专利名称：利用硼参杂制作p型非晶半导体以改善穿隧效应膜层的制作方法
利用硼参杂制作P型非晶半导体以改善穿隧效应膜层技术领域
本方法是将薄膜太阳能中的技术核心PECVD的传片技术，是属于制作非晶硅与微晶硅的重要技术，其可以在PECVD腔体内制作P.1. N型半导体薄膜且可以依腔体内部的压力、温度、气体流量等参数，制作出非晶硅以及微晶硅，而此发明的技术则是着重在于非晶娃与微晶娃两者在堆叠时遇到的穿隧效应tunnel junction作一个改善,可以让电子电洞传送正常，让电流能够顺利传出以提高整体太阳能薄层的Voc及Jsc以及FF值。
背景技术：
目前，业界对于薄膜太阳能电池中已有许多的研究，其中制作关键的太阳能薄膜的技术则有PECVD、HWCVD, LPCVD等多种，目前技术较为纯熟且已应用于量产的则是以 PECVD为主，而由PECVD制作的太阳能膜层则是多以非晶硅以及微晶硅的膜层较为居多，在 PECVD腔体内部则藉由调整气体总流量、RF power、制程压力、电极与glass间距以及温度等条件去制作，而制作出来的非晶硅P.1. N型半导体其主要在光谱上面是吸收其可见光的部分，约是从30(T850nm的光谱，而PECVD也可制作微晶硅的P.1. N型半导体，其主要可以制作出微晶相外，也可以吸收50(Tll00nm为红外光的光谱，故业界及学术界无不一希望将这两种技术结合起来，制作出非晶硅与微晶硅同在可以吸收可见光与红外光的技术，故制作出Tandem solar cell,但是要将非晶娃与微晶娃两者结合并不容易，主要是因为非晶娃的N型半导体与微晶娃的P型半导体两者之间会在结合产生内建电场，此内建电场会破坏电子与电洞的流向，故此发明就是要将内建电场影响范围缩小，故制作出一层薄层来作电子电洞的recombination,要制作出有defect的膜层让recombination rate提高，可以缩小内建电场，并让原先第一层非晶硅中P型非晶半导体出来的电洞与第二层微晶硅中的N 型非晶半导体出来的电子可以正常穿隧流通，故能提高太阳能薄膜电池效率。发明内容
本发明主要目的是利用硼参杂制作P型非晶半导体以改善穿隧效应膜层。其主要是在PECVD腔体内进行制程，先由PECVD腔体制作非晶硅P.1. N型半导体薄膜，藉由调整腔体的温度(控制约200C)、制程压力(低压)、气体流量、电极与玻璃间距、以及RF power (低Power)等参数,制作成第一层P型非晶半导体、第二层I型非晶半导体、第三层 N型非晶半导体三层，接着就是本发明，在N型微晶半导体后，利 用硼参杂制作P型非晶半导体，其控制硼所参杂的含量来制作有间隙的非晶半导体，由于在穿隧效应中，要将两层之间的N/P键结产生的内建电场缩小，因此要制作有defect的薄膜，让载子在内部能够作 recombination,且要让recombination rate增快,才可以将内建电场缩小,而制作硼参杂的P型非晶半导体，因为是非晶结构，其内部缺陷严重，且此层不需要太厚，故可以保持穿透率也较高，让光能够容易进入到第二层的非晶硅内，此外其也有较低的电阻值，故适合用作于穿隧效应用，且在制作完本发明P型非晶半导体后，可以马上连接P型微晶半导体，两者之间的界面恰当，接着再制作微晶的I型半导体及非晶的N型半导体后，及完成此薄膜太阳能核心部分，接着再制作背电极即可得其发电效率，而此发明的P型非晶半导体因为放置于穿隧效应中，可以消弥N/P内建电场，可以让电子电洞流通顺利，故可以提高太阳能薄膜电池效率。
具体实施方式
兹将本发明配合附图，详细说明如下所示请参阅第一图，为本发明利用硼参杂制作P型非晶半导体以改善穿隧效应膜层，由图中可知，当TCO玻璃2由滚轮I传置到PECVD 腔体内部时，会由Pump 4抽气至底压,接着气体从气流孔8流入到showerhead 7并且扩散到腔体内，随后由蝶阀5控制制程压力，并且RF power 9开启电浆进行制程，当完成后Slit valve 6会将玻璃传送出去，而在这个PECVD腔体内就是制作P型非晶、I型非晶、N型微晶、 P型非晶(此为本发明硼参杂的P型非晶半导体)在此制程中就是利用B2H6，硅烷及氢气制作、P型微晶、I型微晶、N型非晶，完成后即完成此制程。
请参阅第二图，此为本发明利用硼参杂制作P型非晶半导体以改善穿隧效应膜层，首先由膜面粗糙的TCO制作P型非晶半导体，随后制作I型非晶半导体及N型微晶半导体，随后则开始制作硼参杂的P型非晶半导体薄膜，此膜层由于是非晶相，所以其defect较高，可以提升recombination rate速度,且会让内建电场缩小,且穿透率较高及与下一层的 P型微晶半导体介面较佳，故此发明可以改善穿隧效应，而随后制作完I型微晶与N型非晶及金属电极后则完成此制程，其插入一层薄膜的P型非晶半导体，可以改善穿隧效应，藉此可以提升太阳能的Jsc，提升太阳能效率。
