專利名稱：太陽能電池制造中同時形成硅片絨面及pn結的方法
技術領域：
本發明涉及太陽能電池的制造方法，具體涉及太陽能電池制造中同時形成硅片絨面及PN結的方法背景技術太陽能電池制造方法中，首先對用作太陽能電池原材料的P-型硅片進行各向異性腐蝕，硅片表面形成絨面結構；然后，進行磷擴散，形成N-阱，從而在硅片上形成PN結。由于晶粒尺寸分布和取向使硅片表面上形成的絨面結構是任意的，而且，在比較高的溫度中進行擴散摻雜，使太陽能電池的轉換效率對這兩個工藝步驟非常敏感。在P-型硅片表面形成絨面結構和進行磷擴散摻雜是兩個工藝步驟，而且用兩種不同的設備實現，不僅工藝時間長，而且在工件的轉移過程中容易造成污染，磷摻雜擴散是在高溫下進行，而在高溫下摻雜需要極其復雜的控制，從而造成產品合格率低，制造成本高等問題。
為了克服上述現有技術中存在的缺點，提出本發明。
發明內容
本發明的目的是，提供一種用一種工具在硅片表面同時形成絨面結構和N-阱即P-N結的方法，可以在一臺LPCVD上實現了從絨面制作到N+井的形成，大大簡化設備數量和節省了設備的投資以及縮短了生產制程的時間)，解決傳統的太陽能電池的生產線在擴散工藝前將需配備酸或堿刻蝕臺，清洗臺以及擴散爐用于形成表面的絨面及N+井的問題。
為達到上述目的，本發明的技術方案為，用低壓化學汽相淀積(LPCVD)方法，在硅片表面上生成半球狀硅晶粒薄層構成的粗糙絨面結構，并在同一設備進行引入雜質的磷擴散工藝，形成N-阱和PN結，磷擴散是在低溫下進行，因此工藝簡單，容易控制。
本發明的硅片表面上同時形成絨面和PN結結構的方法，包括以下工藝步驟步驟1，清潔處理片，具體的處理條件是，用5±1％的HF，加5±1％HCL和剩余量的反滲透水形成的混合液，在常溫下清洗5-6分鐘。
步驟2，低溫干燥，具體的干燥方法是，用60±5℃的熱風烘干，烘干時間為20±2分鐘。
步驟3，清潔處理后的硅片被輸送到LPCVD的爐管內處理，同時在硅片表面生長絨面結構和PN結，處理的條件為爐管內的真空度保持在100-300毫乇范圍內，優選真空度為100毫乇(mTorr)，溫度范圍為520℃-580℃，優選溫度是550℃，所用的原料氣體是硅烷(SiH4)氣和磷烷(PH3)氣，用調壓閥調節硅烷(SiH4)和磷烷(PH3)氣體的流速來控制氣體的流量(濃度)比。用四探針監測監測硅基片的表面電阻值，監測目標值為37-42歐姆/口。
在進行LPCVD處理的同一設備中，可以在硅片上生長半球形硅晶粒薄層，構成粗糙的絨面結構，從而降低了硅片表面對太陽光的反射率，提高太陽能電池的效率。同時，在低溫下N-型雜質摻雜，例如，摻入雜質雜磷，形成N-阱，由此，同時在P-形硅基片生成半球狀硅晶粒薄層構成的粗糙絨面結構在P-形硅基片中形成PN結。
用工藝參數，例如，LPCVD爐管中的壓力、溫度、氣體流速，能夠很好地控制在硅片表面上生成的半球形硅晶粒的尺寸和取向，獲得所需要的絨面結構。通過控制半球形硅晶粒的尺寸和密度，根據硅片的厚度和純度可以精確地調節太陽能電池的轉換效率，使太陽能電池的轉換效率達到最佳程度。
按本發明方法，用一個工藝步驟，在同一LPCVD爐管中，在P-型硅片表面上同時形成粗糙的絨面結構和形成PN結。不需要對硅片進行各向異性腐蝕來形成粗糙的絨面結構，也不需要單獨進行磷擴散。簡化了太陽能電池生產線，縮短了工藝時間，防止了工件污染，提高了產品質量，提高了產品合格率，降低了制造成本。
