CN104766909B - Pn结制作方法及太阳能电池片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PN结制作方法及太阳能电池片。该PN结制作方法包括：掺磷步骤，在810℃～870℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷。上述制作方法相对现有技术的低温扩散，会获得宽度较大的PN结，即获得较浅的磷扩散深度，故电流从结到电极处的距离减小，载流子在迁移过程中被复合几率降低，导致电极电流增大。同时伴随着磷扩散深度较浅，N型部分中的磷浓度逐渐变大，硅片表面的磷浓度则趋于一稳定值，即在此温度区间可以通过调整温度实现硅片表面磷浓度的变化，从而间接调控PN结产生的电极电流。由于PN结的结宽较大，即获得了较浅的磷扩散深度，在硅片表面与PN结之间的磷原子浓度增大，从而使PN结曲线较陡。
Description
技术领域
本发明涉及新能源，具体而言，涉及一种PN结制作方法及太阳能电池片。
背景技术
作为清洁环保的新能源，太阳能电池的应用越来越普及。目前，行业内普遍采用低温沉积，高温推进的方法来制作PN结。采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体基片上，在P型半导体和N型半导体结合后，由于N型区内电子很多空穴很少，而P型区内空穴很多电子很少，在他们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别。这样，N区的电子会扩散到P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行，达到平衡后，就形成了一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN结。
现有技术制备PN结的过程是将硅片放入扩散管后，先在较低温度下通入三氯氧磷和氧气，之后再升温，在高温状态下进行推进，之后降温，出舟。该种方法制备的PN结的结宽较窄，故硅片表面到结的距离较大即结深较大，引起硅片表面浓度较小且不稳定，不易控制。以结深为横轴，表面磷浓度为纵轴，现有技术中表面磷浓度—结深形成的直线较缓。综上所述，该方法形成的PN结曲线坡度较缓(此处的PN曲线表示N型半导体中磷浓度与结深的变化曲线)，且表面浓度不容易控制。
基于上述现有处理方法中的缺点，有必要提出一种新的PN结制备方法，可以使PN结曲线较陡，确保硅表面P浓度容易控制。
发明内容
本发明旨在提供一种PN结制作方法及太阳能电池片，以解决现有技术中硅表面磷浓度不易控制，PN结曲线较平缓的问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种PN结制作方法，该PN结制作方法包括：掺磷步骤，在810℃～870℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷。
进一步地，上述掺磷步骤中氧气的流量为500sccm～2000sccm，三氯氧磷的流量200sccm～1800sccm。
进一步地，上述氧气和三氯氧磷的通入时间为2min～8min。
进一步地，上述掺磷步骤之前，PN结制作方法还包括向硅片表面通入三氯氧磷以进行预掺磷的步骤。
进一步地，上述预掺磷步骤的温度为720℃～800℃，三氯氧磷的流量为200sccm～800sccm，通入时间为2min～10min。
进一步地，在上述预掺磷步骤之后，掺磷步骤之前，PN结制作方法还包括对硅片表面进行第一次推进的步骤。
进一步地，上述第一次推进时间为5min～18min。
进一步地，在上述掺磷步骤之后，PN结制作方法还包括对硅片表面进行第二次推进的步骤。
进一步地，上述第二次推进时间为3min～12min。
进一步地，在上述第二次推进步骤之后，PN结制作方法还包括向硅片表面通入三氯氧磷和氧气以进行补掺磷的步骤。
进一步地，上述补掺磷步骤中温度为750℃～810℃，三氯氧磷的流量为200sccm～1800sccm，氧气流量为500sccm～2000sccm，通入时间为5min～15min。
进一步地，在上述预掺磷步骤之前，PN结制作方法还包括向硅片表面通入氧气以进行钝化的步骤。
进一步地，上述钝化的步骤中钝化温度为720℃～800℃，氧气的流量为200sccm～1500sccm，通入时间为3min～15min。
根据本申请的另一方面，提供了一种太阳能电池片，具有PN结，该PN结采用上述的PN结制作方法制作而成
应用本发明的技术方案，硅片的表面磷浓度较易控制，得到PN结曲线较陡的硅片。在810℃～870℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，相对现有技术的低温扩散，会获得宽度较大的PN结，即获得较浅的磷扩散深度，故电流从结到电极处的距离减小，载流子在迁移过程中被复合几率降低，导致电极电流增大。同时伴随着磷扩散深度较浅，N型部分中的磷浓度逐渐变大，硅片表面的磷浓度则趋于一稳定值，即在此温度区间可以通过调整温度实现硅片表面磷浓度的变化，从而间接调控PN结产生的电极电流。正如上文所述，本发明中PN结的结宽较大，即获得了较浅的磷扩散深度，在硅片表面与PN结之间的磷原子浓度增大，从而使PN结曲线较陡。综上所述，在上述温度下可以实现PN结较高的光电转化率和较陡的PN结曲线，利于硅片表面磷浓度的控制，同时还可以通过控制硅片表面磷浓度调整光电转化率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例26和对比例2的PN结曲线对比示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明的实施例中的技术方案进行详细的说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术部分所介绍的，现有技术中存在PN结曲线坡度较缓，且表面浓度不容易控制的问题。为了解决这一问题，本发明提供了一种PN结制作方法，该方法包括：在810℃～870℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷的掺磷步骤。通过此方法比较容易控制硅片表面磷浓度并且使PN结曲线较陡。
