CN106206847A - 一种基于低压扩散炉的超低浓度POCl3高温扩散方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于低压扩散炉的超低浓度POCl3高温扩散方法，包括以下步骤：(1)进舟；(2)磷沉积；(3)升温推结；(4)降温氧化；(5)出舟。奔放买那个针对现有扩散工艺所存在的技术缺陷，从载气用量、方阻均匀性、稳定性等方面综合考虑，优化了整个扩散工艺，在50～100mBar低压环境下，采用低温沉积、高温分步无氧推进方式，实现了超低POCL3浓度的磷扩散，POCl3浓度只有常规工艺的10％，本发明具有载气用量少、方阻、结深均匀性好、表面死层少等特性，能够明显的提升电池片的开路电压Uoc，降低载气用量和工艺运行时间，保证方阻均匀性、稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池片制备领域，尤其是涉及一种基于低压扩散炉的超低浓度POCl3高温扩散方法。
背景技术
扩散工艺作为晶体硅太阳能电池生产工艺中的核心技术，是制作PN结的重要环节。要想制作出理想的PN结，均匀的PN结，我们就必须对扩散工艺进行深入的研究和改善，因为PN结的质量对电池转换效率的高低，具有最重要的影响。扩散炉技术的发展在很大程度上也影响着晶体硅太阳能电池技术的进步，因此，国内外目前对扩散均匀性的研究，主要体现在对扩散炉技术的改进方面。
扩散工艺的改进可以提高方阻的均匀性及太阳能电池的转换效率。目前，主要有背接触、选择性发射结等扩散方法，但是这些工艺在对准的问题上，都要求有很高的精确度，这种高要求也就大大增加了制备太阳能电池的成本和制作难度，对于大规模生产，是耗时耗材的方法。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的扩散工艺所存在的上述问题，提供了一种基于低压扩散炉的超低浓度POCl3高温扩散方法，在50～100mBar低压环境下，采用低温沉积、高温分步无氧推进方式，实现了超低POCl3浓度的磷扩散，载气用量少、方阻、结深均匀性好、表面死层少等特性，能够明显的提升电池片的开路电压Uoc。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种基于低压扩散炉的超低浓度POCl3高温扩散方法，包括以下步骤：
(1)进舟：将制绒后的硅片的送入扩散炉，待扩散炉升温至700～800℃后，通入氧气和大氮进行预氧化，预氧化时间控制在5～20min；
(2)磷沉积：调整扩散炉内温度为700～800℃，在低压条件下通入携带磷源的小氮、大氮和氧气进行沉积，时间为8～20min；
(3)升温推结：在低压条件下，分别在温度800～840℃和温度840～860℃各进行一次推结，携带大氮，时间为10～20min；
(4)降温氧化：降温至700～800℃，通入大氮和氧气进行氧化，时间为8～20min；
(5)出舟：停止升温，降温后出舟。
作为优选，步骤(1)中，氧气的流量为200～1000sccm，大氮的流量为800～2000sccm，炉内压力为50～100mbar；
作为优选，步骤(2)中，低压条件下为压力50～100mbar，POCl3流量20～100sccm，小氮的流量为50～100sccm，大氮的流量为500～1000sccm，氧气的流量为100～500sccm。
作为优选，步骤(3)中，低压条件下为压力1bar，大氮的流量为5000～10000sccm。
作为优选，步骤(4)中大氮的流量为5000～10000sccm，氧气的流量为500～5000sccm。
因此，本发明具有如下有益效果：针对现有扩散工艺所存在的技术缺陷，从载气用量、方阻均匀性、稳定性等方面综合考虑，优化了整个扩散工艺，在50～100mBar低压环境下，采用低温沉积、高温分步无氧推进方式，实现了超低POCL3浓度的磷扩散，POCl3浓度只有常规工艺的10％，本发明具有载气用量少、方阻、结深均匀性好、表面死层少等特性，能够明显的提升电池片的开路电压Uoc，降低载气用量和工艺运行时间，保证方阻均匀性、稳定性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
(1)进舟：将制绒后的硅片(多晶硅片)的送入扩散炉，待扩散炉升温至700℃后，通入氧气和大氮进行预氧化，预氧化时间控制在5min，氧气的流量为 200sccm，大氮的流量为800sccm，炉内压力为50mbar；
(2)磷沉积：调整扩散炉内温度为700℃，在低压条件下通入携带磷源的小氮、大氮和氧气进行沉积，时间为8min，低压条件下为压力50mbar，POCl3流量20sccm,小氮的流量为50sccm，大氮的流量为500sccm，氧气的流量为100sccm；
