.

<6>酸化アルミニウムの前駆体と、酸化バナジウムの前駆体及び酸化タンタルの前駆体からなる群より選択される少なくとも1種のバナジウム族元素の酸化物の前駆体と、を含み、シリコン基板を有する太陽電池素子のパッシベーション膜の形成に用いられる塗布型材料。   <6> an aluminum oxide precursor, and at least one vanadium group element oxide precursor selected from the group consisting of a vanadium oxide precursor and a tantalum oxide precursor, and having a silicon substrate A coating type material used for forming a passivation film of a solar cell element.

<7>p型のシリコン基板と、
前記シリコン基板の受光面側である第1面側に形成されたn型の不純物拡散層と、
前記不純物拡散層上に形成された第1電極と、
前記シリコン基板の受光面側とは逆の第2面側に形成され、開口部を有するパッシベーション膜と、
前記シリコン基板の第2面側に形成され、前記シリコン基板の第2面側と前記パッシベーション膜の開口部を通して電気的に接続されている第2電極と、を備え、
前記パッシベーション膜は、酸化アルミニウムと、酸化バナジウム及び酸化タンタルからなる群より選択される少なくとも1種のバナジウム族元素の酸化物と、を含む太陽電池素子。
<7> a p-type silicon substrate;
An n-type impurity diffusion layer formed on the first surface side which is the light-receiving surface side of the silicon substrate;
A first electrode formed on the impurity diffusion layer;
A passivation film formed on the second surface side opposite to the light receiving surface side of the silicon substrate and having an opening;
A second electrode formed on the second surface side of the silicon substrate and electrically connected to the second surface side of the silicon substrate through the opening of the passivation film;
The said passivation film is a solar cell element containing aluminum oxide and the oxide of the at least 1 sort (s) of vanadium group element selected from the group which consists of vanadium oxide and a tantalum oxide.

<8>前記シリコン基板の第2面側の一部又は全部に形成され、前記シリコン基板より高濃度に不純物が添加されたp型の不純物拡散層を有し、
前記第2電極は、前記p型の不純物拡散層と前記パッシベーション膜の開口部を通して電気的に接続されている、<7>に記載の太陽電池素子。
<8> A p-type impurity diffusion layer formed on part or all of the second surface side of the silicon substrate and doped with an impurity at a higher concentration than the silicon substrate,
The solar cell element according to <7>, wherein the second electrode is electrically connected to the p-type impurity diffusion layer through an opening of the passivation film.

<9>n型のシリコン基板と、
前記シリコン基板の受光面側である第1面側に形成されたp型の不純物拡散層と、
前記不純物拡散層上に形成された第1電極と、
前記シリコン基板の受光面側とは逆の第2面側に形成され、開口部を有するパッシベーション膜と、
前記シリコン基板の第2面側に形成され、前記シリコン基板の第2面側と前記パッシベーション膜の開口部を通して電気的に接続されている第2電極と、を備え、
前記パッシベーション膜は、酸化アルミニウムと、酸化バナジウム及び酸化タンタルからなる群より選択される少なくとも1種のバナジウム族元素の酸化物と、を含む太陽電池素子。
<9> an n-type silicon substrate;
A p-type impurity diffusion layer formed on the first surface which is the light-receiving surface side of the silicon substrate;
A first electrode formed on the impurity diffusion layer;
A passivation film formed on the second surface side opposite to the light receiving surface side of the silicon substrate and having an opening;
A second electrode formed on the second surface side of the silicon substrate and electrically connected to the second surface side of the silicon substrate through the opening of the passivation film;
The said passivation film is a solar cell element containing aluminum oxide and the oxide of the at least 1 sort (s) of vanadium group element selected from the group which consists of vanadium oxide and a tantalum oxide.

<10>前記シリコン基板の第2面側の一部又は全部に形成され、前記シリコン基板より高濃度に不純物が添加されたn型の不純物拡散層を有し、
前記第2電極は、前記n型の不純物拡散層と前記パッシベーション膜の開口部を通して電気的に接続されている、<9>に記載の太陽電池素子。
<10> An n-type impurity diffusion layer formed on a part or all of the second surface side of the silicon substrate and doped with impurities at a higher concentration than the silicon substrate,
The solar cell element according to <9>, wherein the second electrode is electrically connected to the n-type impurity diffusion layer through an opening of the passivation film.

<11>前記パッシベーション膜の前記バナジウム族元素の酸化物と前記酸化アルミニウムの質量比が30/70〜90/10である、<7>〜<10>のいずれか1項に記載の太陽電池素子。   <11> The solar cell element according to any one of <7> to <10>, wherein a mass ratio of the oxide of the vanadium group element and the aluminum oxide in the passivation film is 30/70 to 90/10. .

<12>前記パッシベーション膜の前記バナジウム族元素の酸化物及び前記酸化アルミニウムの総含有率が90%以上である、<7>〜<11>のいずれか1項に記載の太陽電池素子。   <12> The solar cell element according to any one of <7> to <11>, wherein a total content of the oxide of the vanadium group element and the aluminum oxide in the passivation film is 90% or more.

<13>前記バナジウム族元素の酸化物として、酸化バナジウム、酸化ニオブ、及び酸化タンタルよりなる群から選択される2種又は3種のバナジウム族元素の酸化物を含む、<7>〜<12>のいずれか1項に記載の太陽電池素子。   <13> The oxide of the vanadium group element includes oxides of two or three vanadium group elements selected from the group consisting of vanadium oxide, niobium oxide, and tantalum oxide, <7> to <12> The solar cell element according to any one of the above.

<14>シリコン基板と、
前記シリコン基板上の全面又は一部に設けられる<1>〜<5>のいずれか1項に記載の太陽電池素子用パッシベーション膜と、
を有するパッシベーション膜付シリコン基板。
<14> a silicon substrate;
The passivation film for solar cell elements according to any one of <1> to <5>, provided on the entire surface or a part of the silicon substrate,
A silicon substrate with a passivation film.

上記の参考実施形態によれば、シリコン基板のキャリアライフタイムを長くし且つ負の固定電荷を有するパッシベーション膜を低コストで実現することができる。また、そのパッシベーション膜の形成を実現するための塗布型材料を提供することができる。また、そのパッシベーション膜を用いた低コストで効率の高い太陽電池素子を実現することができる。また、シリコン基板のキャリアライフタイムを長くし且つ負の固定電荷を有するパッシベーション膜付シリコン基板を低コストで実現することができる。   According to the reference embodiment described above, a passivation film having a long silicon carrier lifetime and a negative fixed charge can be realized at a low cost. In addition, a coating type material for realizing the formation of the passivation film can be provided. In addition, a low-cost and highly efficient solar cell element using the passivation film can be realized. In addition, a silicon substrate with a passivation film having a long carrier lifetime and a negative fixed charge can be realized at low cost.

本実施の形態のパッシベーション膜は、シリコン太陽電池素子に用いられるパッシベーション膜であり、酸化アルミニウムと、酸化バナジウム及び酸化タンタルからなる群より選択される少なくとも1種のバナジウム族元素の酸化物と、を含むようにしたものである。   The passivation film of the present embodiment is a passivation film used for a silicon solar cell element, and includes aluminum oxide and an oxide of at least one vanadium group element selected from the group consisting of vanadium oxide and tantalum oxide. It is what was included.

また、本実施の形態では、パッシベーション膜の組成を変えることにより、パッシベーション膜が有する固定電荷の量を制御することができる。ここで、バナジウム族元素とは、周期律表の第5族元素であり、バナジウム、ニオブ及びタンタルから選ばれる元素である。   In this embodiment mode, the amount of fixed charges included in the passivation film can be controlled by changing the composition of the passivation film. Here, the vanadium group element is a Group 5 element in the periodic table, and is an element selected from vanadium, niobium, and tantalum.

また、バナジウム族元素の酸化物と酸化アルミニウムの質量比が35/65〜90/10であることが、負の固定電荷を安定化できるという観点からより好ましく、50/50〜90/10であることが更に好ましい。   The mass ratio of the vanadium group element oxide to aluminum oxide is more preferably 35/65 to 90/10, from the viewpoint that the negative fixed charge can be stabilized, and is 50/50 to 90/10. More preferably.

パッシベーション膜中のバナジウム族元素の酸化物と酸化アルミニウムの質量比は、エネルギー分散型X線分光法(EDX)、二次イオン質量分析法(SIMS)及び高周波誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)によって測定することができる。具体的な測定条件は、例えばICP−MSの場合は次の通りである。パッシベーション膜を酸又はアルカリ水溶液に溶解し、この溶液を霧状にしてArプラズマに導入し、励起された元素が基底状態に戻る際に放出される光を分光して波長及び強度を測定し、得られた波長から元素の定性を行い、得られた強度から定量を行う。   The mass ratio of vanadium group element oxide and aluminum oxide in the passivation film is determined by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), secondary ion mass spectrometry (SIMS), and high frequency inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). ) Can be measured. Specific measurement conditions are as follows in the case of ICP-MS, for example. Dissolving the passivation film in acid or alkaline aqueous solution, atomizing this solution and introducing it into Ar plasma, measuring the wavelength and intensity by spectroscopically analyzing the light emitted when the excited element returns to the ground state, Element qualification is performed from the obtained wavelength, and quantification is performed from the obtained intensity.

パッシベーション膜中のバナジウム族元素の酸化物及び酸化アルミニウムの総含有率は80質量%以上であることが好ましく、良好な特性を維持できる観点から90質量%以上であることがより好ましい。パッシベーション膜中のバナジウム族元素の酸化物及び酸化アルミニウム以外の成分が多くなると、負の固定電荷の効果が大きくなる。   The total content of vanadium group oxide and aluminum oxide in the passivation film is preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more from the viewpoint of maintaining good characteristics. When the components other than the oxide of vanadium group elements and aluminum oxide in the passivation film increase, the effect of negative fixed charges increases.