上述三氯氧磷在810℃～870℃的高温下分解生成五氯化磷和五氧化二磷，其反应式如下：5POCl3＝P2O5+3PCl5，生成的五氧化二磷在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅和磷原子，其反应式如下：2P2O5+5Si＝5SiO2+4P，从以上反应中可看出，并没有充分利用中间产物五氯化磷，同时由于五氯化磷不易分解，并且对硅片表面有腐蚀作用，会破坏硅片表面状态。所以此时本申请通入的氧气会促使五氯化磷进一步分解为五氧化二磷，其反应式如下：4PCl5+5O2＝2P2O5+10Cl2，而五氧化二磷又会进一步与硅反应作用，生成二氧化硅和磷原子，从而获得了掺杂源磷原子，综上所述，在有氧气的存在可以充分利用三氯氧磷中的磷原子，使三氯氧磷发生热分解反应：2Si+2POCl3+O2＝2SiO2+2P+3Cl2，在硅片表面形成一层：磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散，使得PN结的宽度较大。此种扩散方法生产率较高，得到的PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点。
由上述分析可知，在810℃～870℃的温度下通入氧气和三氯氧磷，相对现有技术的低温扩散，会获得宽度较大的PN结，即获得较浅的磷扩散深度，故电流从结到电极处的距离减小，载流子在迁移过程中被复合几率降低，导致电极电流增大。同时伴随着磷扩散深度较浅，N型部分中的磷浓度逐渐变大，硅片表面的磷浓度则趋于一稳定值，即在此温度区间可以通过调整温度实现硅片表面磷浓度的变化，从而间接调控PN结产生的电流大小。正如上文所述，本发明中PN结的结宽较大，即获得了较浅的磷扩散深度，在硅片表面与PN结之间的磷原子浓度增大，从而使PN结曲线较陡。综上所述，在上述温度下可以实现PN结较高的光电转化率和较陡的PN结曲线，利于硅片表面磷浓度的控制，同时还可以通过控制硅片表面磷浓度调整光电转化率。如果温度过高，高于870℃甚至更高，可能会导致PN结宽度过大，P浓度的扩散深度可能会过浅，大大降低了N型部分中的磷浓度，反而导致电流减小，使PN结获得较差的光电转化率。
为了得到更理想的PN结宽度，优选上述掺P步骤中氧气的流量为500sccm～2000sccm，三氯氧磷的流量为200sccm～1800sccm，在此参数下可以获得较好的磷掺杂N型区。
氧气的通入量保持在500sccm～2000sccm，主要是考虑到可以使三氯氧磷热分解产物的中间产物五氯化磷充分反应生成五氧化二磷，从而继续与硅反应生成磷原子，即在综合考虑5POCl3＝P2O5+3PCl5与4PCl5+5O2＝2P2O5+10Cl2两个反应平衡的配比系数以及通入氧气时的正常损耗量三个因素后确定氧气的通入量为200sccm～1800sccm，进而得以更好地控制形成的磷-硅玻璃的磷硅比例进而控制PN结的宽度；另外，三氯氧磷的通入量保持在200sccm～1800sccm，为硅片表面提供给了充分的磷源，保证了N型部分中所需的负电荷浓度，如果三氯氧磷的通入量小于200sccm，可能会导致N型部分的电荷浓度过低，载流子过少，电极电流过小；而当三氯氧磷的通入量大于1800sccm时，N型部分中的电荷浓度可能过高或者三氯氧磷的浪费，电荷浓度过高时载流子在迁移过程中被复合几率提高，导致电极电流降低，所以在本发明中，最终确定三氯氧磷的通入量保持在200sccm～1800sccm。
更优选地，掺磷步骤中氧气和三氯氧磷的通入时间为2min～8min。通入时间在2min～8min可以使反应生成的磷原子充分扩散进入硅片表面，形成N型区。
在本申请一种优选的实施例中，掺磷步骤之前，上述PN结制作方法还包括预掺磷步骤，对硅片表面通入三氯氧磷。此步骤可以使硅片表面进行初步掺磷同时降低表面复合。
在掺磷步骤之前，先对硅片表面通入三氯氧磷，会发生如下反应：5POCl3＝P2O5+3PCl5和2P2O5+5Si＝5SiO2+4P，从以上两个反应可见不仅为硅片表面提供了掺杂原子磷源同时还生成了SiO2，即对表面进行了钝化处理。而对硅片表面进行钝化处理可以有效地降低半导体的表面活性，主要是通过饱和硅片表面的悬挂键使表面的复合速率降低，避免杂质在表面层的引入而形成复合中心，从而降低了少数载流子的表面复合速率，提高了有效少数载流子的寿命，即提高了硅片表面的有效寿命。而在现有技术中太阳能电池都会要求具有较高的质量比功率，这就要求在不降低现有功率的前提下降低现有太阳能电池的质量，即减小太阳能电池的厚度。而当硅片减薄时，硅片表面的有效寿命远远小于整个基体的有效寿命，即此时硅片的有效寿命可用表面有效寿命代替。同时此步骤中还对硅片表面进行了初步掺磷为下一步掺磷做铺垫，并且生成的五氯化磷还可以与石英管中的水蒸气发生如下反应：PCl5+4H2O＝5HCl+H3PO4，即少量的五氯化磷可以去除石英管中的水蒸气，为下一步掺磷提供了良好的环境。
