CN111883420A - 提高晶硅表层掺磷、掺硼激活率的热扩散方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高晶硅表层掺磷、掺硼激活率的热扩散方法，包括以下步骤：在热扩散过程中，通过降低扩入晶硅表层时的磷杂质原子或硼杂质原子的浓度至与所述晶硅表层所需的激活掺杂浓度一致，从而提高掺杂激活率；其中，所述掺杂激活率定义为在同一面积内的替位掺杂离子面密度与相同杂质原子总掺入面密度之比，所述面密度为浓度随深度的积分。本发明的方法能够使间隙杂质浓度和面密度降到最低，掺杂激活率提到最高，有助于提高晶硅半导体材料及其pn结质量，有助于提高晶硅电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及可再生能源技术领域，主要涉及晶硅太阳电池方向，尤其涉及一种提高晶硅表层掺磷、掺硼激活率的热扩散方法。
背景技术
太阳电池是光伏发电可再生能源中最为重要的部件，而太阳电池是通过其pn结来实现光伏效应的，目前，占市场90％以上的太阳电池是用晶硅半导体材料制备的。除衬底具有的杂质浓度外，太阳电池pn结和背场都需要再次进行更高浓度的掺杂，因此，掺杂工艺是太阳电池最为重要的工艺之一。
晶硅(单晶或多晶)太阳电池的掺杂途径主要是热扩散，而热扩散是在常压或低压管式扩散炉中进行，管中充满惰性N2。
晶体硅掺磷的常规扩散工艺分为两步：第一步，在900℃左右的高温中开起流量阀，N2携带POCl3和氧气O2分别通入扩散炉管，进行化学反应：4POCl3+3O2→2P2O5+6Cl2，同时氧气也与硅发生化学反应：Si+O2→SiO2，由于后一个反应是经硅原子不断迁移到表面进行的，因此，P2O5也被嵌入SiO2中，并构成磷硅玻璃(SiO2+P2O5)。高温中P不断被Si原子所取代，形成P+离子，不断扩入硅表层，形成初期的有源扩散。第二步，降温，取出硅片，去除晶硅表面磷硅玻璃，再放入充满惰性气体N2的管中进行热退火，使硅表层中磷原子进行再分布，即无源扩散。
同理，晶体硅掺硼的常规扩散工艺分也为两步：第一步，在1000℃左右的高温中开起流量阀，N2携带BBr3和氧气O2分别通入扩散炉管，进行化学反应：4BBr3+3O2→2B2O3+6Br2，同时氧气也与硅发生化学反应：Si+O2→SiO2，由于后一个反应是经硅原子不断迁移到表面进行的，因此，B2O3也被嵌入SiO2中，并构成硼硅玻璃(SiO2+B2O3)。高温中B不断被Si原子所取代，形成B+离子，不断扩入硅表层，形成初期的有源扩散。第二步，降温，取出硅片，去除晶硅表面磷硅玻璃，再放入充满惰性气体N2的管中进行热退火，使硅表层中硼原子进行再分布，即无源扩散。
然而，半导体掺杂不是一般的固溶过程，而是要使半导体具备不同的导电能力。半导体掺杂具有两种形态，晶格替位掺杂(即有效掺杂)和间隙掺杂(无用掺杂或有害掺杂)。当杂质原子占据晶格位置，并进一步电离激活，称之为晶格替位掺杂，比如：磷占据晶格位置，电离为正离子，放出自由电子；硼占据晶格位置，电离为负离子，放出空穴，此为有效掺杂。而当杂质原子仅占据晶格间空隙，则称之为间隙掺杂；由于间隙掺杂原子不与周围原子构成价键，故难以电离，对半导体导电无贡献，因此也称为无用掺杂；又由于间隙原子是点缺陷，它起着复合中心的作用，随着间隙原子数量的增加会加剧电池俄歇(Auger)复合和SRH(Shockley-Read-Hall)复合，大量吸收载流子，导致晶硅电池效率低下，因此，它又是有害掺杂。
