一种光电池及其制造方法
【专利摘要】本申请提供一种光电池的制造方法，包括a.提供n型基体；b.在所述n型基体上形成p环区以及围绕所述p环区的n环区，所述p环区与所述n环区间隔；c.在被所述p环区围绕的区域内形成与所述p环区贴合的光敏区；d.利用硅烷与氨气通过化学气相沉积工艺在光敏区的表面沉积SixNy抗反射层，其中，所述硅烷与所述氨气的流量比为1.43～1.75。本发明还提供了一种由上述方法制造的光电池。采用本发明所提供的方法制造的光电池，其暗电流的平均值从mA降低到nA级别，暗电流噪音也随之减小。特别是在蓝紫光下，其光电转化效率由现有的40％提升到70％。同时抗反射层可以被HF酸安全的清洗，不易受到腐蚀，也不易脱落。
【专利说明】一种光电池及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光电池领域，特别涉及具有类氮化硅抗反射膜的光电池及其制造方 法。
【背景技术】
[0002] 根据制作材料的不同，目前的光电池主要有硒光电池、硅光电池、砷化镓光电池、 锗光电池等。在上述电池中，硅光电池性能稳定、换能效率高、光谱范围宽、频率特性好，即 可用于探测又可用作能源。其随着节能产业的飞速发展，得到广泛的应用。
[0003] 目前，为了得到较好的光电转化率及特征光谱探测能力，硅光电池根据采光区域 的不同分别采用热生长的SiOjP CVD沉淀的Si02，其原因是5102抗反射膜的折射率和热 生长的均匀性较好。但是，Si02抗反射膜经常含有金属杂质，导致暗电流过大、噪音过大等 问题，人们开始对其它抗反射膜进行深入研宄以解决3102抗反射膜所存在的问题。其次， 常规工艺采用热生长的二氧化硅作为抗反射膜，其制作简单，但受清洗工艺中的HF影响较 大，二氧化硅抗反射膜的厚度及表面状态无法得到有效控制，而HF漂洗步骤无法替代或省 略（腐蚀自然氧化层），否则会造成串联电阻大，影响正向导通特性。
【发明内容】
[0004] 鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种光电池的制造方法包括a.提供n型 基体；b.在所述n型基体上形成p环区以及围绕所述p环区的n环区，所述p环区与所述n 环区间隔；c.在被所述p环区围绕的区域内形成与所述p环区贴合的光敏区；d.利用硅烷 与氨气通过化学气相沉积工艺在光敏区的表面沉积SixNy抗反射层，其中，所述硅烷与所述 氨气的流量比为1.43?1.75。
[0005] 在本发明的一些实施方式中，在步骤d中，在温度390?410°C、射频功率370? 400W下所述娃烧的流量为55?llOsccm，所述氨气的流量为33?66sccm。
[0006] 在本发明的一些实施方式中，在步骤d中，温度为400°C、射频功率为380W。
[0007] 在本发明的一些实施方式中，在步骤d中，所述化学气相沉积工艺为PECVD工艺， 沉积时间为6?11秒。其所提供的SixNy抗反射层不会在经过HF清洗时受到腐蚀，采用 PECVD工艺沉积能够使其与光敏区结合的更为紧密，不易脱落。
[0008] 在本发明的一些实施方式中，在步骤b中，所述n环区以离子注入的方式在注入能 量为60?80Kev，注入剂量为5E14?5E15下形成，所述n环区的深度为3um。所述p环区 以离子注入的方式在注入能量为40?60Kev，注入剂量为5E14?5E15下形成，所述p环区 的深度为2. 4um〇
[0009] 在本发明的一些实施方式中，在步骤c中，所述光敏区以离子注入的方式在注入 能量为40?60Kev，注入剂量为1E13?1E14下形成，所述光敏区的深度为0. 4?l.Oum之 间。
[0010] 本发明还提供了一种光电池，包括：n型基体；位于所述n型基体上的p环区以及 围绕所述P环区形成的n环区，所述p环区与所述n环区间隔；位于所述p环区内的与所述 P环区贴合的光敏区；位于所述光敏区表面的折射率为1. 820?1. 984%的SixNy抗反射层。
[0011] 在本发明的一些实施方式中，所述光电池在390nm?492nm的波长范围内，其光电 转化效率为60 %?70%。
[0012] 在本发明的一些实施方式中，所述SixNy抗反射层的厚度为50. 1?50. 8nm
[0013] 采用本发明所提供的方法制造的光电池，其暗电流的平均值从mA降低到nA级别， 暗电流噪音也随之减小。特别是在蓝紫光下，其光电转化效率由现有的40%提升到70%。 同时抗反射层可以被HF酸安全的清洗，不易受到腐蚀，也不易脱落。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本发明一实施方式光电池的结构示意图；
[0015] 图2为本发明一实施方式光电池的俯视示意图；
[0016] 图3为本发明中测量抗反射膜厚度方式的示意图。
【具体实施方式】
[0017] 如图1和图2所示，本发明一实施方式提供的光电池，包括n型基体、形成于n型 基体上的n环区、p环区和p+光敏区。P环区围绕P+光敏区设置，并与其相贴合。n环区 以间隔的方式环绕地形成于P环区的外侧。P+区的上部覆设类氮化硅SixNy抗反射层。n 环区和P环区的上部设置金属层，并从金属层引出引线。其余未设置金属层或抗反射层的 部分覆设有氧化层。
[0018] 本实施方式中的光电池可以按照下述步骤制造：
[0019] 提供n型基体；
[0020] 在n型基体上，以离子注入的形式形成环形的p环区，p环区的注入能量为 40-60Kev，注入剂量为5E14-5E15,在1100-1150°C下扩散2-3小时。n环区的深度约为 2. 4um〇
[0021] 在n型基体上位于p环区外侧的位置，环绕p环区形成n环区，p环区与n环区相 间隔，n环区的注入能量为60-80Kev，注入剂量为5E14-5E15,在1100-1150°C下扩散2-3小 时，P环区的深度约为3um〇
[0022] 在p环区围绕区域内的n型基体上注入p+光敏区，p+光敏区与p环区的四周贴 合，P+光敏区的注入能量为40-60Kev，注入剂量为1E13-1E14,在1100-1150°C下扩散2-3 小时。P+光敏区的深度在〇? 4-1. Oum之间。
[0023] 在p+光敏区的表面沉积类氮化硅SixNy抗反射层。其采用PECVD工艺，在温度 400°C、射频功率380W下以硅烷与氨气反应生成氮硅化合物，沉积于p+光敏区表面。硅烷 的流量为30-110sccm，氨气的流量为30-60sccm，沉积时间为6?11秒。在四组实验中，分 别采用了如下表所述的气体配比和沉积时间：
[0024]
【权利要求】
1. 一种光电池的制造方法，包括： a. 提供n型基体； b. 在所述n型基体上形成p环区以及围绕所述p环区的n环区，所述p环区与所述n 环区间隔； c. 在被所述p环区围绕的区域内形成与所述p环区贴合的光敏区； d. 利用硅烷与氨气通过化学气相沉积工艺在光敏区的表面沉积SixNy抗反射层，其中， 所述硅烷与所述氨气的流量比为1. 43?1. 75。
2. 根据权利要求1所述的光电池的制造方法，其中，在步骤d中，在温度390?410°C、 射频功率370?400W下所述硅烷的流量为55?1 lOsccm，所述氨气的流量为33?66sccm。
3. 根据权利要求2所述的光电池的制造方法，其中，在步骤d中，温度为400°C、射频功 率为380W。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的光电池，其中，在步骤d中，所述化学气相沉积 工艺为PECVD工艺，沉积时间为6?11秒。
5. 根据权利要求1所述的光电池的制造方法，在步骤b中，所述n环区以离子注入的方 式在注入能量为60?80Kev，注入剂量为5E14?5E15下形成，所述n环区的深度为3um。 所述P环区以离子注入的方式在注入能量为40?60Kev，注入剂量为5E14?5E15下形成， 所述P环区的深度为2.4um〇
6. 根据权利要求1所述的光电池的制造方法，在步骤c中，所述光敏区以离子注入的方 式在注入能量为40?60Kev，注入剂量为1E13?1E14下形成，所述光敏区的深度为0. 4? 1. Oum之间。
7. -种利用权利要求1-6中任一项所述的方法制造的光电池，包括： n型基体； 位于所述n型基体上的p环区以及围绕所述p环区形成的n环区，所述p环区与所述 n环区间隔； 位于所述P环区内的与所述P环区贴合的光敏区； 位于所述光敏区表面的折射率为1. 820?1. 984%的SixNy抗反射层。
8. 根据权利要求7所述的光电池，所述光电池在390nm?492nm的波长范围内，其光电 转化效率为60 %?70%。
9. 根据权利要求7所述的光电池，其中，所述SixNy抗反射层的厚度为50. 1?50. 8nm。
【文档编号】H01L31/18GK104505434SQ201410784785
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】吴会利, 郑莹, 陈桂梅, 赵子健 申请人:中国电子科技集团公司第四十七研究所