[發明專利]一種降低硅片體內復合的新型擴散工藝

在審

• 申請號: 201611253790.X
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106783561A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 錢小芳
• 申請（專利權）人: 中建材浚鑫科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/223
• 分類號: H01L21/223;H01L31/18
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 姚姣陽

技術領域

本發明屬于太陽能電池組件技術領域，具體涉及一種降低硅片體內復合的新型擴散工藝。

背景技術

多晶硅電池片的工藝制造流程一般是清洗制作絨面，然后擴散制作PN結、腐蝕去磷硅玻璃、PECVD鍍膜、絲網印刷電極燒結，最后測試包裝。PN結是采用不同的摻雜工藝，通過擴散作用，將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體（通常是硅或鍺）基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區稱為PN結（英語：PN junction）。PN結具有單向導電性，是電子技術中許多器件所利用的特性，例如半導體二極管、雙極性晶體管的物質基礎。

通過擴散在硅片上形成PN結是制造太陽能電池的核心工藝。但現有的擴散工藝一般采用兩步通源，再進行恒溫擴散推結，形成內部摻雜濃度低，表面摻雜濃度高的PN結，導致硅片的體內復合速度大，降低了太陽能電池的開路電壓，所以如何在p型硅片表面獲得低濃度的n型發射極是各種擴散工藝考慮的重要問題。

發明內容

本發明提供了一種降低硅片體內復合的新型擴散工藝。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種降低硅片體內復合的新型擴散工藝，包括如下步驟，

S1、將硅片放入擴散爐中，升溫到750℃—800℃，爐中通入2L/min的吹掃氮氣；

S2、氧化：通入氧氣和吹掃氮氣，持續時間5-10分鐘，在硅片表面形成一層氧化層；

S3、通源：在擴散爐管中通入吹掃氮氣，所述吹掃氮氣的通量為8L/min-15L/min，并通入擴散氮氣和氧氣的混合氣體，保持溫度是750℃—800℃，持續時間10-25分鐘；

S4、升溫推結：通入氧氣和吹掃氮氣，升溫至850℃—860℃之間，持續時間是10-15分鐘；

S5、降溫冷卻：保持通入氧氣和吹掃氮氣，溫度降到750℃—800℃之間，持續時間是20—35分鐘；

S6、出爐，出爐溫度設定為750℃，爐中通入2L/min的吹掃氮氣。

優選的，所述S2中氧氣的通量為0.05 L /min—0.1 L /min ，吹掃氮氣的通量為8L/min-15L/min。

優選的，所述S3中擴散氮氣和氧氣體積比為3：5。

優選的，所述S4中氧氣的通量為1L/min—2L/min，所述吹掃氮氣的通量為8L/min—15L/min；

優選的，所述S5中氧氣通量為1L/min—2L/min，所述吹掃氮氣通量為8L/min—15L/min。

本發明的有益效果體現在：改變了擴散工藝控制多晶硅擴散的雜質濃度，降低了硅片的體內復合速度，同時，可以降低太陽能電池的飽和暗電流，提高開路電壓。

具體實施方式

以下結合實施例具體闡述本發明的技術方案，本發明揭示了一種降低硅片體內復合的新型擴散工藝，包括如下步驟，

S1、將硅片放入擴散爐中，升溫到750℃—800℃，爐中通入2L/min的吹掃氮氣；

S2、氧化：通入氧氣和吹掃氮氣，持續時間5-10分鐘，在硅片表面形成一層氧化層；所述氧氣的通量為0.05 L /min—0.1 L /min ，吹掃氮氣的通量為8L/min-15L/min。

S3、通源：在擴散爐管中通入吹掃氮氣，所述吹掃氮氣的通量為8L/min-15L/min，并通入擴散氮氣和氧氣的混合氣體，保持溫度是750℃—800℃，持續時間10-25分鐘；所述擴散氮氣和氧氣體積比為3：5。采用恒定表面源擴散，在硅片表面擴散一定數量的磷源，低溫可以減緩磷源的反應速率，使硅片表面擴散的更均勻。本申請中溫度750℃—800℃為低溫，一般現有技術中均采用高于850℃溫度進行。

S4、升溫推結：通入氧氣和吹掃氮氣，升溫至850℃—860℃之間，持續時間是10-15分鐘；所述氧氣的通量為1L/min—2L/min，所述吹掃氮氣得通量為8L/min—15L/min；升溫后的高溫推結，將第三步擴散的磷源在較高溫度下迅速擴散進入硅片基體內，同時再進行氧化生成二氧化硅層。

S5、降溫冷卻：保持通入氧氣和吹掃氮氣，溫度降到750℃—800℃之間，持續時間是20—35分鐘；所述氧氣通量為1L/min—2L/min，所述吹掃氮氣通量為8L/min—15L/min。溫度降到750℃—800℃進行低溫冷卻，利用雜質在較低溫度時，硅中的溶解度低于二氧化硅中的溶解度，利用濃度差將硅中的雜質擴散進入二氧化硅中，降低硅片的表面的雜質濃度，減少體內復合，提高短路電流。