光电装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光电装置及其制造方法。该光电装置包括：半导体基底，包括单晶硅并具有彼此相反的第一表面和第二表面；掺杂单元，形成在半导体基底的第一表面上；以及绝缘层，形成在掺杂单元和半导体基底的第二表面之间，其中，掺杂单元包括第一半导体层和第二半导体层，第一半导体层包括掺杂在单晶硅中的第一掺杂剂，第二半导体层包括掺杂在单晶硅中的第二掺杂剂。

【技术实现步骤摘要】
该申请要求于2012年11月12日在美国专利和商标局提交的第61/725,437号美国临时申请和于2013年7月23日在美国专利和商标局提交的第13/949,147号美国专利申请的优先权和权益，这些申请的全部内容通过引用包含于此。
本专利技术的一个或多个实施例涉及一种光电装置以及一种制造该光电装置的方法。
技术介绍
当前，由于诸如地球的能源耗尽和环境污染的问题，促进了对清洁能源的开发。使用太阳能电池产生的光伏能由太阳光直接转换而来，因此被认为是新的清洁能源。然而，与热能的产生相比，产生光伏能（当前工业上通过使用太阳能电池产生）的成本高，不得不提高太阳能电池的发电效率以拓宽太阳能电池的应用领域。提高发电效率的方法包括减少表面复合损失以及发射极和基极的缺陷，其中，发射极和基极分开并收集由光吸收产生的载流子。
技术实现思路
本专利技术的技术目的本专利技术的一个或多个实施例包括一种光电装置，在该光电装置中，减少了因半导体基底的缺陷导致的载流子复合损失，并增大了开路电压。本专利技术的一个或多个实施例包括一种光电装置，在该光电装置中，分开并收集载流子的发射极和基极像半导体基底一样由单晶硅形成，从而提高了载流子收集效率和光电转换效率。实现技术目的的方案根据本专利技术的一个或多个实施例，一种光电装置包括：半导体基底，由单晶硅形成并具有彼此相反的第一表面和第二表面；掺杂单元，形成在半导体基底的第一表面中；以及绝缘层，形成在掺杂单元和半导体基底的第二表面之间，其中，掺杂单元包括第一半导体层和第二半导体层，第一半导体层包括掺杂在单晶硅中的第一掺杂剂，第二半导体层包括掺杂在单晶硅中的第二掺杂剂。例如，第一半导体层和第二半导体层可以具有相反的导电类型，并且可以在半导体基底的第一表面中交替地布置。例如，绝缘层可以通过对半导体基底的第一表面执行离子注入而形成。例如，绝缘层可以是通过被注入到半导体基底的第一表面中的氧离子形成的氧化硅层。例如，第一半导体层和第二半导体层可以通过沟槽彼此绝缘。例如，沟槽可以形成为顺序地穿过半导体基底的第一表面、掺杂单元和绝缘层。例如，沟槽绝缘层可以沿半导体基底的通过沟槽暴露的表面形成。根据本专利技术的一个或多个实施例，一种制造光电装置的方法包括：提供半导体基底，半导体基底由单晶硅形成并具有彼此相反的第一表面和第二表面；通过离子注入形成位于半导体基底的第一表面和第二表面之间的绝缘层；以及形成位于半导体基底的第一表面和绝缘层之间的掺杂单元，其中，掺杂单元包括第一半导体层和第二半导体层，第一半导体层包括掺杂在单晶硅中的第一掺杂剂，第二半导体层包括掺杂在单晶硅中的第二掺杂剂。例如，绝缘层可以是通过被注入到半导体基底的第一表面中的氧离子形成的氧化硅层。例如，第一半导体层和第二半导体层可以具有相反的导电类型，并且可以在半导体基底的第一表面中交替地布置。例如，所述方法还可以包括：在形成掺杂单元之后，在第一半导体层和第二半导体层之间形成沟槽。例如，可以将沟槽形成为顺序地穿过半导体基底的第一表面、掺杂单元和绝缘层。例如，所述方法还可以包括：沿半导体基底的通过沟槽暴露的表面形成沟槽绝缘层。例如，形成掺杂单元可以包括：在半导体基底的第一表面上形成第一掺杂材料层；通过蚀刻除去第一掺杂材料层的一部分，来将第一掺杂材料层图案化成与将要形成第一半导体层的区域对应；在半导体基底的第一表面上形成第二掺杂材料层；以及通过推进使第一掺杂材料层和第二掺杂材料层的掺杂剂扩散到半导体基底中。本专利技术的效果如上所述，根据本专利技术的以上实施例的一个或多个，可以提供一种光电装置，在该光电装置中，减少了因半导体基底的缺陷导致的载流子复合损失，并增大了开路电压。具体地讲，根据本专利技术的实施例，分开并收集载流子的发射极和基极像半导体基底一样由单晶硅形成，因此，可以提高载流子收集效率，并且可以提高光电转换效率。附图说明图1示出了根据本专利技术实施例的光电装置；图2示出了根据本专利技术对比示例的光电装置；图3A至图3C示出了根据对比示例的图2的光电装置的制造方法；以及图4A至图4L示出了根据本专利技术实施例的光电装置的制造方法。