(3)升温推结：在低压条件下，分别在温度800℃和温度840℃各进行一次推结，携带大氮，时间为10min，低压条件下为压力1bar，大氮的流量为5000sccm；
(4)降温氧化：降温至700℃，通入大氮和氧气进行氧化，时间为8min，大氮的流量为5000sccm，氧气的流量为500sccm；
(5)出舟：停止升温，降温后出舟。
实施例2
(1)进舟：将制绒后的硅片(M2单晶硅片)的送入扩散炉，待扩散炉升温至750℃后，通入氧气和大氮进行预氧化，预氧化时间控制在10min，氧气的流量为800sccm，大氮的流量为1000sccm，炉内压力为80mbar；
(2)磷沉积：调整扩散炉内温度为760℃，在低压条件下通入携带磷源的小氮、大氮和氧气进行沉积，时间为15min，低压条件下为压力80mbar，POCl3流量30sccm，小氮的流量为70sccm，大氮的流量为700sccm，氧气的流量为200sccm；
(3)升温推结：在低压条件下，分别在温度820℃和温度850℃各进行一次推结，携带大氮，时间为15min，低压条件下为压力1bar，大氮的流量为90000sccm；
(4)降温氧化：降温至760℃，通入大氮和氧气进行氧化，时间为15min，大氮的流量为9000sccm，氧气的流量为1000sccm；
(5)出舟：停止升温，降温后出舟。
实施例3
(1)进舟：将制绒后的硅片(M2单晶硅片)的送入扩散炉，待扩散炉升 温至800℃后，通入氧气和大氮进行预氧化，预氧化时间控制在20min，氧气的流量为1000sccm，大氮的流量为2000sccm，炉内压力为100mbar；
(2)磷沉积：调整扩散炉内温度为800℃，在低压条件下通入携带磷源的小氮、大氮和氧气进行沉积，时间为20min，低压条件下为压力100mbar，POCl3流量100sccm,小氮的流量为100sccm，大氮的流量为1000sccm，氧气的流量为500sccm；
(3)升温推结：在低压条件下，分别在温度840℃和温度860℃各进行一次推结，携带大氮，时间为20min，低压条件下为压力1bar，大氮的流量为10000sccm；
(4)降温氧化：降温至800℃，通入大氮和氧气进行氧化，时间为20min，大氮的流量为10000sccm，氧气的流量为5000sccm；
(5)出舟：停止升温，降温后出舟。
对于上述实施例制得的硅片，利用四探针测试方阻值，测试结果如表1所示：
表1各实施例制得的硅片测试方阻值
由表1可知，通过本发明制得的硅片方阻均匀性、稳定性好。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (5)
1.一种基于低压扩散炉的超低浓度POCl3高温扩散方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)进舟：将制绒后的硅片的送入扩散炉，待扩散炉升温至700～800℃后，通入氧气和大氮进行预氧化，预氧化时间控制在5～20min；
(2)磷沉积：调整扩散炉内温度为700～800℃，在低压条件下通入携带磷源的小氮、大氮和氧气进行沉积，时间为8～20min；
(3)升温推结：在低压条件下，分别在温度800～840℃和温度840～860℃各进行一次推结，携带大氮，时间为10～20min；
(4)降温氧化：降温至700～800℃，通入大氮和氧气进行氧化，时间为8～20min；
(5)出舟：停止升温，降温后出舟。
2.根据权利要求1所述的一种基于低压扩散炉的超低浓度POCl3高温扩散方法，其特征在于，步骤(1)中，氧气的流量为200～1000sccm，大氮的流量为800～2000sccm，炉内压力为50～100mbar。
3.根据权利要求1所述的一种基于低压扩散炉的超低浓度POCl3高温扩散方法，其特征在于，步骤(2)中，低压条件下为压力50～100mbar，POCl3流量20～100sccm，小氮的流量为50～100sccm，大氮的流量为500～1000sccm，氧气的流量为100～500sccm。
4.根据权利要求1所述的一种基于低压扩散炉的超低浓度POCl3高温扩散方法，其特征在于，步骤(3)中，低压条件下为压力1bar，大氮的流量为5000～10000sccm。
5.根据权利要求1所述的一种基于低压扩散炉的超低浓度POCl3高温扩散方法，其特征在于，步骤(4)中大氮的流量为5000～10000sccm，氧气的流量为500～5000sccm。
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