また、パッシベーション膜中には、膜質の向上及び弾性率の調整の観点から、バナジウム族元素の酸化物及び酸化アルミニウム以外の成分が有機成分として含まれていてもよい。パッシベーション膜中の有機成分の存在は、元素分析及び膜のFT−IRの測定から確認することができる。   Further, in the passivation film, components other than the oxide of vanadium group element and aluminum oxide may be contained as an organic component from the viewpoint of improving the film quality and adjusting the elastic modulus. The presence of the organic component in the passivation film can be confirmed by elemental analysis and measurement of the FT-IR of the film.

前記バナジウム族元素の酸化物としては、より大きい負の固定電荷を得る観点からは、酸化バナジウム(V)を選択することが好ましい。As the oxide of the vanadium group element, it is preferable to select vanadium oxide (V 2 O 5 ) from the viewpoint of obtaining a larger negative fixed charge.

前記パッシベーション膜は、バナジウム族元素の酸化物として、酸化バナジウム、酸化ニオブ及び酸化タンタルからなる群より選択される2種又は3種のバナジウム族元素の酸化物を含んでもよい。   The passivation film may include an oxide of a vanadium group element selected from the group consisting of vanadium oxide, niobium oxide, and tantalum oxide as an oxide of a vanadium group element.

前記パッシベーション膜は、塗布型材料を熱処理することにより得られることが好ましく、塗布型材料を塗布法や印刷法を用いて成膜し、その後に熱処理により有機成分を除去することにより得られることがより好ましい。すなわち、パッシベーション膜は、酸化アルミニウム前駆体及びバナジウム族元素の酸化物の前駆体を含む塗布型材料の熱処理物として得てもよい。塗布型材料の詳細を後述する。   The passivation film is preferably obtained by heat-treating a coating-type material, and can be obtained by forming a coating-type material using a coating method or a printing method, and then removing organic components by heat treatment. More preferred. That is, the passivation film may be obtained as a heat-treated product of a coating type material containing an aluminum oxide precursor and a vanadium group element oxide precursor. Details of the coating material will be described later.

本実施の形態の塗布型材料は、シリコン基板を有する太陽電池素子用のパッシベーション膜に用いる塗布型材料であって、酸化アルミニウムの前駆体と、酸化バナジウムの前駆体及び酸化タンタルの前駆体からなる群より選択される少なくとも1種のバナジウム族元素の酸化物の前駆体と、を含む。塗布型材料が含有するバナジウム族元素の酸化物の前駆体としては、塗布材料より形成されるパッシベーション膜の負の固定電荷の観点からは、酸化バナジウム(V)の前駆体を選択することが好ましい。塗布型材料は、バナジウム族元素の酸化物の前駆体として、酸化バナジウムの前駆体、酸化ニオブの前駆体及び酸化タンタルの前駆体からなる群より選択される2種又は3種のバナジウム族元素の酸化物の前駆体を含んでもよい。The coating type material of the present embodiment is a coating type material used for a passivation film for a solar cell element having a silicon substrate, and includes a precursor of aluminum oxide, a precursor of vanadium oxide, and a precursor of tantalum oxide. And a precursor of an oxide of at least one vanadium group element selected from the group. As a precursor of the oxide of the vanadium group element contained in the coating material, a precursor of vanadium oxide (V 2 O 5 ) is selected from the viewpoint of the negative fixed charge of the passivation film formed from the coating material. It is preferable. The coating type material is composed of two or three vanadium group elements selected from the group consisting of vanadium oxide precursors, niobium oxide precursors and tantalum oxide precursors as vanadium group oxide precursors. An oxide precursor may also be included.

酸化アルミニウム前駆体は、酸化アルミニウムを生成するものであれば、特に限定されることなく用いることができる。酸化アルミニウム前駆体としては、酸化アルミニウムをシリコン基板上に均一に分散させる点、及び化学的に安定な観点から、有機系の酸化アルミニウム前駆体を用いることが好ましい。有機系の酸化アルミニウム前駆体の例として、アルミニウムトリイソプロポキシド(構造式:Al(OCH(CH、(株)高純度化学研究所、SYM−AL04を挙げることができる。The aluminum oxide precursor can be used without particular limitation as long as it produces aluminum oxide. As the aluminum oxide precursor, it is preferable to use an organic aluminum oxide precursor from the viewpoint of uniformly dispersing aluminum oxide on the silicon substrate and a chemically stable viewpoint. Examples of the organic aluminum oxide precursor include aluminum triisopropoxide (structural formula: Al (OCH (CH 3 ) 2 ) 3 , Kojundo Chemical Laboratory, SYM-AL04.

バナジウム族元素の酸化物の前駆体は、バナジウム族元素の酸化物を生成するものであれば、特に限定されることなく用いることができる。バナジウム族元素の酸化物の前駆体としては、酸化アルミニウムをシリコン基板上に均一に分散させる点、及び化学的に安定な観点から有機系のバナジウム族元素の酸化物の前駆体を用いることが好ましい。   The precursor of the oxide of the vanadium group element can be used without particular limitation as long as it generates an oxide of the vanadium group element. The vanadium group element oxide precursor is preferably an organic vanadium group oxide oxide precursor from the viewpoint of uniformly dispersing aluminum oxide on the silicon substrate and chemically stable. .

有機系の酸化バナジウムの前駆体の例としては、バナジウム(V)オキシトリエトキシド(構造式:VO(OC、分子量:202.13)、(株)高純度化学研究所、V−02を挙げることができる。有機系の酸化タンタルの前駆体の例としては、タンタル(V)メトキシド(構造式:Ta(OCH、分子量:336.12)、(株)高純度化学研究所、Ta−10−Pを挙げることができる。有機系の酸化ニオブ前駆体の例としては、ニオブ(V)エトキシド(構造式:Nb(OC、分子量:318.21)、(株)高純度化学研究所、Nb−05を挙げることができる。Examples of organic vanadium oxide precursors include vanadium (V) oxytriethoxide (structural formula: VO (OC 2 H 5 ) 3 , molecular weight: 202.13), High Purity Chemical Laboratory, V-02 can be mentioned. Examples of organic tantalum oxide precursors include tantalum (V) methoxide (structural formula: Ta (OCH 3 ) 5 , molecular weight: 336.12), Kojundo Chemical Laboratory, Ta-10-P Can be mentioned. Examples of organic niobium oxide precursors include niobium (V) ethoxide (structural formula: Nb (OC 2 H 5 ) 5 , molecular weight: 318.21), High Purity Chemical Laboratory, Nb-05. Can be mentioned.

有機系のバナジウム族元素の酸化物の前駆体及び有機系の酸化アルミニウム前駆体を含む塗布型材料を塗布法又は印刷法を用いて成膜し、その後の熱処理により有機成分を除去することにより、パッシベーション膜を得ることができる。したがって、結果として、有機成分を含むパッシベーション膜であってもよい。パッシベーション膜中の有機成分の含有率は、10質量%未満であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。   By forming a coating type material containing an organic vanadium group oxide precursor and an organic aluminum oxide precursor using a coating method or a printing method, and then removing the organic components by a heat treatment, A passivation film can be obtained. Therefore, as a result, a passivation film containing an organic component may be used. The content of the organic component in the passivation film is more preferably less than 10% by mass, still more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less.

本実施の形態の太陽電池素子(光電変換装置)は、シリコン基板の光電変換界面の近傍に上記実施の形態で説明したパッシベーション膜(絶縁膜、保護絶縁膜)、すなわち、酸化アルミニウムと、酸化バナジウム及び酸化タンタルからなる群より選択される少なくとも1種のバナジウム族元素の酸化物とを含む膜を有するものである。酸化アルミニウムと、酸化バナジウム及び酸化タンタルからなる群より選択される少なくとも1種のバナジウム族元素の酸化物とを含むことにより、シリコン基板のキャリアライフタイムを長くし且つ負の固定電荷を有することができ、太陽電池素子の特性(光電変換効率)を向上させることができる。   The solar cell element (photoelectric conversion device) of the present embodiment includes the passivation film (insulating film, protective insulating film) described in the above embodiment in the vicinity of the photoelectric conversion interface of the silicon substrate, that is, aluminum oxide and vanadium oxide. And at least one oxide of a vanadium group element selected from the group consisting of tantalum oxide. By containing aluminum oxide and an oxide of at least one vanadium group element selected from the group consisting of vanadium oxide and tantalum oxide, the carrier lifetime of the silicon substrate can be extended and negative fixed charges can be obtained. And the characteristics (photoelectric conversion efficiency) of the solar cell element can be improved.

本実施の形態に係る太陽電池素子の構造説明及び製法説明は、参考実施形態1に係る太陽電池素子の構造説明及び製法説明を参照することができる。   For the description of the structure and the manufacturing method of the solar cell element according to the present embodiment, the description of the structure and the manufacturing method of the solar cell element according to Reference Embodiment 1 can be referred to.

以下、本実施の形態の参考実施例及び参考比較例を参照しながら詳細に説明する。   Hereafter, it demonstrates in detail, referring the reference Example and reference comparative example of this Embodiment.

<バナジウム族元素の酸化物として酸化バナジウムを使用した場合>
[参考実施例2−1]
熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、SYM−AL04、濃度2.3質量%]を3.0gと、熱処理(焼成)により酸化バナジウム(V)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、V−02、濃度2質量%]を6.0gとを混合して、塗布型材料であるパッシベーション材料(a2−1)を調製した。
<When vanadium oxide is used as the oxide of vanadium group element>
[Reference Example 2-1]
3.0 g of a commercially available organometallic thin film coating type material [High purity chemical research laboratory, SYM-AL04, concentration 2.3 mass%] from which aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be obtained by heat treatment (firing) And 6.0 g of a commercially available organometallic thin film coating material [Vitamin Purity Laboratory, V-02, concentration 2 mass%] from which vanadium oxide (V 2 O 5 ) can be obtained by heat treatment (firing). By mixing, a passivation material (a2-1) which is a coating type material was prepared.

