具有交替的n掺杂区域和p掺杂区域的单片硅晶圆的制作方法_3

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有利地通过将待处理的区域12暴露于激光束、优选大光斑激光 而操作,如果期望例如利用大约Icm的光斑尺寸照射大尺寸区域。
[0098] 例如,该激光可W在大于或等于500nm、尤其从500nm到IlOOnm的波长下操作,从 而可W使热深入传播至材料中。
[0099] 调整步骤(iv)中的热处理条件W将与P型区域连续的每个n型区域的部分13转 变为电隔离区域也在本领域的技术人员的能力范围内。
[0100] 步骤(iv)可W有利地通过将每个部分13暴露于尤其小光斑尺寸、例如20ym到 100ym宽的光斑尺寸的激光束而进行操作。 阳101] 具体而言,该另外的激光处理必须比步骤(iii)中实现的激光处理更为局部化, W实现电隔离区域所需的宽度Ls,且因此获得隔离质量与补偿区域的尺寸的限制之间的良 好折中,该补偿区域从光伏的观点来看是不活跃的。
[0102] 福射持续时间和激光功率的参数可W被调整,W获得处理的区域13中的热施主 的一部分的消除及其向高电阻率的电隔离区域的转变。
[0103] 根据一个特定的实施方式,该晶圆可W在步骤(iv)之后经受表面处理,尤其是化 学蚀刻处理,W去除由激光处理所产生的任何可能的加工硬化的表面区域。 阳104] 可W使用任何类型的已知化学蚀刻技术。例如,可W使用由HF、HN03和CH3COOH的 混合物(该混合物也被称为CP133)形成的溶液来进行化学蚀刻。 。…引第二连施方式 阳106] 下文参照附图3描述该第二实施方式。 阳107] 根据该第二变型,根据本发明的晶圆10可W通过至少包括W下步骤的方法获得: 阳10引 (a)提供如上文所述的P渗杂娃的晶圆1; 阳109] 化)利用氨渗杂该晶圆的专用于形成n渗杂区域的区域11W及专用于形成电隔离 区域的区域13;化及
[0110] (C)使步骤化)的所述晶圆经受有利于激活基于氨渗杂区域11、13中的间隙氧的 热施主,W及将所述区域11从P型转变为n型并将所述区域13转变为电隔离区域的全部 热处理,W获得所期望的晶圆10。
[0111] 由本领域的技术人员决定,调整步骤化)中的区域11和区域13中的氨渗杂度,W 获得步骤(C)中的区域的期望的转变,而不影响不具有氨且专用于形成最终晶圆的P区域 的区域12。
[0112] 优选地,进行渗杂,W使得氨在所讨论的区域中的均匀体积分布且贯穿晶圆的厚 度。
[0113] 根据一个特定的实施方式,步骤化)的渗杂可W通过将氨注入到待渗杂的区域的 表面中或表面下方的第一步骤化1),W及随后将氨扩散贯穿晶圆的厚度e的第二步骤化2) 而操作。
[0114] 氨的"表面下方"注入指的是注入到从几纳米到几十纳米的深度。
[0115] 可W通过常规技术来进行氨的注入,例如使用等离子体过程、尤其是等离子体增 强的化学气相沉积(plasma-enhancedchemicalvapordeposition,阳CVD)或微波诱导的 远程氨等离子体(microwave-inducedremotehy化Ogenplasma,MIRHP)技术。
[0116] 其可W甚至通过离子注入技术、尤其是使用SmartCut.'"^术来操作。
[0117] 有利地,为了限制氨的扩散时间W及外扩散的风险,等离子体方法应用于晶圆的 两面。
[011引氨注入区域可W使用掩模(例如金属网格)进行限定,仅剩下例如待由PECVD渗 杂的区域的表面可进入,如下面的示例2中所示出的。
[0119] 可替选地,氨可W均匀地沉积在晶圆的整个区域上W及在期望保持P型的区域12 中例如利用氨氣酸化巧对沉积进行蚀刻。
[0120] 氨渗杂度优选地在期望形成n渗杂区域的区域11中更高。 阳121] 根据一个特定的实施方式,氨注入到区域11和区域13中因此可W包括:
[0122] -第一步骤:将氨注入到专用于形成n渗杂区域的区域11W及专用于形成电隔 离区域的区域13的表面中或表面下方、而对专用于形成P渗杂区域的区域12掩模;W及
[0123]-第二步骤:将氨注入到专用于形成n渗杂区域的区域11的表面或表面下方、而 对专用于形成P渗杂区域的区域12W及专用于形成电隔离区域的区域13掩模。
[0124] 本领域的技术人员决定,调整尤其是针对晶圆1的厚度的、所注入的氨的每单位 面积的浓度,W在将氨扩散贯穿晶圆的厚度之后,获得每单位体积的所期望的渗杂度。 阳125] 例如,专用于形成n渗杂区域的区域11的每单位体积的渗杂度可W在1X10"cm3 和4X10"cm3之间。专用于形成电隔离区域的区域13的每单位体积的渗杂度可W在 1X10。細 3和 4X10"cm3之间。