优选地，上述预掺磷步骤的温度为720℃～800℃，三氯氧磷的流量为200sccm～800sccm，通入时间为2min～10min。在此参数下可以获得较好的预磷掺杂N型区。
将上述预掺磷步骤的温度设置为720℃～800℃，主要考虑到此温度下的磷浓度曲线较缓，会获得较窄的PN结，即磷扩散的深度较大，使大部分磷原子在N性部分内部，而不是停留在表面，形成悬挂键，提高了硅片表面的活性，导致大大降低了硅片表面的有效寿命，故在预掺磷阶段将温度设置在720℃～800℃可以有效的保证硅片表面的有效寿命。而此时的三氯氧磷的流量控制在200sccm～800sccm，主要是考虑到此时五氯化磷不宜过多，少量的五氯化磷可以有效的降低改善石英管中的环境降低水蒸气的含量，但是五氯化磷过多会导致过多的偏磷酸，使石英管内出现白色沉积物和粘滞液体，使石英舟容易粘在管道上，不易拉出。通入时间在2min～10min内会获得较好的预掺磷效果。
在本发明又一种优选的实施例中，在预掺磷步骤之后，掺磷步骤之前，上述PN结制作方法还包括第一次推进步骤，对硅片表面进行推进。
在对硅片表面进行预掺磷完成后，进一步在硅片表面进行推进步骤，可以加速磷原子在硅片表面的扩散使其尽可能的全部进入N型部分，降低硅片表面过多悬挂键的形成；而在掺磷步骤后进行推进步骤可以使提供的磷源尽可能的全部进入较浅的磷扩散N型区域，最大限度降低载流子在迁移过程中被复合的几率，提高电机电流。
优选地，第一次推进时间为5min～18min，此种条件下可以使推进效果达到最佳，推进是使扩散加速的一个过程，当推进达到一定时间后，硅片表面和N型区内的磷浓度均趋于稳定，继续的推进只会继续的增加工艺成本，故第一次推进时间为5min～18min，
本发明又一种优选的实施例中，在掺磷步骤之后，上述PN结制作方法还包括第二次推进步骤，对硅片表面进行推进。第二次推进步骤可以加快磷原子在硅片表面中的扩散。优选地，第二次推进时间为3min～12min。第二次推进时间为3min～12min可以使推进达到一个较好的效果的同时具有相对合理的生成成本。
在上述PN结制作过程，可能由于操作不当或者条件控制不严格，导致磷原子发生流失，为了弥补可能导致的磷原子流失，优选在第二次推进步骤之后，还包括补掺磷步骤，对硅片表面通入三氯氧磷和氧气。
在前两步掺磷步骤完成后，可以通过对硅片表面磷原子浓度的调控，定量估算N型内部的磷原子，从而确定N型区域内的磷原子的浓度是否达到所需的浓度标准，如果没有，则可以对硅片表面通入三氯氧磷和氧气，对硅片表面再次进行补掺磷步骤。
优选地，上述补掺磷步骤中温度为750℃～810℃，三氯氧磷的流量为200sccm～1800sccm，氧气流量为500sccm～2000sccm，通入时间为5min～15min。此种参数下可以获得较好的磷掺杂N型区。
正如上文所述的原因，三氯氧磷和氧气的通入量的考虑主要是利用过量的氧气使五氯化磷充分反应生成五氧化二磷，进而与硅发生反应生成磷原子，即充分利用三氯氧磷中提供的磷源。而此时温度设定为750℃～810℃，主要是考虑到硅片表面的磷浓度趋于稳定，故补掺磷步骤中主要是为了使磷原子更多的扩散至N型区域内，故将温度设定在较低的750℃～810℃温度区域内。而通入时间相对于掺磷步骤和预掺磷步骤也做了适当的延长，设为5min～15min，可使补掺磷步骤达到一个较好的效果。
在本发明又一种优选的实施例中，上述PN结制作方法在预掺磷步骤之前还包括钝化步骤，向硅片表面通入氧气。此步骤主要是对硅片表面进行钝化，延长硅片表面寿命。
正如上文提到的，对硅片表面进行钝化处理可以有效地降低半导体的表面活性，主要是通过饱和硅片表面的悬挂键使表面的复合速率降低，避免杂质在表面层的引入而形成复合中心，从而降低了少数载流子的表面复合速率，提高了有效少数载流子的寿命，即提高了硅片表面的有效寿命。而在现有技术中太阳能电池都会要求具有较高的质量比功率，这就要求在不降低现有功率的前提下降低现有太阳能电池的质量，即减小太阳能电池的厚度。而当硅片减薄时，硅片表面的有效寿命远远小于整个基体的有效寿命，即此时硅片的有效寿命可用表面有效寿命代替。综上所述，通过对硅片表面进行钝化处理有效的提高了硅片的有效寿命。
优选地，上述钝化步骤中钝化温度为720℃～800℃，氧气的流量为200sccm～1500sccm，通入时间为3min～15min。根据硅片的表面积确定氧气的流量、钝化温度和通入时间为上述所述，此状态下可以达到一个较好的钝化效果。
在本发明另一种典型的实施方式中，提供了一种太阳能电池片，具有PN结，该PN结采用上述的PN结制作方法制作而成。由于本申请制作得到的PN结的结宽较大，PN结曲线较陡，因此其中的硅片表面磷浓度比较容易控制，进而使得具有其的太阳能电池片的光电转换效率有所提高且易控。
以下将结合具体实施例和对比例进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
将制绒后的硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至810℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，其中氧气的流量是400sccm，三氯氧磷的流量是150sccm，通入时间设定为9min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例2
