CN103824899A - 一种晶体硅低表面浓度发射极的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶体硅低表面浓度发射极的实现方法，包括预氧化沉积、第一次沉积、第二次沉积、后处理和推进五个步骤，其中第一次沉积：在740～840℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，所述POCl3和O2气体流量比为1:1～12，所述N2流量为3～20slm，沉积1～20min，在预沉积的基础上沉积一层均匀的磷源层；第二次沉积：在760～860℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，所述POCl3和O2气体流量比为1:1～9，所述N2流量为3～30slm，沉积3～30min，在第一层磷源层上再沉积第二层均匀的磷源层。本发明有利于形成优良的低表面浓度发射极，且成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶体硅发射极的实现方法，具体涉及一种晶体硅低表面浓度发射极的实现方法。
背景技术
目前，随着光伏行业竞争的日益激烈和市场对高品质光伏产品的迫切要求，提升太阳电池效率，成为了太阳电池技术革新的首要任务。一种在常规电池技术的基础上改良的低表面浓度发射极制作技术已经受到业内的广泛重视，而且在部分技术领先的企业中推广应用，并产生很好的经济效益和社会效益。
低表面浓度发射极电池技术的核心是低表面浓度发射极的制备，与常规发射极结构相比，低表面浓度发射极具有表面浓度低和结深略深的特点，且能在保持近表面浓度梯度不减小的情况下，延长1×1019 < N <3×1019 /cm3浓度区域的宽度，可在一定程度上减小俄歇复合，增加开路电压。藉此，一方面降低表面浓度，以降低发射极区域复合和发射极饱和暗电流，提升开路电压和短路电流；另一方面结深和表面浓度的调整空间大，更容易通过平衡短路电流和填充因子获得效率提升。而现有扩散工艺结构通常采用一步沉积，难以实现此发射极形貌的匹配。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种晶体硅太阳电池低表面浓度发射极的实现方法，有利于形成优良的低表面浓度发射极，且成本低。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种晶体硅低表面浓度发射极的实现方法，其特征在于，包括预氧化沉积、第一次沉积、第二次沉积、后处理和推进五个步骤，具体步骤如下：
（1）预氧化沉积：在750～830℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，所述POCl3和N2气体流量比为1:3～25；所述O2流量为300～3000sccm，预沉积1～20min，在已清洗制绒的硅片表面沉积一层磷硅玻璃层；
（2）第一次沉积：在740～840℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，所述POCl3和O2气体流量比为1:1～12，所述N2流量为3～20slm，沉积1～20min，在预沉积的基础上沉积一层均匀的磷源层；
（3）第二次沉积：在760～860℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，所述POCl3和O2气体流量比为1:1～9，所述N2流量为3～30slm，沉积3～30min，在第一层磷源层上再沉积第二层均匀的磷源层；
（4）后处理：在760～860℃条件下，通入反应气体N2和O2，所述O2流量为100～8000sccm，所述N2流量为3～30slm，持续时间为1～20min，形成扩散推进缓冲层；
（5）推进：在800～900℃条件下，通入反应气体N2和O2，所述O2流量为30～6000sccm，持续时间为6～60min，形成低表面浓度发射极。
作为一种优选，在步骤（1）预氧化沉积中，所述磷硅玻璃层的厚度为2～30nm，所述硅片发射极的表面磷原子浓度为6×1020～8×1021/cm3。
作为一种优选，在步骤（5）推进中，所述低表面浓度发射极的表面磷原子浓度为2×1019～6×1020/cm3，掺杂深度为150nm～750nm。
本发明的有益效果是: 本发明在不进行设备改造的条件下，通过氧气、氮气以及三氯氧磷气体流量的变化，辅以温度及时间的控制，将沉积分为两次，以实现对表面浓度的控制；再通过高温推进步骤中对氧气流量和温度的控制，来实现合适的结深。从而易于调制出理想的低表面浓度发射极，并且具有良好的片内及片间的方阻均匀性。
附图说明
图1为本发明实施例PN结形貌和常规扩散工艺PN结形貌对比的示意图。
具体实施方式
实施例1：一种晶体硅低表面浓度发射极的实现方法，p型硅衬底经常规工艺进行硅片清洗、制绒后进行预氧化沉积、第一次沉积、第二次沉积、后处理和推进五个步骤，形成晶体硅低表面浓度发射极，具体步骤如下：
（1）预氧化沉积：在765℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，其中POCl3流量为600sccm，O2流量为1300sccm，N2流量为12sccm，；预沉积10min，在已清洗制绒的硅片表面沉积一层磷硅玻璃层，硅片发射极的表面磷原子浓度为6×1020～8×1021/cm3。该磷硅玻璃层厚度为10nm。
