CN106206267A - 一种晶体硅片高方阻扩散方法 - Google Patents

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Abstract

一种晶体硅片高方阻扩散方法，包括低温沉积及高温沉积：（1）在低温沉积过程中，降低携磷源氮气流量，同时增加大氮流量；降低后的携磷源氮气流量最低值为500 sccm，增加后的大氮流量最低值为12.5 slm；（2）在高温沉积过程中，增加携磷源氮气流量，同时减少大氮流量；增加后的携磷源氮气流量最低值为1000 sccm，减少后的大氮流量最低值为12 slm；（3）增加低温沉积工艺的运行时间至最少5 min；同时减少高温沉积工艺的运行之间至最少1 min，通过本发明扩散的晶体硅电池片方阻可控，均匀性与电性能良好，实验证明，相对于现有工艺，该扩散方法制得的电池片，开路电压提升1~2 mV，短路电流提升25~30 mA，效率提升0.05%~0.1%，效果良好。

Description

一种晶体硅片高方阻扩散方法
技术领域：
本发明涉及一种晶体硅片高方阻扩散方法，该晶体硅片可用来制造太阳能电池片，属于太阳能电池领域。
背景技术：
目前，太阳能晶体硅电池片的生产流程一般分为制绒、扩散、刻蚀、镀膜及丝网印刷五个部分。其中扩散工序在整个流程过程中起到了至关重要的作用，工艺过程中，反应方程式主要包括以下四种：
5POCl3→3PCl5 + P2O5
4PCl5 +5O2→2P2O5 +10Cl2
4 POCl3 + 3O2→2P2O5+ 6Cl2
2P2O5 + 5Si→5SiO2 + 4P
行业内扩散工艺程序主要是沉积（预扩散或预沉积）-推进（主扩散或再分布）模式，沉积：在较低的温度下，采用恒定表面浓度扩散方式在硅片表面扩散一层杂质原子，其分布为余误差函数，目的在于控制扩散杂质总量；推进：将表面已沉积杂质的硅片在较高温度下扩散即为恒定掺杂总量扩散，其分布为高斯分布，目的是控制表面浓度和扩散深度。实际操作过程中，主要采用多次沉积-推进模式的循环，旨在调节PN结浓度及结深。
在降本增效的趋势下，扩散高方阻与丝网密栅配合被作为增效的有效途径之一,但现有的沉积推进工艺并没有有效扩散高方阻及与丝网密栅有效配合，因此，变相增加了成本，且扩散后硅片均匀性差，导致降低硅片性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶体硅片高方阻扩散方法，该方法在不增加扩散成本的前提下，通过同时调节沉积、推进过程的工艺时间及设定气体流量比，达到既定的方阻值，匹配丝网密栅，从而有效实现硅片均匀性，增加硅片性能。
为达到上述目的，本发明提供一种晶体硅片高方阻扩散方法，包括低温沉积及高温沉积：
（1）在低温沉积过程中，降低携磷源氮气流量，同时增加大氮流量；降低后的携磷源氮气流量最低值为500 sccm，增加后的大氮流量最低值为12.5 slm；
（2）在高温沉积过程中，增加携磷源氮气流量，同时减少大氮流量；增加后的携磷源氮气流量最低值为1000 sccm，减少后的大氮流量最低值为12 slm；
（3）增加低温沉积工艺的运行时间至最少5 min；同时减少高温沉积工艺的运行之间至最少1 min。
针对N次沉积-推进的现有扩散工艺，需修改参数的沉积-推进步数为1 ~ N。
利用本发明扩散方法扩散后的方阻可控制在80 Ω/□ ~ 110 Ω/□之间。
本发明的工作原理是：1、通过降低低温沉积过程中携磷源氮气流量，降低表面浓度，间接增加了氧气流量占比，使得表面氧化层更加均匀，磷可以均匀地扩散到硅片中，改善了扩散后晶体硅片的均匀性；增加高温沉积过程中携磷源氮气流量，弥补低温沉积阶段携磷源氮气流量的减少，同时通过控制该阶段携磷源氮气流量，限定扩散后方阻。2、针对高电阻率晶体硅片，通过增加低温沉积过程工艺时间，调节扩散后方阻；降低高温推进过程工艺时间，缩短结深。从而得到低表面浓度的浅结晶体硅片。
通过本发明扩散的晶体硅电池片方阻可控，均匀性与电性能良好，实验证明，相对于现有工艺，该扩散方法制得的电池片，开路电压提升1~ 2 mV，短路电流提升25 ~ 30 mA，效率提升0.05%~0.1%，效果良好，详见（表一）：
方阻 均匀性 Uoc(V) Isc(A) FF(%) Eff.(%)
实验组 93.85 3.94 0.6337 8.852 79.93 18.43%
对比组 83.07 4.04 0.6323 8.824 79.99 18.34%
（表一）。
具体实施方式
在现有工艺基础上，将第一步低温沉积过程中的携磷源氮气流量设定为500sccm，大氮流量设定为12.5 slm，第二步低温沉积过程中的携磷源氮气流量设定为600sccm，大氮流量设定为13.9slm；将第一步高温沉积过程中的携磷源氮气流量设定为1000sccm，大氮流量设定为12.1slm，第二步高温沉积过程中的携磷源氮气流量设定为1100sccm，大氮流量设定为12slm。将第一步低温沉积时间设定为5 min，第二步低温沉积时间增加8min；将第一步高温推进时间设定为1 min，第二步高温推进时间增加4 min。然后上片、执行上述工艺、下片。
以上描述了本发明的基本工艺和优点。对发明的具体实施方案进行了描述，但并未对本发明保护范围的限制，本行业的技术人员应该了解，上述实施例与说明中描述的只是本发明基本的操作步骤，不脱离发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种晶体硅片高方阻扩散方法，其特征在于包括低温沉积及高温沉积，步骤如下：
（1）在低温沉积过程中，降低携磷源氮气流量，同时增加大氮流量；降低后的携磷源氮气流量最低值为500 sccm，增加后的大氮流量最低值为12.5 slm；
在高温沉积过程中，增加携磷源氮气流量，同时减少大氮流量；增加后的携磷源氮气流量最低值为1000 sccm，减少后的大氮流量最低值为12 slm；
增加低温沉积工艺的运行时间至最少5 min；同时减少高温沉积工艺的运行之间至最少1 min。
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