该掩模优选地由硅(Si)制造。在一个此类实施例中，模板掩模随基板移动，首先在注入束下方，接着(不移动模板掩模)穿过第二加工区域/区，其中足够厚度的封盖层直接沉积在注入区域上方并与该注入区域完美(或至少实质上)对准。随后可应用相同或类似工艺生成具有相反导电性的掺杂物类型的类似封盖图案。
[0028]—些实施例涉及使封盖层的组成被选择成使得能够对相邻未注入的(以及，因此，也未封盖的)多晶硅层进行选择性湿法或干式蚀刻移除。此类蚀刻选择性允许在例如背接触电极太阳能电池的发射极区之间进行图案化沟槽隔离。在一些例子中，封盖膜可由基于S12或SiN(或它们的组合)的介电膜组成，所述膜使用低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或高密度等离子体化学气相沉积(HDPCVD)进行沉积。在一个实施例中，HDPCVD可能是优选的，因其更具定向性特性的沉积和更低的操作压力，使之与先前的离子注入操作更兼容。然而，封盖层也可使用甚至更高真空物理气相沉积(PVD)或基于溅射的工艺来沉积，所述工艺允许对基于Si02、Si0N或SiN的介电封盖层进行更具定向性的准直沉积，这些封盖层即使在相对低温(诸如介于室温和400°C之间)下施加时也提供良好湿法蚀刻选择性。
[0029]在特定实施例中，如此沉积的封盖层对碱性类硅蚀刻化学物质和纹理化化学物质具有充分抗性，以允许完全移除所有未注入的(以及因此也未封盖的)多晶硅区。碱性类硅蚀刻化学物质和纹理化化学物质因此用于形成将相对的掺杂多晶硅区隔离的沟槽，并且同时将晶片的正面(向阳面)纹理化。在一个实施例中，一旦正面纹理化和沟槽隔离蚀刻完成，就施加后续湿法蚀刻化学物质诸如氢氟酸(HF)类化学物质(例如，NH4F缓冲的HF混合物，或缓冲的氧化物蚀刻剂(BOE))以剥离残余封盖层。然而，在可供选择的实施例中，封盖层为对碱性化学物质具有充分抗性的金属层。此类金属层可保留在器件中作为接触层。
[0030]为了提供进一步的背景，近来对适用于太阳能电池制造的更低成本和更高通量离子注入系统的递送产生了大量关注并取得了显著进展，其中叉指背接触电极(IBC)型太阳能电池特别有前景。假设是N+注入和P+注入均可以良好的对准而实现。然而，为了适用于使用可实际减少工艺步骤、成本和热预算的工艺流程的高性能背接触电极型太阳能电池结构，需要一种方法，提供该方法不仅为了成本有效地提供图案化离子注入和对准离子注入，而且为了选择性地或自对准地移除未注入多晶硅区。为了解决此类问题，本文所述的一个或多个实施例通过如下方式提供此类功能:采用相对低成本、无污染性硅片模板掩模，以用于穿过相同掩模在单个序列中施加图案化离子注入物和自对准封盖层两者。由于掩模(例如硅片基板)由硅构成，因此其可在接触模式下采用而没有与不同热膨胀系数相关的污染问题。在一个实施例中，掩模晶片或模板晶片可充分掺杂以便具有导电性并且因此作为离子束成形电子器件的一体部分被包括在内(或仅仅是为了避免充电)。此外，通过在每项离子注入操作之后自动进行介电层沉积，后续注入可被阻挡(例如，拦住和截留)在表面电解质中，从而大大促进此类模板掩模的定期清洁和重复使用。
[0031]更具体地讲，与需要使用模板掩模的其他图案化工艺一样，生成具有充分机械完整性的掩模可对所采用的图案的类型施加大量限制，或者可能需要每种注入物极性的所需图案在两个独立并完美对准的步骤中进行(例如，共使用四个独立掩模)。可能受到影响的一个此类场景为使用长指的叉指制造，所述长指的延伸长度几乎为太阳能电池的长度。然而，根据本文所述的实施例，描述了可能具有较少挑战性的其他可能叉指布局。例如，如下文更详细地描述，当迀移到下一代(例如，较低成本)金属化策略时，使用可供选择的多母线设计可提供明显优点。
[0032]在示例性工艺流程中，图1A-1F示出了根据本公开的实施例的太阳能电池制造中的各个阶段的剖视图。图2为根据本公开的实施例的流程图200，所述流程图200列出与图1A-1F相对应的制造太阳能电池的方法中的操作。
[0033]参见图1A和流程图200的对应操作202，制造太阳能电池的交替N型发射极区和P型发射极区的方法涉及在设置于基板102上的薄氧化物层104上形成多晶硅层106。
[0034]在一个实施例中，基板102为单晶硅基板，诸如块体N型掺杂单晶硅基板。然而，应当理解，基板102可以是设置在整个太阳能电池基板上的层，诸如多晶硅层。在一个实施例中，薄氧化物层为厚度约2纳米或更小的隧道介电氧化硅层。尽管描述为多晶硅层106，但在可供选择的实施例中，替代地使用非晶硅层。
[0035]参见图1B和流程图200的对应操作204，方法还涉及穿过第一模板掩模108将第一导电类型110的掺杂物杂质原子注入多晶硅层106中，以形成多晶硅层106的第一注入区112和未注入区(即，在工艺中的该阶段尚未注入的多晶硅层106的剩余部分)。
[0036]在一个实施例中，第一模板掩模108为娃模板掩模。在一个实施例中，使用娃模板掩模使得其能够在图1A的结构上或紧邻该结构放置，因为模板掩模的硅不污染基于硅的太阳能电池。在一个实施例中，通过使用离子束注入或等离子体浸渍注入来进行注入。在一个实施例中，该第一注入为硅提供P+掺杂物原子(例如，硼原子)然而，在另一个实施例中，所述第一注入为硅提供N+掺杂物原子(例如，磷原子或砷原子)。在一个实施例中，可调整(例如，通过连续或同时电子轰击)用于进行注入的条件以增强注入区和未注入区之间的后续蚀刻选择性，如与下文所述的后面操作相关。可调整的其他条件可包括在注入、温度调整、和剂量调整期间的基板偏置中的一者或多者。
[0037]再次参见图1B并且现在参见流程图200的对应操作206，方法还涉及穿过第一模板掩模108在多晶硅层106的第一注入区112上并与该注入区112实质对准形成第一封盖层114。由于模板掩模和基板一起移动，因此可将对准视为理想完美的。然而，该过程可容许一定的轻微偏移(例如，在平移方向上小于几个百分点)，在工序从注入/掺杂室移至顶盖沉积室时可能出现这种偏移。
[0038]在一个实施例中，第一封盖层114的注入和形成在内嵌式工艺装置中进行，其中第一模板掩模108和单晶硅基板102—起移动穿过内嵌式工艺装置，如结合图5A和图5B更详细描述。在一个实施例中，第一封盖层114包含一种材料，诸如但不限于二氧化硅(S12)、氮化硅(SiN)或氧氮化硅(S1N)。在一个实施例中，第一封盖层114使用沉积技术形成，所述沉积技术诸如但不限于低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、高密度等离子体化学气相沉积(HDPCVD)或物理气相沉积(PVD)。在一个实施例中，通过大约在25-400°(:范围内的温度下沉积来形成第一封盖层114。
[0039]再次参见图1B，封盖层114的材料也可沉积在第一模板掩模108上。在模板掩模108多次运行穿过沉积环境之后，可最终积聚多个材料层，如图1B所示。应当理解，可针对材料在模板掩模108上的过度积聚而确定最佳运行次数以使通量平衡，所述过度积聚可以某种方式影响后面的沉积工艺。在一个此类实施例中，在特定运行次数之后，通过选择性蚀刻移除积聚的封盖材料，并且第一模板掩模108随后可被重复使用。
[0040]再次参见图1C和流程图200的对应操作208，方法还涉及穿过第二模板掩模116将第二相反导电类型118的掺杂物杂质原子注入多晶硅层106的未注入区的部分中，以形成多晶硅层106的第二注入区120和剩余未注入区(S卩，尚未注入的多晶硅层106的剩余部分)。
[0041]在一个实施例中，第二模板掩模116为娃模板掩模。在一个实施例中，使用娃模板掩模使得其能够在图1B的结构上或紧邻该结构放置，因为模板掩模的硅不污染基于硅的太阳能电池。在一个实施例中，通过使用离子束注入或等离子体浸渍注入来进行注入。在一个实施例中，该第二注入为硅提供N+掺杂物原子(例如，磷原子或砷原子)。然而，在另一个实施例中，所述第二注入为硅提供P+掺杂物原子(例如，硼原子)在一个实施例中，可调整(例如，通过连续或同时电子轰击)用于进行注入的条件以增强