CN110777362A - 用于太阳能电池的化学气相沉积设备 - Google Patents

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李贤镐
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Abstract

本发明提供用于太阳能电池的化学气相沉积设备。提供了一种化学气相沉积CVD设备，该CVD设备包括：室，该室具有内空间，多个硅晶圆以直立位置布置在室的内空间中；和多个喷头，所述多个喷头被构造为朝向多个晶圆的各侧边缘喷射由硅沉积气体和杂质气体组成的混合气体。所述多个喷头可以布置在所述多个硅晶圆的两侧处。

Description

用于太阳能电池的化学气相沉积设备
技术领域
本发明涉及用于太阳能电池的化学气相沉积设备及其沉积方法。
背景技术
因为预计诸如石油或煤炭的常规能源将耗尽，所以目前对代替现有能源的替代能源的关注增长。其中，太阳能电池由太阳能产生电能，并且由于其丰富的能源、无环境污染而备受关注。
典型的太阳能电池包括：基板，该基板由不同导电类型(诸如p型和n型)的半导体制成；发射极层；以及电极，这些电极分别连接到基板和发射极层。此时，在基板与发射极层之间的界面上形成p-n结。
如果光入射在太阳能电池上，则在半导体中生成多个电子-空穴对，并且所生成的电子-空穴对被分成电子和空穴。电子和空穴移动到n型和p型半导体，例如，发射极层和基板，并且由电连接到基板和发射极层的电极收集。电极通过线连接，以获得电力。
近来，为了改善太阳能电池的开路电压(VOC)，正在开发基于硅沉积结构的太阳能电池，该硅沉积结构在其硅半导体基板表面上含有杂质。
然而，为了使基于前面提及结构的太阳能电池获得期望的效率和开路电压，沉积在太阳能电池表面上的多晶硅层的厚度必须均匀。
然而，如果杂质气体当在太阳能电池的半导体基板的表面上沉积含有杂质的多晶硅层时不均匀地分布，则半导体基板上的多晶硅层的沉积速率在硅基板上局部地不同，在半导体基板上沉积的多晶硅层的厚度变得不均匀，从而可能降低太阳能电池的效率或者无法与期望一样多地实现效率和开路电压。
发明内容
本发明提供了能够改善在半导体基板表面上含有杂质的多晶硅层的厚度的均匀性的、用于沉积用于太阳能电池的掺杂多晶硅层的化学气相沉积设备；以及用于驱动该设备的沉积方法。
根据本发明的一个实施方式的一种用于太阳能电池的化学气相沉积设备，该化学气相沉积设备用于沉积掺杂多晶硅层，所述化学气相沉积设备包括：室，该室具有内空间，多个硅晶圆竖直地布置在所述室的所述内空间中；和多个喷头，所述多个喷头被构造为朝向所述多个晶圆的侧边缘喷射由硅沉积气体和杂质气体组成的混合气体。
所述多个喷头可以布置在所述多个硅晶圆的两侧处。
所述多个喷头中的每一个喷头可以具有喷射所述混合气体的多个孔。
该CVD设备还可以包括流量控制单元，该流量控制单元用于分别控制所述硅沉积气体和所述杂质气体的流量，并且将所述混合气体供给到所述多个喷头。
所述流量控制单元可以将没有所述杂质气体的所述硅沉积气体选择性地供给到所述多个喷头。
所述内空间可以沿第一方向伸长，能够供所述多个晶圆进入和离开的门可以沿着所述第一方向安装在所述室的前侧处，能够供气体逸散的通风口可以沿着所述第一方向安装在所述室的后侧处，并且所述多个喷头可以位于室壁与所述多个晶圆的侧边缘之间。
所述多个喷头中的每一个喷头可以沿所述第一方向从所述室的外部延伸到内部，并且连接到供给所述混合气体的管，其中，所述管没有孔。
所述多个喷头中的每一个喷头可以连接到所述管的末端，并且可以围绕所述多个硅晶圆沿着所述室的壁面沿与所述第一方向相交的第二方向伸长。
所述多个喷头中的每一个喷头可以从所述管的末端沿着室的壁面在第二方向上具有圆形形状，并且所述多个孔可以被设置为在所述多个喷头中的每一个喷头的纵向上彼此分离。
所述多个孔的开口方向可以从所述多个喷头中的每一个喷头的表面指向室的内空间的中心。
所述喷头的末端可以定位为沿着室体的壁面靠近管的末端。
所述CVD设备还可以包括舟，该舟布置在室中并沿所述第一方向伸长。所述多个硅晶圆可以竖直布置并沿水平方向排布在舟中。
这里，所述多个喷头可以包括：第一子喷头，该第一子喷头将混合气体喷射在与门侧相邻的、舟的前部上；第二子喷头，该第二子喷头将混合气体喷射在舟的中央部上；以及第三子喷头，该第三子喷头将混合气体喷射在与通风口相邻的、舟的后部上。
根据本发明的一个实施方式的一种沉积方法可以包括以下步骤：将多个晶圆竖直放置在CVD设备的室中；以及通过从多个喷头朝向多个硅晶圆的侧边缘喷射由硅沉积气体和杂质气体组成的混合气体，在所述多个硅晶圆中的每一个硅晶圆上沉积掺杂的多晶硅层。
根据本发明的一个实施方式的沉积方法还可以包括以下步骤：通过喷射没有杂质气体的硅沉积气体沉积未掺杂的多晶硅层。
根据本发明的一个实施方式的沉积方法还可以包括用于激活掺杂的多晶硅层的杂质的热处理工程，并且未掺杂的多晶硅层可以掺杂有掺杂的晶体硅层的杂质。
当沉积掺杂的多晶硅层时，可以调节硅沉积气体和杂质气体的流量，以便以适当的比例混合硅沉积气体和杂质气体，并且硅沉积气体和杂质气体可以同时供给到多个喷头。
掺杂的多晶硅层的沉积温度可以低于未掺杂的多晶硅层的沉积温度。
掺杂的多晶硅层的厚度可以小于未掺杂的多晶硅层的厚度。
根据本发明的一个实施方式的沉积方法可以包括以下步骤：将多个晶圆竖直放置在CVD设备的室中；通过从喷头向多个晶圆的侧边缘喷射硅沉积气体，在所述多个晶圆中的每一个晶圆上沉积第一未掺杂的多晶硅层；通过从喷头朝向所述多个晶圆的侧边缘喷射由硅沉积气体和杂质气体组成的混合气体，在第一未掺杂多晶硅层上沉积掺杂的多晶硅层；以及通过从喷头向所述多个晶圆的侧边缘喷射硅沉积气体，在掺杂的多晶硅层上沉积第二未掺杂的多晶硅层。
根据本发明的一个实施方式的沉积方法还可以包括用于激活掺杂的多晶硅层的杂质的热处理工程，并且第一和第二未掺杂的多晶硅层可以掺杂有掺杂的晶体硅层的杂质。
所述多个晶圆中的每一个晶圆竖直加载在舟上而被加载到室中。
附图说明
图1和图2例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第一实施方式。
图3例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第二实施方式。
图4例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第三实施方式。
图5和图6例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第四实施方式。
图7例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第五实施方式。
图8至图10例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第六实施方式。
图11例示了根据本发明的一个示例的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的效果。
图12例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第七实施方式。
图13例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第八实施方式。
图14例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第九实施方式。
图15例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第十实施方式。
图16至图17例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第十一实施方式。
图18例示了通过使用本发明的沉积设备形成的太阳能电池的一个示例。
图19例示了用于制造图18的太阳能电池的方法的一个示例。
图20例示了在用于制造图19所例示的太阳能电池的过程中采用根据本发明的一个示例的沉积设备的过程。
图21例示了当在用于制造太阳能电池的过程中使用根据本发明的一个示例的沉积设备时的温度变化。
