一種改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝，包括升溫、穩定溫度、預氧化、恒溫沉積、推結和冷卻步驟，所述推結為變溫有氧推結。具體步驟為：硅片進爐后由780℃升至830℃，時間8min，僅通大N2；在830℃穩定3min，僅通大N2；在830℃對硅片進行3min的預氧化，O2比例以體積百分計為15%；在830℃對硅片進行10min的沉積，通入大N2、O2和小N2的混合氣體，小N2比例以體積百分計為15%；沉積結束后停止通小N2，溫度由830℃降至815℃，通入大N2、O2進行雜質再分布，控制時間在15min，O2比例以體積百分計為15%；將溫度降至780℃，時間10min，僅通大N2。本發明從擴散工藝入手，解決了硅片刻蝕后產生黑邊的問題。
【專利說明】一種改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬于太陽能電池【技術領域】，特別是涉及一種能改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝。
【背景技術】
[0002]傳統多晶太陽能電池的生產工序為制絨、擴散、濕法刻蝕、PECVD鍍膜、印刷正極和測試分選。擴散過程中采用背靠背擴散，硅片正面及邊緣同時擴散上磷形成N型硅。PN結的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區域流到PN結的背面，而造成短路。此短路通道等效于降低并聯電阻。同時，由于在擴散過程中氧的通入，在硅片表面形成一層二氧化硅，在高溫下POCl3與O2形成的P2O5,部分P原子進入Si取代部分晶格上的Si原子形成η型半導體，部分則留在了表層SiO2中形成磷硅玻璃，表層P原子濃度最大，多出來的不活潑磷原子處于晶格間隙位置，會引起晶格缺陷，增加了電子復合的幾率，降低了光生電子的利用率，降低了電池片轉換效率，這層P原子最大的區域稱為“死層”。
[0003]憐娃玻璃(PSG)的存在各易導致下列問題:I)使娃片在空氣中表面各易受潮，導致電流的降低和功率的衰減。2)死層的存在大大增加了發射區電子的復合，會導致少子壽命的降低，進而降低了 Voc和Isc。3)磷硅玻璃的存在使得PECVD后產生色差。
[0004]濕法刻蝕的主要目的就是將硅片邊緣擴散的N層去除以形成PN結，同時去除硅片表面的磷硅玻璃層。其利用HNO3酸、HF酸及H2SO4酸的混合液體對擴散后硅片下表面和邊緣進行腐蝕，去除邊緣的N型硅，使得硅片的上下表面相互絕緣；利用HF酸溶液對擴散后硅片上表面的磷硅玻璃進行去除。在利用HNO3酸、HF酸及H2SO4酸的混合液體對硅片下表面及邊緣進行刻蝕時，由于PSG是親水性的，上表面親水的PSG很容易將溶液吸附到上表面，造成過刻而出現“黑邊”，黑邊片在鍍膜時會產生色差，導致成品降級。人們從刻蝕工序著手，對刻蝕液面穩定性進行改善，以期解決黑邊問題，但至今仍未找到有效的方法。
【發明內容】
[0005]本發明針對上述現有技術存在的缺陷，提出了一種改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝，有效解決了常規擴散工藝導致硅片刻蝕后產生黑邊的問題。
[0006]本發明解決技術問題所采取的技術方案是，一種改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝，包括升溫、穩定溫度、預氧化、恒溫沉積、推結和冷卻步驟，所述推結為變溫有氧推結，其中:
升溫:硅片進爐后由780°C升至830°C，時間8min，僅通大N2 ；
穩定溫度:在830°C穩定3min，僅通大N2 ；
預氧化:在830°C對硅片進行3min的預氧化，O2比例以體積百分計為15% ；
恒溫沉積:在830°C對硅片進行IOmin的沉積，通入大N2、O2和小N2的混合氣體，小N2比例以體積百分計為15% ；