（2）第一次沉积：在785℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，其中POCl3流量为900sccm，O2流量为350sccm，N2流量为9slm，沉积6min，在预沉积的基础上沉积一层均匀的磷源层；
（3）第二次沉积：在820℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，其中POCl3流量为1300sccm，O2流量为800sccm，N2流量为12slm，沉积18min，在第一层磷源层上再沉积第二层均匀的磷源层；
（4）后处理：在830℃条件下，通入反应气体N2和O2，其中O2流量为1500sccm，N2流量为12slm，持续时间为4min，形成扩散推进缓冲层；
（5）推进：在830℃条件下，通入反应气体N2和O2，所述O2流量为2000sccm，N2流量为15slm，时间为30min，形成低表面浓度发射极。所述低表面浓度发射极的表面磷原子浓度为2×1020/cm3，掺杂深度为450nm。
实施例2：一种晶体硅低表面浓度发射极的实现方法，p型硅衬底经常规工艺进行硅片清洗、制绒后进行预氧化沉积、第一次沉积、第二次沉积、后处理和推进五个步骤，形成晶体硅低表面浓度发射极，具体步骤如下：
（1）预氧化沉积：在775℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，其中POCl3流量为600sccm，O2流量为1300sccm，N2流量为12sccm；预沉积10min，在已清洗制绒的硅片表面沉积一层磷硅玻璃层，硅片发射极的表面磷原子浓度为6×1020～8×1021/cm3。该磷硅玻璃层厚度为10nm。
（2）第一次沉积：在795℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，其中POCl3流量为750sccm，O2流量为300sccm，N2流量为9.5slm，沉积5min，在预沉积的基础上沉积一层均匀的磷源层；
（3）第二次沉积：在830℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，其中POCl3流量为1400sccm，O2流量为850sccm，N2流量为12slm，沉积16min，在第一层磷源层上再沉积第二层均匀的磷源层；
（4）后处理：在835℃条件下，通入反应气体N2和O2，其中O2流量为2000sccm，N2流量为12slm，持续时间为4min，形成扩散推进缓冲层；
（5）推进：在850℃条件下，通入反应气体N2和O2，所述O2流量为4500sccm，N2流量为12slm，时间为45min，形成低表面浓度发射极。所述低表面浓度发射极的表面磷原子浓度为9×1019/cm3，掺杂深度为550nm。
Claims (3)
1.一种晶体硅低表面浓度发射极的实现方法，其特征在于，包括预氧化沉积、第一次沉积、第二次沉积、后处理和推进五个步骤，具体步骤如下：
（1）预氧化沉积：在750～830℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，所述POCl3和N2气体流量比为1:3～25；所述O2流量为300～3000sccm，预沉积1～20min，在已清洗制绒的硅片表面沉积一层磷硅玻璃层；
（2）第一次沉积：在740～840℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，所述POCl3和O2气体流量比为1:1～12，所述N2流量为3～20slm，沉积1～20min，在预沉积的基础上沉积一层均匀的磷源层；
（3）第二次沉积：在760～860℃条件下，通入反应气体POCl3、N2和O2，所述POCl3和O2气体流量比为1:1～9，所述N2流量为3～30slm，沉积3～30min，在第一层磷源层上再沉积第二层均匀的磷源层；
（4）后处理：在760～860℃条件下，通入反应气体N2和O2，所述O2流量为100～8000sccm，所述N2流量为3～30slm，持续时间为1～20min，形成扩散推进缓冲层；
（5）推进：在800～900℃条件下，通入反应气体N2和O2，所述O2流量为30～6000sccm，持续时间为6～60min，形成低表面浓度发射极。
2.根据权利要求1所述的一种晶体硅低表面浓度发射极的实现方法，其特征在于：在步骤（1）预氧化沉积中，所述磷硅玻璃层的厚度为2～30nm，所述硅片发射极的表面磷原子浓度为6×1020～8×1021/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种晶体硅低表面浓度发射极的实现方法，其特征在于：在步骤（5）推进中，所述低表面浓度发射极的表面磷原子浓度为2×1019～6×1020/cm3，掺杂深度为150nm～750nm。
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