TWI625769B - 矽內的高濃度摻雜 - Google Patents

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Abstract

矽裝置具有複數結晶矽區。一個結晶矽區為摻雜的結晶矽區。藉由導入氫原子於摻雜的結晶矽區而使摻雜的結晶矽區中的某些或全部摻雜質原子失活，藉此氫庫倫地鍵結某些或全部摻雜質原子，以使個別摻雜質原子失活。
可藉由加熱或照射摻雜結晶矽區以打斷至少某些摻雜質-氫鍵而可使失活的摻雜質原子重新活化，同時保持條件以產生高濃度的中性氫原子，藉此使某些氫原子自摻雜的結晶矽區擴散而不會與摻雜質原子再結合。

Description

矽內的高濃度摻雜
本發明係關於製造太陽能電池的方法，且本發明尤其是提供矽材料氫化的新方法。
結晶矽的氫化涉及氫原子鍵結到矽晶格內之晶體缺陷或汙染物，以防止缺陷或汙染物作為少數電荷載子的復合部位。此為熟知的特定復合部位鈍化。此點對於需要長少數載子壽命的半導體裝置(例如太陽能電池)尤為重要，尤其是使用便宜矽時常會具有不佳的晶體品質及/或純度，因此需要加以鈍化而使品質提升到高效太陽能電池可接受的程度。
低成本矽一般具有非常高的矽晶體缺陷密度及/或不想要的雜質。如此降低了矽的少數載子壽命，因而降低了由此類材料製成之太陽能電池的效率。因此，此類缺陷及汙染物進行鈍化以改善少數載子壽命是使用比微電子產業常用的半導體級矽形成的浮區(FZ)晶圓品質還差的矽而能夠製造高效太陽能電池非常重要的部分。
目前，尚未完全明白氫化製程及其潛能，商業上製造的太陽能電池結構設計在促進電池氫化上不夠理想，其反應在使用標準商業級p型晶圓技術的不佳整體壽命。
氫於矽中移動的能力大大受到與摻雜質原子作用的抑制。舉例而言，處於平衡時，n型矽中幾乎所有的氫是處於負電荷狀態(H-)，而p型 矽中幾乎所有的氫是處於正電荷狀態(H+)。然而，氫在個別矽極性中的電荷狀態可導致氫原子與個別摻雜質原子之間的強力吸引，使氫原子難以移動通過此類摻雜質原子。如此會導致摻雜質原子的中性化，而使氫會不再在矽中移動。過去對於氫在矽中的此種行為未有充分的了解或是忽略了，造成氫化意圖的效果比電池設計者所想的還差。
舉例而言，H+可與離子化的硼原子(B-)作用而形成中性的硼-氫(B-H)複合物。類似地，H-可與離子化的磷原子(P+)作用而形成中性的磷-氫P-H)複合物。
硼(B)為三價元素，其可用於摻雜矽，當佔據矽晶格內的替取部位時會產生p型材料。因此，此類硼原子各產生自由”電洞”，使硼原子具有固定負電荷。若將原子氫導入此類p型區域且若氫具有正電荷狀態(H+)，B-及H+原子之間存在有強靜電力，導致這兩者有很高的可能性會反應形成B-H鍵，因此使氫原子陷在該位置但是同時使硼原子失活，使其在電子上的作用彷彿是不再存在那。
相反地，磷(P)為五價元素，其可用於摻雜矽，當佔據矽晶格內的替取部位時會產生n型材料。因此，此類磷原子各產生自由”電子”，使磷原子具有固定正電荷。若將原子氫導入此類n型區域且若氫具有負電荷狀態(H-)，P+及H-原子之間存在有強靜電力，導致這兩者有很高的可能性會反應形成P-H鍵，因此使氫原子陷在該位置但是同時使磷原子失活，使其在電子上的作用彷彿是不再存在那。
摻雜質-氫複合物的解離是很困難的，即使是有足夠的熱能分解複合物(例如>150℃)，摻雜質原子與原子氫(對磷而言為H-且對硼而言 為H+)之間的庫倫吸引力防止氫原子逃脫，且可能快速再次形成摻雜質-氫複合物。
現在可知過去氫化不佳的主要原因包含：射極中的重摻雜阻擋氫穿透深入矽內；一面或兩面皆缺乏氫源；鋁合金區域或金屬/矽介面作為納槽(sinks)；氫原子無法達到正確的電荷狀態以促進其與特定類型缺陷及結合；以及缺乏捕陷氫的手段。
因此，雖然重摻雜可能視為一種缺點，但是對於可用於加強氫化的機制的了解亦可能使用重摻雜區域達到其他方面的優點。
根據第一觀點，提供一種處理結晶矽裝置的方法，結晶矽裝置具有複數結晶矽區。結晶矽裝置可具有一個結晶矽區為摻雜的結晶矽區(例如三價摻雜質(如硼、鋁鎵)或五價摻雜質(如磷))，其中一些摻雜質原子藉由與氫原子結合(以庫倫方式)而失活。該方法可包含藉由加熱及照射摻雜的結晶矽區以打斷至少一些摻雜質-氫鍵而使一些失活的摻雜質原子重新活化。可同時保持條件以產生相對高濃度具有中性電荷狀態的氫原子及/或具有與摻雜質原子相同電荷極性的氫原子。結果使某些氫原子可自摻雜區擴散而不會與摻雜質原子再結合。
當摻雜的結晶矽區接著冷卻時，可保持照射以保持高濃度具有中性電荷狀態之氫原子及/或具有與摻雜質原子相同電荷極性的氫原子。
根據第二觀點，提供一種處理結晶矽裝置的方法。該方法可包含以第一摻雜極性(例如p型或n型)之摻雜質原子摻雜裝置之結晶矽區域，以產生摻雜的結晶矽區，其中摻雜的結晶矽區具有摻雜質原子濃度大 於摻雜的結晶矽區所需的最終活化摻雜質原子濃度。接著可藉由導入氫原子到摻雜的結晶矽區，使摻雜的結晶矽區中的某些或全部的摻雜質原子失活。結果某些氫原子可與第一摻雜類型之某些或全部摻雜質原子鍵結(以庫倫方式)，以使個別的摻雜質原子失活。
摻雜的結晶矽區可為結晶矽裝置的表面區域。
根據第三觀點，一種結晶矽裝置包含：摻雜第一摻雜質之矽區，且至少部分摻雜質與氫原子結合而失活。失活後之摻雜結晶矽區可具有比失活前的片電阻至少還要高25%的片電阻。
根據第四觀點，一種結晶矽裝置包含：一結晶矽區，同時摻雜第一摻雜極性之第一摻雜質及相反摻雜極性之第二摻雜質。第一摻雜極性之摻雜質之相關濃度可大於第二摻雜極性之摻雜質濃度。至少部分第一摻雜極性之摻雜質可與氫原子結合而失活，使得失活後的區域具有第二摻雜質類型之淨活化摻雜超過第一摻雜類型的，而導致該區域的極性係取決於第二摻雜類型。