具体实施方式现在将详细地参照实施例，附图中示出了实施例的示例，其中，同样的附图标记始终指示同样的元件。图1示出了根据本专利技术实施例的光电装置。参照图1，该光电装置包括半导体基底100、形成在半导体基底100中的第一半导体层111和第二半导体层112以及电连接到第一半导体层111和第二半导体层112的第一电极121和第二电极122。例如，多个第一半导体层111和第二半导体层112可以沿半导体基底100的第一表面S1交替地布置。第一半导体层111和第二半导体层112形成半导体基底100的掺杂单元110。彼此相邻并且具有相反的导电类型的第一半导体层111和第二半导体层112可以彼此不接触，反而可以通过沟槽130彼此绝缘。参照图1，第一区域A1和第二区域A2是形成有第一半导体层111和第二半导体层112的区域。此外，形成有沟槽130的沟槽区域T位于第一区域A1和第二区域A2之间。沟槽130形成为使具有相反的导电类型的第一半导体层111和第二半导体层112彼此绝缘，并且可以形成为例如从半导体基底100的第一表面S1至大约掺杂单元110的深度。根据本专利技术的实施例，沟槽130可以形成至大约绝缘层150的深度，从而提供第一半导体层111和第二半导体层112的绝缘，其中，绝缘层150形成在半导体基底100的深度d处。沟槽绝缘层131可以沿半导体基底100的通过沟槽130暴露的表面形成。沟槽绝缘层131可以使半导体基底100的暴露表面钝化以减少表面复合损失。半导体基底100可以包括第一表面S1和与第一表面S1相反的第二表面S2。例如，包括发射极和基极二者的电极120的背接触可以形成在第一表面S1中，不包括电极120的结构的第二表面S2可以用作光接收表面，从而增加有效的入射光并减少光损失。例如，与电极120形成在光接收表面上的传统太阳能电池相比，通过形成电极120未形成在半导体基底100的光接收表面（即，第二表面S2）上的背接触，可以减少因电极120导致的光损失，并且可以获得高输出。例如，通过经由第二表面S2接收光，可以在半导体基底100中产生光生载流子。光生载流子（在下文中，称为“载流子”）是指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电装置，包括：半导体基底，包括单晶硅，半导体基底具有第一表面（S1）和与第一表面基本上相反的第二表面（S2）；掺杂单元，位于半导体基底的第一表面（S1）处，掺杂单元包括第一半导体层和第二半导体层，第一半导体层包括掺杂在单晶硅中的第一掺杂剂，第二半导体层包括掺杂在单晶硅中的第二掺杂剂；以及第一绝缘层，位于掺杂单元和半导体基底的第二表面（S2）之间。

【技术特征摘要】
2012.11.12 US 61/725,437;2013.07.23 US 13/949,1471.一种光电装置，包括：
半导体基底，包括单晶硅，半导体基底具有第一表面（S1）和与第一表
面基本上相反的第二表面（S2）；
掺杂单元，位于半导体基底的第一表面（S1）处，掺杂单元包括第一半
导体层和第二半导体层，第一半导体层包括掺杂在单晶硅中的第一掺杂剂，
第二半导体层包括掺杂在单晶硅中的第二掺杂剂；以及
第一绝缘层，位于掺杂单元和半导体基底的第二表面（S2）之间。
2.如权利要求1所述的光电装置，其中，第一半导体层具有第一导电类
型，并且其中，第二半导体层具有与第一导电类型不同的第二导电类型。
3.如权利要求1所述的光电装置，其中，第一绝缘层包括氧化硅。
4.如权利要求1所述的光电装置，其中，第一半导体层和第二半导体层
通过沟槽彼此分隔开。
5.如权利要求4所述的光电装置，其中，沟槽顺序地穿过半导体基底的
第一表面（S1）、掺杂单元和第一绝缘层延伸。
6.如权利要求4所述的光电装置，其中，第二绝缘层在沟槽上延伸。
7.如权利要求6所述的光电装置，所述光电装置还包括电结合到第一半
导体层的第一电极和电结合到第二半导体层的第二电极。
8.如权利要求7所述的光电装置，其中，第二绝缘层在第一半导体层与
第一电极之间以及第二半导体层与第二电极之间延伸。
9.如权利要求1所述的光电装置，其中，第一半导体层和第二半导体层
交替地布置。
10.一种制造光电装置的方法，所述方法包括：
形成包括单晶硅的半导体基底，其中，半导体基底具有第一表面（S1）
和与第一表面相反的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜允默，朴商镇，李斗烈，金亨基，牟灿滨，朴暎相，徐京真，金珉圣，洪俊基，任兴均，宋珉澈，朴省赞，金东燮，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR