一種低濃度磷摻雜工藝的製作方法
2023-07-09 23:45:06
一種低濃度磷摻雜工藝的製作方法
【專利摘要】發明提供了一種低濃度磷摻雜工藝，包括進片，回溫，前氧化，通磷源，低溫擴散，升溫推阱，高溫推阱，梯度降溫和出片等步驟，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%。
【專利說明】一種低濃度磷摻雜工藝
【技術領域】
[0001] 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】
[0002] 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 的好壞直接關係的太陽能電池的轉換效率。目前行業中大部分企業採用摻雜硼的矽片，通 過管式擴散爐在矽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矽片發生反應，生產磷原子摻雜到矽片 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】
[0003] 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。
[0004] 本發明包括以下步驟： 1)進片：使用碳化矽槳將裝有矽片的石英舟放入擴散爐石英管內，退出碳化矽槳，並關 上爐門。
[0005] 2)回溫：回溫700-800S，使爐內溫度為800-850°C ;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。
[0006] 3)前氧化：在石英管內通氧氣，對矽片進行氧化，氧氣流量為1500-2000ml/min， 時間為600-700S。對矽片進行氧化，更有利於磷源擴散的均勻性。
[0007] 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 磷跟矽片反應，生成二氧化矽和磷原子。磷原子在矽片表面開始澱積。
[0008] 5)低溫擴散：逐漸降低爐內溫度之700-750°C，持續400-500S。磷原子進行再分 布。
[0009] 6)升溫推阱：逐漸升高爐內溫度至850-900°C，持續500-600S。磷原子往矽片裡 面擴散。
[0010] 7)高溫推阱：維持當前高溫度下進行擴散，持續300-400S。
[0011] 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°C，析出雜質。 矽片經過降溫，析出雜質，再降溫，再析出雜質，再降溫。更有利於矽片內雜質析出。
[0012] 9)出片：使用碳化矽槳將石英舟和矽片拉出。
[0013] 上述步驟均在15000-20000ml/min流量的氮氣保護下進行。
[0014] 本發明有益效果在於：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】
[0015] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0016] 實施例1 本發明包括以下步驟： 1)進片：使用碳化矽槳將裝有矽片的石英舟放入擴散爐石英管內，退出碳化矽槳，並關 上爐門。
[0017] 2)回溫：回溫700s，使爐內溫度為800°C ; 3)前氧化：在石英管內通氧氣，對矽片進行氧化，氧氣流量為1500ml/min，時間為 600s〇
[0018] 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。
[0019] 5)低溫擴散：逐漸降低爐內溫度之700°C，持續400s。
[0020] 6)升溫推阱：逐漸升高爐內溫度至850°C，持續500s。
[0021] 7)高溫推阱：維持當前高溫度下進行擴散，持續300s。
[0022] 8)梯度降溫：以每3s降Γ的梯度降溫，使爐內溫度降至800°C，析出雜質。
[0023] 9)出片：使用碳化矽槳將石英舟和矽片拉出。
[0024] 上述步驟均在15000ml/min流量的氮氣保護下進行。
[0025] 實施例2 本發明包括以下步驟： 1)進片：使用碳化矽槳將裝有矽片的石英舟放入擴散爐石英管內，退出碳化矽槳，並關 上爐門。
[0026] 2)回溫：回溫750s，使爐內溫度為825°C ; 3)前氧化：在石英管內通氧氣，對矽片進行氧化，氧氣流量為1750ml/min，時間為 650s〇
[0027] 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。
[0028] 5)低溫擴散：逐漸降低爐內溫度之725°C，持續450s。
[0029] 6)升溫推阱：逐漸升高爐內溫度至875°C，持續550s。
[0030] 7)高溫推阱：維持當前高溫度下進行擴散，持續350s。
[0031] 8)梯度降溫：以每3s降1.5°的梯度降溫，使爐內溫度降至825°C，析出雜質。
[0032] 9)出片：使用碳化矽槳將石英舟和矽片拉出。
[0033] 上述步驟均在17500ml/min流量的氮氣保護下進行。
[0034] 實施例3 本發明包括以下步驟： 1)進片：使用碳化矽槳將裝有矽片的石英舟放入擴散爐石英管內，退出碳化矽槳，並關 上爐門。
[0035] 2)回溫：回溫800s，使爐內溫度為850°C ; 3)前氧化：在石英管內通氧氣，對矽片進行氧化，氧氣流量為2000ml/min，時間為 700s〇
[0036] 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 2000ml/min，時間為 600s。
[0037] 5)低溫擴散：逐漸降低爐內溫度之750°C，持續500s。
[0038] 6)升溫推阱：逐漸升高爐內溫度至900°C，持續600s。
[0039] 7)高溫推阱：維持當前高溫度下進行擴散，持續400s。
[0040] 8)梯度降溫：以每3s降1-2°的梯度降溫，使爐內溫度降至850°C，析出雜質。
[0041] 9)出片：使用碳化矽槳將石英舟和矽片拉出。
[0042] 上述步驟均在20000ml/min流量的氮氣保護下進行。
[0043] 本發明具體應用途徑很多，以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於 本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進，這 些改進也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種低濃度磷摻雜工藝，其特徵在於包括以下步驟： 1) 進片：使用碳化矽槳將裝有矽片的石英舟放入擴散爐石英管內，退出碳化矽槳，並關 上爐門； 2) 回溫：回溫700-800S，使爐內溫度為800-850°C ; 3) 前氧化：在石英管內通氧氣，對矽片進行氧化，氧氣流量為1500-2000ml/min，時間 為 600-700s ; 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 ; 5) 低溫擴散：逐漸降低爐內溫度之700-750°C，持續400-500S ; 6) 升溫推阱：逐漸升高爐內溫度至850-900°C，持續500-600S ; 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°C，析出雜質； 9) 出片：使用碳化矽槳將石英舟和矽片拉出。
2. 根據權利要求1所述的低濃度磷摻雜工藝，其特徵在於：所述的步驟1)至步驟9)均 在15000-20000ml/min流量的氮氣保護下進行。
【文檔編號】H01L21/225GK104143502SQ201410372199
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】蔣建寶 申請人:無錫賽晶太陽能有限公司