将制绒后的硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至870℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，其中氧气的流量是400sccm，三氯氧磷的流量是150sccm，通入时间设定为9min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例3
将制绒后的硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至850℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，其中氧气的流量是400sccm，三氯氧磷的流量是150sccm，通入时间设定为9min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例4
将制绒后的硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至850℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，其中氧气的流量是500sccm，三氯氧磷的流量是200sccm，通入时间设定为8min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例5
将制绒后的硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至850℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，其中氧气的流量是2000sccm，三氯氧磷的流量是1800sccm，通入时间设定为2min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例6
将制绒后的硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至850℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，其中氧气的流量是1000sccm，三氯氧磷的流量是1000sccm，通入时间设定为5min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例7
将制绒后的硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至700℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行掺磷步骤，将扩散管的温度调至850℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，其中氧气的通入量是1000sccm，三氯氧磷的通入量是1000sccm，通入时间为5min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例8
将制绒后的硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至720℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为200sccm，通入时间为10min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行掺磷步骤，将扩散管的温度调至850℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，其中氧气的通入量是1000sccm，三氯氧磷的通入量是1000sccm，通入时间为5min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例9
将制绒后的硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至800℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为800sccm，通入时间为2min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行掺磷步骤，将扩散管的温度调至850℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，其中氧气的通入量是1000sccm，三氯氧磷的通入量是1000sccm，通入时间为5min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例10
将制绒后的硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行掺磷步骤，将扩散管的温度调至850℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，其中氧气的通入量是1000sccm，三氯氧磷的通入量是1000sccm，通入时间为5min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例11
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为4min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例12