パッシベーション材料(a2−1)を、濃度0.49質量%のフッ酸で自然酸化膜をあらかじめ除去した725μm厚で8インチのp型のシリコン基板(8Ω・cm〜12Ω・cm)の片面に回転塗布し、ホットプレート上に置いて120℃、3分間のプリベークを行った。その後、窒素雰囲気下で、700℃、30分の熱処理(焼成)を行い、酸化アルミニウム及び酸化バナジウムを含むパッシベーション膜[酸化バナジウム/酸化アルミニウム=63/37(質量%)]を得た。エリプソメーターにより膜厚を測定したところ51nmであった。パッシベーション膜のFT−IRを測定したところ、1200cm−1付近に、ごくわずかのアルキル基に起因するピークが見られた。Passivation of passivation material (a2-1) to one side of a 725 μm thick 8-inch p-type silicon substrate (8 Ω · cm to 12 Ω · cm) with natural oxide film removed beforehand with hydrofluoric acid at a concentration of 0.49% by mass It was applied and placed on a hot plate and prebaked at 120 ° C. for 3 minutes. Thereafter, a heat treatment (firing) was performed at 700 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to obtain a passivation film containing vanadium oxide and vanadium oxide [vanadium oxide / aluminum oxide = 63/37 (mass%)]. It was 51 nm when the film thickness was measured with the ellipsometer. When the FT-IR of the passivation film was measured, a peak due to a very few alkyl groups was observed in the vicinity of 1200 cm −1 .

次に、上記のパッシベーション膜上に、メタルマスクを介して、直径1mmのアルミ電極を複数個蒸着により形成し、MIS(metal-insulator-semiconductor;金属−絶縁体−半導体)構造のキャパシタを作製した。このキャパシタの静電容量の電圧依存性(C−V特性)を市販のプローバー及びLCRメーター(HP社、4275A)により測定した。その結果、フラットバンド電圧(Vfb)が理想値の−0.81Vから、+0.02Vにシフトしたことが判明した。このシフト量からパッシベーション材料(a2−1)から得たパッシベーション膜は、固定電荷密度(Nf)が−5.2×1011cm−2で負の固定電荷を示すことがわかった。Next, a plurality of aluminum electrodes having a diameter of 1 mm were formed on the above-described passivation film by vapor deposition through a metal mask, thereby manufacturing a capacitor having a MIS (metal-insulator-semiconductor) structure. . The voltage dependence (CV characteristics) of the capacitance of this capacitor was measured with a commercially available prober and LCR meter (HP, 4275A). As a result, it was found that the flat band voltage (Vfb) shifted from an ideal value of −0.81 V to +0.02 V. From this shift amount, it was found that the passivation film obtained from the passivation material (a2-1) showed a negative fixed charge with a fixed charge density (Nf) of −5.2 × 10 11 cm −2 .

上記と同様に、パッシベーション材料(a2−1)を8インチのp型のシリコン基板の両面に塗布し、プリベークして、窒素雰囲気下で、650℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、シリコン基板の両面がパッシベーション膜で覆われたサンプルを作製した。このサンプルのキャリアライフタイムをライフタイム測定装置((株)コベルコ科研、RTA−540)により測定した。その結果、キャリアライフタイムは400μsであった。比較のために、同じ8インチのp型のシリコン基板をヨウ素パッシベーション法によりパッシベーションして測定したところ、キャリアライフタイムは、1100μsであった。また、サンプルの作製から14日後に、再度キャリアライフタイムを測定したところ、キャリアライフタイムは380μsであった。これにより、キャリアライフタイムの低下(400μsから380μs)は−10%以内となり、キャリアライフタイムの低下が小さいことがわかった。   In the same manner as described above, the passivation material (a2-1) was applied to both sides of an 8-inch p-type silicon substrate, pre-baked, and subjected to heat treatment (baking) at 650 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. A sample in which both surfaces of the substrate were covered with a passivation film was produced. The carrier lifetime of this sample was measured with a lifetime measuring device (Kobelco Research Institute, RTA-540). As a result, the carrier lifetime was 400 μs. For comparison, the same 8-inch p-type silicon substrate was measured by passivation using the iodine passivation method, and the carrier lifetime was 1100 μs. Further, when the carrier lifetime was measured again 14 days after the preparation of the sample, the carrier lifetime was 380 μs. Thereby, it was found that the decrease in carrier lifetime (from 400 μs to 380 μs) was within −10%, and the decrease in carrier lifetime was small.

以上のことから、パッシベーション材料(a2−1)を熱処理(焼成)して得られるパッシベーション膜は、ある程度のパッシベーション性能を示し、負の固定電荷を示すことがわかった。   From the above, it was found that the passivation film obtained by heat-treating (sintering) the passivation material (a2-1) exhibits a certain degree of passivation performance and a negative fixed charge.

[参考実施例2−2]
参考実施例2−1と同様に、熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、SYM−AL04、濃度2.3質量%]と、熱処理により酸化バナジウム(V)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、V−02、濃度2質量%]とを、比率を変えて混合して、表6に示すパッシベーション材料(a2−2)〜(a2−7)を調製した。
[Reference Example 2-2]
Similar to Reference Example 2-1, a commercially available organometallic thin film coated material from which aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be obtained by heat treatment (firing) [High Purity Chemical Laboratory, SYM-AL04, concentration 2 .3 mass%] and a commercially available organic metal thin film coating type material [Vitamin Purity Laboratory, V-02, concentration 2 mass%] from which vanadium oxide (V 2 O 5 ) is obtained by heat treatment, Passivation materials (a2-2) to (a2-7) shown in Table 6 were prepared by changing the ratio.

参考実施例2−1と同様に、パッシベーション材料(a2−2)〜(a2−7)のそれぞれをp型のシリコン基板の片面に塗布し、熱処理(焼成)してパッシベーション膜を作製した。得られたパッシベーション膜の静電容量の電圧依存性を測定し、そこから固定電荷密度を算出した。   As in Reference Example 2-1, each of the passivation materials (a2-2) to (a2-7) was applied to one side of a p-type silicon substrate, and heat treatment (firing) was performed to produce a passivation film. The voltage dependence of the capacitance of the obtained passivation film was measured, and the fixed charge density was calculated therefrom.

更に、参考実施例2−1と同様に、パッシベーション材料をp型のシリコン基板の両面に塗布し、熱処理(焼成)して得たサンプルを用いて、キャリアライフタイムを測定した。   Further, in the same manner as in Reference Example 2-1, the carrier lifetime was measured using a sample obtained by applying a passivation material to both surfaces of a p-type silicon substrate and performing heat treatment (firing).

得られた結果を表6にまとめた。またサンプルの作製から14日後に、再度キャリアライフタイムを測定したところ、キャリアライフタイムの低下は、表6に示すパッシベーション材料(a2−2)〜(a2−7)を用いたパッシベーション膜のいずれも−10%以内であり、キャリアライフタイムの低下が小さいことがわかった。   The results obtained are summarized in Table 6. Further, when the carrier lifetime was measured again 14 days after the preparation of the sample, the decrease in the carrier lifetime was found in any of the passivation films using the passivation materials (a2-2) to (a2-7) shown in Table 6. It was within -10%, and it was found that the decrease in carrier lifetime was small.

熱処理(焼成)後の酸化バナジウム/酸化アルミニウムの比率(質量比)により、異なる結果ではあるが、パッシベーション材料(a2−2)〜(a2−7)については、熱処理(焼成)後にいずれも負の固定電荷を示し、キャリアライフタイムもある程度の値を示していることから、パッシベーション膜として機能することが示唆された。パッシベーション材料(a2−2)〜(a2−7)から得られるパッシベーション膜は、いずれも安定的に負の固定電荷を示し、p型のシリコン基板のパッシベーションとしても好適に用いることができることが分かった。 Although the results are different depending on the ratio (mass ratio) of vanadium oxide / aluminum oxide after heat treatment (firing), the passivation materials (a2-2) to (a2-7) are all negative after heat treatment (firing). Since it showed a fixed charge and a certain carrier lifetime, it was suggested that it functions as a passivation film. It can be seen that the passivation films obtained from the passivation materials (a2-2) to (a2-7) all stably show negative fixed charges and can be suitably used as a passivation film for a p-type silicon substrate. It was.

[参考実施例2−3]
熱処理(焼成)により酸化バナジウム(V)が得られる化合物として、市販のバナジウム(V)オキシトリエトキシド(構造式:VO(OC、分子量:202.13)を1.02g(0.010mol)と、熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる化合物として、市販のアルミニウムトリイソプロポキシド(構造式:Al(OCH(CH、分子量:204.25)を2.04g(0.010mol)とをシクロヘキサン60gに溶解して、濃度5質量%のパッシベーション材料(b2−1)を調製した。
[Reference Example 2-3]
As a compound for obtaining vanadium oxide (V 2 O 5 ) by heat treatment (firing), commercially available vanadium (V) oxytriethoxide (structural formula: VO (OC 2 H 5 ) 3 , molecular weight: 202.13) is 1 0.02 g (0.010 mol) and a compound obtained from aluminum oxide (Al 2 O 3 ) by heat treatment (calcination), commercially available aluminum triisopropoxide (structure: Al (OCH (CH 3 ) 2 ) 3 , A passivation material (b2-1) having a concentration of 5% by mass was prepared by dissolving 2.04 g (0.010 mol) of molecular weight: 204.25) in 60 g of cyclohexane.