具體實施例方式
本發明的在P-型硅片表面上同時形成絨面結構和PN結的方法，包括以下工藝步驟步驟1，硅片表面清潔處理，具體的處理條件是，用5±1％的HF，加5±1％HCL和剩余量的反滲透水形成的混合液，在常溫下清洗5-6分鐘。
步驟2，低溫干燥，具體的干燥方法是，用60±5℃的熱風烘干，烘干時間為20±2分鐘。
步驟3，清潔處理后硅片被輸送到LPCVD爐管中處理，在硅片表面同時形成絨面結構和PN結，處理的條件為爐管內的真空度保持在100-300毫乇，優選的真空度是100毫乇(mTorr)，溫度范圍是520℃-580℃，優選溫度是550℃，所用的原料氣體為硅烷(SiH4)氣和磷烷(PH3)氣，用調壓閥調節硅烷(SiH4)和磷烷(PH3)氣的流速來控制氣體的流量(濃度)之比。用四探針監測儀監測硅基片的表面電阻值，監測目標值為37-42歐姆/口。
以上詳細說明了在P-型硅片上同時形成絨面結構和PN結，制成太陽能電池的方法。本發明方法也可以用于在N-型硅片上，以同樣的方法制成太陽能電池。只是根據需要改變氣體和工藝參數就能實現。
本發明不限于本文中的詳細描述。本行業的技術人員應了解，本發明能以其他的形式實施。因此，按本發明的全部技術方案，所列舉的實施方式只是用于說明本發明而不是限制本發明，并且，本發明不局限于本文中描述的細節。本發明要求保護的范圍由所附的權利要求書界定。
權利要求
1.太陽能電池制造中同時形成硅片絨面及PN結的方法，包括以下工藝步驟步驟1，硅片表面清潔處理；步驟2，低溫干燥；步驟3，清潔處理后硅片被輸送到LPCVD爐管中處理，在硅片表面同時形成絨面結構和PN結。
2.按照權利要求1所述的的方法，其特征是，步驟1中硅片表面清潔處理的具體處理條件是，用5±1％的HF加5±1％HCL和剩余量的反滲透水的混合液在常溫下清洗5-6分鐘。
3.按照權利要求1所述的的方法，其特征是，步驟2中低溫干燥的具體的干燥方法是，用60±5℃左右的熱風烘干，烘干時間是20±2分鐘。
4.按照權利要求1所述的的方法，其特征是，步驟3中的具體處理條件為爐管內的真空度保持在100-300毫乇，溫度范圍是520℃-580℃，所用的氣體為硅烷(SiH4)氣和磷烷(PH3)。
5.按照權利要求4所述的的方法，其特征是，步驟3中優選的真空度是100毫乇(mTorr)，優選溫度是550℃。
6.按照權利要求4所述的的方法，其特征是，步驟3中用四探針監測儀監測硅基片表面的電阻值，監測目標值為37-42歐姆/□。
7.按照權利要求4所述的的方法，其特征是，步驟3中，用調壓閥調節硅烷(SiH4)氣和磷烷(PH3)氣的流速來控制氣體的流量(濃度)之比。
全文摘要
本發明提供一種在硅片表面同時形成絨面結構和PN結的方法。用低壓化學汽相淀積(LPCVD)方法，在同一設備中同時在硅片表面上生成半球形硅晶粒薄層構成的粗糙絨面結構，和在低溫下進行N－型雜質擴散，例如，磷擴散，P－型硅片中形成N－阱，形成PN結。
文檔編號H01L31/18GK1937259SQ20051003000
公開日2007年3月28日 申請日期2005年9月23日 優先權日2005年9月23日
發明者衣冠君, 蘇曉平, 江彤 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司