专利名称：选择性射极太阳能电池的制程的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池的制程，特别是指一种选择性射极太阳能电池 (selective emitter solar cell)的制禾呈。
背景技术：
太阳能电池的种类繁多，其中，结晶硅太阳能电池因为具备光电转换效率佳、基本 技术与半导体相似而成熟度高，以及发电特性安定等特点，是目前市场中占据最大比重的主流广品。参阅图1，结晶硅太阳能电池1的基本结构包含一基材11、一设于该基材11顶面 的前电极12，及一设于该基材11底面的背电极13。该基材11是结晶硅，并经过一致性 (homogeneous)掺杂后形成电性接面结构(p_n junction)，而在照光时产生光电流，该前电 极12、背电极13配合将产生的光电流导出供后续应用。尽管结晶硅太阳能电池1发展成熟且已商品化，但仍有极大的改善空间；其中，选 择性射极(selective emitter)的导入，而制作出如图2所示的选择性射极太阳能电池2， 是最为直接而有效的方法。参阅图2，所谓的选择性射极太阳电池2，是指在基材21对应形成有前电极22的 位置处，掺杂较浓而形成重掺杂扩散区(相对P型基材而言为η++掺杂，阻值约45 50 Ω / sq (欧姆/单位正方))，对应没有前电极22的位置处则掺杂较轻而形成轻掺杂扩散区(相 对P型基材而言为η+掺杂，阻值约110 150 Ω /sq)，有别于目前的结晶硅太阳能电池1的 一致性掺杂，以加深加大基材21的电性接面结构，进而拥有较佳的短波长吸收、较低的漏 电流，以及更高的光转换效率。目前，在基材形成轻、重掺杂扩散区以制作选择性射极太阳能电池的制程，大致有 以下几种1、选用含磷的胶材用网印的方式在对应需形成前电极的区域印出具有预定图 像的胶膜，之后，以胶膜为扩散源辅以高温制程将其中的磷气相向外扩散(Gas-phase out-diffusion)至基材中，让基材对应于印有胶膜处形成重掺杂扩散区，其余区域为轻掺 杂扩散区。这样的制程虽然可用一次的高温扩散同时形成轻、重掺杂扩散区，但是需要精准 的掌握高温扩散的热温度条件，才能达到目标的掺杂浓度，所以较不符量产所需。2、在基材上进行全面性的高浓度掺杂形成高浓度掺杂层，再以网印方式形成阻障 层配合回蚀方式(etching back process)，蚀刻掉部分区域而得到轻、重掺杂扩散区。此制程的缺点是要大面积且均勻地回蚀具有相当的困难度高，同样地不适合量 产；此外回蚀的过程中也有可能伤害例如已形成的表面粗糙结构。3、掺杂前先网印上以二氧化硅(SiO2)为主要构成材料的扩散阻障层，再透过扩散 阻障层将掺杂元素掺杂入基材中，借着网印的扩散阻障层调变掺杂的总量浓度与深度，而 形成轻、重掺杂扩散区。
这种制程最大的问题在于网印形成的扩散阻障层的组成元素，会同时在高温制程 中扩散进入基材中，而造成掺杂浓度的不易掌握。4、直接调整SiH4/PH3的比例形成不同浓度的磷玻璃(phosphosilicate glass), 再于预定的区域上布设不同浓度的磷玻璃，然后同样地用高温制程让磷掺杂入基材中而形 成轻、重掺杂扩散区。此制程在量产上最大的障碍在于需要繁复的过程，才能在特定区域上形成浓度不 同之磷玻璃。5、在基材上进行全面性的低浓度掺杂成低浓度掺杂扩散层，再采用含磷之银胶配 合网印制程网印出前电极，最后共烧(co-firing)形成前电极的同时，让磷扩散进入低浓 度掺杂层预定区域而形成轻、重掺杂扩散区。此制程最大优势是只需要更替原制程中形成前电极的银胶，因此可完全兼容于现 有的量产技术；不过，共烧时银的扩散速度高于磷，会造成漏电流恶化，反而让选择性射极 的优点无法显现。6、在基材上进行全面性的低浓度掺杂成低浓度掺杂扩散层，再用激光在预定形成 前电极的区域上蚀刻出沟槽并进行高浓度掺杂成重掺杂扩散区，随后以电镀法填充沟槽形 成埋藏式前电极(buried contact)。此制程的优势在于结合了选择性射极的制作与埋藏式前电极；不过，缺点也在于 因为需要额外的激光蚀刻与掺杂设备，及电镀设备，不仅不兼容于现有的量产技术，且激光 蚀刻的制造成本高，而不利于量产。此外，上述各制程还有一个被隐藏不谈的关键技术，也就是如何在已完成掺杂的 重掺杂扩散区上精准地设置前电极，如此才能降低串联电阻、提高填充因子，确实达成制作 选择性射极的优点，而，以目前都是用网印银胶再烧结形成前电极的方式而言，由于轻、重 掺杂扩散区的位置与浓度并不易掌握，更遑论在已形成的重掺杂扩散区上精准地以银胶网 印出前电极态样了。由上述的说明可知，尽管结晶硅太阳能电池发展成熟且已商品化，但选择性射极 太阳能电池的制程仍有极大的改善空间需要学界、业界努力投入。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有的不足，提供一种制程步骤简易的 选择性射极太阳能电池的制程。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种选择性射极太阳能电 池的制程，包含下列步骤a、在一基材顶面形成一由氮化硅构成并使该基材预定区域裸露的遮阻图像；b、将一掺杂元素透过该遮阻图像掺杂入该基材中，使该基材内对应于该遮阻图像 遮覆的区域形成电性与该半导体材料相反的轻掺杂扩散区，其余对应于未被该遮阻图像遮 覆的区域形成电性与该半导体材料相反的重掺杂扩散区，其中，该重掺杂扩散区的掺杂浓 度大于该轻掺杂扩散区且小于该掺杂元素于该基材的扩散极限值，而使该基材形成照光产 生光电流的电性接面结构；C、移除该遮阻图像；