图22例示了当在用于制造太阳能电池的过程中使用根据本发明的一个示例的沉积设备时的所喷射硅沉积气体和杂质气体的流量。
图23例示了通过使用本发明的沉积设备形成的太阳能电池的另一个示例。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式，使得本发明所属领域的技术人员可以容易地应用本发明。然而，本发明可以以各种其他形式来实现，并且不限于在本文献中描述的特定实施方式。而且，为了不模糊地描述本发明，已经省略了与本发明的描述无关的那些元件，并且贯穿文档，类似的元件被给予类似的附图标记。
为了清楚地例示各种层和区域，在对应图中放大各元件的厚度。如果说诸如层、膜、区域或板的零件位于不同元件“上”，则不仅指零件“直接”在不同零件“上”的情况，还指第三元件位于两个零件之间的情况。另一方面，如果说零件“直接”位于不同零件“上”，则指在两个零件之间没有其他零件。另外，如果说零件形成在不同零件“的整个上方”，则指该零件形成在不同零件的整个表面(或前表面)上方的情况，还指零件不形成在一些边界区域上方的情况。
而且，在下文中，考虑到工艺误差，如果说一些构成元件的厚度、宽度或长度彼此相同，则指某一第一构成元件的厚度、宽度或长度在与另一个第二构成元件的厚度、宽度或长度相比时落入10％的误差容差内。
图1和图2例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第一实施方式。
在图1中，(a)例示了从侧面观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图，并且在图1中，(b)例示了从正面观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图。
图2旨在例示安装在用于太阳能电池的化学气相沉积设备内的喷头40，其中，图2的(a)例示了当从化学气相沉积设备的中心观察时的喷头40，并且图2的(b)例示了喷头40的立体图的一部分。
如图1和图2所示，根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备装配有室10和喷头40。
如图1的(a)所示，室可以包括在水平方向(x)上伸长的内空间和形成封闭空间的壁，并且在该内空间中布置有多个硅晶圆110。水平方向是第一方向。
更具体地，如图1的(a)和(b)所示，室10可以在水平方向(x)上伸长；并且可以在水平方向(x)上在室10的前部安装有门，并且在水平方向(x)上在室10的后部安装有通风口30和真空泵31。
多个硅晶圆110可以布置在舟100内，舟100在室10内部沿水平方向(x)延伸，并且用于太阳能电池的硅晶圆110可以布置在舟100内而经由门20加载到室10或从室10卸载。
如图1的(a)所示，多个硅晶圆110可以通过定位在与沿水平方向(x)伸长的舟100水平(x)分离的直立位置(z)中，来布置在室10的内空间中。
因此，如图1的(a)所示，多个硅晶圆110可以通过与舟100水平地分离来布置在舟100内，使得多个硅晶圆110的表面沿水平方向(x)面向门20或通风口30。
上面提及的在舟100内布置多个硅晶圆的结构可以显著增加上面可以一下子沉积多晶硅层的硅晶圆110的数量。
作为一个示例，在除了用于太阳能电池的半导体工艺之外的普通半导体制造工艺中，上面可以同时沉积特定层的硅晶圆110的数量至多在从100至200的范围内；然而，当硅晶圆110如图1所示的以它们的直立位置布置在舟100内时，可以同时沉积多晶硅层的硅晶圆110的数量增加到多达800至1000。
而且，虽然图1例示了仅一个舟100加载到室10中的情况，但舟100的数量可以是多个。
而且，虽然图1例示了舟100在室10内部沿水平方向(x)伸长的情况，但还可以的是舟100在室10内部沿竖直方向(z)延伸，同时舟100被置于直立位置中。
这里，当保持多个硅晶圆110的舟100被加载并布置在室10内部时，在室10内部与门20相邻的水平方向(x)上的、舟100的端部可以被定义为舟100的前部，在水平方向(x)上与通风口30相邻的、舟100的端部可以被定义为舟100的后部，并且在前部与后部之间的、舟100的部分可以被定义为中央部。
而且，安装在室10的后部中的通风口30和真空泵31可以将借助喷头40喷射的气体排放到室10的外部。
喷头40可以执行喷射由硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)组成的混合气体(G1+G2)的功能，G1朝向多个硅晶圆110的侧面沉积多晶硅层，G2掺杂在所沉积的多晶硅层内。
为此，喷头40可以固定在室10内部并且可以具有孔41，这些孔喷射由硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)组成的混合气体(G1+G2)，G1在多个硅晶圆110的各表面上沉积多晶硅层，G2掺杂在所沉积的多晶硅层内。
因此，喷头40可以位于室10和多个硅晶圆110之间，并且朝向多个硅晶圆110的侧面喷射混合气体(G1+G2)。
更具体地，喷头40可以沿水平方向(x)从室10的外部延伸到内部，并且连接到供应混合气体(G1+G2)的管P40。这里，管P40不需要具有孔41。
这里，喷头40可以连接到管P40的末端，并且在多个硅晶圆110周围沿着室10的壁面沿与水平方向(x)相交的竖直方向(z)伸长。竖直方向是第二方向。喷头40从管P40的末端沿着室10的壁面在竖直方向(z)上具有圆形形状。
换句话说，如图1的(b)所示，喷头40可以围绕室10的内空间的中心沿着室10的壁面伸长，以形成圆管形状。
如上所述，可以通过沿着喷头40的纵向彼此分离来设置多个孔41。此时，多个孔41的开口方向可以从喷头的表面指向室10的内空间的中心。然而，本发明不必限于特定的布置，而是还可行的是第一孔41的开口指向为朝向室10的前表面或后表面稍微位移。
而且，喷头40的端部可以定位为沿着室的壁面靠近管P40的末端或者可以被阻塞。
如上所述，因为喷头40沿着室10的壁面以圆形形状安装，并且朝向半导体晶圆110的侧面喷射混合气体(G1+G2)，所以混合气体(G1+G2)可以更均匀地沉积在半导体晶圆110的前表面或后表面上。
这里，喷头40的直径W40可以形成为在从3mm至7mm的范围内。
而且，在喷头40中安装的孔41之间的间隔D41可以通过考虑混合气体(G1+G2)的分布来均匀地形成在20mm至80mm的范围内，或者可以形成为不规则图案。
图1例示了在喷头40中安装的孔41之间的间隔D41保持均匀的示例。
而且，在喷头40中安装的各个孔41的直径R41可以在从0.5mm至2.5mm的范围内。
在如上所述引入到喷头40的混合气体(G1+G2)中，硅沉积气体(G1)可以喷射在用于太阳能电池的硅晶圆110的表面上，以沉积为多晶硅层。在一个示例中，硅沉积气体(G1)可以是硅烷(SiH4)气体。
而且，在引入到喷头40中的混合气体(G1+G2)中，当多晶硅层沉积在用于太阳能电池的硅晶圆110的表面上时，杂质气体(G2)可以掺杂在多晶硅层内。
作为一个示例，杂质气体(G2)可以是PH3气体，但是本发明不限于特定类型的气体，还可以使用诸如BBr3的硼气体。
因此，从外部引入到喷头40的混合气体(G1+G2)借助喷头40的孔41喷射。所喷射的混合气体(G1+G2)可以在从与在沉积设备的空间内的门20相邻的前部移动到通风口30的后部的同时形成要排放的对流。
此时，混合气体(G1+G2)的一部分可以沉积在硅晶圆110的表面上，作为掺杂有杂质的多晶硅层，并且剩余部分可以被真空管31吸入并借助通风口30排放。
如上所述，根据本发明的一个实施方式的用于太阳能电池的化学气相沉积设备借助各喷头40将硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)一起喷射，从而改善沉积在硅晶圆110的表面上的掺杂的多晶硅层的厚度的均匀性。
另外，因为喷头40被构造为使得多个硅晶圆110布置在中央中，并且混合气体(G1+G2)被喷射到硅晶圆110的侧面，所以多晶硅层可以以更均匀的方式形成在硅晶圆110的侧面上。
虽然已经关于仅一个喷头40安装在舟100的中央部中的示例描述了本发明的第一实施方式，但还可行的是多个喷头40分别安装在舟100的前部、中央部以及后部处。
