掺杂硅片的方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及娃片(plaquesde silicium)的掺杂，所述娃片旨在形成被安装在太阳能电池板上的光伏电池。
【背景技术】
[0002]已知在现有技术中顺序掺杂硅片以制得光伏电池:用于实施η或P型局部掺杂(也被称作掺杂箱)，当前技术借助于在微电子中使用的平版印刷技术，或者激光烧蚀，或者通过激光的局部退火。然而，这些技术或者是繁重的(方法步骤数目)，或者是非自动对齐的(即应在每个掺杂操作之前在硅片上设置采用几何参照，以保证随后掺杂的部分不与已实施的部分相重叠并且是良好区分的)。然后，常常需要(当掺杂的部分通过植入来实现时)在一定温度下的活化共退火，而这是非常难以实施的，因为活化温度在η部分(例如掺杂磷)或P部分(例如掺杂硼)之间是不同的。可以考虑还利用以下物质铝、镓、铟、砷或锑进行掺杂。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决以上提及的现有技术缺陷，并且更具体地，首先提出一种用于顺序掺杂硅片的多个不同部分的方法，但其不需要特定的定位操作或者精密设备来避免掺杂部分的重叠。
[0004]为此，本发明的第一方面涉及一种硅片掺杂方法，所述硅片用于制造光伏电池，该方法包括如下步骤，所述步骤在于:
[0005]-对硅片的表面的至少一个第一部分实施第一掺杂，
[0006]-在部分掺杂的表面上形成氧化物层，
[0007]-穿过该氧化物层实施第二掺杂，以掺杂硅片的表面的另外部分。根据本实施方式的方法利用了关于在硅上的氧化物生长速度方面的微电子领域众所周知的性能。实际上，硅氧化物(S12)的此生长速度在暴露于第一掺杂的表面的第一部分上是较大的。换句话说，氧化物层在掺杂的第一部分上比在硅片表面的其余部分上更厚，这对于第二掺杂来说构成了额外的屏障。因此，在整个氧化物层上实施的第二掺杂只在硅片表面的其余部分的一部分上有效，这是因为其实施旨在渗透薄厚度的氧化物层，而非与掺杂的第一部分相对应的厚氧化物层。因此氧化物层作为用于第二掺杂的掩膜，并且这种掩膜自然地覆盖掺杂的第一部分。获得与掺杂的第一部分自动对齐的掺杂的第二部分，这归因于在第二掺杂之前在硅片表面上形成的氧化物层。因而在用于获得不同性质掺杂区的第二掺杂之前没有任何掩膜被应用在硅片上。在第一和第二掺杂之间也没有任何氧化物的剥离或移除，这改善了整个制造方法并简化了生产线。
[0008]如果例如第一掺杂在于获得间隔的掺杂线，则第二掺杂将不渗透与掺杂的第一部分相对应的氧化物层(因为该氧化物层是局部较厚的)，但将穿过在掺杂的第一部分之间形成的氧化物层(因为该氧化物层是在未掺杂的硅上局部较不厚的)，并且因而将在这些位置处掺杂硅片。在无掩膜也无中间剥离的情况下获得与掺杂的第一部分自动对齐的掺杂的第二部分。
[0009]通常，第一掺杂之后形成的氧化物层因而既无蚀刻也无部分剥离而在硅片的仅仅一部分上进行第二掺杂。正是该氧化物层无特定操作地形成了这种掩膜，这是因为氧化物的形成在经受第一掺杂的硅的部分上更为显著。该方法因而以其低操作数目为特征。
[0010]根据一种实施方式，在于形成氧化物层的步骤被包括在掺杂的第一部分的活化退火(recuit)步骤中。有利地将掺杂的第一部分的活化退火与氧化物层的形成组合。单一步骤使得能够活化掺杂的第一部分并且形成氧化物层。
[0011]根据一种实施方式，在于形成氧化物层的步骤包括在富氧气氛下加热的步骤。氧化物层的形成被加速并且被更好地控制。
[0012]根据一种实施方式，在于实施第二掺杂的步骤是在于在预定渗透深度上实施掺杂的步骤。
[0013]根据一种实施方式，在于形成氧化物层的步骤是以下这样的步骤:该步骤导致形成与掺杂的第一部分相对应的第一氧化物厚度，以及在该表面的其余部分上小于第一氧化物厚度的第二氧化物厚度。
[0014]-并且渗透深度在第一氧化物厚度和第二氧化物厚度之间。本实施方式保证了最佳方法。实际上，第二掺杂不影响掺杂的第一部分，这是因为其不穿过在大厚度区的氧化物层，而是到达硅片的未掺杂的部分，这是因为其穿过低厚度区的氧化物层。
[0015]根据一种实施方式，在于实施第一掺杂的步骤通过等离子体浸渍实现。此方法步骤可利用例如比等离子体枪简单的设备来实现。
[0016]根据一种实施方式，在于实施第二掺杂的步骤通过等离子体浸渍实现。此方法步骤可利用例如比等离子体枪简单的设备来实现。