d、对应于该重掺杂扩散区上形成一与该基材电连接的前电极，并于该基材底面形 成一与该基材电连接并与该前电极配合将光电流导出的背电极。本发明的有益效果是利用氮化硅构成的遮阻图像作为掺杂时的遮阻，以控制后 续掺杂源的扩散掺杂浓度，同时，掺杂后移除掺杂源时可一并移除作为遮阻的遮阻图像，而 以兼容于现有的量产技术，低成本且高效率的完成选择性射极太阳电池的制作。
图1是现有的结晶硅太阳能电池的示意图。图2是现有的选择性射极太阳能电池的示意图。图3a是本发明选择性射极太阳能电池的第一较佳实施例的制作流程图一。图北是本发明选择性射极太阳能电池的第一较佳实施例的制作流程图二(接图 3a) ο图4是实施本发明选择性射极太阳能电池的第一较佳实施例时，以氨电浆氮化基 材形成氮化硅薄层时，氨电浆的实施功率与实施时间和所成氮化硅薄层的厚度的关系的立 体柱状图。图5是说明氨电浆实施功率为400W且时间为215秒时，氮化形成的氮化硅薄层的 厚度与折射率的均勻度保持在稳定的状态，验证本发明选择性射极太阳能电池的第一较佳 实施例符合量产需求的条形图。图6是说明实施本发明选择性射极太阳能电池的第一较佳实施例时，氨电浆氮化 基材形成氮化硅薄层时且在固定磷扩散制程下，氨电浆的实施功率与实施时间和所成掺杂 扩散区阻值的关系的立体柱状图。图7是说明实施本发明选择性射极太阳能电池的第一较佳实施例时，磷原子分布 状况与文献相吻合，进而验证本发明的可行性的SIMS分析图。图8a是说明本发明选择性射极太阳能电池的一第二较佳实施例的制作流程图ο图8b是说明本发明选择性射极太阳能电池的一第二较佳实施例的制作流程图二 (接图8a)。标号说明1结晶硅太阳能电池12前电极2选择性射极太阳电池211重掺杂扩散区22前电极31 ；34 步骤41 基材412轻掺杂扩散区43遮阻图像45背电极6选择性射极太阳电池11基材 13背电极 21基材212轻掺杂扩散区 23背电极4选择性射极太阳电池 411重掺杂扩散区 42氮化硅薄层 44前电极 51 M步骤 61基材
611重掺杂扩散区62氮化硅薄层64预备渠道612轻掺杂扩散区 63遮阻图像 65前电极66背电极
具体实施例方式有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的二个较 佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。参阅图3，本发明一种选择性射极太阳能电池的制程的一第一较佳实施例，包含相 容于现有制程的四个步骤，制作选择性射极太阳能电池4。首先是进行步骤31，在一基材41顶面形成一由氮化硅构成并使该基材41预定区 域裸露的遮阻图像43 ；具体而言，本步骤使用的该基材41含硅，且先自该基材41顶面氮化 形成一氮化硅薄层42后，再图案化该氮化硅薄层42形成该遮阻图像；更具体来说，本步骤 是选用P型硅晶圆作为基材41，并用氨电浆氮化该基材41而形成厚度不大于12nm、组成是 SiNx，0. 2彡χ彡5. 0的氮化硅薄层42，之后采用网印(screen printing)特定胶膜(paste) 方式，将氮化硅薄层42图案化形成遮阻图像43。在此要先概略说明的是不同的氮化程度将可控制氮化硅薄层42的厚度与其中的 氮含量，而在后续用选自VA族的扩散元素，例如磷、砷、锑，或此等的组合(本实施例以磷作 为掺杂元素)掺杂扩散时，即可藉由本步骤完成的氮化硅薄层42控制掺杂的浓度，理论上， 越厚的氮化硅薄层42，或是氮化硅薄层42的氮含量越高，阻绝扩散元素掺杂扩散的效果越 明显，也就是形成的掺杂扩散区掺杂浓度越低、阻值越高；另外，也可以选用η型硅晶圆作 为基材，而对应地后续掺杂时即选择IIIA族元素，例如硼、铝、镓、铟、铊，或此等的组合作 为掺杂元素。在此要补充说明的是，本步骤31还可以选用含硅的基材，先于基材上形成使基材 对应于遮阻图像区域裸露的屏蔽层后，再于基材未被该屏蔽层遮覆的区域顶面，类似地用 氨电浆氮化形成遮阻图像后，再移除该屏蔽层。或是，也可以用例如化学气相沉积、溅镀、蒸 镀，或化学湿式方式，直接在基材上形成由氮化硅构成的遮阻图像。由于在基材上形成具有 预定厚度、组成的氮化硅遮阻图像的方式众多，在此不再一一举例说明。然后进行步骤32，将一掺杂元素透过该遮阻图像43掺杂入基材41中，使基材41 内对应于该遮阻图像43遮覆的区域形成电性与该基材41相反(即为η+型)的轻掺杂扩散 区412，对应于该未被该遮阻图像43遮覆的区域形成电性与该基材相反(即为η++型)的 重掺杂扩散区411，其中，该重掺杂扩散区411的掺杂浓度大于该轻掺杂扩散区412且小于 该掺杂元素于该基材41的扩散极限值(solubility limit)，进而使该基材41形成照光产 生光电流的电性接面结构；一般的固相掺杂方式或是气相掺杂方式在此皆可适用，于本实 施例中，是在高温中(当选用η型硅晶圆作为基材时，温度为650-1050°C ；当选用ρ型硅晶 圆作为基材时，温度为700-1050°C )以POCl3和仏作用产生P2O5作为掺杂源而使磷掺杂入 该基材41中，形成轻、重掺杂扩散区412、411作说明。