图3例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第二实施方式。
图3的(a)例示了从侧面观察时的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图，并且图3的(b)例示了从正面观察时的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图。
图3的(a)假设第一、第二以及第三管P40a、P40b、P40c具有与室的壁体不同的高度，并且第一、第二以及第三喷头40a、40b、40c具有彼此不同的尺寸。然而，
图3的(a)的结构仅是为了便于理解而引入的示例；实际上，如图3的(b)所示，从室的壁体到第一、第二以及第三管P40a、P40b、P40c的距离实际上是相同的；并且第一、第二以及第三喷头40a、40b、40c的尺寸可以彼此相同。
如图3的(a)所示，根据第二实施方式的用于太阳能电池的化学气相沉积设备可以分别在舟100的前部、中央部以及后部具有喷头40。
为此，多个管P40a、P40b、P40c可以连接到相应的喷头40a、40b、40c。
如上所述，因为多个喷头40a、40b、40c分别安装在舟100的前部、中央部以及后部处，并且各喷头40a、40b、40c向硅基板的侧面喷射混合气体(G1+G2)，所以多晶硅层可以以更均匀的方式沉积在硅基板的表面上。
而且，虽然在根据本发明的第一和第二实施方式的用于太阳能电池的化学气相沉积设备中，舟100在室10内部沿水平方向(x)伸长，但还可以的是舟100在被置于直立位置中的同时在室10内部沿水平方向(x)延伸。
图4例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第三实施方式。
在根据本发明的第三实施方式的化学气相沉积设备中，喷头40和管P40的结构可以与第一实施方式中描述的相同。
然而，与第一实施方式不同，在根据本发明的第三实施方式的用于太阳能电池的化学气相沉积设备中，室10在竖直方向(z)上的高度及其直径可以远长于室10在水平方向(x)上的长度。换言之，室10的直径可以远大于室10在水平方向(x)上的长度。
如图4所示，在室10的直径远大于室10在水平方向(x)上的长度的同时，多个硅晶圆110可以布置在室10的内空间中，使得多个硅晶圆110在沿竖直方向(z)伸长的舟100中沿竖直方向(z)彼此分离，并且沿着第一水平方向(x)放置在躺下位置中。
换言之，内部布置多个硅晶圆110的舟100可以沿竖直方向(z)在室10的内空间中伸长。
因此，多个硅晶圆110可以通过在舟100中沿竖直方向(z)彼此分离的同时沿着水平方向(x)放置在躺下位置中，来布置在室10的内空间中，该舟100在竖直方向(z)上伸长。
到目前为止，已经用喷头40设置成圆管形状的示例描述了第一至第三实施方式；然而，还可以的是喷头40也可以以圆淋浴器的形状安装在管P40的端部处。
图5和图6例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第四实施方式。
图5的(a)例示了从侧面观察时的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图，并且图5的(b)例示了从正面观察时的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图。
图6的(a)例示了根据第四实施方式的喷头40的截面图，并且图6的(b)是根据第四实施方式的喷头40的立体图。
在图5和图6中，除了喷头40之外的其余结构与如上面给出的第一实施方式中例示的相同。因此，将省略相同部分的描述，并且将仅对不同部分进行描述。
连接到喷头40的管P40可以在室的壁体的大约中间高度处沿纵向(x)伸长。此时，管P40可以安装在舟100的两侧处。
如图5所示，喷头40可以连接到管P40的末端并且以淋浴器的形状安装。
换言之，如图6所示，根据第四实施方式的喷头40具有内空间是空的腔，具有圆形外观，并且具有在圆形表面上连接到腔的多个孔41。
具有腔结构的喷头40的最大直径大于管P40的最大直径，并且喷头40的外观可以是椭圆形或圆形。
同时，虽然已经以对于舟100的各侧面设置具有腔结构的喷头40的示例描述了第四实施方式，但还可以的是可以对于舟100的各侧设置多个喷头。
图7例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第五实施方式。
在图7中，将省略与在第四实施方式中给出的相同部分有关的描述，并且将仅对与第五实施方式不同的部分给出描述。
如图7的(a)和(b)所示，具有腔结构的多个喷头40a、40b、40c可以设置在舟100的各侧面处。
在一个示例中，喷头40a、40b、40c可以分别布置在舟100的前部、中央部以及后部处。
此时，多个管P40a、P40b、P40c可以连接到安装在舟100的两个侧面处的多个喷头40a、40b、40c。此时，管P40a、P40b、P40c可以布置在与室10的底面不同的各高度处。
图8至图10例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第六实施方式。
图8的(a)例示了从侧面观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图，并且图8的(b)是从正面观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图。
另外，图9例示了安装在用于太阳能电池的化学气相沉积设备内的喷头40。
而且，图10例示了随着借助喷头40喷射的混合气体(G1+G2)在图8所示的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的空间内移动而形成的对流的一个示例；为了便于理解，图10省略了舟100和多个硅晶圆110的例示。
如图8和图9所示，根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备装配有室10和喷头40。
如图8的(a)所示，室10可以包括在水平方向(x)上伸长的内空间和形成封闭空间的壁，并且在该内空间中布置有多个硅晶圆110。
更具体地，如图8的(a)和(b)所示，室10可以在水平方向(x)上伸长；并且可以在水平方向(x)上在室10的前部安装有门，并且在水平方向(x)上在室10的后部安装有通风口30和真空泵31。
多个硅晶圆110可以布置在舟100内，该舟在室10内部沿水平方向(x)延伸。
更具体地，如图8所示，多个硅晶圆110可以通过与舟100水平地分离来布置在舟100内，使得多个硅晶圆110的表面沿水平方向(x)面向门20或通风口30。
上面提及的在舟100内布置多个硅晶圆的结构可以显著增加上面可以一下子沉积多晶硅层的硅晶圆110的数量。
作为一个示例，在除了用于太阳能电池的半导体工艺之外的普通半导体制造工艺中，上面可以同时沉积特定层的硅晶圆110的数量至多在从100至200的范围内；然而，当硅晶圆110如图8所示以它们的直立位置布置在舟100内时，可以同时沉积多晶硅层的硅晶圆110的数量增加到多达800至1000。
而且，虽然图8例示了仅一个舟100加载到室10中的情况，但舟100的数量可以是多个。
而且，虽然图8例示了舟100在室10内部沿水平方向(x)伸长的情况，但还可行的是舟100在室10内部沿竖直方向(z)延伸，同时舟100被置于直立位置中。
然而，为了方便起见，下面将参照图8所例示的情况给出描述。
如上所述，用于太阳能电池的硅晶圆110可以在布置在舟100内的同时经由门20加载到室10或从室10卸载。
这里，当保持多个硅晶圆110的舟100被加载并布置在室10内部时，在室10内部与门20相邻的水平方向(x)上的、舟100的端部可以被定义为舟100的前部，在水平方向(x)上与通风口30相邻的、舟100的端部可以被定义为舟100的后部，并且在前部与后部之间的、舟100的部分可以被定义为中央部。
而且，安装在室10的后部中的通风口30和真空泵31可以将借助喷头40喷射的气体排放到室10的外部。
