CN101930912B - 一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺 - Google Patents

一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，选取预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成n+或p+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后再在扩散面上制备掩模，并在扩散面的另一面扩散受主元素或施主元素形成p+或n+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后在硅片的两面实现一面为n+、另一面为p+的扩散结构。该工艺在扩散工艺之前，使用PECVD、磁控溅射、电子束蒸发或者旋涂工艺，在硅片的一面制备掩模保护，从而避免了扩散过程中，扩散的施主元素和受主元素之间的交叉污染，以及由此带来的复合增加以及漏电的问题，是一种简单、实用的扩散工艺。

Description

一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺。
背景技术
一些高效电池结构需要实现在硅片一面扩散施主元素，形成n+扩散层，另一面扩散受主元素，形成p+扩散层；或一面扩散受主元素，形成p+扩散层，另一面扩散施主元素，形成n+扩散层。目前，形成该扩散结构有较多的实现方式，但是往往难于避免在扩散的过程中，施主元素和受主元素之间的交叉污染问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，该工艺通过在硅片的一面扩散施主元素或者受主元素时，在硅片的另一面使用掩模保护，从而经两次扩散后在硅片两面实现一面为n+扩散层、一面为p+扩散层的结构，避免了扩散过程中施主元素和受主元素之间的交叉污染问题，且该工艺简单实用。
为达到上述目的，本发明提供的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散工艺：选取预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成n+或p+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后再在扩散面上制备掩模，并在扩散面的另一面扩散受主元素或施主元素形成p+或n+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后在硅片的两面实现一面为n+、另一面为p+的扩散结构。
本发明还可作进一步改进为：一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散工艺，含下述步骤：
(1)选取预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，制成后去除另一面绕镀的掩模；
(2)在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成n+或p+扩散层，然后去除掩模及扩散时在硅片表面形成的掺杂玻璃；
(3)在步骤(2)形成的n+或p+扩散层表面制备掩模，制成后去除另一面绕镀的掩模；
(4)在步骤(3)制成的n+或p+扩散层的另一面即无掩模的一面进行受主元素或施主元素的扩散形成p+或n+扩散层，然后清洗除去掩模及掺杂玻璃，从而在硅片的两面实现一面为n+、一面为p+的扩散结构。
在上述步骤中：
步骤(1)中所述硅片的预处理含清洗硅片表面工序。
步骤(1)中所述的硅片可以选自p型硅片、n型硅片或本征型硅片。
步骤(1)和步骤(3)中所述的掩模的材质可以选自SiOx、SiNx、SiCx、SiOxNy或SiCxNy。
步骤(1)中和步骤(3)中所述的掩模的制备方式可以选自PECVD、磁控溅射、电子束蒸发或旋涂工艺。
步骤(2)中和步骤(4)中所述的施主元素可以选自磷、砷或锑，所述的受主元素可以选自硼、铝、镓或铟。
步骤(1)-步骤(4)中所述的掩模或掺杂玻璃的去除方式可以为采用HF酸浸泡去除，所述的HF的体积百分含量为1-20％。
采用本发明工艺制备的产品图请参阅附图1所示。
本发明的有益效果是：本发明在扩散工艺之前，使用PECVD、磁控溅射、电子束蒸发或者旋涂工艺，在硅片的一面制备掩模保护，从而避免了扩散过程中，扩散的施主元素和受主元素之间的交叉污染，以及由此带来的复合增加以及漏电的问题，是一种简单、实用的扩散工艺。
附图说明
图1是采用本发明的工艺制备的一面为n+、另一面为p+的扩散结构的硅片；
图2是具体实施方式中实施例1的工艺流程示意图；
图3是具体实施方式中实施例2的工艺流程示意图。
附图标记说明
1、硅片；2、掩模；3、p+扩散层；4、掺杂玻璃；5、n+扩散层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细的说明：
实施例1
如附图2所示，本实施例提供的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散工艺含以下步骤：
(a)选取电阻率为0.1-10Ω·cm的p型硅片1，然后清洗硅片表面；
(b)在硅片的一面制备一层掩模2；
掩模采用PECVD方法制备，掩模为SiOx薄膜，也可以采用溅射、电子束蒸发等方法制备，掩模还可以为SiNx、SiCx、SiOxNy或SiCxNy薄膜。
(c)在HF溶液中浸泡，HF溶液的体积百分含量为5％，去除另一面绕镀的掩模；
(d)扩散施主元素磷，在无掩模的一面形成n+扩散层5；
(e)在体积百分含量为5％的HF溶液中浸泡去除掩模及扩散过程中在硅片表面形成的掺杂玻璃4；
(f)在硅片的n+扩散层表面制备掩模2，掩模的制备方法同步骤(b)；
(g)在体积百分含量为5％的HF溶液中浸泡去除无掩模一面绕镀的掩模；
(h)扩散受主元素硼，在无掩模的一面形成p+扩散层3；