为此，亟需解决如何消除或抑制磷、硼间隙原子的数量、体浓度和面密度，提高掺杂激活率(替位掺杂离子面密度与同类杂质原子总掺入面密度之比)的方法的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种提高晶硅表层掺磷、掺硼激活率的热扩散方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种提高晶硅表层掺磷、掺硼激活率的热扩散方法，包括以下步骤：
在热扩散过程中，通过降低扩入晶硅表层时的磷杂质原子或硼杂质原子的浓度至与所述晶硅表层所需的激活掺杂浓度一致，从而提高掺杂激活率；
其中，所述掺杂激活率定义为在同一面积内的替位掺杂离子面密度与相同杂质原子总掺入面密度之比，所述面密度为浓度随深度的积分。
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果。
1、利用本发明提供的方法，通过降低扩入晶硅表层时的磷杂质原子或硼杂质原子的浓度可以降低间隙掺杂原子数量和浓度，提高替位杂质与总掺入杂质的比例，即提高激活率，提高晶硅半导体材料质量。
2、由于间隙杂质是缺陷，对载流子有复合作用，因此利用本发明降低间隙杂质原子数量和浓度，可以避免“死区”，有效地减少晶硅太阳电池的复合中心，提高晶硅太阳电池的短路电流，提高晶硅电池的光电转换效率。
3、利用本发明提供的方法，可以降低POCl3和BBr3的使用量，降低扩散成本。
4、由于消除或减少了间隙杂质原子浓度，降低了间隙杂质原子对Si衬底的危害，因此可以通过增加热扩散时间来推进结深，从而开发高聚光大电流的晶体硅太阳电池，以替代GaAs聚光电池，降低聚光电池的成本。
5、由于理解了杂质原子晶格替位的机理和减少间隙杂质原子的机制，可以设计和制备出更多的晶体硅光电子器件、晶体硅电子器件，改善半导体器件工艺，发展更优的现代化工业与民用器件。
附图说明
图1(a)是采用第一热扩散方式提高晶硅表层掺磷激活率的方法示意图；
图1(b)是采用第二热扩散方式提高晶硅表层掺磷激活率的方法示意图；
图1(c)是采用第一热扩散方式提高晶硅表层掺硼激活率的方法示意图；
图1(d)是采用第二热扩散方式提高晶硅表层掺硼激活率的方法示意图；
图2(a)是商用晶硅电池一步热扩散后的磷杂质原子浓度及磷杂质离子的测试图；
图2(b)是图(a)中各个深度处ECV与SIMS测量值的比值随深度的变化规律图；
图3(a)是反映热扩散后磷杂质原子浓度分布和磷杂质离子浓度分布的示意图；
图3(b)中虚线u2是根据激活率随杂质浓度减少而增加的理想曲线示意图，实线v2是实际测量的磷激活率随深度分布的示意图，横轴为深度，纵轴为磷杂质离子浓度与磷杂质原子浓度的比值n+ P/nP；
图4(a)是反映热扩散后硼杂质原子浓度分布和硼杂质激活离子浓度分布的示意图；
图4(b)中虚线u4是根据激活率随浓度减少而增加的理想曲线示意图，实线v4为实际测量的硼激活率随深度分布的示意图，横轴为深度，纵轴为硼杂质离子浓度与硼杂质原子浓度的比值n+ B/nB；
图5是基于现有热扩散测试分析而假设的晶格和间隙的双势阱模型图；
图6是(100)取向的晶体硅原胞示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
现有的热扩散技术中，由于P+离子、B-离子分别在磷硅玻璃和硼硅玻璃中的浓度很高，约在1021/cm3至1022/cm3范围，从而在晶硅最初表层(厚度约0.1μm)形成了1020/cm3以上的高掺杂浓度。在这个高浓度下，大量间隙杂质原子形成，由于它们是点缺陷，会大量复合光生载流子，使晶硅太阳电池效率下降，故称此为“死区”。为了减少和消除死区，人们往往在第一步有源热扩散后，需要进行第二步无源热退火，从而使杂质原子浓度实现再分布，即去除磷硅玻璃或硼硅玻璃后再进行一次热退火，使杂质原子浓度的峰值降低，替位杂质原子增加，间隙杂质原子减少。为此，需要一个比霍尔(Hall)更精准的参数来表征掺入杂质原子中的有效比例，这个参数就是“激活率”。激活率是由激活离子面密度与掺入杂质原子总面密度的比值，即在相同深度区域内ECV和SIMS两条曲线下面积的比值，用杂质原子的激活比例来反映杂质原子的激活质量。
