一種晶體矽低表面濃度發射極的實現方法
2023-06-26 16:20:56 2
一種晶體矽低表面濃度發射極的實現方法
【專利摘要】本發明公開了一種晶體矽低表面濃度發射極的實現方法，包括預氧化沉積、第一次沉積、第二次沉積、後處理和推進五個步驟，其中第一次沉積：在740～840℃條件下，通入反應氣體POCl3、N2和O2，所述POCl3和O2氣體流量比為1:1～12，所述N2流量為3～20slm，沉積1～20min，在預沉積的基礎上沉積一層均勻的磷源層；第二次沉積：在760～860℃條件下，通入反應氣體POCl3、N2和O2，所述POCl3和O2氣體流量比為1:1～9，所述N2流量為3～30slm，沉積3～30min，在第一層磷源層上再沉積第二層均勻的磷源層。本發明有利於形成優良的低表面濃度發射極，且成本低。
【專利說明】一種晶體矽低表面濃度發射極的實現方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種晶體矽發射極的實現方法，具體涉及一種晶體矽低表面濃度發射極的實現方法。
【背景技術】
[0002]目前，隨著光伏行業競爭的日益激烈和市場對高品質光伏產品的迫切要求，提升太陽電池效率，成為了太陽電池技術革新的首要任務。一種在常規電池技術的基礎上改良的低表面濃度發射極製作技術已經受到業內的廣泛重視，而且在部分技術領先的企業中推廣應用，並產生很好的經濟效益和社會效益。
[0003]低表面濃度發射極電池技術的核心是低表面濃度發射極的製備，與常規發射極結構相比，低表面濃度發射極具有表面濃度低和結深略深的特點，且能在保持近表面濃度梯度不減小的情況下，延長I X IO19 < N <3 X IO19 /cm3濃度區域的寬度，可在一定程度上減小俄歇複合，增加開路電壓。藉此，一方面降低表面濃度，以降低發射極區域複合和發射極飽和暗電流，提升開路電壓和短路電流；另一方面結深和表面濃度的調整空間大，更容易通過平衡短路電流和填充因子獲得效率提升。而現有擴散工藝結構通常採用一步沉積，難以實現此發射極形貌的匹配。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種晶體矽太陽電池低表面濃度發射極的實現方法，有利於形成優良的低表面濃度發射極，且成本低。
[0005]本發明解決技術問題所採用的技術方案是:一種晶體矽低表面濃度發射極的實現方法，其特徵在於，包括預氧化沉積、第一次沉積、第二次沉積、後處理和推進五個步驟，具體步驟如下:
(1)預氧化沉積:在750?830°C條件下，通入反應氣體P0C13、N2和O2，所述POCl3和N2氣體流量比為1:3?25 ;所述O2流量為300?3000sccm，預沉積I?20min，在已清洗制絨的娃片表面沉積一層磷娃玻璃層；
(2)第一次沉積:在740?840°C條件下，通入反應氣體P0C13、N2和O2，所述POCl3和O2氣體流量比為1:1?12，所述N2流量為3?20slm，沉積I?20min，在預沉積的基礎上沉積一層均勻的磷源層；
(3)第二次沉積:在760?860°C條件下，通入反應氣體P0C13、N2和O2，所述POCl3和O2氣體流量比為1:1?9，所述N2流量為3?30slm，沉積3?30min，在第一層磷源層上再沉積第二層均勻的磷源層；
(4)後處理:在760?860°C條件下，通入反應氣體隊和O2，所述O2流量為100?8000sccm，所述N2流量為3?30slm，持續時間為I?20min，形成擴散推進緩衝層；
(5 )推進:在800?900 V條件下，通入反應氣體N2和02，所述O2流量為30?6000sccm，持續時間為6?60min,形成低表面濃度發射極。[0006]作為一種優選，在步驟(I)預氧化沉積中，所述磷矽玻璃層的厚度為2?30nm，所述娃片發射極的表面磷原子濃度為6 X IO20?8 X IO21/cm3。
[0007]作為一種優選，在步驟(5)推進中，所述低表面濃度發射極的表面磷原子濃度為2 X IO19 ?6 X IO20/cm3,慘雜深度為 150nm ?750nm。
[0008]本發明的有益效果是:本發明在不進行設備改造的條件下，通過氧氣、氮氣以及三氯氧磷氣體流量的變化，輔以溫度及時間的控制，將沉積分為兩次，以實現對表面濃度的控制；再通過高溫推進步驟中對氧氣流量和溫度的控制，來實現合適的結深。從而易於調製出理想的低表面濃度發射極，並且具有良好的片內及片間的方阻均勻性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明實施例PN結形貌和常規擴散工藝PN結形貌對比的示意圖。
【具體實施方式】
[0010]實施例1:一種晶體矽低表面濃度發射極的實現方法，P型矽襯底經常規工藝進行矽片清洗、制絨後進行預氧化沉積、第一次沉積、第二次沉積、後處理和推進五個步驟，形成晶體矽低表面濃度發射極，具體步驟如下:
Cl)預氧化沉積:在765°C條件下，通入反應氣體P0C13、N2和O2，其中POCl3流量為600sccm, O2流量為1300sccm, N2流量為12sccm,;預沉積IOmin,在已清洗制絨的娃片表面沉積一層磷娃玻璃層，娃片發射極的表面磷原子濃度為6X IO20?8X IO2Vcm3O該磷娃玻璃層厚度為10nm。
[0011](2)第一次沉積:在785°C條件下，通入反應氣體？0(:13、隊和02，其中POCl3流量為900sccm,02流量為350sccm,N2流量為9slm,沉積6min,在預沉積的基礎上沉積一層均勻的
磷源層；
(3)第二次沉積:在820°C條件下，通入反應氣體P0C13、N2和O2，其中POCl3流量為1300sccm, O2流量為800sccm, N2流量為12slm,沉積18min,在第一層磷源層上再沉積第二層均勻的磷源層；
(4)後處理:在830°C條件下，通入反應氣體隊和O2，其中O2流量為1500sccm，N2流量為12slm，持續時間為4min，形成擴散推進緩衝層；
(5)推進:在830°C條件下，通入反應氣體隊和O2，所述O2流量為2000sccm，N2流量為15slm，時間為30min，形成低表面濃度發射極。所述低表面濃度發射極的表面磷原子濃度為
2X IO2Vcm3,摻雜深度為 450nm。
[0012]實施例2: —種晶體矽低表面濃度發射極的實現方法，P型矽襯底經常規工藝進行矽片清洗、制絨後進行預氧化沉積、第一次沉積、第二次沉積、後處理和推進五個步驟，形成晶體矽低表面濃度發射極，具體步驟如下:
Cl)預氧化沉積:在775°C條件下，通入反應氣體P0C13、N2和O2，其中POCl3流量為600sccm,02流量為1300sccm,N2流量為12sccm ;預沉積IOmin,在已清洗制絨的娃片表面沉積一層磷娃玻璃層，娃片發射極的表面磷原子濃度為6X IO20?8X IO2Vcm3O該磷娃玻璃層厚度為10nm。
[0013](2)第一次沉積:在795°C條件下，通入反應氣體？0(:13、隊和02，其中POCl3流量為750sccm,02流量為300sccm,N2流量為9.5slm,沉積5min,在預沉積的基礎上沉積一層均勻的磷源層；
(3)第二次沉積:在830°C條件下，通入反應氣體P0C13、N2和O2，其中POCl3流量為1400sccm, O2流量為850sccm, N2流量為12slm,沉積16min,在第一層磷源層上再沉積第二層均勻的磷源層；
(4)後處理:在835°C條件下，通入反應氣體隊和O2，其中O2流量為2000sccm，N2流量為12slm，持續時間為4min，形成擴散推進緩衝層；
(5)推進:在850°C條件下，通入反應氣體隊和O2，所述O2流量為4500sccm，N2流量為12slm，時間為45min，形成低表面濃度發射極。所述低表面濃度發射極的表面磷原子濃度為9 X 1019/cm3,慘雜深度為 550nm。
【權利要求】
1.一種晶體矽低表面濃度發射極的實現方法，其特徵在於，包括預氧化沉積、第一次沉積、第二次沉積、後處理和推進五個步驟，具體步驟如下: (1)預氧化沉積:在750?830°C條件下，通入反應氣體P0C13、N2和O2，所述POCl3和N2氣體流量比為1:3?25 ;所述O2流量為300?3000sccm，預沉積I?20min，在已清洗制絨的娃片表面沉積一層磷娃玻璃層； (2)第一次沉積:在740?840°C條件下，通入反應氣體P0C13、N2和O2，所述POCl3和O2氣體流量比為1:1?12，所述N2流量為3?20slm，沉積I?20min，在預沉積的基礎上沉積一層均勻的磷源層； (3)第二次沉積:在760?860°C條件下，通入反應氣體P0C13、N2和O2，所述POCl3和O2氣體流量比為1:1?9，所述N2流量為3?30slm，沉積3?30min，在第一層磷源層上再沉積第二層均勻的磷源層； (4)後處理:在760?860°C條件下，通入反應氣體隊和O2，所述O2流量為100?8000sccm，所述N2流量為3?30slm，持續時間為I?20min，形成擴散推進緩衝層； (5 )推進:在800?900 V條件下，通入反應氣體N2和02，所述O2流量為30?6000sccm，持續時間為6?60min,形成低表面濃度發射極。
2.根據權利要求1所述的一種晶體矽低表面濃度發射極的實現方法，其特徵在於:在步驟(I)預氧化沉積中，所述磷矽玻璃層的厚度為2?30nm，所述矽片發射極的表面磷原子濃度為 6 X IO20 ?8 X IO2Vcm3。
3.根據權利要求1所述的一種晶體矽低表面濃度發射極的實現方法，其特徵在於:在步驟(5)推進中，所述低表面濃度發射極的表面磷原子濃度為2 X IO19?6 X IO2Vcm3,摻雜深度為150nm?750nm。
【文檔編號】H01L31/18GK103824899SQ201410066919
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2014年2月27日
【發明者】吳曉鍾, 廖明墩, 劉自龍, 王學林, 鄭旭然, 郭俊華 申請人:浙江晶科能源有限公司, 晶科能源有限公司