(i)在体积百分含量为5％的HF溶液中浸泡去除掩模及扩散过程在硅片表面形成的掺杂玻璃，即制备得一面为n+、另一面为p+的扩散结构。
实施例2
如附图3所示，本实施例提供的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散工艺含以下步骤：
(a)选取电阻率为0.1-10Ω·cm的n型硅片1，然后清洗硅片表面；
(b)在硅片的一面制备一层掩模2；
掩模可使用旋涂的方法制备，在硅片表面旋涂一层乳胶元，然后经烘干，形成一层SiO2掩模。
(c)在体积百分含量为5％的HF溶液中浸泡去除无掩模掩护的一面的绕镀层；
(d)扩散受主元素硼，在无掩模的一面形成p+扩散层3；
(e)在体积百分含量为5％的HF溶液中浸泡，去除掩模及扩散过程形成的掺杂玻璃4；
(f)在硅片的p+表面制备掩模2，掩模的制备方法同步骤(b)；
(g)在体积百分含量为5％的HF溶液中浸泡去除无掩模掩盖一面的绕镀层；
(h)扩散施主元素磷，在无掩模的一面形成n+扩散层5；
(i)在体积百分含量为5％的HF溶液中浸泡，去除掩模及扩散过程形成的掺杂玻璃即制备得在硅片的两面实现一面为p+、另一面为n+的扩散结构。
实施例3
本实施例提供的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散工艺，含下述步骤：
(1)选取经清洗等预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，制成后去除另一面绕镀的掩模；
(2)在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成n+或p+扩散层，然后去除掩模及扩散时在硅片表面形成的掺杂玻璃；
(3)在步骤(2)形成的n+或p+扩散层表面制备掩模，制成后去除另一面绕镀的掩模；
(4)在步骤(3)制成的n+或p+扩散层的另一面即无掩模的一面进行受主元素或施主元素的扩散形成p+或n+扩散层，然后清洗除去掩模及掺杂玻璃，从而实现一面为n+、一面为p+的扩散结构。
在上述步骤中：
步骤(1)中的硅片可以选自p型硅片、n型硅片或本征型硅片，若为p型硅片或者n型硅片，其电阻率可以为0.1-10Ω·cm。
步骤(1)和步骤(3)中掩模的材质可以选自SiOx、SiNx、SiCx、SiOxNy或SiCxNy。
步骤(1)中和步骤(3)中掩模的制备方式可以选自PECVD、磁控溅射、电子束蒸发或旋涂工艺等。
步骤(2)中和步骤(4)中的施主元素可以选自磷、砷或锑；受主元素可以选自硼、铝、镓或铟。
步骤(1)-步骤(4)中的掩模或掺杂玻璃的去除方式为采用体积百分含量为1-20％的HF酸浸泡去除。
以上列举的具体实施例是对本发明进行的说明。需要指出的是，以上实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明的提示做出的非本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，其特征在于：选取预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成n+或p+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后再在扩散面上制备掩模，并在扩散面的另一面扩散受主元素或施主元素形成p+或n+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后在硅片的两面实现一面为n+、另一面为p+的扩散结构。
2.根据权利要求1所述的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，其特征在于：含下述步骤：
(1)选取预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，制成后去除另一面绕镀的掩模；
(2)在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成n+或p+扩散层，然后去除掩模及扩散时在硅片表面形成的掺杂玻璃；
(3)在步骤(2)形成的n+或p+扩散层表面制备掩模，制成后去除另一面绕镀的掩模；
(4)在步骤(2)制成的n+或p+扩散层的另一面即无掩模的一面进行受主元素或施主元素的扩散形成p+或n+扩散层，然后清洗除去掩模及掺杂玻璃，从而在硅片的两面实现一面为n+、一面为p+的扩散结构。
3.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，其特征在于：步骤(1)中所述硅片的预处理含清洗硅片表面工序。
4.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，其特征在于：步骤(1)中所述的硅片为p型硅片、n型硅片或本征型硅片。
5.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，其特征在于：步骤(1)和步骤(3)中所述的掩模为SiOx、SiNx、SiCx、SiOxNy或SiCxNy薄膜。
6.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，其特征在于：步骤(1)中和步骤(3)中所述的掩模的制备方式为PECVD、磁控溅射、电子束蒸发或旋涂工艺。
7.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，其 特征在于：步骤(2)中和步骤(4)中所述的施主元素为磷、砷或锑，所述的受主元素为硼、铝、镓或铟。
8.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，其特征在于：步骤(1)-步骤(4)中所述的掩模或掺杂玻璃的去除方式为采用HF酸浸泡去除，所述的HF的体积百分含量为1-20％。
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