喷头40可以执行喷射由硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)组成的混合气体(G1+G2)的功能，G1在多个硅晶圆110的各表面上沉积多晶硅层，G2掺杂在所沉积的多晶硅层内。
如图8和图9所示，喷头40可以具有伸长管的形状，并且可以通过沿水平方向(x)伸长而位于室10的内侧壁上。在喷头40的侧面上，喷射从外部借助喷头40引入的混合气体(G1+G2)的孔41可以被安装为在水平方向(x)上彼此分离。
此时，在一个示例中，如图8的(a)和(b)所示，安装在喷头40的侧面上的孔41的开口方向可以指向舟100所在的位置或者舟100的侧面。
此时，与水平方向(x)相交的喷头40的直径W40可以在从3mm至7mm的范围内。
而且，在喷头40中安装的孔41之间的间隔D41可以通过考虑混合气体(G1+G2)的分布来均匀地形成在20mm至80mm的范围内，或者可以形成为不规则图案。
图8例示了在喷头40中安装的孔41之间的水平间隔D41保持均匀的示例。
而且，在喷头40中安装的各个孔41的直径R41可以在从0.5mm至2.5mm的范围内。
在如上所述引入到喷头40的混合气体(G1+G2)中，硅沉积气体(G1)可以喷射在用于太阳能电池的硅晶圆110的表面上，以沉积为多晶硅层。在一个示例中，硅沉积气体(G1)可以是硅烷(SiH4)气体。
而且，在引入到喷头40中的混合气体(G1+G2)中，当多晶硅层沉积在用于太阳能电池的硅晶圆110的表面上时，杂质气体(G2)可以掺杂在多晶硅层内。
作为一个示例，杂质气体(G2)可以是PH3气体，但是本发明不限于特定类型的气体，还可以使用诸如BBr3的硼气体。
因此，从外部引入到喷头40的混合气体(G1+G2)借助喷头40的孔41喷射。如图10所示，所喷射的混合气体(G1+G2)可以在从与在沉积设备的空间内的门20相邻的前部移动到通风口30的后部的同时形成要排放的对流。
此时，混合气体(G1+G2)的一部分可以沉积在硅晶圆110的表面上，作为掺杂有杂质的多晶硅层，并且剩余部分可以被真空管31吸入并借助通风口30排放。
如上所述，根据本发明的一个实施方式的用于太阳能电池的化学气相沉积设备借助各喷头40将硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)一起喷射，从而改善沉积在硅晶圆110的表面上的掺杂的多晶硅层的厚度的均匀性。
而且，根据本发明的一个实施方式的用于太阳能电池的化学气相沉积设备可以同时在大约800至1000个硅晶圆的表面上沉积掺杂的多晶硅层，从而显著减少制造时间和成本。
下面将更详细地描述上述过程。
图11例示了根据本发明的一个示例的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的效果。
图11的(a)例示了根据本发明当借助喷头40的孔41喷射由硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)组成的混合气体(G1+G2)时沉积在硅晶圆110的表面上的掺杂多晶硅层的厚度均匀性，并且图11的(b)例示了比较例，该比较例与本发明不同地示出了当借助各喷头40的孔41单独喷射硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)时沉积在硅晶圆110的表面上的掺杂多晶硅层的厚度均匀性。
如图11的(a)所示，当根据本发明借助喷头40的孔41喷射由硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)组成的混合气体(G1+G2)时，硅晶圆110的中央部分处的厚度与边缘部分处的厚度之差(t)被测量为小于近似4nm。
然而，如图11的(b)的比较例所示，当与本发明不同地借助各喷头的孔单独喷射硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)时，中央部分处的厚度与边缘部分处的厚度之差(t’)被测量为近似在从50nm至60nm的范围内。
具体地，在比较例的情况下，在与喷射硅沉积气体(G1)的喷头2相邻的硅晶圆110的部分处掺杂多晶硅层的厚度均匀性及其中央部分处的厚度均匀性较好；然而，观察到掺杂的多晶硅层的厚度在与喷射杂质气体(G2)的喷头1相邻的硅晶圆110的部分处及其边缘部分处过薄，从而掺杂的多晶硅层的厚度均匀性相对劣化。
换言之，如比较例所示，当硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)借助不同喷头1、2的孔单独喷射时，掺杂的多晶硅层较厚地沉积在与喷射硅沉积气体(G1)的喷头2相邻的硅晶圆110的部分处，而掺杂的多晶硅层较薄地沉积在与喷射杂质气体(G2)的喷头1相邻的硅晶圆110的部分处，从中可以观察到掺杂的多晶硅层的厚度均匀性劣化。
这是因为，虽然杂质气体(G2)中的磷(P)充当多晶硅层内的杂质，但是取决于杂质气体(G2)的分布可能加快或减慢在用于太阳能电池的硅晶圆110的表面上沉积的多晶硅层的沉积速率。
换言之，推测因为在与喷射杂质气体(G2)的喷头1相邻的硅晶圆110的部分处，杂质气体(G2)的密度较高但硅沉积气体(G1)的密度较低，所以所沉积的多晶硅层的厚度较薄。另一方面，推测因为在与喷射硅沉积气体(G1)的喷头2相邻的硅晶圆110的部分处，硅沉积气体(G1)的密度较高但杂质气体(G2)的密度较低，所以所沉积的多晶硅层的厚度较厚。
这样，当借助各喷头1、2的孔单独喷射硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)时，硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)的分布变为不均匀，从而沉积在硅晶圆110上的掺杂多晶硅层的厚度变得不均匀，这可能导致太阳能电池效率的劣化。
然而，根据本发明，因为借助各喷头40的孔41喷射由硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)组成的混合气体(G1+G2)，所以可以使得硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)的分布可以更均匀。
因此，本发明可以使在硅晶圆110上沉积的掺杂多晶硅层的厚度更均匀，从而可以进一步提高太阳能电池的效率。
到目前为止，已经假设在室10内部的各侧壁上仅布置一个喷头40来描述本发明；然而，为了进一步改善混合气体(G1+G2)的分布，还可以在室10内部的各侧壁上布置多个喷头40。图12将在下面描述后一种情况。
应注意，为了便于描述，图12和随后的附图省略了之前描述的内容。
图12例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第七实施方式。
图12的(a)例示了从侧面观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图，图12的(b)例示了从顶部向底部观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图，并且图12的(c)例示了从正面观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图。
如图12的(a)至(c)所示，在室10的各内壁面上布置的各喷头40可以安装有第一子喷头40a、第二子喷头40b以及第三子喷头40c。
第一子喷头40a将混合气体(G1+G2)喷射到与门20相邻的舟100的部分，第二子喷头40b将混合气体(G1+G2)喷射到舟100的中央部，并且第三子喷头40c将混合气体(G1+G2)喷射到与通风口30相邻的舟100的部分。
同时，喷射混合气体(G1+G2)的多个孔41可以通过沿水平方向(x)彼此分离而安装在第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c中的每一个的侧面上。
此时，在第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c中的每一个上安装的多个孔41的开口方向可以与水平方向(x)相交。
