[發明專利]一種低濃度磷摻雜工藝

無效

• 申請號: 201410372199.0
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104143502A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 蔣建寶
• 申請（專利權）人: 無錫賽晶太陽能有限公司
• 主分類號: H01L21/225
• 分類號: H01L21/225;H01L31/18
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

????本發明涉及太陽能電池生產磷擴散工序領域，具體是一種低濃度磷摻雜工藝。

背景技術

太陽能電池生產中最核心的工序為擴散制PN結，被譽為太陽能電池的心臟，PN結的好壞直接關系的太陽能電池的轉換效率。目前行業中大部分企業采用摻雜硼的硅片，通過管式擴散爐在硅片表面摻雜磷原子從而形成PN結。擴散設備原理為：氮氣通過鼓泡的形式攜帶三氯氧磷蒸汽進入高溫石英管內與氧氣和硅片發生反應，生產磷原子摻雜到硅片中。磷原子摻雜的多少對PN結的質量有非常大的影響。同時擴散爐內的反應溫度對摻雜的磷原子分布和其他雜質的析出有較大影響。目前行業中使用的擴散工藝大多為三步通磷，少量兩步通磷和一步通磷，總的通磷量比較大。

發明內容

本發明為了解決現有磷摻雜工藝中通磷量大的問題，提供了一種低濃度磷摻雜工藝，既能減少磷源耗量，還可以提高電池片開路電壓和轉換效率。

本發明包括以下步驟：

1）進片：使用碳化硅槳將裝有硅片的石英舟放入擴散爐石英管內，退出碳化硅槳，并關上爐門。

2）回溫：回溫700-800s，使爐內溫度為800-850℃；開爐門和進片的過程中，爐管內溫度會降低，需要時間恢復到正常工藝溫度。

3）前氧化：在石英管內通氧氣，對硅片進行氧化，氧氣流量為1500-2000ml/min，時間為600-700s。對硅片進行氧化，更有利于磷源擴散的均勻性。

4）通磷源：繼續向石英管內通入氧氣，流量不變，同時通入三氯氧磷，三氯氧磷流量為1500-2000ml/min，時間為500-600s。三氯氧磷跟氧氣反應生成五氧化二磷，五氧化二磷跟硅片反應，生成二氧化硅和磷原子。磷原子在硅片表面開始淀積。

5）低溫擴散：逐漸降低爐內溫度之700-750℃，持續400-500s。磷原子進行再分布。

6）升溫推阱：逐漸升高爐內溫度至850-900℃，持續500-600s。磷原子往硅片里面擴散。

7）高溫推阱：維持當前高溫度下進行擴散，持續300-400s。

8）梯度降溫：以每3s降1-2°的梯度降溫，使爐內溫度降至800-850℃，析出雜質。硅片經過降溫，析出雜質，再降溫，再析出雜質，再降溫。更有利于硅片內雜質析出。

9）出片：使用碳化硅槳將石英舟和硅片拉出。

上述步驟均在15000-20000ml/min流量的氮氣保護下進行。

????本發明有益效果在于：和傳統工藝相比，該工藝減少磷源耗量，比常規工藝開壓提升2-3mv，效率提升約0.1%。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。

實施例1

本發明包括以下步驟：

1）進片：使用碳化硅槳將裝有硅片的石英舟放入擴散爐石英管內，退出碳化硅槳，并關上爐門。

2）回溫：回溫700s，使爐內溫度為800℃；

3）前氧化：在石英管內通氧氣，對硅片進行氧化，氧氣流量為1500ml/min，時間為600s。

4）通磷源：繼續向石英管內通入氧氣，流量不變，同時通入三氯氧磷，三氯氧磷流量為1500ml/min，時間為500s。

5）低溫擴散：逐漸降低爐內溫度之700℃，持續400s。

6）升溫推阱：逐漸升高爐內溫度至850℃，持續500s。

7）高溫推阱：維持當前高溫度下進行擴散，持續300s。

8）梯度降溫：以每3s降1°的梯度降溫，使爐內溫度降至800℃，析出雜質。

9）出片：使用碳化硅槳將石英舟和硅片拉出。

上述步驟均在15000ml/min流量的氮氣保護下進行。

實施例2

本發明包括以下步驟：

1）進片：使用碳化硅槳將裝有硅片的石英舟放入擴散爐石英管內，退出碳化硅槳，并關上爐門。

2）回溫：回溫750s，使爐內溫度為825℃；

3）前氧化：在石英管內通氧氣，對硅片進行氧化，氧氣流量為1750ml/min，時間為650s。

4）通磷源：繼續向石英管內通入氧氣，流量不變，同時通入三氯氧磷，三氯氧磷流量為1750ml/min，時間為550s。

5）低溫擴散：逐漸降低爐內溫度之725℃，持續450s。

6）升溫推阱：逐漸升高爐內溫度至875℃，持續550s。

7）高溫推阱：維持當前高溫度下進行擴散，持續350s。