變溫有氧推結:沉積結束后停止通小N2，溫度由830°C降至815°C，通入大N2、02進行雜質再分布，控制時間在15min, O2比例以體積百分計為15% ；
冷卻:將溫度降至780°C，時間lOmin，僅通大N2。
[0007]所述的大N2用于保持爐管的壓力，防止外界氣體進入，同時起混合反應氣體的作用；所述的小N2主要用來攜帶POCl3磷源,參與沉積反應。
[0008]從所周知，在吸雜的過程中雜質的釋放和擴散要求吸雜溫度不能過低，如果溫度過低則不利于雜質的溶解和擴散；而吸雜的驅動力一雜質的分凝又要求吸雜溫度不能過高，如果溫度過高則不利于雜質分凝到吸雜區域，這兩方面的因素共同作用導致吸雜有一個最佳的吸雜溫度(即推結溫度)。
[0009]本發明提出了以恒溫沉積和變溫有氧推結為特點的擴散工藝，在對硅片進行預氧化后，進行恒溫有源擴散，然后進行變溫有氧推結，改變了硅片上表面磷硅玻璃層中SiO2的濃度。本發明在推結的過程中通過改變推結的溫度和時間來達到最佳的吸雜效果，具體要求是先高溫緩慢冷卻到較低的溫度，在降溫過程中吸雜一段時間。結果表明變溫磷吸雜的效果明顯優于恒溫磷吸雜，特別是在原生多晶硅中的高質量區域。進一步而言，變溫推結工藝吸雜效果好，且和通常的太陽電池制造工藝兼容，可以在不增加成本的情況下，有效地提高多晶硅太陽電池的光電轉換效率。
[0010]本發明相比傳統的恒溫擴散推結工藝，不增加工藝時間，保證了設備產能；從擴散工藝入手，解決硅片刻蝕后產生黑邊的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明一種【具體實施方式】擴散工藝示意圖。
【具體實施方式】
[0012]圖1所示為一種改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝，包括以下步驟:
⑴升溫:硅片進爐后由780°C升至830°C，時間8min，僅通大N2 ；
⑵穩定溫度:在830°C穩定3min，僅通大N2 ；
⑶預氧化:在830°C對硅片進行3min的預氧化，O2比例以體積百分計為15% ；
⑷恒溫沉積:在830°C對硅片進行IOmin的沉積，通入大N2、O2和小N2的混合氣體，小N2比例以體積百分計為15% ；
(5)變溫有氧推結:沉積結束后停止通小N2，溫度由830°C降至815°C，通入大N2、02進行雜質再分布，控制時間在15min, O2比例以體積百分計為15% ；
(6)冷卻:將溫度降至780°C，時間lOmin，僅通大N2。
[0013]所述的大N2用于保持爐管的壓力，防止外界氣體進入，同時起混合反應氣體的作用；所述的小N2主要用來攜帶POCl3磷源,參與沉積反應。
【權利要求】
1.一種改善刻蝕后硅片外觀的擴散工藝，包括升溫、穩定溫度、預氧化、恒溫沉積、推結和冷卻步驟，其中: 升溫:硅片進爐后由780°C升至830°C，時間8min，僅通大N2 ； 穩定溫度:在830°C穩定3min，僅通大N2 ； 預氧化:在830°C對硅片進行3min的預氧化，O2比例以體積百分計為15% ； 恒溫沉積:在830°C對硅片進行IOmin的沉積，通入大N2、O2和小N2的混合氣體，小N2比例以體積百分計為15% ； 推結:進行雜質再分布； 冷卻:將溫度降至780°C，時間lOmin，僅通大N2 ； 其特征在于，所述推結為變溫有氧推結:沉積結束后停止通小N2,溫度由830°C降至815°C，通入大N2、02進行雜質再分布，控制時間在15min，02比例以體積百分計為15%。
【文檔編號】H01L31/18GK103618031SQ201310622663
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月30日 優先權日:2013年11月30日
【發明者】朱金浩 申請人:浙江光隆能源科技股份有限公司