根據第五觀點，一種結晶矽裝置包含：一結晶矽區，同時摻雜第一摻雜極性之第一摻雜質及相反摻雜極性之第二摻雜質。第一摻雜極性之相關摻雜質濃度可等於第二摻雜極性之摻雜質濃度。至少部分第一摻雜極性之摻雜質可與氫結合而失活，使得失活後的區域具有第二摻雜極性之淨摻雜極性。
接著可使摻雜的結晶矽區在照射下加熱，而重新活化某些或全部的失活摻雜質原子，藉此產生電子電洞對以增加摻雜結晶矽區中少數載子的比例，而讓至少某些釋放的氫原子具有可使氫原子從先前結合的摻 雜質原子的庫倫吸引力逃脫的電荷狀態。接著較佳在保持照射下冷卻摻雜的結晶矽區，最小化摻雜質原子被氫原子重新活化的可能性。
接著在選定結晶矽區中某些或全部的失活摻雜質原子亦可重新活化，其係藉由使選定結晶矽區中的摻雜質原子受熱並照射與選定結晶矽區相鄰的結晶矽區，藉此產生電子電洞對以增加與選定結晶矽區相鄰的結晶矽區中的少數載子的比例，使得與選定結晶矽區相鄰的結晶矽區中產生的少數載子會擴散至選定結晶矽區，因而讓選定結晶矽區中摻雜質重新活化。若少數載子繼續從相鄰的結晶矽區擴散，使選定結晶矽區冷卻至低於120℃會防止摻雜質再次被失活。選定結晶矽區及鄰近選定結晶矽區之結晶矽區及摻雜質的加熱及/或照射可利用雷射進行。雷射可掃描過複數結晶矽區，以處理較大區域或整個電池。
藉由形成含氫的介電質(例如氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁等)於結晶矽裝置之表面上，接著加熱結晶矽裝置以使氫原子遷移進入矽，而可使氫原子導入結晶矽裝置內。較佳地，介電氫源(至少暫時)形成於結晶矽裝置的各前表面及後表面。為了刻意使結晶矽裝置表面區域中的摻雜質原子失活，可在沒有照射或在低照射(例如光源僅發射無可避免的光)的條件下進行加熱結晶矽裝置，以使氫原子自氫源導入結晶矽裝置。
以矽外部的氫源而言(例如介電層)，當氫必須擴散通過的矽表面n型擴散層具有1x1020原子/cm3或更少的峰值淨活性摻雜濃度(即摻雜質原子尚未失活)時，本方法會更有效。類似地，當氫必須擴散通過的任何矽表面p型擴散層具有1x1019原子/cm3或更少的峰值淨活性摻雜濃度時，本方法會更有效。
氫已導入結晶矽裝置後，加熱結晶矽裝置可包含將該裝置之至少一區域加熱到至少40℃，同時利用至少一光源照射至少一些結晶矽裝置，藉此具有足以在矽內產生電子電洞對之能量的所有入射光子(換言之為具有能階高於1.12eV矽帶隙的光子)的累積功率為至少20mW/cm2。
可提供來自至少一光源的照射程度，係使具有足以在矽內產生電子電洞對之能量的所有入射光子的累積功率為至少50mW/cm2、或60mW/cm2、或70mW/cm2、或80mW/cm2、或90mW/cm2、或100mW/cm2、或150mW/cm2、或200mW/cm2、或300mW/cm2、或400mW/cm2、或500mW/cm2、或600mW/cm2、或700mW/cm2、或800mW/cm2、或900mW/cm2、或1000mW/cm2、或1500mW/cm2、或2000mW/cm2、或3000mW/cm2、或5000mW/cm2、或10000mW/cm2、或15000mW/cm2、或20000mW/cm2、或高達矽開始熔化的光強度。
較佳地，針對上述累積功率的各範圍，加熱結晶矽裝置可包含加熱該裝置之至少一區域到至少100℃。加熱後可接著冷卻結晶矽裝置，同時利用至少一光源照射至少一些的裝置，藉此使具有足以在矽內產生電子電洞對之能量的所有入射光子的累積功率為至少20mW/cm2。選替地，加熱結晶矽裝置可包含加熱該裝置到至少140℃。再者，依據裝置中既存結構的熱敏感度及所需條件，加熱結晶矽裝置可包含加熱該裝置到至少180℃、或200℃或400℃。當結構的熱敏感度並非考慮條件時，甚至可應用更高的溫度，例如到至少500℃、或到至少600℃、或到至少700℃、或到至少800℃、或到至少900℃、或到至少1,000℃、或到至少1,200℃或到結晶矽開始熔化的溫度。一般而言，就給定的裝置而言，溫度越低，要達到最佳化氫化會 需要更高的對應光強度。
於加熱後的冷卻期及任何後氫化熱製程期間，透過使用光及熱可控制少數載子濃度，以於冷卻時維持氫電荷狀態，以最小化先前與氫原子結合之缺陷的再活化或摻雜質的再活化。
於熱處理及冷卻期間，可變化施加到結晶矽裝置的照射強度。於氫化或其他熱製程後的冷卻階段期間，可增加或減少施加到結晶矽裝置的照射強度。尤其是以減少裝置的溫度，而可增加或減少施加到結晶矽裝置的照射強度。
於氫化製程期間、或於氫化製程後在高於200℃進行的製程期間、及/或在此類製程後的冷卻期間，施用到結晶矽裝置的照射源可為發光二極體陣列。施用到結晶矽裝置的照射源亦可為一或多個紅外線燈。施用到結晶矽裝置的照射可為脈衝式。施用到結晶矽裝置的照射強度可控制為使費米能階保持在高於中間能隙0.10至0.22eV的值。
本方法可用於處理矽，以用於製造具有至少一整流接面之光伏裝置。
導入超過要求的摻雜質可為p型(三價)摻雜質(例如硼、鋁、鎵)或n型(五價)摻雜質(例如磷)。當硼用作為矽中的摻雜質時，本方法特別有效。摻雜區域亦可摻雜硼及磷。
針對於氫化製程期間後續失活及/或再活化刻意添加摻雜質到光伏電池的矽晶圓，能改變活化摻雜質濃度，例如局部氫化，以形成選擇性射極，也能儲存及釋放氫而後作為矽晶圓的內部氫源。
刻意添加額外摻雜質(例如硼)到矽晶圓的特定區域，而使這 些區域的片電阻降低到低於最終所需的程度，藉此使一些或全部添加的摻雜質後續可能藉由氫失活，以提升特定區域中的電阻。此類區域可選擇性適當地以光及熱進行處理，以接著再活化某些失活後的摻雜質，同時釋放原子氫，其能作為矽晶圓內部或其表面的氫鈍化源。一實例為以額外的摻雜質擴散矽晶圓的整個表面區域，接著進行一些或全部添加原子的氫失活。後續熱和光的應用可用以再次活化整個表面區域或局部區域中的一些或全部的摻雜質，以提供矽內部全區域或局部區域的氫源，或者產生具有變化片電阻輪廓的摻雜結構，其中在最多摻雜質原子被再活化的局部區域具有最低的片電阻。
此類表面層甚至可包含刻意添加兩種相反極性的摻雜質，例如硼和磷，藉此該層在硼失活之前係為p型，在藉氫失活後則為n型，然後在硼原子發生局部再活化後具有局部的p型及n型區域。根據熱和光的局部應用，硼摻雜質局部地被再活化，而使這些區域從n型回到p型。此類p型區域可自晶圓的一個表面穿透通過到相反的表面，以達到各種目的，例如形成導電介層，或者例如針對相同晶圓上串聯互連相鄰裝置，產生p型的隔離區，其係電性隔離與p型區域任一側之n型區域，且基於應用光和熱以局部再活化硼摻雜質中所用的圖案，此類p型區域可包含點、短線、線或其他幾何形。
11、12、13‧‧‧電洞
22‧‧‧中性原子氫
23‧‧‧負氫離子
31‧‧‧電子
51‧‧‧熱能
52、53‧‧‧光子
61‧‧‧熱能
62、63‧‧‧光子
70‧‧‧n型晶圓
71‧‧‧紋理化
82‧‧‧射極層
83‧‧‧磷擴散
93‧‧‧前表面介電層
94‧‧‧後表面介電層
101‧‧‧雷射
105‧‧‧開口
112‧‧‧矽區域
128‧‧‧金屬接觸
132‧‧‧雷射
136‧‧‧開口
141‧‧‧矽區域
156‧‧‧金屬接觸
160‧‧‧p型晶圓
161‧‧‧紋理化
172‧‧‧射極層
173‧‧‧硼擴散
183‧‧‧前表面介電層
184‧‧‧後表面介電層
191‧‧‧雷射
195‧‧‧開口
202‧‧‧矽區域
218‧‧‧金屬接觸
222‧‧‧雷射
226‧‧‧開口
231‧‧‧矽區域
246‧‧‧金屬接觸
252‧‧‧輕摻雜射極層
261‧‧‧雷射
265‧‧‧開口
272‧‧‧區域
298‧‧‧金屬接觸
302‧‧‧射極
312‧‧‧p型層
321‧‧‧雷射
325‧‧‧開口
338‧‧‧金屬接觸
341‧‧‧雷射
342‧‧‧p+區域
351‧‧‧雷射
352‧‧‧p+區域
3601‧‧‧改裝帶式爐
3602‧‧‧耐熱帶
3603‧‧‧加熱燈
3604‧‧‧燈
3605‧‧‧加熱區
3606‧‧‧冷卻區
3607‧‧‧入口風扇
3608‧‧‧出口風扇
3609‧‧‧輔助照射
3610‧‧‧板式加熱器
3611‧‧‧晶圓
3840‧‧‧囊封層
3841‧‧‧小區域
3842‧‧‧雷射
現在參考伴隨圖式將舉例說明本發明的實施例，其中：圖1示意地表示p型矽晶格結構(摻雜硼)；圖2示意地表示氫化後之圖1的p型矽晶格結構； 圖3示意地表示n型矽晶格結構(摻雜磷)；圖4示意地表示氫化後之圖3的n型矽晶格結構；圖5示意地表示圖2之p型矽晶格結構，顯示施加熱及光再活化硼摻雜質；圖6示意地表示圖4之n型矽晶格結構，顯示施加熱及光再活化磷摻雜質；圖7示意地繪示可形成本發明實施例之紋理化n型晶圓；圖8示意地繪示在初始摻雜前表面及後表面後之圖7的晶圓；圖9示意地繪示在加入介電層後之圖8的晶圓；圖10示意地繪示在圖案化頂表面介電質後之圖8的晶圓；圖11示意地繪示在氫化射極區後之圖10的晶圓；圖12示意地繪示在施用射極金屬化後之圖11之晶圓；圖13示意地繪示在圖案化後表面介電質後之圖12的晶圓；圖14示意地繪示在氫化後摻雜區後之圖13的晶圓；圖15示意地繪示在施用後表面金屬化後之圖14之晶圓；圖16示意地繪示可形成本發明實施例之紋理化p型晶圓；圖17示意地繪示在初始摻雜前表面及後表面後之圖16的晶圓；圖18示意地繪示在加入介電層後之圖17的晶圓；圖19示意地繪示在圖案化頂表面介電質後之圖18的晶圓；圖20示意地繪示在氫化射極區後之圖19的晶圓；圖21示意地繪示在施用射極金屬化後圖20之晶圓；圖22示意地繪示在圖案化後表面介電質後之圖21的晶圓；圖23示意地繪示在氫化後摻雜區後之圖22的晶圓；圖24示意地繪示在施用後表面金屬化後之圖23之晶圓； 圖25至圖27示意地繪示圖10、圖11及圖12中晶圓圖案化、金屬化及氫化的選替順序；圖28至圖30示意地繪示圖10、圖11及圖12中晶圓圖案化、金屬化及氫化的另一選替順序；圖31至圖35示意地繪示圖10、圖11及圖12中晶圓圖案化、金屬化及氫化的又一選替順序；圖36及圖37示意地繪示經修改以提供照射於加熱區及冷卻區之帶式爐的兩個實例；以及圖38繪示局部氫化的實例。
於此所述的程序提供一種透過簡單氫化程序藉由失活或再活化摻雜質改變活性摻雜質密度的方法，同時也分別儲存或釋出氫作為矽內部來源。如此獨特地提供在矽中內部地產生氫源的機會，其之後可透過重新活化摻雜質的程序釋出氫用於氫化目的。此類策略亦可用於局部規模，以重新活化局部的摻雜區域，而產生選擇性射極結構。如此提供形成選擇性射極的非常簡單的機制-僅使用熱及光以促進局部區域或有需要的區域中摻雜質的失活及再活化的方式來操控氫的電荷狀態。
如在上述”先前技術”所述，硼(B)為三價元素，其可被用於摻雜矽在矽晶格內佔據替取部位而產生p型材料，如圖1所示。因此，此類硼原子各產生自由”電洞”11，而硼原子具有固定負電荷。圖1顯示額外的電洞12、13，其會自產生的摻雜部位離開。參考圖2，若中性原子氫22進入此類p型區且若例如氫通過矽晶格時藉由放棄電子而電子接著可與電洞12結 合使氫具有正電荷狀態(H+)，則B-及H+原子之間會存在強靜電力，造成兩者很有可能反應形成B-H鍵，因而在該位置捕獲氫但同時使硼原子失活，而使其在電性上像是不再存在。類似地，若負氫離子23進入此類p型區，則氫通過矽晶格時藉由放棄電子而電子接著可與電洞13結合使氫具有正電荷狀態(H+)。
類似地，磷(P)為五價元素，其可被用於摻雜矽在矽晶格內佔據替取部位而產生n型材料，如圖3所示。因此，此類磷原子各產生自由”電子”31，使磷原子具有固定正電荷。參考圖4，若中性原子氫導入此類n型區且若例如電子結合氫原子而使氫具有負電荷狀態(H-)，則P+及H-原子之間會存在強靜電力，造成兩者很有可能反應形成P-H鍵，因而在該位置捕獲氫但同時使磷原子失活，而使其在電性上像是不再存在。類似地，若正電荷氫離子進入此類n型區，則兩個電子結合H+原子而使氫可具有負電荷狀態(H-)，P+及H-原子之間會存在強靜電力。
摻雜質-氫複合物之間的解離是很困難的，即使有足夠的能量解離複合物，摻雜質原子與原子氫(對磷而言為H-且對硼而言為H+)之間的庫倫吸引力防止氫原子逃脫，且摻雜質-氫複合物可能快速重新形成。因此若添加過多的摻雜質到矽裝置，可導入適當電荷狀態的氫使摻雜質失活。氫在p型矽中主要的電荷狀態為H+，因此相當容易使接近矽表面的硼失活，然而H+不會具有高遷移率且在被捕捉到之前不會跑太遠。於簡單的實例中，可藉由加熱來改變電荷狀態，其可使H+進一步穿越進入摻雜的區域且當與摻雜質結合時移除熱源會鎖住氫。然而，當試圖釋放與摻雜質結合的氫時單獨加熱對重新活化摻雜質的效果較差，因為尤其是在冷卻期間氫會 重新鍵結。類似地，在n型矽中，H-為主要的電荷狀態，而加熱有助於增加使n型摻雜質原子失活區域的尺寸，其對重新活化不會特別有效。
參考圖5及6，藉由增加少數載子濃度(在p型矽中為電子或n型矽中為電洞)，可能大幅增加中性電荷狀態的氫原子濃度，或甚至使氫原子濃度具有與摻雜區域之離子化摻雜質原子相同的電荷狀態(在硼摻雜材料例子中，離子化硼原子為負電荷，可使得氫原子也變成負電荷，造成氫及硼彼此相斥)。此狀況多少可藉由加熱矽晶圓來達到，但當同時以亮光照射產生許多額外的少數載子會更為有效。缺乏亮光時，足以增加少數載子濃度所需的溫度會很高，而破壞製造的裝置且在冷卻期間效果自然會反轉。利用熱和光的組合，可將少數載子濃度增加到足以使具有單電子接附到氫原子核的氫原子濃度大大增加，因而得到中性電荷狀態。亦可顯著增加具有兩個電子接附到氫原子核的氫原子濃度，因而得到負電荷狀態。因此，可產生不再受晶格中使遷移率急遽降低之固定負或正離子之強庫倫力阻礙的氫原子，讓氫離開鍵結的摻雜質原子。因為氫原子與電子存在，中性氫原子(及負氫離子)對許多類型的復合部位的鍵結也更有效。如圖5所示，將氫及硼原子吸在一起的庫倫力可被熱能51中斷，釋出H+離子，而光子52、53撞擊矽晶格可釋出電子以形成電子-電洞對。然後，某些由此產生的電子會自由與H+離子結合以形成中性氫原子。在圖5中，可知若存在有足夠的電子，則氫可與一個以上的電子結合以形成負氫離子。針對n型材料等效的程序繪示於圖6，其中使氫及磷原子吸在一起的庫倫力可再次被熱能61中斷，釋出H-離子。光子62、63撞擊矽晶格可釋出電子以形成電子-電洞對，而H-離子接著可提供其中一個電子給所產生的其中一個電洞(雖然圖6顯示與產 生電洞的摻雜質相鄰，但事實上可能為遠離)以形成中性氫原子。
因此藉由過度摻雜裝置上的區域可達到以下四個優點：1)依需要失活或再活化摻雜質可控制活性摻雜質濃度；2)上述(1)可發生在局部區域以產生變化活性摻雜濃度的局部區域，甚至是變化極性而可用於例如選擇性射極或隔離區；3)後續利用氫失活的過度摻雜區之後可用作為缺陷氫化的內部氫源；4)後續利用氫失活的過度摻雜區之後在裝置製造期間或裝置完成後可用作為促進局部缺陷或區域氫化的內部氫源。
實例
1.刻意添加額外的硼(B)且後續藉由氫在局部區域失活以形成選擇性射極
硼(或其他摻雜質)可刻意地添加到矽。藉著操控在裝置的某些或全部區域中氫的電荷狀態並提供足夠的熱能(典型為150°-500℃)以增加氫的量及遷移率，可藉由使硼及氫鍵結在一起(或若需要重新活化硼時則打斷硼及氫的鍵結)而使硼失活(或有需要時則重新活化)。如此具有許多重要的實施，例如描繪射極中的電阻率以形成選擇性射極，其可以多種方式進行，包含但不限於：
(i)實例1-局部去活化：
1)參考圖7，n型晶圓70被紋理化71；
2)頂表面的硼擴散假設達到具有45-55Ω/□之片電阻的p+區 域(但可為1-80Ω/□的範圍內)係產生射極層82，如圖8所示；
3)磷擴散83亦可添加到後表面，而再次假設達到具有45-55Ω/□之片電阻的n+區域(但可為1-80Ω/□的範圍內，亦如圖8所示；
4)然後沉積前表面介電層93及後表面介電層94，如圖9所示。介電層93及94作用為氫源且可選自含氫介電材料，例如氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁等；
5)圖案化前表面介電層93，如圖10所示，以形成射極金屬化的開口105。此可藉由雷射101、網版印刷、或噴墨圖案化或其他合宜的已知製程進行；
6)參考圖11，在未移除介電層93的矽區域112(即氫源存在的區域)執行射極氫化，其藉由例如在黑暗中或微光中加熱裝置到400℃。此程序將電荷狀態操控為使氫存在之處的硼失活。氫與矽晶格中的活化負硼原子結合而使硼失活。以最大化H+存在量的方式執行氫化會使H+結合B-，藉此使硼失活並在這些區域產生較高的片電阻材料，同時在已移除介電氫源而針對後續之金屬接觸形成之開口105留下較低片電阻的區域82。需注意，正電荷狀態之原子氫的百分比係藉由使電子濃度保持為低而得到最大化，例如藉由最小化具有能階高於矽帶隙(1.12eV)的光子之熱源產生的光以及藉由使溫度避免顯著高於合理氫遷移率及自介電氫源93釋放氫所需的300°-500℃範圍。
7)然後可藉由例如電鍍或對準式網版印刷將金屬接觸128施用到裸露的p+區域82，如圖12所示。
8)如圖13所示，圖案化後表面介電層94，以產生後金屬化 的開口136。此可藉由雷射132、網版印刷、或噴墨圖案化或其他合宜的已知製程進行；
9)參考圖14，在未移除介電層94的矽區域141(即氫源存在的區域)執行後表面n+區域的氫化，其藉由例如在黑暗中或微光中加熱裝置到400℃。此程序操控電荷狀態以最大化H-濃度，同時仍容許自氫源釋放氫，而使氫存在之處的磷失活。氫與矽晶格中的活化正磷原子結合而使磷失活。以最大化H-存在量的方式執行氫化會使H-結合P+，藉此使磷失活並在這些區域產生較高的片電阻材料，同時在已移除介電氫源94而針對後續之金屬接觸形成之開口136留下較低片電阻的區域83。需注意，負電荷狀態之原子氫的百分比係藉由使電洞濃度保持為低而得到最大化，例如藉由最小化具有能階高於矽帶隙(1.12eV)的光子之熱源產生的光以及藉由使溫度避免顯著高於合理氫遷移率及自介電氫源94釋放氫所需的300°-500℃範圍。
為簡單起見，已針對硼及磷失活描述相同的條件，以促使同時在前面進行硼失活及在後面進行磷失活，如此會免除步驟9，但在氫化步驟(步驟6)之前會需要執行形成後開口的步驟(步驟8)。然而，為了最佳化電子效能，對硼及磷進行不同的氫化(失活)處理條件可能有益，因此使得兩個製程應分別進行，如上述圖7-15所示。
10)可藉由例如電鍍或對準式網版印刷將金屬接觸156施用到裸露的n+區域83，如圖15所示。
(ii)實例2-局部失活：
1)參考圖16，p型晶圓160被紋理化161；
2)頂表面的磷擴散假設達到具有45-55Ω/□之片電阻的n+區 域(但可為1-80Ω/□的範圍內)係產生射極層172，如圖17所示；
3)硼擴散173亦可添加到後表面，而再次假設達到具有45-55Ω/□之片電阻的p+區域(但可為1-80Ω/□的範圍內)，亦如圖17所示；
4)然後沉積前表面介電層183及後表面介電層184，如圖18所示。介電層183及184作用為氫源且可選自含氫介電材料，例如氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁等；
5)圖案化前表面介電層183，如圖19所示，以形成射極金屬化的開口195。此可藉由雷射191、網版印刷、或噴墨圖案化或其他合宜的已知製程進行；
6)參考圖20，在未移除介電層183的矽區域202(即氫源存在的區域)執行射極氫化，其藉由例如在黑暗中或微光中加熱裝置到400℃。此程序將電荷狀態操控為使氫存在之處的磷失活。氫(H-)與矽晶格中的活性正磷原子結合而使磷失活。以最大化H-存在量的方式執行氫化會使H-結合P+，藉此使磷失活並在這些區域產生較高的片電阻材料，同時在已移除介電氫源而針對後續之金屬接觸形成之開口195留下較低片電阻的區域172。需注意，負荷狀態之原子氫的百分比係藉由使電洞濃度保持為低而得到最大化，例如藉由最小化具有能階高於矽帶隙(1.12eV)的光子之熱源產生的光以及藉由使溫度避免顯著高於合理氫遷移率及自介電氫源183釋放氫所需的300°-500℃範圍。
7)然後可藉由例如電鍍或對準式網版印刷將金屬接觸218施用到裸露的n+區域172，如圖21所示。
8)圖案化後表面介電層184，如圖22所示，以產生後金屬化 的開口226。此可藉由雷射222、網版印刷、或噴墨圖案化或其他合宜的已知製程進行；
9)參考圖23，在未移除介電層184的矽區域231(即氫源存在的區域)執行後表面p+區域的氫化，其藉由例如在黑暗中或微光中加熱裝置到400℃。此程序最大化H+百分比，同時保持氫合理釋放進入矽，而使氫存在之處的硼失活。氫(H+)與矽晶格中的活性負硼原子結合而使硼失活。以最大化H+存在量的方式執行氫化會使H+結合B-，藉此使硼失活並在這些區域產生較高的片電阻材料，同時在已移除介電氫源184而針對後續之金屬接觸形成之開口226留下較低片電阻的區域173。需注意正電荷狀態之原子氫的百分比係藉由使電子濃度保持為低而得到最大化，例如藉由最小化載子的光產生，其最小化入射到晶圓的光，其需要使用加熱器，發射最小量具有能階高於矽帶隙(1.12eV)的光子之光以及藉由使溫度避免顯著高於合理氫遷移率及自介電氫源184釋放氫所需的300°-500℃範圍。為簡單起見，已針對硼及磷失活描述相同的條件，以促使同時在前面進行磷失活及在後面進行硼失活。然而，為了最佳化電子效能，對硼及磷進行不同的氫化(失活)處理條件可能有益，因此使得兩個製程應分別進行。
10)可藉由例如電鍍或對準式網版印刷將金屬接觸246施用到裸露的p+區域173，如圖24所示。
(iii)實例3-失活及局部重新活化：
1)參考圖25，類似於圖9，在圖案化頂表面介電層93之前，於n型晶圓70進行氫化以產生輕摻雜射極層252。此程序操控電荷狀態而使氫存在之處的硼失活。氫(H+)與矽晶格中的活性負硼原子結合而使硼失活。 以最大化H+存在量的方式執行氫化會使H+結合B-，藉此使硼失活並在這些區域產生較高的片電阻材料。因為並未圖案化介電層93，所以未留下較低片電阻的區域82。需注意，如前所述，正電荷狀態之原子氫的百分比係藉由使電子濃度保持為低而得到最大化，例如藉由最小化具有能階高於矽帶隙(1.12eV)的光子之光(例如熱源產生的光)以及藉由使溫度避免顯著高於合理氫遷移率及自介電氫源93釋放氫所需的300°-500℃範圍。
2)然後圖案化前表面介電層93，如圖26所示，以產生射極金屬化之開口265。此可藉由雷射261、網版印刷、或噴墨圖案化或其他合宜的已知製程進行。若使用雷射打開前表面介電層93，則下方p型矽中的硼可同時再活化以產生p+區域272，如圖27所示，其在打開步驟期間藉由控制施用到矽的光和熱。需注意，雷射光不僅局部消蝕介電質，亦可在矽表面內產生電子-電洞對及熱以提升電子濃度，因此讓局部區域釋出更多結合的H(先前所述與硼原子結合的)，並具有中性或甚至H-電荷狀態，而可自B-原子逃脫。因此重新活化了硼原子。選替地，若開口265係藉由其他方式形成，則後續可使用局部照射的加熱步驟，以重新活化開口165下方區域272中的硼。
3)然後可以類似如圖12所示將金屬接觸128施用到裸露的p+區域82之方式，藉由例如電鍍或對準式網版印刷將金屬接觸128施用到裸露的p+區域272，如圖12所示。
亦可施用類似上述步驟1)-3)的順序以修改後表面n+區域83的氫化、後表面介電層94的開口、後表面n+區域141的磷失活以及形成後表面接觸156，參考圖13-15的說明，然而為最佳化電荷狀態操控如此可能需要 不同的氫化處理條件。亦可施用上述步驟1)-3)說明的方法以針對形成如圖16-24所示之p型晶圓中的裝置修改製程。
(iv)實例4-金屬化裝置上的失活
此方法倚靠已圖案化介電氫源後硼(或磷)摻雜質的失活，藉此不具有介電塗層的區域不會接收到顯著程度的氫(即無氫源)，因此局部避免被失活。
1)此程序的第一步驟與前述圖7及8之具有表面介電層93、94及低片電阻n+射極82(1-100Ω/□)之n型晶圓70中所形成的裝置相同。
2)如圖28所示，圖案化前表面介電層93(如圖9之步驟所述)，以產生射極金屬化之開口105。此可藉由雷射101、網版印刷、或噴墨圖案化或其他合宜的已知製程進行；
3)於此階段，可局部進行氫化程序以使氫源仍存在之處的摻雜質失活，或選替地，可藉由例如電鍍或對準式網版印刷先將金屬接觸298施用到裸露的p+區域82，如圖29所示，(類似圖12之步驟所述)，然而在後者案例中，射極82尚未被氫化且仍完全為p+區域。
4)參考圖30，若尚未施行氫化程序，則進行氫化程序使射極82中大部分的硼被失活，以產生具有片電阻>100Ω/□(典型為120-200Ω/□)的較高片電阻p型射極302，同時在沒有介電源及/或金屬接觸298下方的區域中留下p+區域82。此需要操控氫的電荷狀態以使高濃度的H+鍵結並使直接暴露於氫源層93的射極302部分中的B-失活。此可藉由較佳在黑暗或低照射下於300-400℃的溫度範圍執行氫化來進行。金屬化區域中缺乏氫源會避免摻雜質在此類區域中被失活，且在無光的情況下會限制大部分的氫行進超 過其餘介電氫源層93下方的區域。
亦可應用類似的順序修改以修改後表面n+區域83的氫化、後表面介電質94的開口、後表面n+區域141中的磷失活以及形成後表面接觸156，參考圖13-15所述，然而，針對最佳化電荷狀態操控，如此可能需要不同的氫化處理程序。這些方法亦可應用以修改形成於圖16-24所示之p型晶圓中之裝置的形成程序。
(iv)實例5-金屬化裝置上的失活
上述程序的另一變化例為在金屬化之前使所有的硼失活到>100Ω/□，以在金屬接觸下方產生在金屬化後仍具有較高電阻的p型材料(即>100Ω/□)的結構，且接著處理金屬接觸下方的材料以重新活化摻雜質。上述程序的變化如下：
1)由圖9的晶圓開始，其具有重摻雜表面區82及83及介電氫源93及94，在介電氫源93下方的矽區域進行射極的氫化，藉由例如在微光或黑暗條件下將裝置加熱到400℃，以達到如圖31所示的配置(參考圖11所述的程序)。於此實例中，介電層未形成開口，且氫化是施用到整個p+區域82以形成具有片電阻>100Ω/□(典型為120-200Ω/□)的p型層312。此程序將電荷狀態操控為使氫存在之處的硼失活。氫與矽晶格中的活性負硼原子結合而使硼失活。以最大化H+存在量的方式執行氫化會使H+結合B-，藉此使硼失活並在這些區域產生較高的片電阻材料。需注意，正電荷狀態之原子氫的百分比係藉由使電子濃度保持為低而得到最大化，例如藉由最小化具有能階高於矽帶隙(1.12eV)的光子之加熱器的任何光以及藉由使溫度避免顯著高於合理氫遷移率及自介電氫源93釋放氫所需的300°-500℃範圍。
2)如圖32所示，圖案化前表面介電層93，以產生用於射極金屬化的開口325。此可藉由雷射321、網版印刷、或噴墨圖案化或其他合宜的已知製程進行；
3)然後可藉由例如電鍍或對準式網版印刷將金屬接觸338施用到裸露的p+區域312，如圖33所示。
4)參考圖34，然後可局部使用雷射於金屬化區域338附近，以提高矽的溫度及電子濃度(透過光及熱產生的載子)，重新活化硼以在金屬接觸338附近產生p+區域342。需注意，在此操控中，透過使用雷射局部重新活化摻雜質需要在矽內吸收某些雷射光(以產生電子-電洞對來控制氫電荷狀態)，因此雷射341需要局部照射到緊鄰金屬接觸的矽，藉此鄰近金屬接觸338(即在金屬接觸陰影外)所產生的電子-電洞對能擴散於金屬接觸338下方，因而局部提高電子濃度，以促進氫電荷所需的控制，並促進摻雜質的重新活化。因為雷射僅加熱矽的小局部區域，當雷射移除時，相對於氫電荷狀態的壽命及/或電子-電洞對的壽命，冷卻是很快速的，使得氫化程序反轉的機會很小。
5)作為上述4)施用雷射於前表面的選替實例，雷射351可施用到圖35的後表面以產生p+區域352。
2.產生內部氫源
如上所述，氫化程序可以操控氫電荷狀態的方式進行，使其可促進B-H鍵的形成增加或減少(硼原子的失活)，因此亦可使B-H鍵的打斷增加或減少(硼原子的對應重新活化)。
額外的摻雜質原子(例如硼)可擴散、成長、植入等於矽中， 然後在氫源存在下(例如來自介電質)，額外的摻雜質可藉由操控氫電荷狀態的程序失活，以與高濃度的H+鍵結並使B-失活。針對硼摻雜質而言，此可藉由在黑暗中或低照射下於200-500℃的溫度範圍執行氫化來進行。被失活的各硼原子因而與氫原子鍵結，使得氫原子可位在遍及整個矽晶圓被氫化程序失活的區域，實質產生遍及晶圓的氫內部儲庫。然後可經由氫化程序存取這些氫儲庫，其藉由提供足夠的熱能打斷鍵結，同時充分提高電子濃度(例如經由夠高光強度的光照射)以增加可自個別硼原子逃脫之中性或負電荷狀態的原子氫的百分比。此類釋出的氫因而再次為可移動的且能用於在裝置製造完成之前或之後的其他目的，例如表面、矽中整體或晶粒邊界缺陷的整體或局部氫化或鈍化。可藉由在照射下加熱整個裝置來達到整體氫化，然而當完成或幾乎完成的裝置的某些結構為溫度敏感時，亦可進行局部化程序，且較佳若僅小區域需要鈍化處理。可施用例如參考圖34及35所述的處理方法，且不需限制於靠近金屬接觸的區域。舉例而言，可能藉由使雷射掃描電池的整個表面以逐漸加熱及照射電池區域直到掃描了整個區域，來進行整個太陽能電池的處理。藉由調整雷射的焦點及功率，此程序可安排為自掃描中限制區域及任何點的加熱期間，而避免損壞例如完成模組中存在的囊封層等結構。
帶式爐改裝
帶式爐常用於半導體裝置的加熱處理。藉由改裝帶式爐以在加熱及冷卻階段整合照射源，使得加熱及冷卻是在照射下進行，帶式爐可用以執行氫化或重新分布所處理裝置中的氫。此類改裝的帶式爐亦可用於「黑暗」模式，其關閉某些或全部的照射以進行黑暗處理。
參考圖36，顯示第一改裝帶式爐3601。如習知帶式爐，圖36的帶式爐具有耐熱帶3602(例如陶瓷滾輪或金屬鏈狀帶，其通過帶式爐並自裝載及卸載各端延伸)。帶式爐具有加熱區3605及冷卻區3606。帶子通過這兩區。如某些習知帶式爐，加熱區具有加熱燈3603，其將熱傳導於帶子3602及帶子上所載的任何物體，例如在製程中歷經氫化的晶圓3611以製造太陽能電池。加熱燈3603典型產生輻射熱且可為產生大量輻射熱的高功率燈，例如紅外線燈。在本改裝帶式爐中，加熱器可為高功率燈，係被選擇(或以不同方式驅動)也提供高程度的光。選替地，也可選擇性地提供輔助照射3609。理想上，在加熱區3605中可提供0.1陽光(suns)到100陽光的照射度(light level)。在習知帶式爐的冷卻區中，是在黑暗中進行冷卻。然而，在本改裝的帶式爐3601中，如前述例子，在冷卻區3606中提供燈3604，使得冷卻期間可照射帶式爐中處理的太陽能電池。冷卻區中的燈3604可優勢地提供比加熱區中的燈還少的加熱。此可藉由使用較冷或更有效率(例如非紅外線)的燈，或藉由使用紅外線燈及採用最小化加熱效果的手段或提供額外被迫冷卻來達到。舉例而言，冷卻區3606中的燈3604可為脈衝式(利用光引致電荷狀態的壽命及/或所產生的電子-電洞對的壽命的優勢)，以降低平均熱輸出。選替地，冷卻區3606可選擇性地冷卻，藉由使用入口風扇3607及出口風扇3608讓冷空氣通過冷卻區，以中和燈3604的任何加熱效果，更快速地使目標裝置達到低於裝置中氫鈍化缺陷變成更穩定的溫度。冷卻空氣可為寒冷的。選替地，亦可低溫導入其他氣體以助於冷卻。
參考圖37，顯示第二改裝帶式爐3601。如習知的帶式爐以及前述例子，圖37的帶式爐具有耐熱帶3602(例如通過爐且自裝載及卸載各端 延伸的金屬鏈狀帶)。此帶式爐具有加熱區3605及冷卻區3606，帶子通過這兩區。如某些習知帶式爐，本實例中的加熱區具有板式加熱器3610，其將熱自下方的帶子3602傳導以加熱帶子上所載的任何物體，例如在製程中歷經氫化的晶圓3611以製造太陽能電池。於此案例中，提供輔助照射3609到加熱區3605，而習知使用板或耐熱加熱器的帶式爐在加熱區並無光照射。再者，理想上在加熱區3605提供高達100陽光的照射度。在習知帶式爐中，是在黑暗中進行冷卻。然而，在本改裝的帶式爐3601中，如前述例子，在冷卻區3606中提供燈3604，使得冷卻期間可照射帶式爐中處理的太陽能電池。圖37的冷卻區3606可與圖36的相同。
局部氫化
參考圖38，繪示完成的電池包含在兩個表面的保護囊封層3840。於製造電池的前間以及如圖38所示電池完成之後，可於任何時間進行局部氫化程序或氫重分佈。局部製程涉及在電池的小區域進行氫化，以避免損壞電池結構的部件，其可能因過熱或不恰當的氫化而被破壞。若較大的區域需要氫化，則可藉由使加熱及照射源以例如避免過度加熱整個裝置的速率掃描要處理的裝置區域來遞增地達到。
參考圖38，可藉由雷射3842進行加熱，其加熱並照射裝置的小區域3841。當雷射緩慢掃描過裝置表面時，可使雷射失焦來加熱較大區域並避免過熱。雷射可為脈衝式，以容許進一步控制溫度和照射條件。當雷射移動到新的區域(例如掃描鄰近區域)，前個區域將快速冷卻，因為熱透過裝置本體傳導出去。因此，冷卻期間不需要直接照射到前個區域，當冷卻發生得夠快，於加熱/照射該區域時產生的氫電荷狀態及/或電子電洞對會 具有足夠的壽命以維持存在，直到該區域冷卻到足以避免氫化的逆轉。
局部的熱及光源亦可為其他類型的光源而非雷射。舉例而言，光源可為紅外線光源，其在預定時間聚焦及屏蔽而僅照射裝置的選定區域。光源亦可為脈衝式，以控制施用到氫化區域的溫度及照射程度。
本技術的優點在於製造時將適當的氫源材料併入電池中，在眾多使用中尤其可用於已安裝的太陽能電池陣列，以修復或恢復現場中衰退的電池。亦可用於製造期間，以免破壞在過度加熱整個裝置而可能損壞電池之製造程序中進行處理的電池。舉例而言，可處理遠離金屬化結構的區域，同時避免加熱若受到過度加熱會造成金屬穿透下方接面的金屬化區域。

Claims (25)

  1. 一種處理一結晶矽裝置的方法，該結晶矽裝置具有複數結晶矽區，該複數結晶矽區中至少一個結晶矽區具有複數晶體缺陷或汙染物，該至少一個結晶矽區為一摻雜的結晶矽區，其藉由結合一氫原子而使一些摻雜質原子失活，該方法包含：藉由加熱及照射該摻雜的結晶矽區以打斷摻雜質原子及氫原子之間的至少一些鍵結而使某些失活的摻雜質原子重新活化，以產生高濃度的中性或負氫原子，藉此使某些氫原子自該摻雜的結晶矽區擴散而不會與該摻雜質原子再結合；以及之後加熱該摻雜的結晶矽區的至少一部分，以使該中性或負氫原子的一些或全部與該至少一個結晶矽區中的該複數晶體缺陷或汙染物結合。
  2. 如請求項1所述之方法，其中在加熱及照射該摻雜的結晶矽區後，提供一冷卻期，於該冷卻期中保持照射以保持高濃度的該中性或負氫原子。
  3. 如請求項1所述之方法，在該重新活化之前，更包含：以第一摻雜極性之摻雜質原子摻雜該結晶矽裝置之一區域，以產生該摻雜的結晶矽區，其中該摻雜的結晶矽區具有一摻雜質濃度大於該摻雜的結晶矽區之一所需最終活化摻雜質濃度；以及導入氫原子到該摻雜的結晶矽區，藉此使某些氫原子與該第一摻雜極性之某些或全部摻雜質原子鍵結，以使個別的摻雜質原子失活。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該摻雜的結晶矽區為該裝置的一表面區域。
  5. 如請求項1所述之方法，其中利用雷射進行該摻雜原子的加熱及照射。
  6. 如請求項1所述之方法，其中接著使在一選定結晶矽區中某些或全部的該 失活摻雜質原子重新活化，係藉由使該選定結晶矽區中的該些摻雜質原子受熱並照射與該選定結晶矽區相鄰的一結晶矽區，藉此產生電子電洞對以增加與該選定結晶矽區相鄰的該結晶矽區中的少數載子的比例，並使得與該選定結晶矽區相鄰的該結晶矽區中的少數載子會擴散至該選定結晶矽區。
  7. 如請求項6所述之方法，其中在該選定結晶矽區中作為該摻雜質原子之相同電荷狀態的氫原子或在中性氫原子之一壽命內或該少數載子之一載子壽命內，使該選定結晶矽區冷卻至低於120℃。
  8. 如請求項6所述之方法，其中利用雷射進行該選定結晶矽區及鄰近該選定結晶矽區之該結晶矽區的加熱及/或照射。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該雷射掃描過該結晶矽裝置的複數結晶矽區。
  10. 如請求項1所述之方法，其中藉由形成一介電氫源於該結晶矽之一表面上，接著加熱該裝置以使氫原子遷移進入該結晶矽，而使氫原子導入該結晶矽內。
  11. 如請求項10所述之方法，其中藉由在沒有照射或在低照射的條件下進行加熱，使氫原子自該介電氫源導入該結晶矽裝置，以使該結晶矽之表面區域中的摻雜質原子失活。
  12. 如請求項10所述之方法，其中介電氫源形成於該結晶矽裝置之一前結晶矽表面及一後結晶矽表面上。
  13. 如請求項10所述之方法，其中該結晶矽裝置包含必須讓氫擴散通過的一結晶矽表面n型擴散層，該結晶矽表面n型擴散層具有1x1020原子/cm3或更少 的淨活性摻雜濃度。
  14. 如請求項10所述之方法，其中該結晶矽裝置包含必須讓氫擴散過的一結晶矽表面p型擴散層，該結晶矽表面p型擴散層具有1x1019原子/cm3或更少的淨活性摻雜濃度。
  15. 如請求項1所述之方法，其中加熱該結晶矽裝置包含將該裝置之至少一結晶矽區加熱到至少40℃，同時利用至少一光源照射至少一些的該結晶矽裝置，藉此具有足以在該結晶矽裝置內產生電子電洞對之能量的所有入射光子的累積功率為至少20mW/cm2。
  16. 如請求項1所述之方法，其中照射該結晶矽裝置係自至少一光源，且提供的程度係使具有足以在該結晶矽裝置內產生電子電洞對之能量的所有入射光子的累積功率為至少50mW/cm2、或60mW/cm2、或70mW/cm2、或80mW/cm2、或90mW/cm2、或100mW/cm2、或150mW/cm2、或200mW/cm2、或300mW/cm2、或400mW/cm2、或500mW/cm2、或600mW/cm2、或700mW/cm2、或800mW/cm2、或900mW/cm2、或1000mW/cm2、或1500mW/cm2、或2000mW/cm2、或3000mW/cm2、或5000mW/cm2、或10000mW/cm2、或15000mW/cm2、或20000mW/cm2、或高達結晶矽開始熔化的光強度。
  17. 如請求項1所述之方法，其中加熱該結晶矽裝置包含加熱該裝置之一區域到至少100℃。
  18. 如請求項1所述之方法，其中加熱該結晶矽裝置包含加熱該裝置到至少140℃、或到至少180℃、或到至少200℃、或到至少400℃。
  19. 如請求項1所述之方法，其中加熱該結晶矽裝置包含加熱該裝置到至少 500℃、或到至少600℃、或到至少700℃、或到至少800℃、或到至少900℃、或到至少1,000℃、或到至少1,200℃、或到至少結晶矽開始熔化的溫度。
  20. 如請求項1所述之方法，其中施用到該結晶矽裝置的照射源為發光二極體陣列、或一或多個紅外線燈。
  21. 如請求項1所述之方法，其中施用到該結晶矽裝置的照射為脈衝式。
  22. 如請求項1所述之方法，其中控制施用到該結晶矽裝置的照射強度以使費米能階保持在高於中間能隙0.10至0.22eV的值。
  23. 如請求項1所述之方法，其中該結晶矽裝置包含具有至少一整流接面之一光伏裝置。
  24. 如請求項1所述之方法，其中該摻雜的結晶矽區係由選自硼、鋁、鎵之p型(三價)摻雜質進行摻雜。
  25. 一種結晶矽裝置，係依據如請求項1所述之方法處理。
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