这里，第一子喷头40a可以装配有多个孔41，同时从门20侧延伸到舟100的前部和中央部。
在从通风口30侧朝向门20延伸的同时，第二子喷头40b可以在与第一子喷头40a的端部相邻的部分处弯曲并且再次朝向通风口30延伸，其中，多个孔41可以形成在从第二子喷头40b弯曲的部分到第二子喷头40b的端部所跨越的区域中。
而且，在从通风口30侧朝向门20延伸的同时，第三子喷头40c可以在与第二子喷头40b的端部相邻的部分处弯曲并且再次朝向通风口30延伸，其中，多个孔41可以形成在从第三子喷头40c弯曲的部分到第三子喷头40c的端部所跨越的区域中。
然而，本发明不限于该具体示例；还可行的是不是弯曲，而是第二和第三子喷头40可以像第一子喷头40a一样沿一个方向伸长。
类似地，与图12不同，所有第一、第二以及第三子喷头40可以从门20侧朝向通风口30延伸；与示例相反，所有第一、第二以及第三子喷头40可以从通风口30侧朝向门20延伸。
类似地，与图12不同，第一、第二以及第三子喷头40中的任意一个或多个子喷头可以全部从门20侧朝向通风口30延伸，而其余的子喷头沿从通风口30侧朝向门20的相反方向延伸。
而且，如图12的(c)所示，第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c可以通过在室10的内壁面上沿竖直方向(z)彼此分离而排成行。
如上所述，本发明由第一子喷头40a、第二子喷头40b以及第三子喷头40c来区分在室10的各个内侧壁上安装的子喷头，从而使得混合气体(G1+G2)以均匀的压力喷射在布置在室10内部的舟100的前部、中央部以及后部上方。
因此，可以防止在硅晶圆110的各表面上沉积的掺杂多晶硅层的厚度偏差根据在舟100内布置的多个硅晶圆110的位置增加。
因此，可以进一步减小在单独布置在舟100的前部、中央部以及后部处的各硅晶圆上沉积的各多晶硅层之间的厚度偏差。
而且，在一个示例中，如图12的(a)和(b)所示，在第一子喷头40a上形成的多个孔41中的一部分41a可以位于在门20与沿水平方向(x)与门20侧相邻的舟100的端部之间形成的空间中。
已经引入上述结构来将常规流动模式考虑在内，根据该常规流动模式，混合气体(G1+G2)在沉积设备的内空间内部移动。
更具体地，类似于图10的例示，在从各子喷头40喷射之后，在沉积设备的内空间中移动的混合气体(G1+G2)的对流可以大部分指向沉积设备的通风口30。
因此，被喷射到在舟100与门20之间的空间中的混合气体(G1+G2)的量可以变得较小。
因此，在布置在与门20侧相邻的舟100的端部附近的硅晶圆110上沉积的多晶硅层可以沉积为使得多晶硅层的厚度与在布置在舟100的中央部和后部中的硅晶圆110上沉积的多晶硅层的厚度相比较薄。
然而，如果在第一喷头40上形成的多个孔41中的一部分41a位于门20侧与在水平方向(x)上与门20侧相邻的舟100的端部之间的空间中，则被喷射到舟100与门20之间的空间中的混合气体(G1+G2)的量变得较大，从而即使在布置在与门20侧相邻的舟100的前部附近的硅晶圆110上，也可以更均匀地沉积多晶硅层。
到目前为止，已经关于在各子喷头40上安装的孔41之间的间隔均匀的示例描述了本发明，但孔41之间的间隔不需要是均匀的。将参照图13给出非均匀情况的描述。
图13例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第八实施方式。
图13的(a)例示了从侧面观察时门20侧处的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的前部的截面图，并且图13的(b)例示了从顶部到底部观察时门20侧处的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的前部的截面图。
根据本发明，第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c中的至少一个子喷头可以具有以不规则间隔定位的孔41。
更具体地，通过考虑以下事实：当借助各孔41喷射引入到喷头40的混合气体(G1+G2)时，混合气体(G1+G2)的喷射压力随着去往喷头40的端部并在沉积设备内形成混合气体(G1+G2)的对流模式而减小，位于第一部分中的孔41之间的空间可以被形成为大于位于第二部分中的孔41之间的空间，该第一部分靠近混合气体(G1+G2)流入到至少一个子喷头中所经由的入口，该第二部分更靠近至少一个子喷头的端部。
而且，至少一个子喷头中的孔41之间的间隔可以随着从第一部分向第二部分移动而逐渐减小。
因此，通过对于混合气体(G1+G2)的喷射压力大的子喷头40中的空间增大孔41之间的间隔，并且对于混合气体(G1+G2)的喷射压力小的子喷头40中的空间减小孔41之间的间隔，可以使得混合气体(G1+G2)的总体密度在沉积设备的内空间中更均匀。
在一个示例中，如图13的(a)所示，位于第一部分P1中的孔41之间的间隔D41a可以被使得大于位于第二部分P2中的孔41之间的间隔D41c，该第一部分与混合气体(G1+G2)引入到第一子喷头40a所经由的入口相邻，该第二部分与第一子喷头40a的端部相邻。
而且，如图13的(a)所示，随着从第一部分P1向第二部分P2移动，第一子喷头40中的孔41之间的间隔可以按D41a、D41b以及D41c的顺序逐渐减小。
因此，在第一子喷头40a的情况下，位于门20与和门20侧相邻的舟100的前部之间的空间中的孔41之间的间隔D41a可以大于靠近舟100的侧面的孔41之间的间隔D41b，并且孔41之间的间隔可以随着向第一子喷头40a的端部移动而逐渐减小。
因此，如图13的(b)所示，通过将作为整体从门20侧朝向通风口30移动的混合气体(G1+G2)的对流模式考虑在内，可以使得混合气体(G1+G2)以更高的压力喷射到舟100的前部与门20之间的空间中，并且可以使得混合气体(G1+G2)的密度跨室10的整个内空间更均匀。
到目前为止，已经假设在喷头40的侧面上设置的孔41的开口方向指向舟100所在的位置或指向舟100的侧面给出了描述。
然而，因为改善在室10的内空间中形成的混合气体(G1+G2)的对流模式的拥塞，所以混合气体(G1+G2)的密度可以跨室10的整个内空间变得更均匀。
在下文中，将描述进一步改善在根据本发明的沉积设备的室10的内空间中形成的混合气体(G1+G2)的对流模式的拥塞的结构的示例。
下面的图14例示了以下一个示例，其中在喷头40的侧面上设置的孔41的开口方向指向舟100所在的位置或指向舟100的侧面，以便进一步改善在室10的内空间中形成的混合气体(G1+G2)的对流模式的拥塞。例如，从孔41朝向通风口30示出流动模式F1、F2以及F3。
图14示出了从前面观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图，以例示根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第九实施方式。
如图14的(a)和(b)所示，在根据本发明的第九实施方式的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的喷头40中设置的孔41可以包括开口指向舟100的侧面的第一孔411和开口指向室10的底部和/或顶部的第二孔412、413。
因此，如图14的(a)和(b)所示，当从正面观察用于太阳能电池的化学气相沉积设备时，不仅可以沿朝向舟100的侧面的方向形成混合气体(G1+G2)的对流模式，还可以沿朝向室10的底部和/或朝向室10的顶部的方向形成对流模式。
因此，可以进一步改善在室10的内空间中形成的混合气体(G1+G2)的对流模式的拥塞。
第一孔411以及第二孔412、413可以应用于第一、第二以及第三喷头40a、40b、40c中的至少一者。
因此，第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c中的至少一个子喷头可以具有第一孔412和第二孔411、413，第一孔的开口指向舟100的侧面，第二孔的开口指向室10的底部和/或室10的顶部。