パッシベーション材料(b2−1)を、濃度0.49質量%のフッ酸で自然酸化膜をあらかじめ除去した725μm厚で8インチのp型のシリコン基板(8Ω・cm〜12Ω・cm)の片面に回転塗布し、ホットプレート上において120℃、3分間のプリベークを行った。その後、窒素雰囲気下で、650℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、酸化アルミニウム及び酸化バナジウムを含むパッシベーション膜を得た。エリプソメーターにより膜厚を測定したところ、60nmであった。元素分析の結果、V/Al/C=64/33/3(質量%)であることがわかった。パッシベーション膜のFT−IRを測定したところ、1200cm−1付近に、ごくわずかのアルキル基に起因するピークが見られた。Passivation of passivation material (b2-1) on one side of a 725 μm thick 8-inch p-type silicon substrate (8Ω · cm to 12Ω · cm) from which a natural oxide film was previously removed with hydrofluoric acid having a concentration of 0.49% by mass This was applied and prebaked at 120 ° C. for 3 minutes on a hot plate. Thereafter, a heat treatment (firing) was performed at 650 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a passivation film containing aluminum oxide and vanadium oxide. When the film thickness was measured with an ellipsometer, it was 60 nm. As a result of elemental analysis, it was found that V / Al / C = 64/33/3 (mass%). When the FT-IR of the passivation film was measured, a peak due to a very few alkyl groups was observed in the vicinity of 1200 cm −1 .

次に、上記のパッシベーション膜上に、メタルマスクを介して、直径1mmのアルミ電極を複数個蒸着により形成し、MIS(metal-insulator-semiconductor;金属−絶縁体−半導体)構造のキャパシタを作製した。このキャパシタの静電容量の電圧依存性(C−V特性)を市販のプローバー及びLCRメーター(HP社、4275A)により測定した。その結果、フラットバンド電圧(Vfb)が理想値の−0.81Vから、+0.10Vにシフトしたことが判明した。このシフト量からパッシベーション材料(b2−1)から得たパッシベーション膜は、固定電荷密度(Nf)が−6.2×1011cm−2で負の固定電荷を示すことがわかった。Next, a plurality of aluminum electrodes having a diameter of 1 mm were formed on the above-described passivation film by vapor deposition through a metal mask, thereby manufacturing a capacitor having a MIS (metal-insulator-semiconductor) structure. . The voltage dependence (CV characteristics) of the capacitance of this capacitor was measured with a commercially available prober and LCR meter (HP, 4275A). As a result, it was found that the flat band voltage (Vfb) shifted from an ideal value of −0.81 V to +0.10 V. From this shift amount, it was found that the passivation film obtained from the passivation material (b2-1) showed a negative fixed charge with a fixed charge density (Nf) of −6.2 × 10 11 cm −2 .

上記と同様に、パッシベーション材料(b2−1)を8インチのp型のシリコン基板の両面に塗布し、プリベークして、窒素雰囲気下で、600℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、シリコン基板の両面がパッシベーション膜で覆われたサンプルを作製した。このサンプルのキャリアライフタイムをライフタイム測定装置((株)コベルコ科研、RTA−540)により行った。その結果、キャリアライフタイムは400μsであった。比較のために、同じ8インチのp型のシリコン基板をヨウ素パッシベーション法によりパッシベーションして測定したところ、キャリアライフタイムは、1100μsであった。   In the same manner as described above, the passivation material (b2-1) was applied to both sides of an 8-inch p-type silicon substrate, pre-baked, and subjected to heat treatment (baking) at 600 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. A sample in which both surfaces of the substrate were covered with a passivation film was produced. The carrier lifetime of this sample was measured by a lifetime measuring device (Kobelco Research Institute, RTA-540). As a result, the carrier lifetime was 400 μs. For comparison, the same 8-inch p-type silicon substrate was measured by passivation using the iodine passivation method, and the carrier lifetime was 1100 μs.

以上のことから、パッシベーション材料(b2−1)を熱処理(焼成)して得られるパッシベーション膜は、ある程度のパッシベーション性能を示し、負の固定電荷を示すことがわかった。   From the above, it was found that the passivation film obtained by heat-treating (sintering) the passivation material (b2-1) exhibited a certain degree of passivation performance and a negative fixed charge.

[参考実施例2−4]
市販のバナジウム(V)オキシトリエトキシド(構造式:VO(OC、分子量:202.13)を1.52g(0.0075mol)と、市販のアルミニウムトリイソプロポキシド(構造式:Al(OCH(CH、分子量:204.25)を1.02g(0.005mol)と、ノボラック樹脂10gとを、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート10gとシクロヘキサン10gに溶解して、パッシベーション材料(b2−2)を調製した。
[Reference Example 2-4]
1.52 g (0.0075 mol) of commercially available vanadium (V) oxytriethoxide (structural formula: VO (OC 2 H 5 ) 3 , molecular weight: 202.13) and commercially available aluminum triisopropoxide (structural formula : Al (OCH (CH 3 ) 2 ) 3 , molecular weight: 204.25), 1.02 g (0.005 mol) and 10 g of novolak resin were dissolved in 10 g of diethylene glycol monobutyl ether acetate and 10 g of cyclohexane to passivate. Material (b2-2) was prepared.

パッシベーション材料(b2−2)を、濃度0.49質量%のフッ酸で自然酸化膜をあらかじめ除去した725μm厚で8インチのp型のシリコン基板(8Ω・cm〜12Ω・cm)の片面に回転塗布し、ホットプレート上に置いて120℃、3分間のプリベークを行った。その後、窒素雰囲気下で、650℃、1時間の加熱を行い、酸化アルミニウム及び酸化バナジウムを含むパッシベーション膜を得た。エリプソメーターにより膜厚を測定したところ、22nmであった。元素分析の結果、V/Al/C=71/22/7(質量%)であることがわかった。パッシベーション膜のFT−IRを測定したところ、1200cm−1付近に、ごくわずかのアルキル基に起因するピークが見られた。Passivation of passivation material (b2-2) on one side of a 725 μm thick 8-inch p-type silicon substrate (8 Ω · cm to 12 Ω · cm) with natural oxide film removed beforehand with hydrofluoric acid at a concentration of 0.49% by mass It was applied and placed on a hot plate and prebaked at 120 ° C. for 3 minutes. Thereafter, heating was performed at 650 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a passivation film containing aluminum oxide and vanadium oxide. When the film thickness was measured with an ellipsometer, it was 22 nm. As a result of elemental analysis, it was found that V / Al / C = 71/22/7 (mass%). When the FT-IR of the passivation film was measured, a peak due to a very few alkyl groups was observed in the vicinity of 1200 cm −1 .

次に、上記のパッシベーション膜上に、メタルマスクを介して、直径1mmのアルミ電極を複数個蒸着により形成し、MIS(metal-insulator-semiconductor;金属−絶縁体−半導体)構造のキャパシタを作製した。このキャパシタの静電容量の電圧依存性(C−V特性)を市販のプローバー及びLCRメーター(HP社、4275A)により測定した。その結果、フラットバンド電圧(Vfb)が理想値の−0.81Vから、+0.03Vにシフトしたことが判明した。このシフト量からパッシベーション材料(b2−2)から得たパッシベーション膜は、固定電荷密度(Nf)が−2.0×1011cm−2で負の固定電荷を示すことがわかった。Next, a plurality of aluminum electrodes having a diameter of 1 mm were formed on the above-described passivation film by vapor deposition through a metal mask, thereby manufacturing a capacitor having a MIS (metal-insulator-semiconductor) structure. . The voltage dependence (CV characteristics) of the capacitance of this capacitor was measured with a commercially available prober and LCR meter (HP, 4275A). As a result, it was found that the flat band voltage (Vfb) shifted from the ideal value of −0.81 V to +0.03 V. From this shift amount, it was found that the passivation film obtained from the passivation material (b2-2) had a fixed charge density (Nf) of −2.0 × 10 11 cm −2 and a negative fixed charge.

上記と同様に、パッシベーション材料(b2−2)を8インチのp型のシリコン基板の両面に塗布し、プリベークして、窒素雰囲気下で、600℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、シリコン基板の両面がパッシベーション膜で覆われたサンプルを作製した。このサンプルのキャリアライフタイムをライフタイム測定装置((株)コベルコ科研、RTA−540)により行った。その結果、キャリアライフタイムは170μsであった。比較のために、同じ8インチのp型のシリコン基板をヨウ素パッシベーション法によりパッシベーションして測定したところ、キャリアライフタイムは、1100μsであった。   In the same manner as described above, the passivation material (b2-2) is applied to both sides of an 8-inch p-type silicon substrate, pre-baked, and subjected to heat treatment (baking) at 600 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain silicon. A sample in which both surfaces of the substrate were covered with a passivation film was produced. The carrier lifetime of this sample was measured by a lifetime measuring device (Kobelco Research Institute, RTA-540). As a result, the carrier lifetime was 170 μs. For comparison, the same 8-inch p-type silicon substrate was measured by passivation using the iodine passivation method, and the carrier lifetime was 1100 μs.

以上のことから、パッシベーション材料(b2−2)が硬化したパッシベーション膜は、ある程度のパッシベーション性能を示し、負の固定電荷を示すことがわかった。   From the above, it was found that the passivation film obtained by curing the passivation material (b2-2) exhibited a certain degree of passivation performance and a negative fixed charge.

<バナジウム族元素の酸化物として酸化タンタルを使用した場合>
[参考実施例2−5]
熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、SYM−AL04、濃度2.3質量%]と、熱処理により酸化タンタル(Ta)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、Ta−10−P、濃度10質量%]とを比率を変えて混合して、表7に示すパッシベーション材料(c2−1)〜(c2−6)を調製した。
<When tantalum oxide is used as the oxide of vanadium group element>
[Reference Example 2-5]
Commercially available organometallic thin film coating type material [High Purity Chemical Laboratory, SYM-AL04, concentration 2.3 mass%] from which aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be obtained by heat treatment (firing) and oxidation by heat treatment A commercially available organometallic thin film coating type material [Tapuro Chemical Laboratory Co., Ltd., Ta-10-P, concentration 10% by mass] from which tantalum (Ta 2 O 5 ) can be obtained is mixed at different ratios. The passivation materials (c2-1) to (c2-6) shown in 7 were prepared.

