[發明專利]摻雜方法

在審

• 申請號: 201610364858.5
• 申請日: 2016-05-27
• 公開（公告）號: CN107437499A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 金光耀;何川;王懿喆;洪俊華;陳炯;孟浩繁
• 申請（專利權）人: 上海凱世通半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01L21/225;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。

但是由于擴散工藝沒有方向性的，參考圖1-圖3，對硅片10雙面制絨之后，例如先進行P型元素的擴散摻雜，硅片正面P型元素擴散會形成P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一定的P型摻雜區域21，并且還有有部分P型元素會擴散至硅片的背面，在背面靠近側壁的兩端形成P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P型摻雜區域21，并且對硅片背面拋光以去除背面兩端處的P型摻雜區域22。之后，保護硅片正面已經形成的P型摻雜層20之后對背面實行N型元素擴散以形成N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。

另外，由于背面的拋光使得背面的絨面不復存在，這對于雙面電池的制作是不利的。

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：在該第一表面上形成含有P型摻雜元素的摻雜劑源；

S3：在第一溫度下熱處理步驟S2得到的結構使得摻雜劑源中的P型摻雜元素被擴散推進至第一表面側的硅襯底中形成P型摻雜層；

S4：對該第二表面進行N型摻雜元素的注入；

S5：在第二溫度下熱處理步驟S4得到的結構以推進注入的N型摻雜元素由此在第二表面側的硅襯底中形成N型摻雜層。

對于第一表面側的摻雜來說，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，使摻雜劑源中的P型元素在加熱過程中推進至硅襯底中，這種摻雜方式不同于普通的熱擴散摻雜，通過覆蓋摻雜劑源以及加熱推進摻雜元素的方式具有定向摻雜的特性，摻雜元素僅會作用于被覆蓋的第一表面。由此P型元素并不會擴散至第二表面，也不會擴散至硅片的側壁，這樣第一表面摻雜完成之后就可以省去兩面擴散工藝中的等離子體刻蝕和背面拋光。

由于第二表面的摻雜借由離子注入實現，因而N型摻雜元素也僅會作用于第二表面，而不會影響到硅襯底的側壁和第一表面，因而也無需在注入前對第一表面覆蓋以掩膜保護已經形成的P型摻雜層了。

再者，在不同的熱處理步驟中形成兩種導電類型摻雜層，如此可以針對不同的摻雜元素，選擇與之合適的熱處理條件，使得摻雜元素得以在硅襯底中形成理想的分布，從而得到性能理想的摻雜晶片。

優選地，該第一溫度高于該第二溫度。

優選地，步驟S2中通過旋涂或噴涂形成該摻雜劑源。

優選地，步驟S2中旋涂轉速為500rpm-5000rpm(轉每分鐘)。

優選地，步驟S3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，之后再進行離子注入。

優選地，步驟S2中通過薄膜沉積或絲網印刷形成該摻雜劑源。

優選地，步驟S2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)或APCVD(常壓化學氣相沉積)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S3中先在100℃-300℃下熱處理，接著在850℃-1050℃下熱推進。

優選地，步驟S3中熱處理或熱推進在惰性氣體中進行，或在氮氣中進行，或在惰性氣體和氧氣中進行，或在氮氣和氧氣中進行。

優選地，步驟S3之后、步驟S4之前還包括：去除在熱處理過程中生成于該第一表面和該第二表面上的氧化層。