申请人通过对商用晶硅电池片的热扩散测试，发现了磷原子和激活的磷离子随深度分布的规律，如图2(a)和2(b)所示，图2(a)是商用晶硅电池片一步热扩散后的磷杂质原子扩散及磷杂质离子扩散的深度分布，图上方曲线是反映磷原子总浓度随深度分布的SIMS测试结果，包括替位和间隙磷原子；图下方曲线是反映磷离子浓度随深度分布的ECV测试结果，即替位磷原子，两曲线下面积之比为激活率，通过计算可得磷热扩散的激活率是28.9％。图2(b)是图2(a)中各个深度处ECV与SIMS测量值的比值，表征单点激活率随深度的变化，是同一测量的不同表征，可以看出随着深度的增加，这些浓度也越来越少，而磷的激活率也呈现快速下降的趋势，这与常规低浓度掺杂激活率高的概念不符。
此处为了更加清晰地表明图2(a)中的测试结果，特别绘制图3(a)和图3(b)，图3(a)是展示图2(a)中磷杂质原子浓度分布和磷杂质离子浓度分布的示意图，以常规磷硅玻璃(1×1021/cm3≤nP0≤1×1022/cm3)为扩散源的有源热扩散，扩入硅表面的磷杂质原子浓度nP始终与常规磷硅玻璃中磷浓度nP0相当，实线u1为SIMS测量的磷杂质原子总浓度随深度的分布，实线v1为用ECV测量的磷杂质激活离子浓度随深度的分布，以虚线构成的两曲线之间的阴影面积为间隙磷杂质原子密度随深度的分布。图3(b)显示了各个深度下磷激活离子浓度与磷原子总浓度比值的分布，即各层磷离子激活率随深度的分布示意图，其中虚线u2为理想曲线，即通常所预想的间隙磷原子可以自由地向替位磷离子转换的激活率随深度分布，随深度的增加，磷原子总浓度越小，间隙杂质原子向替位转换的应当越多；而实线v2为根据图3(a)所得到的磷离子的激活率随深度的实际分布曲线，说明与通常所预想的情况相反，间隙杂质原子向替位转换受到限制。
类似地，图4(a)是展示硼杂质原子扩散分布和硼杂质离子浓度分布的示意图，以常规硼硅玻璃(1×1021/cm3≤nB0≤1×1022/cm3)为扩散源的有源热扩散，扩入硅表面的硼杂质原子浓度nB始终与常规硼硅玻璃中硼浓度为nB0相当，实线u3为SIMS测量的硼原子总浓度随深度的分布，实线v3为用ECV测量的硼激活离子浓度随深度的分布，以虚线构成的阴影面积为间隙硼杂质原子密度随深度的分布。图4(b)显示了各个深度下硼激活离子浓度与硼原子总浓度比值的分布，即各层硼离子的掺杂激活率随深度的分布示意图，其中虚线u4为理想曲线，即通常所预想的间隙硼原子可以自由地向替位硼离子转换的激活率随深度分布，随深度的增加，硼原子总浓度越小，间隙杂质原子向替位转换的应当越多；而实线v4为根据图4(a)所得到的硼离子的掺杂激活率随深度的实际分布曲线，说明与通常所预想的情况相反，间隙杂质原子向替位转换受到限制。
根据这些测试结果，经分析可以得出以下结论：1)经计算，商用热扩掺磷的激活率仅有28.9％，说明有相当多(约70％)的杂质原子没有被利用，甚至是其反作用；2)在磷原子浓度分布中，磷杂质原子总浓度分布曲线总是在磷离子浓度分布曲线的上方和右方，磷离子浓度分布曲线总是在总浓度曲线内，且靠左。说明磷间隙浓度分布在整个区域，甚至更深，说明间隙磷原子分布广、扩散快，扩散速度超过磷激活离子；3)激活率随深度的分布越来越小，说明在晶硅表层内，位置越深替位杂质占该深度总杂质的比例越来越低，间隙杂质并没有在低浓度区域向替位杂质进行转换，也就是说，在晶体硅内部间隙杂质原子向替位晶格的转换与浓度和应力无关，浓度和应力不是两种杂质状态相互转换的必要条件。随着间隙杂质原子按比例向替位离子转换的逻辑被否定，如何减少和消除间隙杂质原子？这一问题就摆在了人们面前。