接着进行步骤33，移除该遮阻图像43 ；特别要说明的是，本步骤33是选用可同时 移除遮阻图像43与该掺杂源但不蚀刻基材41的蚀刻剂，以同步蚀刻移除该遮阻图像43与9掺杂源，简化制程复杂度；更具体而言，本步骤33配合结晶硅基材41、步骤31、32形成的氮 化硅构成的遮阻图像43，以及步骤33以POCl3和&作用生成P2O5作为掺杂源，进而产生磷 作为扩散元素，而选用例如HF、BOE等可同时蚀刻移除P2O5与氮化硅，但又不损伤结晶硅的 蚀刻剂，在蚀刻移除遮阻图像43时同步移除掺杂源(即P2O5)，以同时简化制程的复杂度。最后进行步骤34，对应于重掺杂扩散区411上形成与该基材41电连接的前电极 44，并于该基材41底面形成与该基材41电连接并与该前电极44配合将光电流导出的背电 极45，即制得选择性射极太阳能电池4，完成整个制程。由上述的说明可知，本发明主要是借着氨电浆氮化含硅的基材41形成氮化硅薄 层42进而形成遮阻图像43，再配合以遮阻图像43控制掺杂元素掺杂扩散的浓度与区域而 形成轻、重掺杂扩散区412、411，进而在兼容于现有的量产技术下，以简易的制程步骤量产 选择性射极太阳能电池4的制作。以下将借着验证本发明形成氮化硅薄层42的主要技术 之一，进一步说明本发明。参阅图4，以氨电浆氮化形成氮化硅薄层42时，氮化硅薄层42的厚度与组成成分 是由实施时的RF功率与时间调变而完成的，也就是说，当RF功率愈大，或是氮化的时间越 长，所成的氮化硅薄层42的厚度也就越厚；另外，以固定215秒的氮化时间来看，当RF功 率由200W增加至400W与500W时，以633nm的波长量测所成氮化硅薄层42的折射率，是由 2. 19改变至2. 11再降到1. 99，表示当RF功率较小时，所成的氮化硅薄层42的氮含量较低 (Si-rich)，而当功率增加时，所成的氮化硅薄层42的氮含量将因为氮原子的分解更加显著。参阅图5，由图可以知道当固定RF功率为400W且时间为215秒时，所成的氮化硅 薄层42的厚度与折射率的均勻度保持在一个稳定的状态，这也证明本发明的制程相当适 用于量产技术。参阅图6，由于氮化硅薄层42的厚度越厚，或是氮含量越高，均能抑制后续磷原子 的掺杂扩散而形成阻值较高的轻掺杂扩散区412，因此，当RF功率为400W且时间为215秒 的制程条件所形成的112 Ω/Sq，非常适合形成高阻值(低掺杂)的轻掺杂扩散区412。参阅图7，图7是SIMS分析结果，由图中结果可知本发明的制程所形成的低阻值 (45 Ω /sq)重掺杂扩散区411的磷原子表面浓度可达约2. 1 X 102°cm_3，电性接面结构深度 (junction depth)达0. 482 μ m，至于在高阻值(112 Ω/sq)轻掺杂扩散区412的磷原子表 面浓度为1.2\102°側_3，而电性接面结构深度为0. 2M μ m;此与已知文献发表的结果非常 类似，因此可以确认本制程的可行性。参阅图8，是本发明一种选择性射极太阳能电池的制程的一第二较佳实施例，是能 精准地设置前电极65，确实解决目前制作选择性射极太阳能电池2时，网印前电极22不够 精准而使制作出的选择性射极太阳能电池2未如预期的问题。首先是进行步骤51，该基材61是选用ρ型硅晶圆或η型硅晶圆，本实施例是选用ρ 型硅晶圆作为基材61，并用氨电浆氮化该基材61而形成氮化硅薄层62，接着再图案化该氮 化硅薄层62成使该基材61预定区域裸露的遮阻图像63，特别地，在移除该氮化硅薄层62 预定区域而成该遮阻图像63后，还自该基材61未被该遮阻图像63遮覆的区域向下移除预 定厚度的基材61结构，而形成没有被该遮阻图像63遮覆的预备渠道64 ；类似地，本步骤同 样是采用技术极为成熟的微影方式，或是网印(screen printing)特定胶膜(paste)方式，将氮化硅薄层62图案化成遮阻图像63，较特殊处仅在于再利用遮阻图案63作为阻障更往 下蚀刻移除对应的基材61结构而成预备渠道64。再进行步骤52，将掺杂元素透过该遮阻图像63掺杂入该基材61中，使该基材61 内对应于该遮阻图像63遮覆的区域形成电性与该基材相反(对应ρ型基材为η+型)的 轻掺杂扩散区612，对应于该未被该遮阻图像63遮覆的区域形成电性与该基材相反(对 应P型基材为η++型)的重掺杂扩散区611，进而使该基材61形成照光产生光电流的电性 接面结构；类似地，在此也是在700-1050°C高温中(当选用η型硅晶圆作为基材时，温度为 650-1050°C )以POCl3和O2作用产生P2O5作为掺杂源，而使磷(掺杂元素)掺杂入该基材 61中，形成轻、重掺杂扩散区612、611作说明。接着进行步骤53，移除该遮阻图像63。最后进行步骤M，将导电材料填置于该预备渠道64中形成该前电极65，并于该基 材61底面形成与该基材61电连接并与该前电极65配合将光电流导出的背电极66，即制得 选择性射极太阳能电池6，完成整个制程；更具体地说，本步骤是先以印刷方式在移除遮阻 图像63后之具有预备渠道64的基材61上涂布一由导电材料构成的导电层，其中，该导电 层必须填覆预备渠道64，且最佳情况是高过预备渠道64数微米，但不超过10微米，接着以 化学药液自导电层向下蚀刻到至少能除去在非预备渠道64区域的导电层层体且同时能保 留在预备渠道64内的导电材料，而形成该前电极65 ；另外，填置导电材料于预备渠道64中 形成前电极65的方式还可以用电镀方式。由上述说明可知，本发明的第二实施例更借着氮化硅薄层62形成的遮阻图像63 做为蚀刻阻障，而对应在重掺杂扩散区611预定形成位置开设出作为前电极65设置位置的 预备渠道64，而可于后续掺杂形成重掺杂扩散区611后，无须精确对位即能在正确的位置 精确地形成前电极65，确实改善目前制作选择性射极太阳能电池2网印前电极22时无法精 确对位的关键问题。另外要再加以说明的是，虽然上述本发明的实施例说明中，省略了例如在基材照 光侧形成粗糙化基材顶面、抗反射层、或是具有表面钝化功能的钝化层，或是在背光侧的背 表面场(backsurface field)等现有的太阳能电池制程步骤，但本技术领域中具有普通知 识人士，皆当可轻易将此等制程步骤与本发明组合，故在此不再多举例详述。综上所述，本发明选择性射极太阳能电池的制程是在兼容于业界现有的制程下， 利用氨电浆氮化并进而形成遮阻图像，以一次性掺杂扩散完成选择性射极的制作，达到简 化制程、低成本地制作选择性射极太阳能电池的目的，此外，本发明还利用形成遮阻图像的 同时，形成设置前电极的预备渠道，克服目前制作选择性射极太阳能电池时无法精确网印 前电极的最大瓶颈。
权利要求
1.一种选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于包含下列步骤a、在一基材顶面形成一由氮化硅构成并使该基材预定区域裸露的遮阻图像；b、将一掺杂元素透过该遮阻图像掺杂入该基材中，使该基材内对应于该遮阻图像遮覆 的区域形成电性与该半导体材料相反的轻掺杂扩散区，其余对应于未被该遮阻图像遮覆的 区域形成电性与该半导体材料相反的重掺杂扩散区，其中，该重掺杂扩散区的掺杂浓度大 于该轻掺杂扩散区且小于该掺杂元素于该基材的扩散极限值，而使该基材形成照光产生光 电流的电性接面结构；C、移除该遮阻图像；d、对应于该重掺杂扩散区上形成一与该基材电连接的前电极，并于该基材底面形成一 与该基材电连接并与该前电极配合将光电流导出的背电极。
2.如权利要求1所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a使用 的该基材含硅，且先自该基材顶面氮化形成一氮化硅薄层后，再图案化该氮化硅薄层形成 该遮阻图像。
3.如权利要求2所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a是选 用P型硅晶圆作为基材，并用氨电浆自该基材顶面氮化形成该氮化硅薄层，其中，该氮化硅 薄层的厚度不大于12nm，且组成是SiNx，0. 2 ^ χ ^ 5. 0 ；且该步骤b中是选择磷、砷、或锑 或其组合作为掺杂元素。
4.如权利要求3所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b是于 700°C 1050°C将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c选用同时移除遮 阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与该掺杂源。
5.如权利要求2所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a是选 用η型硅晶圆作为基材，并用氨电浆自该基材顶面氮化形成该氮化硅薄层，其中，该氮化硅 薄层的厚度不大于12nm，且组成是SiNx，0. 2 ^ χ ^ 5. 0 ；且该步骤b选择硼、铝、镓、铟、或 铊或其组合作为掺杂元素。
6.如权利要求5所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b于 650°C 1050°C将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c选用同时移除遮 阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与该掺杂源。
7.如权利要求2所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a移除 该氮化硅薄层预定区域使该基材表面对应的区域裸露后，还自该基材表面对应的区域向下 移除预定厚度的基材结构而成一没有被该遮阻图像遮覆的预备渠道，且该步骤d是将导电 材料填置于该预备渠道中形成该前电极。
8.如权利要求7所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a选用ρ 型硅晶圆作为基材，并用氨电浆自该基材顶面氮化形成该氮化硅薄层，其中，该氮化硅薄层 的厚度不大于12nm，且组成是SiNx，0. 2 ^ χ ^ 5. 0 ；且该步骤b是选择磷、砷、或锑或其组 合作为掺杂元素。
9.如权利要求8所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b于 700°C 1050°C将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c选用同时移除遮 阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与该掺杂源。
10.如权利要求9所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是在移除遮阻图像后的具有预备渠道的基材上以喷洒或印刷方式形成一由导电材料构成且需 填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在非预备渠道区域的导电层 层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
11.如权利要求9所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是先 在步骤c之前进行，且在移除遮阻图像前的具有预备渠道的基材上以喷洒或印刷方式形成 一由导电材料构成且需填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在非 预备渠道区域的导电层层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
12.如权利要求7所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a是选 用η型硅晶圆作为基材，并用氨电浆自该基材顶面氮化形成该氮化硅薄层，其中，该氮化硅 薄层的厚度不大于12nm，且组成是SiNx，0. 2彡χ彡5.0 ；且该步骤b是选择硼、铝、镓、铟、 或铊或其组合作为掺杂元素。
13.如权利要求12所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b是 于650°C 1050°C将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c是选用同时移 除遮阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与该掺杂源。
14.如权利要求13所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是 在移除遮阻图像后的具有预备渠道的基材上以喷撒或印刷方式形成一由导电材料构成且 需填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在非预备渠道区域的导电 层层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
15.如权利要求13所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是 先在步骤c之前进行，且在移除遮阻图像前的具有预备渠道的基材上以喷撒或印刷方式形 成一由导电材料构成且需填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在 非预备渠道区域的导电层层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
16.如权利要求1所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a使用 的该基材含硅，且先于该基材上形成一使该基材对应于该遮阻图像区域裸露的屏蔽层后， 于该基材未被该屏蔽层遮覆的区域顶面氮化形成该遮阻图像后，移除该屏蔽层。
17.如权利要求16所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a是 选用P型硅晶圆作为基材，并用氨电浆自该基材顶面氮化形成该遮阻图像，其中，该遮阻图 像的厚度不大于12nm，且组成是SiNx，0. 2 ^ χ ^ 5. 0 ；且该步骤b选择磷、砷、或锑或其组 合作为掺杂元素。
18.如权利要求17所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b是 于700°C 1050°C将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c选用同时移除 遮阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与掺杂源。
19.如权利要求16所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a选 用η型硅晶圆作为基材，并用氨电浆自该基材顶面氮化形成该遮阻图像，其中，该遮阻图像 的厚度不大于12nm，且组成是SiNx，0. 2 ^ χ ^ 5. 0 ；且该步骤b选择硼、铝、镓、铟、或铊或 组合作为掺杂元素。
20.如权利要求19所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b于 650°C 1050°C将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c选用同时移除遮 阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与掺杂源。