到目前为止，已经对在喷头40的纵向上的侧面上设置孔41的情况给出描述；然而，为了进一步改善混合气体(G1+G2)的对流模式的拥塞，还可以使孔41形成在喷头40的端部处。在下文中，将更详细地描述后者情况。
图15例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第十实施方式。
图15的(a)示出了从顶部向底部观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图，图15的(b)示出了从正面观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图，并且图15的(c)示出了第二子喷头40b的端部的放大图。
在根据本发明的第十实施方式的用于太阳能电池的化学气相沉积设备中，第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c中的至少一个子喷头40可以具有在至少一个子喷头40的端部处的孔41，其中，孔41的开口在水平方向(x)上。
作为一个示例，如图15的(b)和(c)所示，第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c中的第二子喷头40b可以具有在第二子喷头40b的端部处的孔41，其中，孔41的开口在作为第二子喷头40b的纵向的水平方向(x)上。
此时，第二子喷头40b不需要具有开口方向(z，y)与水平方向(x)相交的孔。
而且，此时，第一和第三子喷头40a、40c可以具有开口方向(z，y)与水平方向(x)相交的孔41。
这里，在第二子喷头40b的端部处形成的孔41的直径可以大于在第一和第三子喷头40a、40c的纵向上的侧面上形成的孔41的直径。
作为一个示例，在第二子喷头40b的端部处形成的孔41的直径可以与第二子喷头40b的直径相同。
在根据第十实施方式的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的情况下，至少一个子喷头40b可以具有在其端部处的孔41，这些孔的开口在水平方向(x)上，从而，如图15的(a)所示，可以进一步改善在沉积设备的内空间中的混合气体(G1+G2)的对流模式的拥塞。
因此，掺杂的多晶硅层可以更均匀地沉积在多个硅晶圆110的各表面上。
到目前为止，已经单独描述了本发明的实施方式，但是各独立实施方式可以彼此组合，只要它们彼此兼容即可。
而且，到目前为止，已经关于在水平方向上伸长的多个喷头中的至少一个喷头具有在喷头的侧面上喷射混合气体的孔的情况描述了实施方式。
然而，与上面的描述不同，还可行的是所有喷头在各喷头的端部处具有孔，这些孔在喷头的侧面上喷射混合气体。
在下文中，将更详细地描述上述结构。
图16和图17例示了根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的第十一实施方式。
在描述图16和图17时，将省略之前在图8至图15中给出的相同部分的描述，并且将主要对不同部分给出描述。
图16的(a)例示了从侧面观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图，
图16的(b)例示了从顶部向底部观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图，并且图16的(c)例示了从正面观察时用于太阳能电池的化学气相沉积设备的截面图。
应注意，为了便于理解，图16的(b)示出了从顶部观察时的第一、第二以及第三子喷头40(40a、40b、40c)，并且第二和第三喷头40(40b、40c)被安装为犹如它们远离彼此移位一样。然而，如图16的(c)所示，第二和第三喷头40(40b、40c)实际上可以通过在竖直方向(z)上彼此分离而排成行。
图17例示了当操作图16的用于太阳能电池的化学气相沉积设备时如何喷射混合气体(G1+G2)。
如图16所示，根据本发明的第十一实施方式的用于太阳能电池的化学气相沉积设备可以具有多个喷头40，借助这些喷头40引入混合气体(G1+G2)，并且喷射混合气体(G1+G2)所借助的孔41可以位于多个喷头40的各端部处。
此时，在多个喷头40中安装的独立孔41可以朝向门20侧或朝向通风口30侧沿不同方向开口。
在一个示例中，在多个喷头40中安装的各孔41的形状可以与图15的(c)中所示的相同。
更具体地，如图16的(a)至(c)所示，喷头40可包括第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c。
第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c可以安装在围绕布置在室内部的舟的各侧壁上，其中，第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c可以布置为在沿垂直方向(z)彼此分离的同时排成行。
第一子喷头40a从门20侧一直延伸至舟的前部，并且第一子喷头40a的端部被定位为与门20侧相邻，在第一子喷头40a的端部处具有喷射混合气体(G1+G2)的孔41。
在第一喷头40a的端部处安装的孔41可以朝向通风口30开口。
第二子喷头40b从通风口30侧一直延伸至舟的中央部，并且第二子喷头40b的端部位于舟的中央部中，在第二子喷头40b的端部处具有喷射混合气体(G1+G2)的孔41。
在第二喷头40b的端部处安装的孔41可以朝向门20开口。
第三子喷头40c从通风口30侧一直延伸至舟的后部，并且第三子喷头40c的端部被定位为与通风口30侧相邻，在第三子喷头40c的端部处具有喷射混合气体(G1+G2)的孔41。
在第三喷头40c的端部处安装的孔41可以朝向门20开口。
在第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c的各端部处安装的孔41可以朝向通风口30或朝向门20开口，从而进一步改善被喷射到室的内空间中的混合气体(G1+G2)的拥塞，并且改善的拥塞可以进一步提高在布置在舟中的多个硅晶圆表面上沉积的多晶硅层的均匀性。
更具体地，如图16的第十一实施方式所示，假设在第一、第二以及第三喷头40的各端部处安装的孔41朝向门20或朝向通风口30开口。如图17所示，当操作用于太阳能电池的化学气相沉积设备时，喷射混合气体(G1+G2)所借助的模式变得更复杂，因此可以进一步提高在硅晶圆110的表面上的掺杂多晶硅层的沉积均匀性。
更具体地，从第一子喷头40a喷射的混合气体(G1+G2)可以在舟的前部处朝向通风口30喷射，并且可以沉积在布置在舟的中心和后部处的硅晶圆的表面上。
从第二子喷头40b喷射的混合气体(G1+G2)可以在舟的中央部处朝向门20喷射，并且可以沉积在布置在舟的前部处的硅晶圆的表面上。
从第三子喷头40c喷射的混合气体(G1+G2)可以在舟的后部处朝向通风口30喷射，并且可以沉积在布置在舟的前部处的硅晶圆的表面上。
此时，因为第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c沿不同且相反的喷射方向喷射混合气体(G1+G2)，所以从第一、第二以及第三子喷头40a、40b、40c喷射的混合气体(G1+G2)对彼此施加相互影响；被喷射的混合气体(G1+G2)的拥塞进一步增加，并且混合气体(G1+G2)更均匀地沉积在硅晶圆上；从而，掺杂的多晶硅层可以更均匀地形成在硅晶圆110的表面上。
到目前为止，已经描述了用于太阳能电池的化学气相沉积设备，该化学气相沉积设备在用作太阳能电池的半导体基板的硅晶圆的表面上沉积硅沉积气体和杂质气体。
在下文中，将描述通过使用本发明的沉积设备制造太阳能电池的过程。
图18例示了通过使用本发明的沉积设备形成的太阳能电池的一个示例，并且图19例示了用于制造图18的太阳能电池的方法的一个示例。
如图18所示，通过使用本发明的沉积设备制造的太阳能电池的一个示例可以包括半导体基板110、控制钝化膜160、第一导电区域170、第一钝化膜180、第二导电区域120、第二钝化膜130、第一电极150以及第二电极140。
这里，可以省略控制钝化膜160、第一钝化膜180以及第二钝化膜130，但是如果采用它们，则可以进一步提高太阳能电池的效率。因此，将参考采用这三个元件的示例给出描述。