パッシベーション材料(c2−1)〜(c2−6)のそれぞれを濃度0.49質量%のフッ酸で自然酸化膜をあらかじめ除去した725μm厚で8インチのp型のシリコン基板(8Ω・cm〜12Ω・cm)の片面に回転塗布し、ホットプレート上に置いて120℃、3分間のプリベークを行った。その後、窒素雰囲気下で、700℃、30分の熱処理(焼成)を行い、酸化アルミニウム及び酸化タンタルを含むパッシベーション膜を得た。このパッシベーション膜を用いて、静電容量の電圧依存性を測定し、そこから固定電荷密度を算出した。   Each of the passivation materials (c2-1) to (c2-6) is a 725 μm thick 8-inch p-type silicon substrate (8Ω · cm to 12Ω) from which the natural oxide film has been removed in advance with hydrofluoric acid having a concentration of 0.49% by mass. (Cm) was spin-coated on one side, placed on a hot plate, and pre-baked at 120 ° C. for 3 minutes. Thereafter, a heat treatment (firing) was performed at 700 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to obtain a passivation film containing aluminum oxide and tantalum oxide. Using this passivation film, the voltage dependence of the capacitance was measured, and the fixed charge density was calculated therefrom.

次いで、パッシベーション材料(c2−1)〜(c2−6)のそれぞれを8インチのp型のシリコン基板の両面に塗布し、プリベークして、窒素雰囲気下で、650℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、シリコン基板の両面がパッシベーション膜で覆われたサンプルを作製した。このサンプルのキャリアライフタイムをライフタイム測定装置((株)コベルコ科研、RTA−540)により行った。   Next, each of the passivation materials (c2-1) to (c2-6) was applied to both sides of an 8-inch p-type silicon substrate, pre-baked, and heat-treated (fired) at 650 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. ) To prepare a sample in which both surfaces of the silicon substrate were covered with a passivation film. The carrier lifetime of this sample was measured by a lifetime measuring device (Kobelco Research Institute, RTA-540).

得られた結果を表7にまとめた。またサンプルの作製から14日後に、再度キャリアライフタイムを測定したところ、キャリアライフタイムの低下は、表7に示すパッシベーション材料(c2−1)〜(c2−6)を用いたパッシベーション膜のいずれも−10%以内であり、キャリアライフタイムの低下が小さいことがわかった。   The results obtained are summarized in Table 7. Further, when the carrier lifetime was measured again 14 days after the preparation of the sample, the decrease in the carrier lifetime was any of the passivation films using the passivation materials (c2-1) to (c2-6) shown in Table 7. It was within -10%, and it was found that the decrease in carrier lifetime was small.

熱処理(焼成)後の酸化タンタル/酸化アルミニウムの比率(質量比)により、異なる結果ではあるが、パッシベーション材料(c2−1)〜(c2−6)については、熱処理(焼成)後にいずれも負の固定電荷を示し、キャリアライフタイムもある程度の値を示していることから、パッシベーション膜として機能することが示唆された。   Although the results differ depending on the ratio (mass ratio) of tantalum oxide / aluminum oxide after heat treatment (firing), the passivation materials (c2-1) to (c2-6) are all negative after heat treatment (firing). Since it showed a fixed charge and a certain carrier lifetime, it was suggested that it functions as a passivation film.


[参考実施例2−6]
熱処理(焼成)により酸化タンタル(Ta)が得られる化合物として、市販のタンタル(V)メトキシド(構造式:Ta(OCH、分子量:336.12)を1.18g(0.0025mol)と、熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる化合物として、市販のアルミニウムトリイソプロポキシド(構造式:Al(OCH(CH、分子量:204.25)を2.04g(0.010mol)とをシクロヘキサン60gに溶解して、濃度5質量%のパッシベーション材料(d2−1)を調製した。
[Reference Example 2-6]
As a compound from which tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) can be obtained by heat treatment (firing), 1.18 g (0.002) of commercially available tantalum (V) methoxide (structural formula: Ta (OCH 3 ) 5 , molecular weight: 336.12) is obtained. As a compound from which aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be obtained by heat treatment (firing), commercially available aluminum triisopropoxide (structural formula: Al (OCH (CH 3 ) 2 ) 3 , molecular weight: 204.25 2.04 g (0.010 mol) was dissolved in 60 g of cyclohexane to prepare a passivation material (d2-1) having a concentration of 5% by mass.

パッシベーション材料(d2−1)を、濃度0.49質量%のフッ酸で自然酸化膜をあらかじめ除去した725μm厚で8インチのp型のシリコン基板(8Ω・cm〜12Ω・cm)の片面に回転塗布し、ホットプレート上に置いて120℃、3分間のプリベークをした。その後、窒素雰囲気下で、700℃、1時間の加熱を行い、酸化アルミニウム及び酸化タンタルを含むパッシベーション膜を得た。エリプソメーターにより膜厚を測定したところ、40nmであった。元素分析の結果、Ta/Al/C=75/22/3(wt%)であることがわかった。パッシベーション膜のFT−IRを測定したところ、1200cm−1付近に、ごくわずかのアルキル基に起因するピークが見られた。Passivation of passivation material (d2-1) to one side of a 725 μm thick 8-inch p-type silicon substrate (8 Ω · cm to 12 Ω · cm) with natural oxide film removed beforehand with hydrofluoric acid at a concentration of 0.49% by mass It was applied and placed on a hot plate and prebaked at 120 ° C. for 3 minutes. Thereafter, heating was performed at 700 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a passivation film containing aluminum oxide and tantalum oxide. When the film thickness was measured with an ellipsometer, it was 40 nm. As a result of elemental analysis, it was found that Ta / Al / C = 75/22/3 (wt%). When the FT-IR of the passivation film was measured, a peak due to a very few alkyl groups was observed in the vicinity of 1200 cm −1 .

次に、上記のパッシベーション膜上に、メタルマスクを介して、直径1mmのアルミ電極を複数個蒸着により形成し、MIS(metal-insulator-semiconductor;金属−絶縁体−半導体)構造のキャパシタを作製した。このキャパシタの静電容量の電圧依存性(C−V特性)を市販のプローバー及びLCRメーター(HP社、4275A)により測定した。その結果、フラットバンド電圧(Vfb)が理想値の−0.81Vから、−0.30Vにシフトしたことが判明した。このシフト量から、パッシベーション材料(d2−1)から得たパッシベーション膜は、固定電荷密度(Nf)が−6.2×1010cm−2で負の固定電荷を示すことがわかった。Next, a plurality of aluminum electrodes having a diameter of 1 mm were formed on the above-described passivation film by vapor deposition through a metal mask, thereby manufacturing a capacitor having a MIS (metal-insulator-semiconductor) structure. . The voltage dependence (CV characteristics) of the capacitance of this capacitor was measured with a commercially available prober and LCR meter (HP, 4275A). As a result, it was found that the flat band voltage (Vfb) was shifted from an ideal value of −0.81 V to −0.30 V. From this shift amount, it was found that the passivation film obtained from the passivation material (d2-1) showed a negative fixed charge at a fixed charge density (Nf) of −6.2 × 10 10 cm −2 .

上記と同様に、パッシベーション材料(d2−1)を8インチのp型のシリコン基板の両面に塗布し、プリベークして、窒素雰囲気下で、600℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、シリコン基板の両面がパッシベーション膜で覆われたサンプルを作製した。このサンプルのキャリアライフタイムをライフタイム測定装置((株)コベルコ科研、RTA−540)により行った。その結果、キャリアライフタイムは610μsであった。比較のために、同じ8インチのp型のシリコン基板をヨウ素パッシベーション法によりパッシベーションして測定したところ、キャリアライフタイムは、1100μsであった。   In the same manner as described above, the passivation material (d2-1) was applied to both sides of an 8-inch p-type silicon substrate, pre-baked, and subjected to heat treatment (baking) at 600 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. A sample in which both surfaces of the substrate were covered with a passivation film was produced. The carrier lifetime of this sample was measured by a lifetime measuring device (Kobelco Research Institute, RTA-540). As a result, the carrier lifetime was 610 μs. For comparison, the same 8-inch p-type silicon substrate was measured by passivation using the iodine passivation method, and the carrier lifetime was 1100 μs.

以上のことから、パッシベーション材料(d2−1)を熱処理して得られるパッシベーション膜は、ある程度のパッシベーション性能を示し、負の固定電荷を示すことがわかった。   From the above, it was found that the passivation film obtained by heat-treating the passivation material (d2-1) exhibits a certain degree of passivation performance and a negative fixed charge.

[参考実施例2−7]
熱処理(焼成)により酸化タンタル(Ta)が得られる化合物として、市販のタンタル(V)メトキシド(構造式:Ta(OCH、分子量:336.12)1.18g(0.005mol)と、熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる化合物として、市販のアルミニウムトリイソプロポキシド(構造式:Al(OCH(CH、分子量:204.25)を1.02g(0.005mol)と、ノボラック樹脂10gとを、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート10gとシクロヘキサン10gの混合物に溶解して、パッシベーション材料(d2−2)を調製した。
[Reference Example 2-7]
As a compound for obtaining tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) by heat treatment (firing), 1.18 g (0.005 mol) of commercially available tantalum (V) methoxide (structural formula: Ta (OCH 3 ) 5 , molecular weight: 336.12) ) And aluminum oxide (Al 2 O 3 ) obtained by heat treatment (firing), a commercially available aluminum triisopropoxide (structure: Al (OCH (CH 3 ) 2 ) 3 , molecular weight: 204.25) 1.02 g (0.005 mol) and 10 g of novolak resin were dissolved in a mixture of 10 g of diethylene glycol monobutyl ether acetate and 10 g of cyclohexane to prepare a passivation material (d2-2).