假设存在一个双势阱模型，晶格空位和间隙位置分为势阱底部，参见图5，其中左侧为晶格势阱，无数个晶格势阱构成周期势，由于处于晶格替位的杂质原子受到周围硅原子的价键制约，位于势阱底部而稳定，它的扩散需要另一个空位的到来，所以扩散速度缓慢；右侧为间隙势阱，无数个间隙势阱也构成周期势，由于间隙杂质原子不受价键束缚，所以其在间接势阱之间的扩散较为容易；替位杂质原子与间隙杂质原子之间不易互换，表明了两者之间有势垒。采用这一模型，可以解释上述实验条件和图2(a)和图2(b)的测试结果。其杂质原子的外部进入与内部扩散分析如下：1)如图6所示，由于(100)晶硅表面硅原子仅受其下方两个价键束缚，因此，杂质原子进入表面空位的势垒是相当低的，容易形成替位离子；而杂质原子进入间隙空位则需要翻越一定的势垒，所以杂质原子从表面进入晶硅时，先占据表面空位，后被挤入间隙位置。2)大量硅原子在高温下脱离晶格向表面迁移，与POCl3或BBr3进行反应，生成磷硅玻璃或硼硅玻璃，因此在晶硅表层留下大量的晶格空位，便于杂质晶格替位扩散。3)杂质原子向内部扩散是需要能量去翻越势垒，并且在临近具备晶格空位的这个能量就是温度，温度过低，杂质原子无法翻越势垒进入晶格空位；温度过高，较大的晶格和杂质原子振动也不适合杂质原子占据晶格位置；只有某一温度适合某杂质翻越势垒并进入硅晶格空位，对于磷杂质原子，这个温度为800～950℃；对于硼杂质原子，这个温度为900～1050℃。4)杂质原子最初被挤入间隙位置，有替位杂质原子浓度所产生晶格应力的因素，有高温促使杂质原子翻越势垒的因素。杂质总浓度越高，挤入间隙位置的杂质原子就越多，间隙杂质原子密度与杂质总密度的比例也就越大。5)杂质原子的扩散与时间有关，时间过短，扩入的杂质有限，无法达到器件要求；时间过长，进入的杂质原子过多，面密度过大，面对高磷组份的磷硅玻璃源，长时间扩散会造成更多的间隙磷杂质原子进入硅表层，从而影响太阳电池和器件，因此有个折中的时间，对磷杂质扩散而言，该时间为20～40分钟；对于硼杂质扩散而言，该时间为30～50分钟。6)由于间隙杂质与替位杂质之间有势垒阻隔，杂质原子无法简单地从一个状态变换到另一状态中去，因此杂质原子的替位和间隙状态是在初期确定的，进入硅表层后不会相互转换，也就没有发生预想的如图3(b)和图4(b)中虚线所示激活率的变化情况。7)替位杂质原子与周围硅原子构成价键，该价键对替位杂质原子的扩散产生阻力，其在晶硅内部的扩散较慢；另一方面，由于间隙杂质原子不受价键约束，其在晶硅内部的扩散速度比替位杂质的扩散速度快出很多。
根据这一模型，可以进一步分析间隙杂质对晶硅太阳电池的影响。当初期有源掺杂完成之后，杂质全部集中在0.1微米的极浅表层，即“死区”，间隙杂质原子复合了大量的光生载流子，影响到太阳电池效率。而在杂质浓度再分布的无源掺杂完成之后，浅结大约在0.4微米左右，此时大部分间隙杂质原子扩散进入内建电场区域，载流子被内建电场快速扫过，从而减少或降低了间隙杂质原子对载流子的复合。但是，一旦继续深扩，间隙杂质原子就会进入电池基区，这时就会像“死区”一样，间隙杂质原子复合光生载流子，对太阳电池带来危害。这也就是有浅结太阳电池、背结太阳电池，而没有深结太阳电池的原故。
根据双势阱模型，可以找到减少间隙杂质的方法。从上述分析可以看出，磷间隙杂质原子浓度与磷硅玻璃中磷组份大小有关，硼间隙杂质原子浓度与硼硅玻璃中磷组份大小有关，杂质原子组份越大，吸引出来与之反应的硅原子就越多，晶格空位也就越多，杂质替位也就越多。当杂质原子数多于参与反应的硅原子，或者表层应力因替位掺杂到一定浓度而发生改变时，则间隙杂质原子会显著增加。如果我们将扩散源中杂质原子浓度降低1至2个数量级，采用与晶硅表层掺杂浓度需求相一致的扩散源，则可以大大地减少间隙杂质原子的浓度。