半导体基板110可以由晶体半导体制成。作为一个示例，半导体基板110可以由单晶硅晶圆或多晶硅晶圆制成。
在本实施方式中，在半导体基板110中不形成单独的掺杂区域，并且半导体基板110可以仅由基极区域10组成。然而，本发明不仅限于具体示例，并且还可行的是通过除了基极区域10之外还包括其他掺杂区域来形成半导体基板110。
在下文中，将描述基极区域10和第二导电区域120这两者设置在半导体基板110中的情况。
在本实施方式中，第一或第二导电掺杂剂可以以低掺杂浓度掺杂在可以具有第一或第二导电类型的半导体基板110或基极区域10中。此时，半导体基板110或基极区域10与相同导电类型的第一和第二导电区域170、120中的一者相比可以具有较低的掺杂浓度、较高的电阻或较低的载流子浓度。
用作第一或第二导电掺杂剂的p型掺杂剂的示例可以包括第3族元素，诸如硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)以及铟(In)，而n型掺杂剂的示例可以包括第5族元素，诸如磷(P)、砷(As)、铋(Bi)以及锑(Sb)。然而，本发明不限于具体示例，并且各种掺杂剂可以用作第一或第二导电掺杂剂。
控制钝化膜160可以环绕半导体基板110的一个表面，并且通过使用介电材料或硅材料形成。基本上，控制钝化膜160可以对于半导体基板110的一个表面执行钝化功能。控制钝化膜160可以使从半导体基板110生成的载流子通过，这不是必要的功能。
第一导电区域170可以直接接触到控制钝化膜160的后表面，并且可以放置在控制钝化膜160的后表面的整个区域上方，其中，作为一个示例，第一导电掺杂剂可以以比半导体基板110更高的浓度掺杂。
如上所述，可以通过包括多晶硅材料层或非晶硅层来形成第一导电区域170。
第一导电区域170的结构可以进一步改善太阳能电池的输出电压(VOC)，并且因为第一导电区域170在控制钝化膜160形成在半导体基板110的一个表面上的同时形成，所以可以在制造过程期间使半导体基板110的热损伤最小化，并且可以实现高效太阳能电池。
第一导电区域170可以由在控制钝化膜160的顶部上形成的第一未掺杂多晶硅层170a、在第一未掺杂多晶硅层170a顶部的掺杂多晶硅层170b以及在掺杂的多晶硅层170b顶部上的第二未掺杂多晶硅层170c组成。
第一未掺杂多晶硅层170a和第二未掺杂多晶硅层170c在热处理过程中掺杂有掺杂在掺杂多晶硅层170b中的杂质，热处理过程用于激活掺杂多晶硅层170b中的掺杂杂质。然而，在第一未掺杂多晶硅层170a和第二未掺杂多晶硅层170c中掺杂的杂质的量远小于在掺杂多晶硅层170b中掺杂的杂质的量。因此，层170a和170c中的每一个可以被定义为本征多晶硅层。
如图23所示，掺杂多晶硅层170b的厚度T2小于第一未掺杂多晶硅层的厚度T1和第二未掺杂多晶硅层的厚度T3，并且第二未掺杂多晶硅层的厚度T3大于第一未掺杂多晶硅层的厚度T1。
第一钝化膜180可以放置在第一导电区域180的后表面上，即，在第二未掺杂多晶硅层170c上，可以由介电材料制成，并且可以比控制钝化膜160厚。
第一钝化膜180的介电材料可以包括含有大量氢的SiNx、SiOx、SiOxNy或AlOx中的至少一者；并且可以对于第一导电区域170的后表面执行钝化功能。
第二导电区域120可以放置在半导体基板110的另一个表面上，即，在前表面上，并且可以被形成为扩散到半导体基板110的另一个表面中的第二导电掺杂剂。
因此，第二导电区域120可以通过使用与半导体基板110相同的硅材料来形成。
第二钝化膜130可以放置在第二导电区域120的前表面的正上方，并且可以对于第二导电区域120的前表面执行钝化功能。第二钝化膜130可以由包含氢的介电材料制成，该介电材料例如可以由SiNx、SiOx、SiOxNy或AlOx中的至少一种制成。
第二钝化膜130可以放置在钝化膜的前表面的顶部上，这提高了入射在太阳能电池上的光的透射率并降低反射率，从而使得尽可能多的光入射在半导体基板110上。
第一电极150可以放置在半导体基板110的一个表面(即，后表面)上，并且穿透第一钝化膜180以连接到第一导电型区域170。
第二电极140可以放置在半导体基板110的另一个表面(即，前表面)上，并且穿透第二钝化膜130以连接到第二导电区域120。
如图19所示，图18的太阳能电池可以通过使用以下制造方法形成，该制造方法包括基板纹理化步骤P1、第一导电型区域形成步骤P2、第二导电区域形成步骤P3以及电极形成步骤P4。
基板纹理化步骤P1可以将纹理应用于用作半导体基板110的硅晶圆的其中一个表面，并且如图18所示，可以通过使用氧化法或其他沉积法在未应用纹理的另一个表面上形成控制钝化层160。这里，不是必须涉及控制钝化层160，而是可以可选地选择；然而，在下文中，将关于采用控制钝化层160的示例给出描述。
第一导电型区域形成步骤P2可以通过使用图1至图17中描述的用于太阳能电池的化学气相沉积设备，来在控制钝化层160的顶部上形成第一导电区域170。
之后，第二导电区域形成步骤P3可以通过在热处理室中纹理化并用作半导体基板110的硅晶圆的表面上扩散掺杂剂来形成第二导电区域120。
之后，电极形成步骤P4可以形成连接到第一导电区域170的第一电极150和连接到第二导电区域120的第二电极140。第一和第二电极140、150例如可以通过使用烧穿方法分别连接到第一和第二导电型区域170、120。
在用于制造太阳能电池的方法的各个步骤中，本发明的沉积设备可以用于下面将更详细描述的第一导电型区域形成步骤P2中。
图20例示了在用于制造图19所例示的太阳能电池的过程中的、采用根据本发明的一个示例的沉积设备的过程，并且图21例示了当在用于制造太阳能电池的过程中使用根据本发明的一个示例的沉积设备时的温度变化。
参照图19描述的第一导电型区域形成步骤P2可以通过使用参照图1至图17描述的、根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备在硅晶圆的一个表面上沉积第一导电区域170。
如上所述，通过使用化学气相沉积设备形成第一导电区域170的第一导电型区域形成步骤P2可以包括：将多个硅晶圆竖直放置在CVD设备的室中；并且通过从多个喷头朝向多个硅晶圆的侧边缘喷射由硅沉积气体和杂质气体组成的混合气体，在多个硅晶圆中的每一个上沉积掺杂的多晶硅层。
更具体地，本发明的沉积方法可以包括以下步骤：将多个晶圆竖直放置在CVD设备的室中；通过从喷头向多个晶圆的侧边缘喷射硅沉积气体，在多个晶圆中的每一个上沉积第一未掺杂的多晶硅层；通过从喷头朝向多个晶圆的侧边缘喷射由硅沉积气体和杂质气体组成的混合气体，在第一未掺杂多晶硅层上沉积掺杂的多晶硅层；以及通过从喷头向多个晶圆的侧边缘喷射硅沉积气体，在掺杂的多晶硅层上沉积第二未掺杂的多晶硅层。
如上所述，通过使用化学气相沉积设备形成第一导电区域170的第一导电型区域形成步骤P2可以包括图20中例示的过程，该过程将在下面更详细地描述。
首先，S1过程在舟中布置用于半导体基板的多个硅晶圆，将舟加载到化学气相沉积设备的室10的内空间中，并锁定室10的门。
之后，S2过程可以将室10的内部温度一直升高到第一温度(K1)，S2。这里，第一温度(K1)可以在从590℃到610℃的范围内。而且，为了提高沉积速率，可以将室10内部的压力提高到0.30托至0.40托。
之后，S3过程可以在维持第一温度的同时将硅沉积气体(G1)喷射第一时段(P1)。因此，可以在硅晶圆的一个表面上沉积第一未掺杂多晶硅层170a。这里，第一时段可以在从1分钟至3分钟的范围内。
这里，当沉积第一未掺杂多晶硅层170a时，第一温度(K1)被设置为在从590℃至610℃的范围内，这旨在提高第一未掺杂多晶硅层170a的沉积速率，从而减少处理时间。
第一未掺杂多晶硅层170a可以通过借助喷头将硅沉积气体喷射到室的内空间中来沉积，并且借助喷头喷射的气体的类型和流量可以受流量控制单元控制。稍后将描述流量控制单元。
之后，S4过程可以将室10的内部温度从第一温度(K1)降低到第二温度(K2)，并且在持续长于第一时段(P1)的第二时段(P2)期间喷射由硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)组成的混合气体(G1+G2)。因此，可以在第一未掺杂多晶硅层170a上沉积含有杂质的多晶硅层170b。此时，借助喷头喷射的混合气体的流量可以受流量控制单元控制。