以上说明，对本发明而言只是说明性的，非限制性的，本领域普通技术人员理解， 在不脱 离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修正、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明，图1 是本发明之PECVD制程方式示意图，图2是本发明之制程膜层示意图。
主要元件符号说明1…传动滚轮2…TCO玻璃3…定位Sensor4…抽气Pump5 …蝶阀 6…Slit valve7... Showerhead8…气流孔 9…RF power supply。
权利要求
1.本发明主要目的是利用硼参杂制作P型非晶半导体以改善穿隧效应膜层，其主要是在PECVD腔体内进行制程，先由PECVD腔体制作非晶硅P.1. N型半导体薄膜，藉由调整腔体的温度(控制约200C)、制程压力(低压)、气体流量、电极与玻璃间距、以及RFpower (低Power)等参数,制作成第一层P型非晶半导体、第二层I型非晶半导体、第三层N型非晶半导体三层，接着就是本发明，在N型微晶半导体后，利用硼参杂制作P型非晶半导体，其控制硼所参杂的含量来制作有间隙的非晶半导体，由于在穿隧效应中，要将两层之间的N/P键结产生的内建电场缩小，因此要制作有defect的薄膜，让载子在内部能够作recombination,且要让recombination rate增快,才可以将内建电场缩小,而制作硼参杂的P型非晶半导体，因为是非晶结构，其内部缺陷严重，且此层不需要太厚，故可以保持穿透率也较高，让光能够容易进入到第二层的非晶硅内，此外其也有较低的电阻值，故适合用作于穿隧效应用，且在制作完本发明P型非晶半导体后，可以马上连接P型微晶半导体，两者之间的界面恰当，接着再制作微晶的I型半导体及非晶的N型半导体后，及完成此薄膜太阳能核心部分，接着再制作背电极即可得其发电效率，而此发明的P型非晶半导体因为放置于穿隧效应中，可以消弥N/P内建电场，可以让电子电洞流通顺利，故可以提高太阳能薄膜电池效率。
2.根据权利要求1所述的一种利用硼参杂制作P型非晶半导体以改善穿隧效应膜层，其中在腔体内的蝶阀可以控制气体制程压力，当气体压力需要控制高压时，其蝶阀可以将开度缩小，让气体可以充满腔体内达到高压以便能够进行制程。
3.根据权利要求1所述的一种利用硼参杂制作P型非晶半导体以改善穿隧效应膜层，其Showerhead分成三层设计，第一层与第二层为笔直状，但其是交错设计，而第三层为漏斗状，可以将气体均匀扩散到TCO玻璃表面上，并由RF power开启电浆进行制程。
4.根据权利要求1所述的利用硼参杂制作P型非晶半导体以改善穿隧效应膜层，其在第一层top非晶硅与第二层bottom微晶硅当中制作了参杂硼的P型非晶薄膜半导体，其P型非晶薄膜半导体本身受到硼参杂，故其电阻值较低，且此设计较薄的半导体膜层，故其厚度较薄，穿透性较佳，而且其非晶的defect较大,可以让载子进行recombination,且因为有defect,故recombination rate较高，且会造成N/P的内建电场缩小，藉此可以让topcell与bottom cell之间穿隧效应改善。
5.根据权利要求1所述的利用硼参杂制作P型非晶半导体以改善穿隧效应膜层，其P型非晶半导体与bottom cell之间的P型微晶半导体，之间的界面较佳，且其两者之间的界面致密性佳，且穿透率高，可以让光能够顺利的进入到微晶硅内部，藉此可以让Jsc提高，以提高太阳能薄膜电池的效率。
全文摘要
本发明是利用硼参杂制作P型非晶半导体以改善穿隧效应膜层。其主要是在PECVD内进行，先制作非晶硅P.I.N型半导体薄膜，制作P、I、N型非晶三层，接着本发明，在N型微晶半导体后，利用硼参杂作P型非晶，控制硼参杂制作非晶，由于穿隧效应中，要将两层之间的N/P键结产生电场缩小，故制作缺陷薄膜，让载子在内部作复合，将内建电场缩小，硼参杂的P型非晶结构，内部缺陷严重，此层较薄可保持高穿透率，让光易进入I层非晶硅内，较低电阻值作穿隧效应，完成P型非晶后，连接P型微晶，两者界面恰当，再作微晶I型及非晶N型后，完成薄膜太阳能，再作背电极得发电效率，此发明P型半导体于穿隧效应中可让电子电洞流通顺利，故可提高太阳能薄膜电池效率。
文档编号H01L31/20GK103022269SQ20111028372
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者戴嘉男, 刘幼海, 刘吉人 申请人:吉富新能源科技(上海)有限公司