パッシベーション材料(d2−2)を、濃度0.49質量%のフッ酸で自然酸化膜をあらかじめ除去した725μm厚で8インチのp型のシリコン基板(8Ω・cm〜12Ω・cm)の片面に回転塗布し、ホットプレート上において120℃、3分間のプリベークをした。その後、窒素雰囲気下で、650℃、1時間の加熱を行い、酸化アルミニウム及び酸化タンタルを含むパッシベーション膜を得た。エリプソメーターにより膜厚を測定したところ、18nmであった。元素分析の結果、Ta/Al/C=72/20/8(wt%)であることがわかった。パッシベーション膜のFT−IRを測定したところ、1200cm−1付近に、ごくわずかのアルキル基に起因するピークが見られた。Passivation of passivation material (d2-2) on one side of a 725 μm thick 8-inch p-type silicon substrate (8 Ω · cm to 12 Ω · cm) with natural oxide film removed beforehand with hydrofluoric acid at a concentration of 0.49% by mass This was applied and prebaked at 120 ° C. for 3 minutes on a hot plate. Thereafter, heating was performed at 650 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a passivation film containing aluminum oxide and tantalum oxide. When the film thickness was measured with an ellipsometer, it was 18 nm. As a result of elemental analysis, it was found that Ta / Al / C = 72/20/8 (wt%). When the FT-IR of the passivation film was measured, a peak due to a very few alkyl groups was observed in the vicinity of 1200 cm −1 .

次に、上記のパッシベーション膜上に、メタルマスクを介して、直径1mmのアルミ電極を複数個蒸着により形成し、MIS(metal-insulator-semiconductor;金属−絶縁体−半導体)構造のキャパシタを作製した。このキャパシタの静電容量の電圧依存性(C−V特性)を市販のプローバー及びLCRメーター(HP社、4275A)により測定した。その結果、フラットバンド電圧(Vfb)が理想値の−0.81Vから、−0.43Vにシフトしたことが判明した。このシフト量から、パッシベーション材料(d−2)から得たパッシベーション膜は、固定電荷密度(Nf)が−5.5×1010cm−2で負の固定電荷を示すことがわかった。Next, a plurality of aluminum electrodes having a diameter of 1 mm were formed on the above-described passivation film by vapor deposition through a metal mask, thereby manufacturing a capacitor having a MIS (metal-insulator-semiconductor) structure. . The voltage dependence (CV characteristics) of the capacitance of this capacitor was measured with a commercially available prober and LCR meter (HP, 4275A). As a result, it was found that the flat band voltage (Vfb) shifted from an ideal value of −0.81 V to −0.43 V. From this shift amount, it was found that the passivation film obtained from the passivation material (d-2) had a fixed charge density (Nf) of −5.5 × 10 10 cm −2 and a negative fixed charge.

上記と同様に、パッシベーション材料(d2−2)を8インチのp型のシリコン基板の両面に塗布し、プリベークして、窒素雰囲気下で、600℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、シリコン基板の両面がパッシベーション膜で覆われたサンプルを作製した。このサンプルのキャリアライフタイムをライフタイム測定装置((株)コベルコ科研、RTA−540)により行った。その結果、キャリアライフタイムは250μsであった。比較のために、同じ8インチのp型のシリコン基板をヨウ素パッシベーション法によりパッシベーションして測定したところ、キャリアライフタイムは、1100μsであった。   In the same manner as above, the passivation material (d2-2) was applied to both sides of an 8-inch p-type silicon substrate, pre-baked, and subjected to heat treatment (baking) at 600 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. A sample in which both surfaces of the substrate were covered with a passivation film was produced. The carrier lifetime of this sample was measured by a lifetime measuring device (Kobelco Research Institute, RTA-540). As a result, the carrier lifetime was 250 μs. For comparison, the same 8-inch p-type silicon substrate was measured by passivation using the iodine passivation method, and the carrier lifetime was 1100 μs.

以上のことから、パッシベーション材料(d2−2)を熱処理(焼成)して得たパッシベーション膜は、ある程度のパッシベーション性能を示し、負の固定電荷を示すことがわかった。   From the above, it was found that the passivation film obtained by heat-treating (sintering) the passivation material (d2-2) exhibited a certain degree of passivation performance and a negative fixed charge.

<2種以上のバナジウム族元素の酸化物を使用した場合>
[参考実施例2−8]
熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、SYM−AL04、濃度2.3質量%]、熱処理(焼成)により酸化バナジウム(V)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、V−02、濃度2質量%]、及び熱処理(焼成)により酸化タンタル(Ta)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、Ta−10−P、濃度10質量%]を混合して、塗布型材料であるパッシベーション材料(e2−1)を調製した(表8参照)。
<When two or more vanadium group element oxides are used>
[Reference Example 2-8]
Commercially available organometallic thin film coating type material that can obtain aluminum oxide (Al 2 O 3 ) by heat treatment (firing) [High Purity Chemical Laboratory, SYM-AL04, concentration 2.3 mass%], heat treatment (firing) Commercially available organometallic thin film coating type material (VCO, Co., Ltd., V-02, concentration 2% by mass) from which vanadium oxide (V 2 O 5 ) can be obtained by heat treatment, and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), a commercially available organometallic thin film coating material [High Purity Chemical Laboratory, Ta-10-P, concentration 10% by mass] is mixed to form a passivation material (e2) that is a coating material. -1) was prepared (see Table 8).

熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所SYM−AL04、濃度2.3質量%]、熱処理(焼成)により酸化バナジウム(V)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所V−02、濃度2質量%]、及び熱処理(焼成)により酸化ニオブ(Nb)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、Nb−05、濃度5質量%]を混合して、塗布型材料であるパッシベーション材料(e2−2)を調製した(表8参照)。By commercially available organometallic thin film coating type material [Coal Chemical Industries Ltd. SYM-AL04, concentration 2.3 mass%] from which aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be obtained by heat treatment (firing), heat treatment (firing) Niobium oxide (Nb 2 O) by commercially available organometallic thin film coating type material (Vitamin Co., Ltd., V-02, concentration 2 mass%) from which vanadium oxide (V 2 O 5 ) is obtained, and heat treatment (firing) 5 ) A commercially available organometallic thin film coating type material [Co., Ltd., High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd., Nb-05, concentration 5 mass%] is mixed to obtain a passivation material (e2-2) which is a coating type material. Prepared (see Table 8).

熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所SYM−AL04、濃度2.3質量%]、熱処理(焼成)により酸化タンタル(Ta)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所Ta−10−P、濃度10質量%]、及び熱処理(焼成)により酸化ニオブ(Nb)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所Nb−05、濃度5質量%]を混合して、塗布型材料であるパッシベーション材料(e2−3)を調製した(表8参照)。By commercially available organometallic thin film coating type material [Coal Chemical Industries Ltd. SYM-AL04, concentration 2.3 mass%] from which aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be obtained by heat treatment (firing), heat treatment (firing) Niobium oxide (Nb) by commercially available organometallic thin film coating material [Tapuro Chemical Laboratories Ta-10-P, concentration 10% by mass] from which tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) can be obtained, and heat treatment (firing) 2 O 5 ), a commercially available organometallic thin film coating material [High Purity Chemical Laboratory Nb-05, concentration 5 mass%] is mixed to form a passivation material (e2-3) that is a coating material. Was prepared (see Table 8).

熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所SYM−AL04、濃度2.3質量%]、熱処理(焼成)により酸化バナジウム(V)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所V−02、濃度2質量%]、熱処理(焼成)により酸化タンタル(Ta)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所Ta−10−P、濃度10質量%]、及び熱処理(焼成)により酸化ニオブ(Nb)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所Nb−05、濃度5質量%]を混合して、塗布型材料であるパッシベーション材料(e2−4)を調製した(表8参照)。By commercially available organometallic thin film coating type material [Coal Chemical Industries Ltd. SYM-AL04, concentration 2.3 mass%] from which aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be obtained by heat treatment (firing), heat treatment (firing) Tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) by commercially available organic metal thin film coating type material [Co., Ltd., Purity Chemical Laboratory V-02, concentration 2 mass%] from which vanadium oxide (V 2 O 5 ) is obtained, and heat treatment (firing) Niobium oxide (Nb 2 O 5 ) can be obtained by a commercially available organometallic thin film coating type material [High purity chemical research laboratory Ta-10-P, concentration 10% by mass] and heat treatment (firing). Commercially available organic metal thin film coating type material [Co., Ltd. High Purity Chemical Laboratory Nb-05, concentration 5 mass%] was mixed to prepare a passivation material (e2-4) which is a coating type material (see Table 8). ).

パッシベーション材料(e2−1)〜(e2−4)のそれぞれを、参考実施例2−1と同様に、濃度0.49質量%のフッ酸で自然酸化膜をあらかじめ除去した725μm厚で8インチのp型のシリコン基板(8Ω・cm〜12Ω・cm)の片面に回転塗布し、ホットプレート上に置いて120℃、3分間のプリベークをした。その後、窒素雰囲気下で、650℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、酸化アルミニウムと2種以上のバナジウム族元素の酸化物を含むパッシベーション膜を得た。   Each of the passivation materials (e2-1) to (e2-4) has a thickness of 725 μm and 8 inches, in which the natural oxide film is previously removed with hydrofluoric acid having a concentration of 0.49% by mass, as in Reference Example 2-1. A p-type silicon substrate (8 Ω · cm to 12 Ω · cm) was spin-coated on one side, placed on a hot plate, and pre-baked at 120 ° C. for 3 minutes. Thereafter, a heat treatment (firing) was performed at 650 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a passivation film containing aluminum oxide and two or more vanadium group element oxides.