这里，所喷射的硅沉积气体(G1)的流量与杂质气体(G2)的流量之比可以在17：1至17：2的范围内。换言之，作为一个示例，当硅沉积气体(G1)的流量为1700sccm时，杂质气体(G2)的流量可以在从100sccm至200sccm的范围内。
在这里，第二时段可以持续40分钟到1个小时。当喷射混合气体(G1+G2)时，处理温度降低到第二温度(K2)，以改善沉积分布的特性，但是沉积速率相应地减慢。因此，喷射混合气体(G1+G2)时的沉积过程被使得比第一时段(P1)长，以便补偿减慢的沉积速率，同时确保多晶硅层170b的足够沉积厚度。
这里，当沉积多晶硅层170b时，在比第一温度(K1)低的第二温度(K2)下喷射混合气体(G1+G2)。这是有意的，因为当喷射混合气体(G1+G2)时，杂质气体(G2)倾向于在第二温度(K2)下更均匀地分布在硅沉积气体(G1)内，而且，当多晶硅层170b沉积在第一未掺杂多晶硅层170a上时，不仅是硅沉积气体(G1)的硅烷气体(SiH4)，而且杂质气体(G2)倾向于在第二温度(K2)下均匀地沉积在第一未掺杂多晶硅层170a上。
这里，第二温度(K2)可以在从575℃到585℃的范围内。
然而，如果第二温度(K2)变得与第一温度(K1)相似，则因为硅烷(SiH4)气体过度良好地粘附到第一未掺杂多晶硅层170a并且倾向于凝聚，所以杂质气体(G2))未均匀地分散并分布，而是沉积在具有过高掺杂浓度的特定区域上，同时沉积在具有过低掺杂浓度的另一特定区域上。然而，如果第二温度(K2)在从575℃至585℃的范围内，则可以进一步改善杂质气体(G2)的分布特性。
掺杂的多晶硅层的厚度T2小于第一未掺杂的多晶硅层的厚度T1。
之后，在S5过程中，在室10的内部温度可以从第二温度(K2)升高到第一温度(K1)之后，可以将硅沉积气体(G1)喷射第三时段(P3)，该时段比第一时段(P1)长且比第二时段(P2)短。因此，可以在多晶硅层170b上沉积第二未掺杂多晶硅层170c。此时，第三时段(P3)可以在从15分钟到25分钟的范围内。S5过程可以是可选的，可以取决于情况省略。
第二未掺杂多晶硅层的厚度T3大于掺杂多晶硅层的厚度T2和第一未掺杂多晶硅层的厚度T1。
之后，可以降低室10的温度(S6)，可以打开门，并且可以卸载舟。
另一方面，当执行用于激活掺杂的多晶硅层中的杂质的热处理过程时，在掺杂的多晶硅层中掺杂的杂质还可能掺杂到未掺杂的多晶硅层中。
虽然图20和图21已经描述了第一导电型区域形成步骤(P2)的详细过程，但下面的图22描述了当喷射混合气体(G1+G2)并且沉积多晶硅层170b时所喷射的硅沉积气体(G1)和杂质气体(G2)的流量。
图22更具体地例示了当在用于制造太阳能电池的过程中使用根据本发明的一个示例的沉积设备时的所喷射硅沉积气体和杂质气体的流量。
图22的描述可以应用于在本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备的各种实施方式当中喷头包括多个喷头的实施方式。
作为一个示例，如图12的第七实施方式所示，当化学气相沉积设备的喷头40具有第一子喷头40a、第二子喷头40b以及第三子喷头40c时，供引入硅沉积气体(G1)的管和供引入杂质气体(G2)的管可以在各子喷头的入口处连接在一起。
如图12所示，第一子喷头可以位于舟的前部的侧面上，并且第二子喷头可以位于舟的中央部的侧面上，并且第三子喷头可以位于舟的后部的侧面上。
在一个示例中，供引入硅沉积气体(G1)的硅管(G1a)和供引入杂质气体(G2)的第一杂质管(G2a)可以连接在第一子喷头40a的入口处；供引入杂质气体(G2)的第二杂质管(G2b)和第三杂质管(G2c)可以分别连接到第二子喷头40b和第三子喷头40c的入口；并且供引入硅沉积气体(G1)的第二硅管(G1b)可以共同连接到第二子喷头40b和第三子喷头40c的入口。
流量控制单元(在图22中用x表示)布置在不同管彼此连接的部分处。在沉积掺杂的多晶硅层的步骤中，流量控制单元调节硅沉积气体和杂质气体的流量，以便以适当的比例混合它们，并且同时将它们供给到喷头。
这里，借助第一硅管(G1a)引入的硅沉积气体(G1)的流量可以小于借助第二硅管(G1b)引入的硅沉积气体(G1)的流量。
而且，借助第二杂质管(G2b)引入的杂质气体(G2)的流量可以大于借助第一杂质管(G1a)和第三杂质管(G2c)引入的杂质气体(G2)的流量。作为一个示例，当穿过第一、第二以及第三杂质管(G2a、G2b、G2c)的杂质气体(G2)的总流量在为100至110sccm的范围内时，借助第二杂质管(G2b)引入的杂质气体(G2)的流量可以被使得在从40至50sccm的范围内，并且借助第一杂质管(G2a)和第三杂质管(G2c)引入的杂质气体(G2)的流量可以被使得为30sccm或更小。
因此，杂质气体(G2)可以更均匀地分布在室10的内空间中。
因此，即使当布置在舟内的硅晶圆的位置可以彼此不同时，杂质气体也可以均匀地分布并沉积在各硅晶圆上。
在上文中，已经详细描述了本发明的实施方式；然而，本发明的技术范围不限于实施方式，并且由本领域技术人员通过使用由所附权利要求限定的本发明的基本原理执行的各种修改和升级也应被认为属于本发明的技术范围。
根据本发明的用于太阳能电池的化学气相沉积设备和用于驱动该设备的方法，在安装有喷射由硅沉积气体和杂质气体组成的混合气体的喷头时，可以使得在用于太阳能电池的半导体基板的表面上沉积的、含有杂质的多晶硅层的厚度更均匀。

Claims (10)

1.一种用于太阳能电池的化学气相沉积CVD设备，该CVD设备用于沉积掺杂多晶硅层，所述CVD设备包括：
室，该室具有内空间，多个硅晶圆竖直地布置在所述室的所述内空间中；和
多个喷头，所述多个喷头被构造为朝向所述多个硅晶圆的侧边缘喷射由硅沉积气体和杂质气体组成的混合气体。
2.根据权利要求1所述的CVD设备，其中，所述多个喷头布置在所述多个硅晶圆的两侧处。
3.根据权利要求2所述的CVD设备，其中，所述多个喷头中的每一个喷头具有喷射所述混合气体的多个孔。
4.根据权利要求1所述的CVD设备，该CVD设备还包括流量控制单元，该流量控制单元用于分别控制所述硅沉积气体和所述杂质气体的流量，并且将所述混合气体供给到所述多个喷头，
其中，所述流量控制单元将没有所述杂质气体的所述硅沉积气体选择性地供给到所述多个喷头。
5.根据权利要求1所述的CVD设备，其中，所述内空间沿第一方向伸长，能够供所述多个硅晶圆进入和离开的门沿着所述第一方向安装在所述室的前侧处，能够供气体逸散的通风口沿着所述第一方向安装在所述室的后侧处，并且所述多个喷头位于室壁与所述多个硅晶圆的侧边缘之间。
6.根据权利要求5所述的CVD设备，其中，所述多个喷头中的每一个喷头沿所述第一方向从所述室的外部延伸到内部，并且连接到供给所述混合气体的管，
其中，所述管没有孔，并且
其中，所述多个喷头中的每一个喷头连接到所述管的末端，并且围绕所述多个硅晶圆沿着所述室的壁面沿与所述第一方向相交的第二方向伸长。
7.根据权利要求6所述的CVD设备，其中，所述多个喷头中的每一个喷头从所述管的末端沿着所述室的所述壁面在所述第二方向上具有圆形形状，并且
其中，所述多个喷头中的每一个喷头具有喷射所述混合气体的多个孔，所述多个孔在所述多个喷头中的每一个喷头的纵向上彼此分离。
8.根据权利要求6所述的CVD设备，其中，所述多个喷头中的每一个喷头具有喷射所述混合气体的多个孔，所述多个孔的开口方向从所述多个喷头中的每一个喷头指向所述室的所述内空间的中心。
9.根据权利要求1所述的CVD设备，该CVD设备还包括舟，该舟布置在所述室中并沿所述第一方向设置，
其中，所述多个硅晶圆竖直布置并沿水平方向排布在所述舟中。
10.根据权利要求1所述的CVD设备，其中，所述多个喷头包括第一子喷头，该第一子喷头将所述混合气体喷射在与所述门相邻的、所述舟的前部上；
第二子喷头，该第二子喷头将所述混合气体喷射在所述舟的中央部上；以及
第三子喷头，该第三子喷头将所述混合气体喷射在与所述通风口相邻的、所述舟的后部上。
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