21.如权利要求16所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a移 除该屏蔽层后，还自该基材表面对应的区域向下移除预定厚度的基材结构而成一没有被该 遮阻图像遮覆的预备渠道，且该步骤d是将导电材料填置于该预备渠道中形成该前电极。
22.如权利要求21所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a选 用P型硅晶圆作为基材，并用氨电浆自该基材顶面氮化形成该遮阻图像，其中，该遮阻图像 的厚度不大于12nm，且组成是SiNx，0. 2 ^ χ ^ 5. 0 ；且该步骤b选择磷、砷、或锑或其组合 作为掺杂元素。
23.如权利要求22所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b是 于700°C 1050°C将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c选用同时移除 遮阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与掺杂源。
24.如权利要求23所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是 在移除遮阻图像后的具有预备渠道的基材上以喷撒或印刷方式形成一由导电材料构成且 需填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在非预备渠道区域的导电 层层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
25.如权利要求23所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是 先在步骤c之前进行，且在移除遮阻图像前的具有预备渠道的基材上以喷撒或印刷方式形 成一由导电材料构成且需填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在 非预备渠道区域的导电层层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
26.如权利要求21所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a选 用η型硅晶圆作为基材，并用氨电浆自该基材顶面氮化形成该遮阻图像，其中，该遮阻图像 的厚度不大于12nm，且组成是SiNx，0. 2 ^ χ ^ 5. 0 ；且该步骤b选择硼、铝、镓、铟、或铊或 其组合作为掺杂元素。
27.如权利要求沈所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b是 于650°C 1050°C将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c是选用同时移 除遮阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与掺杂源。
28.如权利要求27所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是 在移除遮阻图像后的具有预备渠道的基材上以喷撒或印刷方式形成一由导电材料构成且 需填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在非预备渠道区域的导电 层层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
29.如权利要求27所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是 先在步骤c之前进行，且在移除遮阻图像前的具有预备渠道的基材上以喷撒或印刷方式形 成一由导电材料构成且需填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在 非预备渠道区域的导电层层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
30.如权利要求1所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a是择 自于化学气相沉积、溅镀、蒸镀，或化学湿式方式在该基材上形成该由氮化硅构成的遮阻图 像，其中，该遮阻图像的厚度不大于12nm，且组成是SiNx，0. 2彡χ彡5. 0。
31.如权利要求30所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a选 用P型硅晶圆作为基材；且该步骤b选择磷、砷、或锑或其组合作为掺杂元素。
32.如权利要求31所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b是于700oC 1050oC将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c是选用同时移 除遮阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与掺杂源。