上記で得られたパッシベーション膜を用いて、静電容量の電圧依存性を測定し、そこから固定電荷密度を算出した。   Using the passivation film obtained above, the voltage dependence of the capacitance was measured, and the fixed charge density was calculated therefrom.

次いで、パッシベーション材料(e2−1)〜(e2−4)のそれぞれを8インチのp型のシリコン基板の両面に塗布し、プリベークして、窒素雰囲気下で、650℃、1時間の熱処理(焼成)を行い、シリコン基板の両面がパッシベーション膜で覆われたサンプルを作製した。このサンプルのキャリアライフタイムをライフタイム測定装置((株)コベルコ科研、RTA−540)により行った。   Next, each of the passivation materials (e2-1) to (e2-4) is applied to both sides of an 8-inch p-type silicon substrate, pre-baked, and heat-treated (fired) at 650 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. ) To prepare a sample in which both surfaces of the silicon substrate were covered with a passivation film. The carrier lifetime of this sample was measured by a lifetime measuring device (Kobelco Research Institute, RTA-540).

得られた結果を表8にまとめた。   The results obtained are summarized in Table 8.

熱処理(焼成)後の2種以上のバナジウム族元素の酸化物と酸化アルミニウムの比率(質量比)により、異なる結果ではあるが、パッシベーション材料(e2−1)〜(e2−4)を用いたパッシベーション膜については、熱処理(焼成)後にいずれも負の固定電荷を示し、キャリアライフタイムもある程度の値を示していることから、パッシベーション膜として機能することが示唆された。   Passivation using passivation materials (e2-1) to (e2-4), depending on the ratio (mass ratio) of the oxide of two or more vanadium group elements and the aluminum oxide after heat treatment (firing). Regarding the films, all showed negative fixed charges after heat treatment (firing), and the carrier lifetime also showed a certain value, suggesting that it functions as a passivation film.


[参考実施例2−9]
参考実施例2−1と同様に、熱処理(焼成)により酸化アルミニウム(Al)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、SYM−AL04、濃度2.3質量%]と、熱処理(焼成)により酸化バナジウム(V)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、V−02、濃度2質量%]、又は熱処理(焼成)により酸化タンタル(Ta)が得られる市販の有機金属薄膜塗布型材料[(株)高純度化学研究所、Ta−10−P、濃度10質量%]を混合して、塗布型材料であるパッシベーション材料(f2−1)〜(f2−8)を調製した(表9参照)。
[Reference Example 2-9]
Similar to Reference Example 2-1, a commercially available organometallic thin film coated material from which aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be obtained by heat treatment (firing) [High Purity Chemical Laboratory, SYM-AL04, concentration 2 .3 mass%] and a commercially available organic metal thin film coating type material that can be obtained by heat treatment (firing) vanadium oxide (V 2 O 5 ) [High Purity Chemical Laboratory, V-02, concentration 2 mass%] Or a commercially available organic metal thin film coating type material [Tapuro Chemical Laboratory Co., Ltd., Ta-10-P, concentration 10% by mass] from which tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) can be obtained by heat treatment (firing). Then, passivation materials (f2-1) to (f2-8), which are coating-type materials, were prepared (see Table 9).

また、酸化アルミニウムを単独で用いたパッシベーション材料(f2−9)を調製した(表9参照)。   Moreover, the passivation material (f2-9) which used aluminum oxide independently was prepared (refer Table 9).

参考実施例2−1と同様に、パッシベーション材料(f2−1)〜(f2−9)のそれぞれをp型のシリコン基板の片面に塗布し、その後、熱処理(焼成)を行って、パッシベーション膜を作製し、それを用いて、静電容量の電圧依存性を測定し、そこから固定電荷密度を算出した。   As in Reference Example 2-1, each of the passivation materials (f2-1) to (f2-9) was applied to one side of a p-type silicon substrate, and then heat treatment (firing) was performed to form a passivation film. This was used to measure the voltage dependence of the capacitance, and the fixed charge density was calculated therefrom.

更に、参考実施例2−1と同様に、パッシベーション材料(f2−1)〜(f2−9)のそれぞれをp型のシリコン基板の両面に塗布し、熱処理(焼成)して得られたサンプルを用いて、キャリアライフタイムを測定した。得られた結果を表9にまとめた。   Further, as in Reference Example 2-1, samples obtained by applying each of the passivation materials (f2-1) to (f2-9) to both sides of a p-type silicon substrate and heat-treating (firing) were obtained. Used to measure the carrier lifetime. The results obtained are summarized in Table 9.

表9に示すように、パッシベーション材料中の酸化アルミニウム/酸化バナジウム又は酸化タンタルが90/10及び80/20の場合には、固定電荷密度の値にばらつきが大きく、負の固定電荷密度を安定的に得ることができなかったが、酸化アルミニウムと酸化ニオブを用いることで負の固定電荷密度を実現できることが確認できた。酸化アルミニウム/酸化バナジウム又は酸化タンタルが90/10及び80/20のパッシベーション材料を用いてCV法により測定した際には、場合によって正の固定電荷を示すパッシベーション膜となるため、負の固定電荷を安定的に示すまでには至っていないことが判る。なお、正の固定電荷を示すパッシベーション膜は、n型のシリコン基板のパッシベーション膜として使用可能である。一方、酸化アルミニウムが100質量%となるパッシベーション材料(f2−9)では、負の固定電荷密度を得ることができなかった。   As shown in Table 9, when the aluminum oxide / vanadium oxide or tantalum oxide in the passivation material is 90/10 and 80/20, the fixed charge density varies greatly, and the negative fixed charge density is stable. However, it was confirmed that a negative fixed charge density can be realized by using aluminum oxide and niobium oxide. When measured by the CV method using a passivation material in which aluminum oxide / vanadium oxide or tantalum oxide is 90/10 and 80/20, a passivation film showing a positive fixed charge is obtained in some cases. It turns out that it has not reached to show stably. Note that a passivation film exhibiting a positive fixed charge can be used as a passivation film for an n-type silicon substrate. On the other hand, in the passivation material (f2-9) in which aluminum oxide is 100% by mass, a negative fixed charge density could not be obtained.


[参考実施例2−10]
シリコン基板101として、ボロンをドーパントとした単結晶シリコン基板を用いて、図7に示す構造の太陽電池素子を作製した。シリコン基板101の表面をテクスチャー処理した後、塗布型のリン拡散材を受光面側のみに塗布し、熱処理により拡散層102(リン拡散層)を形成した。その後、塗布型のリン拡散材を希フッ酸で除去した。
[Reference Example 2-10]
Using a single crystal silicon substrate with boron as a dopant as the silicon substrate 101, a solar cell element having the structure shown in FIG. 7 was manufactured. After the surface of the silicon substrate 101 was textured, a coating type phosphorous diffusion material was applied only to the light receiving surface side, and a diffusion layer 102 (phosphorus diffusion layer) was formed by heat treatment. Thereafter, the coating type phosphorus diffusing material was removed with dilute hydrofluoric acid.

次に、受光面側に、受光面反射防止膜103として、プラズマCVDでSiN膜を形成した。その後、参考実施例2−1で調製したパッシベーション材料(a2−1)を、インクジェット法により、シリコン基板101の裏面側に、コンタクト領域(開口部OA)を除いた領域に塗布した。その後、熱処理を行って、開口部OAを有するパッシベーション膜107を形成した。また、パッシベーション膜107として、参考実施例2−5で調製したパッシベーション材料(c2−1)を用いたサンプルも別途作製した。   Next, a SiN film was formed on the light receiving surface side by plasma CVD as the light receiving surface antireflection film 103. Thereafter, the passivation material (a2-1) prepared in Reference Example 2-1 was applied to the region excluding the contact region (opening OA) on the back surface side of the silicon substrate 101 by an inkjet method. Thereafter, heat treatment was performed to form a passivation film 107 having an opening OA. In addition, a sample using the passivation material (c2-1) prepared in Reference Example 2-5 was separately prepared as the passivation film 107.

次に、シリコン基板101の受光面側に形成された受光面反射防止膜103(SiN膜)の上に、銀を主成分とするペーストを所定のフィンガー電極及びバスバー電極の形状でスクリーン印刷した。裏面側においては、アルミニウムを主成分とするペーストを全面にスクリーン印刷した。その後、850℃で熱処理(ファイアスルー)を行って、電極(第1電極105及び第2電極106)を形成し、且つ裏面の開口部OAの部分にアルミニウムを拡散させて、BSF層104を形成して、図7に示す構造の太陽電池素子を形成した。   Next, on the light-receiving surface antireflection film 103 (SiN film) formed on the light-receiving surface side of the silicon substrate 101, a paste mainly composed of silver was screen-printed in the shape of predetermined finger electrodes and bus bar electrodes. On the back side, a paste mainly composed of aluminum was screen-printed on the entire surface. Thereafter, heat treatment (fire-through) is performed at 850 ° C. to form electrodes (first electrode 105 and second electrode 106), and aluminum is diffused into the opening OA on the back surface to form the BSF layer 104. Thus, a solar cell element having the structure shown in FIG. 7 was formed.