具体可采用以下两种热扩散方式实现：1)降低POCl3或BBr3的流量，放慢磷硅玻璃或硼硅玻璃扩散源的制备速度，减少扩散源中磷、硼组份，使其浓度与晶硅太阳电池要求的浓度一致。2)在氧气环境中先制备一层SiO2，再在其上制备磷硅玻璃或硼硅玻璃扩散源，通过调节SiO2厚度和杂质组份，使其浓度与晶硅太阳电池要求的浓度一致，或者说，使得通过晶硅表面的杂质原子面密度流与该杂质离子浓度在晶硅内部扩散速度相一致。
通过这样的扩散源和扩散工艺，平衡晶硅电池表层中掺杂浓度提升与间隙杂质复合的矛盾，优化电池结深、串联电阻、短路电流和开路电压之间的关系，使晶硅太阳电池效率最大化。
具体而言，根据本发明的一些实施例，提供了一种提高晶硅表层掺磷、掺硼激活率的方法，包括以下步骤：在热扩散过程中，通过降低扩入晶硅表层时的磷杂质原子或硼杂质原子的浓度至与所述晶硅表层所需的激活掺杂浓度一致，从而提高掺杂激活率；其中，所述掺杂激活率定义为在同一体积内的替位掺杂离子数量与该相同杂质原子总掺入数量之比，或者定义为在同一面积内的替位掺杂离子面密度与相同杂质原子总掺入面密度之比，所述面密度为浓度随深度的积分。
在一些实施例中，在热扩散过程中，在晶硅表面形成磷硅玻璃以作为扩散源，降低晶硅表面扩散源的磷组分含量，以使磷杂质原子或硼杂质原子以晶硅表层所需的激活掺杂浓度扩入晶硅表层。更具体地，采用保持氧气O2流量不变，即热氧化形成SiO2的速度不变；同时降低POCl3的流量，使得P2O5反应组分含量减少，形成低磷组分含量的磷硅玻璃(SiO2+xP2O5)(其中x＜1)，参见图1(a)，其中扩入晶硅表层时的磷原子浓度为nP，1×1018/cm3≤nP≤1×1020/cm3，远小于以往常规磷硅玻璃中磷原子浓度nP0，1×1021/cm3≤nP0≤1×1022/cm3，但略高于或等同于硅表层激活掺杂所需的磷原子浓度，参见图3(a)。
在一些实施例中，在热扩散过程中，在晶硅表面形成硼硅玻璃以作为扩散源，降低晶硅表面扩散源的硼组分含量，以使硼杂质原子以晶硅表层所需的激活掺杂浓度扩入晶硅表层。更具体地，采用保持氧气O2流量不变，即热氧化形成SiO2的速度不变；同时降低BBr3的流量，使得B2O3反应组分含量减少，形成低硼组分含量的硼硅玻璃(SiO2+yB2O3)(其中y＜1)，参见图1(c)，其中扩入晶硅表层时的硼原子浓度为nR，1×1018/cm3≤nB≤1×1020/cm3，远小于以往硼硅玻璃中硼原子浓度hB0，1×1021/cm3≤nB0≤1×1022/cm3，但略高于或等同于硅表层激活掺杂所需的硼原子浓度，参见图4(a)。
在一些实施例中，先在晶硅表面制备一层SiO2薄层，再在该SiO2薄层上制备磷硅玻璃以作为扩散源，调节SiO2厚度或者调节SiO2厚度并降低扩散源中的磷组分含量。更具体地，采用保持氧气O2流量不变，即热氧化形成SiO2的速度不变，待SiO2薄为某一厚度h(1≤h≤1000nm)后，开通POCl3流量，进行化学反应，沉积常规或低磷组分含量的磷硅玻璃(图1b)，并进行扩散。由于有SiO2薄层阻挡，磷杂质浓度开始衰减，通过调整SiO2厚度和磷硅玻璃中磷组分含量，使到达晶硅表面的磷杂质浓度恰好等于晶硅表层所需的激活掺杂浓度，以该浓度向晶硅内部扩散。