33.如权利要求30所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a是 选用η型硅晶圆作为基材；且该步骤b是选择硼、铝、镓、铟、或铊或其组合作为掺杂元素。
34.如权利要求33所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b是 于650°C 1050°C将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c是选用同时移 除遮阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与掺杂源。
35.如权利要求30所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a还 自该基材未被该遮阻图像遮覆的区域向下移除预定深度的层体结构形成一预备渠道，且该 步骤d是将导电材料填置于该预备渠道中形成该前电极。
36.如权利要求35所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a是 选用P型硅晶圆作为基材；且该步骤b是选择磷、砷、或锑或其组合作为掺杂元素。
37.如权利要求36所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b是 在700°C 1050°C将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c是选用同时移 除遮阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与掺杂源。
38.如权利要求37所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是 在移除遮阻图像后的具有预备渠道的基材上以喷撒或印刷方式形成一由导电材料构成且 需填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在非预备渠道区域的导电 层层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
39.如权利要求37所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是 先在步骤c之前进行，且在移除遮阻图像前的具有预备渠道的基材上以喷撒或印刷方式形 成一由导电材料构成且需填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在 非预备渠道区域的导电层层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
40.如权利要求35所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤a选 用η型硅晶圆作为基材；且该步骤b是选择硼、铝、镓、铟、或铊或其组合作为掺杂元素。
41.如权利要求40所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤b是 在650°C 1050°C将掺杂源中的掺杂元素扩散掺杂入该基材中，且该步骤c是选用可同时 移除遮阻图像与该掺杂源但不蚀刻基材的蚀刻剂，同步蚀刻移除该遮阻图像与掺杂源。
42.如权利要求41所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是 在移除遮阻图像后的具有预备渠道的基材上以喷撒或印刷方式形成一由导电材料构成且 需填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在非预备渠道区域的导电 层层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
43.如权利要求41所述的选择性射极太阳能电池的制程，其特征在于所述步骤d是 先在步骤c之前进行，且在移除遮阻图像前的具有预备渠道的基材上以喷撒或印刷方式形 成一由导电材料构成且需填充该预备渠道的导电层，再自导电层向下蚀刻到至少能除去在 非预备渠道区域的导电层层体且同时能保留在预备渠道内的导电材料，而形成该前电极。
全文摘要
一种选择性射极太阳能电池的制程，是以氨电浆氮化结晶硅构成的基材形成氮化硅薄层，接着图案化氮化硅薄层成遮阻图像，然后透过遮阻图像将掺杂元素掺杂入基材中，使基材内形成对应于该遮阻图像的区域且电性与基材相反的轻掺杂扩散区，及对应于未被该遮阻图像遮覆的区域且电性与基材相反的重掺杂扩散区，进而形成照光产生光电流的电性接面结构，接着在移除遮阻图像后，对应于该重掺杂扩散区上形成与基材电连接的前电极，以及于基材底面形成与基材电连接的背电极，完成选择性射极太阳能电池的制作。
文档编号H01L31/18GK102054898SQ20091030936
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者巫勇贤, 王立康, 荆凤德 申请人:国立清华大学