尚、ここでは、受光面の銀電極の形成に関しては、SiN膜に穴あけをしないファイアスルー工程を記載したが、SiN膜に初めに開口部OAをエッチング等により形成し、その後に銀電極を形成することもできる。   In this case, regarding the formation of the silver electrode on the light receiving surface, the fire-through process in which the SiN film is not perforated is described. However, the opening OA is first formed in the SiN film by etching or the like, and then the silver electrode is formed. You can also

比較のために、上記作製工程のうち、パッシベーション膜107の形成を行わず、裏面側の全面にアルミニウムペーストを印刷し、BSF層104と対応するp層114及び第2電極と対応する電極116を全面に形成して、図4の構造の太陽電池素子を形成した。これらの太陽電池素子について、特性評価(短絡電流、開放電圧、曲線因子及び変換効率)を行った。特性評価は、JIS−C−8913(2005年度)及びJIS−C−8914(2005年度)に準拠して測定した。その結果を表10に示す。For comparison, the passivation film 107 is not formed in the above manufacturing process, aluminum paste is printed on the entire back surface, and the p + layer 114 corresponding to the BSF layer 104 and the electrode 116 corresponding to the second electrode. Was formed on the entire surface to form a solar cell element having the structure of FIG. About these solar cell elements, characteristic evaluation (a short circuit current, an open circuit voltage, a fill factor, and conversion efficiency) was performed. Characteristic evaluation was measured based on JIS-C-8913 (2005) and JIS-C-8914 (2005). The results are shown in Table 10.

表10より、パッシベーション膜107を有する太陽電池素子は、パッシベーション膜107を有しない太陽電素子と比較すると、短絡電流及び開放電圧が共に増加しており、変換効率(光電変換効率)が最大で0.6%向上することが判明した。 From Table 10, the solar cell element having a passivation layer 107 is different from the solar cells elements having no passivation film 107 has increased short-circuit current and open circuit voltage are both conversion efficiency (photoelectric conversion efficiency) at the maximum It was found to improve by 0.6%.

日本国特許出願第2012−160336号、第2012−218389号、第2013−011934号、第2013−040153号及び第2013−103571号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。   The disclosures of Japanese Patent Application Nos. 2012-160336, 2012-218389, 2013-011934, 2013-040153, and 2013-103571 are incorporated herein by reference in their entirety. All documents, patent applications, and technical standards mentioned in this specification are to the same extent as if each individual document, patent application, and technical standard were specifically and individually stated to be incorporated by reference, Incorporated herein by reference.

Claims (10)

下記一般式(I)で表される化合物と、脂肪酸アミド、ポリアルキレングリコール化合物及び有機フィラーからなる群より選択される少なくとも1種と、を含む電界効果型パッシベーション層形成用組成物。
M(OR (I)
〔式中、MはNb、Ta、V、Y及びHfからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素を含む。Rはそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基を表す。mは1〜5の整数を表す。〕
A composition for forming a field effect passivation layer comprising a compound represented by the following general formula (I) and at least one selected from the group consisting of a fatty acid amide, a polyalkylene glycol compound and an organic filler.
M (OR 1 ) m (I)
[Wherein M includes at least one metal element selected from the group consisting of Nb, Ta, V, Y, and Hf. R 1 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms. m represents an integer of 1 to 5. ]
更に、下記一般式(II)で表される化合物を含有する請求項1に記載の電界効果型パッシベーション層形成用組成物。


〔式中、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基を表す。nは0〜3の整数を表す。X及びXはそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基を表す。R、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。〕
Furthermore, the composition for field effect type | mold passivation layer formation of Claim 1 containing the compound represented with the following general formula (II).


Wherein, R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 3. X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a methylene group. R 3 , R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. ]
前記ポリアルキレングリコール化合物を含み、前記ポリアルキレングリコール化合物が、下記一般式(III)で表される化合物から選択される少なくとも1種を含む請求項1又は請求項2に記載の電界効果型パッシベーション層形成用組成物。

〔式(III)中、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示し、Rはアルキレン基を示す。nは3以上の整数である。尚、複数存在するRは同一であっても異なっていてもよい。〕
The field effect type passivation layer according to claim 1 or 2, comprising the polyalkylene glycol compound, wherein the polyalkylene glycol compound comprises at least one selected from compounds represented by the following general formula (III): Forming composition.

[In Formula (III), R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and R 8 represents an alkylene group. n is an integer of 3 or more. A plurality of R 8 may be the same or different. ]
前記脂肪酸アミドを含み、前記脂肪酸アミドが、下記一般式(1)で表される化合物、(2)で表される化合物、(3)で表される化合物及び(4)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含む請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の電界効果型パッシベーション層形成用組成物。
CONH・・・・(1)
CONH−R10−NHCOR・・・・(2)
NHCO−R10−CONHR・・・・(3)
CONH−R10−N(R11・・・・(4)
〔一般式(1)、(2)、(3)及び(4)中、R及びR11は、各々独立に炭素数1〜30のアルキル基又は炭素数2〜30のアルケニル基を示し、R10は炭素数1〜10のアルキレン基を示す。複数のR11は同一であっても異なっていてもよい。〕
The fatty acid amide comprising the compound represented by the following general formula (1), the compound represented by (2), the compound represented by (3) and the compound represented by (4) The composition for forming a field effect passivation layer according to any one of claims 1 to 3, comprising at least one selected from the group consisting of:
R 9 CONH 2 (1)
R 9 CONH-R 10 -NHCOR 9 (2)
R 9 NHCO-R 10 -CONHR 9 (3)
R 9 CONH—R 10 —N (R 11 ) 2 ... (4)
[In General Formulas (1), (2), (3) and (4), R 9 and R 11 each independently represent an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, R 10 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. A plurality of R 11 may be the same or different. ]
前記有機フィラーを含み、前記有機フィラーが、アクリル樹脂、セルロース樹脂及びポリスチレン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の電界効果型パッシベーション層形成用組成物。 The field effect type according to any one of claims 1 to 4, comprising the organic filler, wherein the organic filler comprises at least one selected from the group consisting of an acrylic resin, a cellulose resin, and a polystyrene resin. A composition for forming a passivation layer. 半導体基板と、
前記半導体基板上の全面又は一部に設けられる、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電界効果型パッシベーション層形成用組成物の熱処理物である電界効果型パッシベーション層と、
を有する電界効果型パッシベーション層付半導体基板。
A semiconductor substrate;
A field effect passivation layer that is a heat-treated product of the field effect passivation layer forming composition according to any one of claims 1 to 5, which is provided on the entire surface or a part of the semiconductor substrate.
A semiconductor substrate with a field effect passivation layer, comprising:
半導体基板上の全面又は一部に、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電界効果型パッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層を熱処理して、電界効果型パッシベーション層を形成する工程と、
を有する電界効果型パッシベーション層付半導体基板の製造方法。
A step of forming a composition layer by applying the field-effect passivation layer forming composition according to any one of claims 1 to 5 to the entire surface or a part of the semiconductor substrate;
Heat-treating the composition layer to form a field effect passivation layer;
A method for manufacturing a semiconductor substrate with a field-effect passivation layer comprising:
p型層及びn型層がpn接合されてなる半導体基板と、
前記半導体基板上の全面又は一部に設けられる、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電界効果型パッシベーション層形成用組成物の熱処理物である電界効果型パッシベーション層と、
前記p型層及び前記n型層からなる群より選択される1以上の層上に配置される電極と、
を有する太陽電池素子。
a semiconductor substrate in which a p-type layer and an n-type layer are pn-junction;
A field effect passivation layer that is a heat-treated product of the field effect passivation layer forming composition according to any one of claims 1 to 5, which is provided on the entire surface or a part of the semiconductor substrate.
An electrode disposed on one or more layers selected from the group consisting of the p-type layer and the n-type layer;
A solar cell element having
p型層及びn型層が接合されてなるpn接合を有し、前記p型層及び前記n型層からなる群より選択される1以上の層上に電極を有する半導体基板の、前記電極を有する面の一方又は両方の面上に、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電界効果型パッシベーション層形成用組成物を付与して組成物層を形成する工程と、
前記組成物層を熱処理して、電界効果型パッシベーション層を形成する工程と、
を有する太陽電池素子の製造方法。
a semiconductor substrate having a pn junction formed by joining a p-type layer and an n-type layer and having an electrode on one or more layers selected from the group consisting of the p-type layer and the n-type layer; A step of forming the composition layer by applying the field-effect passivation layer forming composition according to any one of claims 1 to 5 on one or both of the surfaces having:
Heat-treating the composition layer to form a field effect passivation layer;
The manufacturing method of the solar cell element which has this.
請求項8に記載の太陽電池素子と、
前記太陽電池素子の電極上に設けられる配線材料と、
を有する太陽電池。
A solar cell element according to claim 8,
A wiring material provided on the electrode of the solar cell element;
A solar cell having:
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6525583B2 (en) * 2014-12-25 2019-06-05 京セラ株式会社 Solar cell element and solar cell module
KR101810892B1 (en) * 2016-09-13 2017-12-20 동우 화인켐 주식회사 Touch sensor and touch screen panel comprising the same
WO2019117809A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-20 National University Of Singapore A method of manufacturing a photovoltaic device
JP7483245B2 (en) * 2020-04-09 2024-05-15 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Solar cell and its manufacturing method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS625293A (en) * 1985-07-01 1987-01-12 カシオ計算機株式会社 Window display control system
JPS6252936A (en) * 1985-08-31 1987-03-07 Nitto Electric Ind Co Ltd Paste composition for covering semiconductor element
JP3658962B2 (en) * 1998-01-13 2005-06-15 三菱化学株式会社 Plastic laminate
JP2000294817A (en) * 1999-04-09 2000-10-20 Dainippon Printing Co Ltd Surface protection sheet for solar cell module and solar cell module using the same
KR101528382B1 (en) * 2007-10-17 2015-06-12 헤레우스 프레셔스 메탈즈 노스 아메리카 콘쇼호켄 엘엘씨 Dielectric coating for single sided back contact solar cells
KR20120037364A (en) * 2009-07-01 2012-04-19 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 Binder resin for conductive paste, conductive paste, and solar cell element
JP5633346B2 (en) * 2009-12-25 2014-12-03 株式会社リコー Field effect transistor, semiconductor memory, display element, image display apparatus and system
JP5899615B2 (en) * 2010-03-18 2016-04-06 株式会社リコー Insulating film manufacturing method and semiconductor device manufacturing method

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