一种利用掩模在硅片两面实现p⁺和n⁺扩散的工艺的制作方法

专利名称：一种利用掩模在硅片两面实现p⁺和n⁺扩散的工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散 的工艺。
背景技术：
一些高效电池结构需要实现在硅片一面扩散施主元素，形成n+扩散层，另一面扩 散受主元素，形成P+扩散层；或一面扩散受主元素，形成P+扩散层，另一面扩散施主元素，形 成n+扩散层。目前，形成该扩散结构有较多的实现方式，但是往往难于避免在扩散的过程 中，施主元素和受主元素之间的交叉污染问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，该工艺 通过在硅片的一面扩散施主元素或者受主元素时，在硅片的另一面使用掩模保护，从而经 两次扩散后在硅片两面实现一面为n+扩散层、一面为P+扩散层的结构，避免了扩散过程中 施主元素和受主元素之间的交叉污染问题，且该工艺简单实用。为达到上述目的，本发明提供的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散工艺选取 预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成n+ 或P+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后再在扩散面上制备掩模，并在扩散面的另一面扩散受 主元素或施主元素形成P+或n+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后在硅片的两面实现一面为 n+、另一面为P+的扩散结构。本发明还可作进一步改进为一种利用掩模在硅片两面实现P+和n+扩散工艺，含 下述步骤(1)选取预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，制成后去除另一面绕镀的掩模；(2)在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成n+或p+扩散层，然后去除掩模 及扩散时在硅片表面形成的掺杂玻璃；(3)在步骤(2)形成的n+或p+扩散层表面制备掩模，制成后去除另一面绕镀的掩 模；(4)在步骤(3)制成的n+或p+扩散层的另一面即无掩模的一面进行受主元素或 施主元素的扩散形成P+或n+扩散层，然后清洗除去掩模及掺杂玻璃，从而在硅片的两面实 现一面为n+、一面为p+的扩散结构。在上述步骤中步骤(1)中所述硅片的预处理含清洗硅片表面工序。步骤(1)中所述的硅片可以选自p型硅片、n型硅片或本征型硅片。步骤(1)和步骤(3)中所述的掩模的材质可以选自SiOx、SiNx、SiCx、SiOxNy或 SiCxNy。步骤(1)中和步骤(3)中所述的掩模的制备方式可以选自PECVD、磁控溅射、电子
3束蒸发或旋涂工艺。步骤⑵中和步骤⑷中所述的施主元素可以选自磷、砷或锑，所述的受主元素可 以选自硼、铝、镓或铟。步骤(1)-步骤⑷中所述的掩模或掺杂玻璃的去除方式可以为采用HF酸浸泡去 除，所述的HF的体积百分含量为1_20%。采用本发明工艺制备的产品图请参阅附图1所示。本发明的有益效果是本发明在扩散工艺之前，使用PECVD、磁控溅射、电子束蒸 发或者旋涂工艺，在硅片的一面制备掩模保护，从而避免了扩散过程中，扩散的施主元素和 受主元素之间的交叉污染，以及由此带来的复合增加以及漏电的问题，是一种简单、实用的 扩散工艺。


图1是采用本发明的工艺制备的一面为n+、另一面为p+的扩散结构的硅片；图2是具体实施方式
中实施例1的工艺流程示意图；图3是具体实施方式
中实施例2的工艺流程示意图。附图标记说明1、硅片；2、掩模；3、p+扩散层；4、掺杂玻璃；5、n+扩散层。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细的说明实施例1如附图2所示，本实施例提供的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散工艺含以下 步骤(a)选取电阻率为0. 1-10 Q cm的p型硅片1，然后清洗硅片表面；(b)在硅片的一面制备一层掩模2 ；掩模采用PECVD方法制备，掩模为SiOx薄膜，也可以采用溅射、电子束蒸发等方法 制备，掩模还可以为SiNx、SiCx、SiOxNy或SiCxNy薄膜。(c)在HF溶液中浸泡，HF溶液的体积百分含量为5%，去除另一面绕镀的掩模；(d)扩散施主元素磷，在无掩模的一面形成n+扩散层5 ；(e)在体积百分含量为5%的HF溶液中浸泡去除掩模及扩散过程中在硅片表面形 成的掺杂玻璃4;(f)在硅片的n+扩散层表面制备掩模2，掩模的制备方法同步骤(b)；(g)在体积百分含量为5%的HF溶液中浸泡去除无掩模一面绕镀的掩模；(h)扩散受主元素硼，在无掩模的一面形成p+扩散层3 ；(i)在体积百分含量为5%的HF溶液中浸泡去除掩模及扩散过程在硅片表面形成 的掺杂玻璃，即制备得一面为n+、另一面为P+的扩散结构。实施例2如附图3所示，本实施例提供的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散工艺含以下 步骤
(a)选取电阻率为0. 1-10 Q cm的n型硅片1，然后清洗硅片表面；(b)在硅片的一面制备一层掩模2 ；掩模可使用旋涂的方法制备，在硅片表面旋涂一层乳胶元，然后经烘干，形成一层 Si02掩模。(c)在体积百分含量为5%的HF溶液中浸泡去除无掩模掩护的一面的绕镀层；(d)扩散受主元素硼，在无掩模的一面形成p+扩散层3 ；(e)在体积百分含量为5%的HF溶液中浸泡，去除掩模及扩散过程形成的掺杂玻 璃4 ；(f)在硅片的p+表面制备掩模2，掩模的制备方法同步骤(b)；(g)在体积百分含量为5%的HF溶液中浸泡去除无掩模掩盖一面的绕镀层；(h)扩散施主元素磷，在无掩模的一面形成n+扩散层5 ；(i)在体积百分含量为5%的HF溶液中浸泡，去除掩模及扩散过程形成的掺杂玻 璃即制备得在硅片的两面实现一面为P+、另一面为n+的扩散结构。实施例3本实施例提供的利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散工艺，含下述步骤(1)选取经清洗等预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，制成后去除另一面绕镀 的掩模；(2)在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成n+或p+扩散层，然后去除掩模 及扩散时在硅片表面形成的掺杂玻璃；(3)在步骤(2)形成的n+或p+扩散层表面制备掩模，制成后去除另一面绕镀的掩 模；(4)在步骤(3)制成的n+或p+扩散层的另一面即无掩模的一面进行受主元素或 施主元素的扩散形成P+或n+扩散层，然后清洗除去掩模及掺杂玻璃，从而实现一面为n+、一 面为P+的扩散结构。在上述步骤中步骤(1)中的硅片可以选自p型硅片、n型硅片或本征型硅片，若为p型硅片或者 n型硅片，其电阻率可以为0. 1-10 Q !!。步骤(1)和步骤(3)中掩模的材质可以选自SiOx、SiNx、SiCx、SiOxNy或SiCxNy。步骤(1)中和步骤(3)中掩模的制备方式可以选自PECVD、磁控溅射、电子束蒸发 或旋涂工艺等。步骤(2)中和步骤(4)中的施主元素可以选自磷、砷或锑；受主元素可以选自硼、 铝、镓或铟。步骤(1)-步骤⑷中的掩模或掺杂玻璃的去除方式为采用体积百分含量为 1-20%的HF酸浸泡去除。以上列举的具体实施例是对本发明进行的说明。需要指出的是，以上实施例只用 于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明的提示做出的非 本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。
权利要求
一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，其特征在于选取预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成n+或p+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后再在扩散面上制备掩模，并在扩散面的另一面扩散受主元素或施主元素形成p+或n+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后在硅片的两面实现一面为n+、另一面为p+的扩散结构。
2.根据权利要求1所述的利用掩模在硅片两面实现P+和η+扩散的工艺，其特征在于 含下述步骤(1)选取预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，制成后去除另一面绕镀的掩模；(2)在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成η+或ρ+扩散层，然后去除掩模及扩 散时在硅片表面形成的掺杂玻璃；(3)在步骤(2)形成的η+或ρ+扩散层表面制备掩模，制成后去除另一面绕镀的掩模；(4)在步骤(3)制成的η+或ρ+扩散层的另一面即无掩模的一面进行受主元素或施主 元素的扩散形成P+或η+扩散层，然后清洗除去掩模及掺杂玻璃，从而在硅片的两面实现一 面为η+、一面为P+的扩散结构。
3.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现ρ+和η+扩散的工艺，其特征在于 步骤(1)中所述硅片的预处理含清洗硅片表面工序。
4.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现ρ+和η+扩散的工艺，其特征在于 步骤(1)中所述的硅片为P型硅片、η型硅片或本征型硅片。
5.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现ρ+和η+扩散的工艺，其特征在于 步骤⑴和步骤⑶中所述的掩模为SiOx、SiNx, SiCx, SiOxNy或SiCxNy薄膜。
6.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现ρ+和η+扩散的工艺，其特征在于 步骤(1)中和步骤(3)中所述的掩模的制备方式为PECVD、磁控溅射、电子束蒸发或旋涂工 艺。
7.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现ρ+和η+扩散的工艺，其特征在于 步骤(2)中和步骤(4)中所述的施主元素为磷、砷或锑，所述的受主元素为硼、铝、镓或铟。
8.根据权利要求2所述的利用掩模在硅片两面实现ρ+和η+扩散的工艺，其特征在于 步骤(1)-步骤⑷中所述的掩模或掺杂玻璃的去除方式为采用HF酸浸泡去除，所述的HF 的体积百分含量为1_20%。
全文摘要
本发明公开了一种利用掩模在硅片两面实现p+和n+扩散的工艺，选取预处理后硅片，在硅片的一面制备掩模，在无掩模的一面扩散施主元素或受主元素形成n+或p+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后再在扩散面上制备掩模，并在扩散面的另一面扩散受主元素或施主元素形成p+或n+扩散层，除去掩模及掺杂玻璃后在硅片的两面实现一面为n+、另一面为p+的扩散结构。该工艺在扩散工艺之前，使用PECVD、磁控溅射、电子束蒸发或者旋涂工艺，在硅片的一面制备掩模保护，从而避免了扩散过程中，扩散的施主元素和受主元素之间的交叉污染，以及由此带来的复合增加以及漏电的问题，是一种简单、实用的扩散工艺。
文档编号H01L21/22GK101930912SQ20101023243
公开日2010年12月29日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者何胜, 单伟, 尹海鹏, 朱生宾, 朴松源, 金井升 申请人:晶澳太阳能有限公司