[發(fā)明專利]N型雙面電池的雙面擴(kuò)散方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210043317.4
• 申請(qǐng)日: 2012-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN102544236A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡文浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種N型雙面電池的雙面擴(kuò)散方法。

背景技術(shù)

N型雙面電池需要對(duì)硅襯底進(jìn)行雙面摻雜，目前太陽(yáng)能電池生產(chǎn)中主要利用氣態(tài)磷源、硼源作為摻雜源，在n型硅襯底的兩面分別形成n+層、p+層，其中摻P或摻B的先后順序因具體工藝路線而有所不同。以先摻B為例，在完成單面摻雜形成p+層后，現(xiàn)有工藝主要采用熱氧化生長(zhǎng)的SiO2薄膜作為摻P面的擴(kuò)散阻擋層。但是這一方法涉及高溫過程，熱氧化的溫度高達(dá)1000℃以上，同時(shí)氧化時(shí)間應(yīng)不少于30min以形成厚度約100nm的SiO2薄膜。此高溫過程易導(dǎo)致p+層的擴(kuò)散曲線發(fā)生改變，如表面摻雜濃度的降低，結(jié)深的增加，導(dǎo)致電池的串聯(lián)電阻增加，電接觸性能下降；同時(shí)高溫過程易導(dǎo)致硅襯底的雜質(zhì)濃度增加，電池的體復(fù)合隨之加劇，最終表現(xiàn)為開路電壓和整體效率的下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種N型雙面電池的雙面擴(kuò)散方法，避免傳統(tǒng)工藝中采用熱氧化SiO2薄膜作為擴(kuò)散阻擋層時(shí)所經(jīng)歷的高溫過程，保證一次擴(kuò)散曲線及硅襯底的雜質(zhì)濃度不變。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種N型雙面電池的雙面擴(kuò)散方法，N型硅襯底的兩面通過兩次擴(kuò)散，在N型硅襯底的兩面分別形成n+層和p+層，在N型硅襯底的上表面通過第一次擴(kuò)散工藝在N型硅襯底的一面形成n+層或p+層后，通過LPCVD雙面沉積SiN薄膜；接著在已經(jīng)形成擴(kuò)散層的上表面通過PECVD的方法單面沉積SiO2薄膜；之后利用熱磷酸對(duì)SiN、SiO2進(jìn)行薄膜選擇性刻蝕，去除下表面的SiN薄膜；接著對(duì)硅片進(jìn)行清洗后完成對(duì)下表面的擴(kuò)散。

進(jìn)一步限定，利用LPCVD雙面沉積一層厚度范圍為20-30nm的SiN薄膜，沉積溫度為700-800℃，反應(yīng)壓強(qiáng)為0.2-0.5mtorr，時(shí)間為5-10min。

進(jìn)一步限定，通過PECVD的方法沉積一層厚度為15-20nm的SiO2薄膜，沉積溫度為300-400℃，反應(yīng)壓強(qiáng)為0.15-0.20mbar，功率為1000-1200w。

進(jìn)一步限定，通過將硅片浸泡于155-165℃左右的熱磷酸中5-15min，去除下表面的SiN薄膜。

進(jìn)一步限定，N型硅襯底先進(jìn)行B擴(kuò)散時(shí)，具體步驟為：

1)首先通過氣態(tài)B源高溫?cái)U(kuò)散工藝實(shí)現(xiàn)p+層的摻雜，并通過濕法刻蝕的方法去除表面的硼硅玻璃、背面p-n結(jié)，同時(shí)完成刻邊，至此完成了N型電池的第一次擴(kuò)散；

2)隨后利用LPCVD雙面沉積一層厚度范圍為20-30nm的SiN薄膜，沉積溫度為700-800℃，反應(yīng)壓強(qiáng)為0.2-0.5mtorr，時(shí)間為5-10min；

3)接著在擴(kuò)B面通過PECVD的方法沉積一層厚度為15-20nm的SiO2薄膜，沉積溫度為300-400℃，反應(yīng)壓強(qiáng)為0.15-0.20mbar，功率為1000-1200w；

4)之后利用熱磷酸對(duì)SiN、SiO2薄膜進(jìn)行選擇性刻蝕，將硅片浸泡于160℃的熱磷酸中5-15min，去除下表面的SiN薄膜；

5)對(duì)硅片進(jìn)行RCA清洗后完成對(duì)下表面的P擴(kuò)散，形成n+層；

6)通過HF溶液浸泡去除下表面磷硅玻璃及正表面的SiO2薄膜，HF溶液濃度為5％，浸泡時(shí)間為5-10min；

7)最后同樣采用熱磷酸浸泡的方法去除正表面的SiN薄膜，N型硅襯底的兩面分別形成n+層、p+層，完成N型雙面電池的擴(kuò)散工藝。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用高致密度的LPCVD?SiN作為擴(kuò)散阻擋層實(shí)現(xiàn)N型電池的雙面擴(kuò)散，避免了傳統(tǒng)工藝中采用熱氧化SiO2薄膜作為擴(kuò)散阻擋層時(shí)所經(jīng)歷的高溫過程，保證一次擴(kuò)散曲線及硅襯底的雜質(zhì)濃度不變，實(shí)現(xiàn)了N型雙面電池良好的電接觸性能，并有效降低電池的體復(fù)合速率，表現(xiàn)為電池開路電壓的提升(5-10mV)，同時(shí)串聯(lián)電阻降低5％-10％，最終電池效率提升0.5％-1.0％。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明的N型硅襯底完成第一次擴(kuò)散后的示意圖；

圖3是本發(fā)明的N型硅襯底完成LPCVD雙面沉積及PECVD單面沉積后的示意圖；

圖4是本發(fā)明的N型硅襯底完成兩次擴(kuò)散后的示意圖；

圖中，1.n+層，2.p+層，3.N型硅襯底，4.SiN薄膜，5.SiO2薄膜。

具體實(shí)施方式