[01%] 例如,氨扩散到待渗杂的区域(步骤化2))可W通过将所述区域暴露于超声波、尤 其使用压电式变换器来操作。
[0127]例如,可W使用在20曲Z和IMHz、优选地在50曲Z和500曲Z之间操作的压电式变 换器、在5X106和2X10 5之间的诱导的声学形变、W及在5分钟与120分钟之间且优选在 10分钟和60分钟之间的处理时段。
[0128] 可替选地,在步骤化2)中的氨的扩散可W通过尤其在烤箱中、特别地在400°C到 1000°C的溫度下、持续范围从5秒到5小时的时间的对晶圆进行热退火来操作。
[0129] 实际上,渗杂氨将允许使渗杂区域中的热施主的激活速率加速。因此,晶圆的全部 热处理可W在有利于具有氨的区域中的热施主的选择性激活的条件下操作,而不影响不具 有氨的区域。
[0130] 例如,步骤(C)中的全部热处理可W通过在高于或等于300°C且严格低于600°C、 尤其从400°C到500°C、更尤其大约450°C的溫度下的热退火来操作。 阳131] 退火的持续时间可W大于或等于30分钟,尤其在1小时和20小时之间,更尤其为 大约3小时。 阳1扣]升1伏设备
[0133] 本领域的技术人员将能够实施合适的常规方法来利用根据本发明的晶圆10制造 光伏电池(PV),例如适于在n区域或P区域中形成p-n结的方法、或甚至适于形成可W使子 电池串联连接的触头的方法。
[0134] 优选地,在用于制造根据本发明的晶圆10的方法结束时,使用低溫异质结技术 (晶体娃上的非晶娃)制造光伏电池。
[0135] 例如,在根据上述的任一方法变型制造晶圆10结束时,可W操作W下步骤中的一 个或多个步骤: 阳136]-在该晶圆的两面的每一面上沉积本征非晶娃(通常大约Snm的厚度)W及渗杂P+或n+的非晶层的第一层;
[0137]-在所述非晶娃层的表面上沉积透明导电氧化物、尤其基于口0的透明导电氧化 物的层;W及
[0138]-在低溫下尤其通过丝网印刷银浆料,在该晶圆的正面和/或背面上形成一个或 多个锻膜(也称为"导电触头")。
[0139] 然而,也可W使用常规的高溫技术来制造光伏电池。在实施运样的技术的情况下, 需要在用于激活/消除热施主的热处理之前执行高溫步骤(例如,气相扩散)。
[0140] 例如,在高溫技术的情况下,在用于制备晶圆的任一变型方法中实现的用于激活/ 消除TD的热处理之前,可W操作下列步骤中的一个或多个步骤: 阳141]-沉积一个或多个防反射层和/或纯化层讯/或 阳14引-尤其通过丝网印刷Ag或Ag/Al,在晶圆的正面和/或背面上形成一个或多个锻 膜。然后,在大约80(TC的内联烤箱中进行持续几秒的对锻膜进行退火的步骤。
[014引然后,可W将根据本发明获得的PV电池进行组装,W制造常规地大约Im2且相对 于由常规电池制成的模块具有较高电压的合理尺寸的光伏模块。
[0144] 因此,根据本发明的另一方面,本发明设及由根据本发明的光伏电池的阵列形成 的光伏模块。
[0145] 现将通过W下示例描述本发明,当然,所述W下示例是通过本发明的非限制性说 明给出的。 阳146]示例
[0147] 示俩I1
[0148] a) P渗杂的娃晶圆
[0149] 使用通过切割由利用梯度凝固技术的定向性凝固制造的晶锭而获得的220ym厚 的P型娃晶圆。
[0150] 该晶圆具有通过测量电阻率确定的5XIQi5Cm3的空穴型载流子含量W及通过 FTIR分析确定的1. 5XIQiScm3的间隙氧浓度。 阳15。(ii)将晶圆转巧为n巧 阳152] 使该晶圆经受450°C的退火4小时,W激活热施主。该退火可W使晶圆从P型转变 为n型,其具有由霍尔效应测量方法确定的2Xl〇i5cm3的电子含量。 阳15引(iiii)局部热化理
[0154] 然后,将该晶圆置于激光束下,使其成形为具有图4a中示出的图案。未被照射 区域为期望保持n型的区域,且被照射区域12为期望切换回P型的区域。图案的尺寸为 4X4cm^〇
[01巧]所使用的激光束具有红色/红外线的波长,W将热传递至一定深度。调节激光功 率,目的是将衬底的溫度提高到至少60(TC,W使存在的热施主的大部分溶解且使区域再转 变为P型,同时尽可能限制样本的表面的退化。
[0156] 用于100ym的光束直径的30W功率是进行区带扫描
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