[0017]根据一种实施方式，在于实施第一掺杂的步骤和/或在于实施第二掺杂的步骤通过等离子体浸渍实现。
[0018]根据一种实施方式，在于实施第二掺杂的步骤之后是第二掺杂的活化退火步骤。光伏电池的功能将是优化的。
[0019]根据一种实施方式，在于实施第一掺杂的步骤是利用需要在第一温度下活化退火的第一种物质掺杂硅的步骤，并且在于实施第二掺杂的步骤是利用需要在低于第一温度的第二温度下活化退火的第二种物质掺杂硅的步骤。每种掺杂需要在特定温度下活化退火。这导致在这种实施方式中，第二活化退火温度低于第一活化退火温度，其不会影响掺杂的第一部分的性能。
[0020]根据一种实施方式，在于实施第一掺杂的步骤是利用硼掺杂硅的步骤，并且在于实施第二掺杂的步骤是利用磷掺杂硅的步骤。每种掺杂需要在特定温度下活化退火。利用硼的掺杂的退火理想温度高于利用磷的活化退火温度。这导致在这种实施方式中，第二活化退火温度低于第一活化退火温度，其不会影响掺杂的第一部分的性能。
[0021]根据一种实施方式，在于实施第二掺杂的步骤之后是在于去除氧化物层的步骤。这个步骤在于一次去除全部氧化物层，以使电池准备好用于光伏电池制造的随后步骤。
[0022]根据一种实施方式，在于去除氧化物层的步骤是在包含氢氟酸的浴中进行化学脱氧的步骤。这种实施方式是快速和简单的，全部硅氧化物层被一次去除，无需特别的预防措施。
[0023]本发明的第二方面涉及一种光伏电池，其具有根据本发明第一方面实现的掺杂。
[0024]本发明的最后方面涉及一种太阳能电池板，其包括至少一个根据本发明第二方面的光伏电池。
【附图说明】
[0025]通过阅读参照附图仅以举例而非限制性方式给出的以下本发明实施方式的详细描述，本发明的其它特征和优点将变得明显，其中:
[0026]-图1表示根据本发明方法的第一步骤期间的硅片的剖面图；
[0027]-图2表示根据本发明方法的第二步骤期间的图1硅片的剖面图；
[0028]-图3表示根据本发明方法的第三步骤期间的图1硅片的剖面图。
【具体实施方式】
[0029]在部分掺杂的硅片上硅氧化物的生长被描述于以下的Biermann，E.的出版物中:“Silicon Oxidat1n Rate Dependence on Dopant Pi le_up，，，Sol id State DeviceResearch Conference，1989.ESSDERC’ 89.19th European,vo1.,n0.，pp.49，52，11-14，1989年9月。
[0030]摘要可见于以下URL:
[0031 ] http: //ieeexplore.1eee.0rg/stamp/stamp.j sp ?tp = &arnumber = 5436671 &isnumber = 5436370
[0032]图1表示在根据本发明方法的第一步骤时的硅片的剖面视图。
[0033]这个第一步骤在于用第一化学物质掺杂硅片的表面10的第一部分11。所使用的掺杂方法是等离子体浸渍掺杂P1，就象例如在文件W02012168575 A2中所描述的。为了产生第一部分掺杂，硅片被置于等离子体室20中且掩膜30被应用在硅片的表面10上。此掩膜30包括开口 31和实体部分32，其目的在于使得在等离子体室20中产生的等离子体仅浸渍对着掩膜30的开口 31的硅片的笫一部分U。为了植入在室20中电离的第一化学物质，将电压施加在硅片上，以便电场驱使笫一化学物质的离子植入到硅片的笫一部分11中，所述笫一部分11由于片30的开口31而保持自由，正如由箭头所示出的。
[0034]如图1所示，硅片因而用第一化学物质在硅片的第一部分11上被掺杂。
[0035]图2表示根据本发明方法的第二步骤，在该步骤的过程中，氧化物层40在部分掺杂的硅片的表面10上形成。由于表面10具有掺杂的第一部分11，因此这个表面10的性能是异质的，尤其是在与氧的反应性方面。实际上，在笫一部分11上的氧化物的产生比在硅片表面10的其余部分上要更快速。
[0036]该方法的第二步骤包括将表面10暴露在一定温度下在外壳50中的氧气O2中，以加速二氧化硅在表面10上的生长。当在硅片的表面10上实现氧化物层40的这种产生时，该生长因而在掺杂的第一部分11的位置处比在硅片表面10的其余部分上更为快速。本申请人发现，如果例如用硼或磷实施第一掺杂，氧化物层40的厚度在掺杂的第一部分11的位置处比在表面10的其余部分上要大二