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为5min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例13
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为18min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例14
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例15
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，最后再对对硅片进行第二次推进，推进时间为2min。之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例16
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，最后再对对硅片进行第二次推进，推进时间为3min。之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例17
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，最后再对对硅片进行第二次推进，推进时间为2min。之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例18
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，最后再对对硅片进行第二次推进，推进时间为8min。之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例19
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，接着对硅片进行第二次推进，推进时间为8min，最后在第二次推进之后再对硅片表面进行一次补掺磷步骤，补掺磷的温度为700℃，通入的三氯氧磷的流量为150sccm，氧气的流量为450sccm，通入时间为20min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例20
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，接着对硅片进行第二次推进，推进时间为8min，最后在第二次推进之后再对硅片表面进行一次补掺磷步骤，补掺磷的温度为750℃，通入的三氯氧磷的流量为1800sccm，氧气的流量为2000sccm，通入时间为5min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例21
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，接着对硅片进行第二次推进，推进时间为8min，最后在第二次推进之后再对硅片表面进行一次补掺磷步骤，补掺磷的温度为810℃，通入的三氯氧磷的流量为200sccm，氧气的流量为500sccm，通入时间为15min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例22
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，接着对硅片进行第二次推进，推进时间为8min，最后在第二次推进之后再对硅片表面进行一次补掺磷步骤，补掺磷的温度为780℃，通入的三氯氧磷的流量为1000sccm，氧气的流量为1000sccm，通入时间为10min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例23
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至700℃，向硅片通入150sccm的氧气，通入时间为20min，对硅片表面进行钝化处理。之后再将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，接着对硅片进行第二次推进，推进时间为8min，最后在第二次推进之后再对硅片表面进行一次补掺磷步骤，补掺磷的温度为780℃，通入的三氯氧磷的流量为1000sccm，氧气流量为1000sccm，通入时间为10min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例24
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至720℃，向硅片通入200sccm的氧气，通入时间为15min，对硅片表面进行钝化处理。之后再将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，接着对硅片进行第二次推进，推进时间为8min，最后在第二次推进之后再对硅片表面进行一次补掺磷步骤，补掺磷的温度为780℃，通入的三氯氧磷的流量为1000sccm，氧气流量为1000sccm，通入时间为10min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例25
