[發明專利]摻雜方法

在審

• 申請號: 201610082816.2
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN107046079A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 金光耀;何川;王懿喆;洪俊華;陳炯
• 申請（專利權）人: 上海凱世通半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 上海弼興律師事務所31283
• 代理人: 薛琦,王聰

技術領域

本發明涉及一種摻雜方法，特別是涉及一種太陽能電池的摻雜方法。

背景技術

在目前較為常用且產業化程度較為成熟的太陽能電池中，需要在硅襯底的正面和背面均形成摻雜層，一般來說，兩面都采用熱擴散來形成摻雜層是比較常用的手段。

CN10191907B中闡述了雙面擴散的兩個難點，并且公開了一種比較好的擴散工藝。由于硼擴散和磷擴散存在比較大的溫度差異，現有工藝大都是先進行高溫硼擴散。但是因為擴散是沒有方向性的，完成硼擴散之后需要將摻雜硼的一面保護起來才能進行磷擴散。如CN10191907B中所述，在磷擴散的過程中，硼擴散層中的硼也會自硅襯底中向外擴散進入保護層中。為了解決這一問題，CN10191907B中提出磷預擴散的辦法，先形成具有初始深度的磷擴散層，將第一面保護好之后在進行第二面的硼擴散，同時使得預擴散的磷進一步擴散至所需深度。這從一定程度上緩解了硼反向擴散的問題。

然而，由于擴散工藝本身的特點，這種工藝也還存在以下缺陷，參考圖1-圖3，對硅片10雙面制絨之后，正面磷擴散形成N型摻雜層20，但是擴散是沒有方向性的，硅片的側壁上也會形成N型摻雜區域21，并且還有有部分磷元素擴散至硅片的背面，在背面靠近側壁的兩端形成N型摻雜區域22。由此就需要通過等離子體刻蝕(plasma etching)去除硅片側壁中的N型摻雜區域21，并且對硅片背面拋光以去除背面兩端處的N型摻雜區域22。之后，保護硅片正面之后對背面實行硼擴散以形成P型摻雜層30。也就是說，在這種工藝中，仍然需要兩道高溫的工序和一道掩膜保護的工序和刻蝕的工序。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中采用擴散工藝形成摻雜層時必須有一次掩膜來保護已經形成的摻雜層、且用于形成正面摻雜層的摻雜元素會擴散至晶片側壁乃至晶片背面從而導致邊緣漏電；為了去除擴散至晶片背面不理想的摻雜元素而必須增加邊緣刻蝕和背面刻蝕兩道工序的缺陷，提供一種摻雜方法，省去了一道高溫工序、兩道掩膜和兩道刻蝕工序，簡化了制作流程。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

一種摻雜方法，其特點在于，其包括以下步驟：

S1：對硅襯底雙面制絨，該硅襯底包括第一表面以及與該第一表面相對的第二表面；

S2：對該第一表面進行第一導電類型摻雜元素的注入；

S3：在該第二表面上形成含有第二導電類型摻雜元素的摻雜劑源；

S4：熱處理步驟S3得到的結構以推進注入的第一導電類型摻雜元素由此在第一表面側的硅襯底中形成第一導電類型摻雜層，以及使得摻雜劑源中的第二導電類型摻雜元素擴散至第二表面側的硅襯底中形成第二導電類型摻雜層。

由于第一表面的摻雜借由離子注入實現，因而第一導電類型摻雜元素不會作用于硅襯底的側壁，更不會作用于第二表面，因而在注入完成之后可以省去擴散摻雜后必須進行的邊緣刻蝕和背面拋光。

對于第二表面側的摻雜來說，本發明采用在需要摻雜的表面上覆蓋摻雜劑源和加熱的方式，將摻雜劑源中的第二導電類型摻雜元素在加熱過程中推進至硅襯底中，同時這一加熱過程還作為離子注入后的退火修復激活第一導電類型摻雜元素的步驟，由此硅襯底兩面的摻雜僅通過一道高溫工序實現。

對于第一表面來說，因為第一導電類型摻雜元素是被注入至硅襯底中的，因此在之后的熱處理過程中第一導電類型摻雜元素不會反向擴散，更不會擴散至第二表面處；同樣地，摻雜劑源僅會對其所覆蓋的表面起作用，因 此在熱處理過程中摻雜劑源中的第二導電類型摻雜元素也不會擴散至硅襯底的側壁和第一表面，因此完全可以省去邊緣刻蝕的步驟。

優選地，步驟S3中通過旋涂或噴涂形成該摻雜劑源。

優選地，步驟S3中旋涂轉速為500rpm-5000rpm(轉每分鐘)。

優選地，步驟S4之后通過等離子體刻蝕該硅襯底的側壁。為了防止旋涂或噴涂過程中有極少的摻雜劑源被濺射至硅襯底的側壁上，可以在熱處理之后增加等離子體邊緣刻蝕的步驟以去除側壁可能造成的不理想的摻雜。

優選地，步驟S3中通過薄膜沉積或絲網印刷形成該摻雜劑源。

優選地，步驟S3中通過LPCVD(低壓化學氣相沉積)或PECVD(等離子體增強化學氣相沉積)形成該摻雜劑源。

優選地，該硅襯底為N型摻雜的硅襯底，該摻雜劑源為硼硅玻璃、或含硼的多聚物或硼酸。

優選地，該摻雜劑源的厚度為100nm-1000nm。

優選地，步驟S4中先在100℃-300℃下熱處理，接著在850℃-1050℃下熱推進，和/或，