在一些实施例中，先在晶硅表面制备一层SiO2薄层，再在该SiO2薄层上制备硼硅玻璃以作为扩散源，调节SiO2厚度或者调节SiO2厚度并降低扩散源中的硼组分含量。更具体地，采用保持氧气O2流量不变，即热氧化形成SiO2的速度不变，待SiO2薄为某一厚度h(1≤h≤100nm)后，开通BBr3流量，进行化学反应，沉积常规或低硼组分含量的硼硅玻璃(图1d)，并进行扩散。由于有SiO2薄层阻挡，硼杂质浓度开始衰减，通过调整SiO2厚度和硼硅玻璃中硼组分含量，使到达晶硅表面的硼杂质浓度恰好等于晶硅表层所需的激活掺杂浓度，以该浓度向晶硅内部扩散。
在一些实施例中，磷杂质原子的热扩散温度为800～905℃，热扩散时间为20～40分钟；硼杂质原子的热扩散温度为900～1050℃，热扩散时间为30～50分钟，有助于使磷杂质原子或硼杂质原子扩入晶硅表层时形成替位掺杂。
综上所述，通过前述方式最终使磷、硼杂质原子以晶硅表层所需的掺杂浓度扩入晶硅表层，从而使间隙杂质浓度和面密度降到最低，掺杂激活率提到最高。可在晶硅太阳电池中应用，从而优化电池结深、串联电阻、短路电流和开路电压之间的关系，使晶硅太阳电池效率最大化。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种提高晶硅表层掺磷、掺硼激活率的热扩散方法，其特征在于，包括以下步骤：
在热扩散过程中，通过降低扩入晶硅表层时的磷杂质原子或硼杂质原子的浓度至与所述晶硅表层所需的激活掺杂浓度一致，从而提高掺杂激活率；
其中，所述掺杂激活率定义为在同一面积内的替位掺杂离子面密度与相同杂质原子总掺入面密度之比，所述面密度为浓度随深度的积分。
2.根据权利要求1所述的热扩散方法，其特征在于，所述通过降低扩入晶硅表层时的磷杂质原子或硼杂质原子的浓度至与晶硅表层所需的激活掺杂浓度一致的步骤具体包括：
在热扩散过程中，在晶硅表面形成磷硅玻璃或硼硅玻璃以作为扩散源，降低晶硅表面的所述扩散源的磷组分含量或硼组分含量，以使磷杂质原子或硼杂质原子以晶硅表层所需的激活掺杂浓度扩入晶硅表层。
3.根据权利要求2所述的热扩散方法，其特征在于：
所述磷硅玻璃是由POCl3和氧气与晶硅表面原子反应形成，通过减少POCl3流量而降低晶硅表面的扩散源的磷组分含量；
所述硼硅玻璃是由BBr3和氧气与晶硅表面原子反应形成，通过减少BBr3流量而降低晶硅表面的扩散源的硼组分含量。
4.根据权利要求1所述的热扩散方法，其特征在于，所述通过降低扩入晶硅表层时的磷杂质原子或硼杂质原子的浓度至与晶硅表层所需的激活掺杂浓度一致的步骤包括：
先在晶硅表面制备一层SiO2薄层，再在所述SiO2薄层上制备磷硅玻璃或硼硅玻璃以作为扩散源，调节SiO2厚度或者调节SiO2厚度并降低扩散源中的磷组分含量或硼组分含量，以使磷杂质原子或硼杂质原子以晶硅表层所需的激活掺杂浓度扩入晶硅表层。
5.根据权利要求4所述的热扩散方法，其特征在于，所述SiO2薄层厚度为h，其中1≤h≤1000nm。
6.根据权利要求4所述的热扩散方法，其特征在于：
所述磷硅玻璃是由POCl3和氧气与SiO2薄层表面反应形成，通过减少POCl3流量而降低扩散源中的磷组分含量；
所述硼硅玻璃是由BBr3和氧气与SiO2薄层表面反应形成，通过减少BBr3流量而降低扩散源中的硼组分含量。
7.根据权利要求1所述的热扩散方法，其特征在于，所述扩入晶硅表层时的磷杂质原子浓度为nP，1×1018/cm3≤nP≤1×1020/cm3，硼杂质原子浓度为nB，1×1018/cm3≤nB≤1×1020/cm3。
8.根据权利要求1所述的热扩散方法，其特征在于，磷杂质原子的热扩散温度为800～905℃，热扩散时间为20～40分钟；硼杂质原子的热扩散温度为900～1050℃，热扩散时间为30～50分钟。
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