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至800℃，向硅片通入1500sccm的氧气，通入时间为3min，对硅片表面进行钝化处理。之后再将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，接着对硅片进行第二次推进，推进时间为8min，最后在第二次推进之后再对硅片表面进行一次补掺磷步骤，补掺磷的温度为780℃，通入的三氯氧磷的流量为1000sccm，氧气流量为1000sccm，通入时间为10min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
实施例26
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至750℃，向硅片通入800sccm的氧气，通入时间为10min，对硅片表面进行钝化处理。之后再将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为500sccm，通入时间为5min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为12min，然后将扩散管的温度调至850℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1000sccm，三氯氧磷的通入量为1000sccm，通入时间为5min，接着对硅片进行第二次推进，推进时间为8min，最后在第二次推进之后再对硅片表面进行一次补掺磷步骤，补掺磷的温度为780℃，通入的三氯氧磷的流量为1000sccm，氧气流量为1000sccm，通入时间为10min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
对比例1
将制绒后的硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至800℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，其中氧气的流量是400sccm，三氯氧磷的流量是150sccm，通入时间设定为9min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
对比例2
将硅片送入扩散管中，将扩散管的温度调至800℃，向硅片通入1500sccm的氧气，通入时间为15min，对硅片表面进行钝化处理。之后再将扩散管的温度调至750℃，向硅片表面通入三氯氧磷对硅片表面进行预掺磷步骤，其中三氯氧磷的通入量为800sccm，通入时间为10min。预掺磷步骤之后对硅片表面进行第一次推进，推进时间为18min，然后将扩散管的温度调至800℃，对硅片表面通入氧气和三氯氧磷进行掺磷步骤，其中氧气的通入量为1800sccm，三氯氧磷的通入量为1500sccm，通入时间为8min，接着对硅片进行第二次推进，推进时间为12min，最后在第二次推进之后再对硅片表面进行一次补掺磷步骤，补掺磷的温度为810℃，通入的三氯氧磷的流量为1800sccm，通入时间为15min，之后从扩散管中取出硅片得到PN结。
采用电化学浓度掺杂测试方法(ECV)方法测试实施例26以及对比例2得到的硅片的表面磷浓度，得到图1所示的PN结曲线；并采用IV测试设备测试各实施例和对比例的光电转换效率。
表1
从表1中的数据以看出，通过本发明的方法可以提高硅片的光电转换率，而且由图1可以看出，实施例26的结深较对比例2小，且实施例26的初始浓度较大，结束时的浓度较小，因此说明实施例26的PN结曲线的坡度较对比例2的坡度明显陡峭，进而表明通过本方法很容易控制硅片表面的磷浓度的变化。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种PN结制作方法，其特征在于，所述PN结制作方法包括依次进行的：
向硅片表面通入氧气以进行钝化的步骤，所述钝化的步骤中钝化温度为720℃～800℃，所述氧气的流量为200sccm～1500sccm，通入时间为3min～15min；
向所述硅片表面通入三氯氧磷以进行预掺磷的步骤，所述预掺磷步骤的温度为720℃～800℃，所述三氯氧磷的流量为200sccm～800sccm，通入时间为2min～10min；
对所述硅片表面进行第一次推进的步骤；
掺磷步骤，在810℃～870℃，向硅片表面通入氧气和三氯氧磷，所述掺磷步骤中所述氧气的流量为500sccm～2000sccm，所述三氯氧磷的流量200sccm～1800sccm；
对硅片表面进行第二次推进的步骤；以及
向硅片表面通入三氯氧磷和氧气以进行补掺磷的步骤，所述补掺磷步骤中温度为750℃～810℃，所述三氯氧磷的流量为200sccm～1800sccm，所述氧气流量为500sccm～2000sccm，通入时间为5min～15min。
2.根据权利要求1所述的PN结制作方法，其特征在于，所述掺磷步骤中，所述氧气和所述三氯氧磷的通入时间为2min～8min。
3.根据权利要求1所述的PN结制作方法，其特征在于，所述第一次推进时间为5min～18min。
4.根据权利要求1所述的PN结制作方法，其特征在于，所述第二次推进时间为3min～12min。
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| CN104766909A (zh) | 2015-07-08 |
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