大面积硅旁路二极管的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种大面积硅旁路二极管的制备方法，包括在衬底一面进行硼扩散形成硼扩散层、衬底另一面制出氧化环，在氧化环内衬底的裸露面上进行磷扩散形成磷扩散层；磷扩散层上制出上电极、硼扩散层上制出下电极，其特点是：在衬底和氧化环之间的衬底上扩散出一个P+硼隔离环；在磷扩散层上依次蒸镀成Ti-Pd-Ag上电极系统；在硼扩散层上依次蒸镀成Al-Ti-Pd-Ag下电极系统。本发明专利技术通过制作Ti-Pd-Ag上电极系统和Al-Ti-Pd-Ag下电极系统，提高了电极的抗拉力强度，增强了电极的牢固度，电极不变形、不脱落；制作了在氧化环保护下的P+硼隔离环，使得反向漏电流小于1μA，提高了产品的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
大面积硅旁路二极管的制备方法
本专利技术属于二极管
，特别是涉及一种大面积硅旁路二极管的制备方法。
技术介绍
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，通常在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。其应用原理是当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用的二极管，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。当电池片正常工作时，旁路二极管反向截止，对电路不产生任何作用；若与旁路二极管并联的电池片组存在一个非正常工作的电池片时，整个线路电流将由最小电流电池片决定，而电流大小由电池片遮蔽面积决定，若反偏压高于电池片最小电压时，旁路二极管导通，此时，非正常工作电池片被短路。因此，对于太阳电池阵来讲，旁路二极管是必不可少，其作用十分关键。随着太阳电池片尺寸的不断加大，常用的3mm×3mm尺寸的小面积旁路二极管，已不适应缺角面积尺寸更大的太阳电池需求。通常，大面积硅旁路二极管的电极大多采用铝-金电极系统，铝与二极管形成良好的接触，再用点焊或球焊等方法将金丝或铝丝与焊点连接引出电极。但是铝电极在潮湿的环境中容易发生化学反应，导致铝电极腐蚀造成二极管输出电性能下降以至完全失效。目前公知的大面积硅旁路二极管，其上、下表面通过焊接具有导电性能和可焊性良好的金属银作为电极材料，避免了电极腐蚀造成的二极管失效。但是由于金属银和硅没有很好的附着性，导致二极管电极的抗拉力性能差，牢固度低；并且反向漏电流相对较大，为减小反向漏电流，在二极管的上下电极之间固定一层氧化环，虽然反向漏电流有所减小，但是仍然大于1μA，降低了二极管在太阳电池阵中应用的可靠性和稳定性。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种电极抗拉力强度好、牢固度高，反向漏电流小于1μA，并且可靠性高、稳定性好的大面积硅旁路二极管的制备方法。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，采用如下技术方案：大面积硅旁路二极管的制备方法，包括在衬底一面去掉氧化层后进行硼扩散形成硼扩散层，衬底另一面边缘留出一圈氧化层作为氧化环后，去掉氧化环圈内衬底上的氧化层后进行磷扩散形成磷扩散层；磷扩散层上制出上电极、硼扩散层上制出下电极，其特征在于：还包括以下制备过程：⑴在衬底和氧化环之间的衬底上扩散出一个P+硼隔离环；⑵在磷扩散层上的上电极为依次蒸镀上电极Ti层、上电极Pd层和上电极Ag层，构成Ti-Pd-Ag上电极系统；⑶在硼扩散层上的下电极为依次蒸镀下电极Al层、下电极Ti层、下电极Pd层和下电极Ag层，构成Al-Ti-Pd-Ag下电极系统。本专利技术还可以采用如下技术措施：所述硼扩散层为p+硼重掺层；所述磷扩散层为n+磷重掺层。本专利技术具有的优点和积极效果是：1、本专利技术采用Ti-Pd-Ag上电极和Al-Ti-Pd-Ag下电极形成的电极系统，大幅提高了电极的抗拉力强度，增强了电极的牢固度，具有电极不变形、不脱落的特点。2、本专利技术采用了在氧化环保护下的P+硼隔离环，由于P+硼隔离环的扩散使隔离槽成为P+区，该P+区一方面与底部的N型材料形成P/N结，利用半导体的光生伏特效应产生光生电压；另一方面，P+又与周围的N型区域形成P/N结，达到隔离反向漏电流的目的，使得反向漏电流小于1μA。3、本专利技术具有可靠性高、稳定性好的特点，能够满足大面积太阳电池阵的需要。附图说明图1是本专利技术制备的大面积硅旁路二极管的主视剖面示意图；图2是本专利技术大面积硅旁路二极管如图1中A-A层剖视俯视示意图。图中，1-上电极Ag层，2-上电极Pd层，3-上电极Ti层，4-n+磷重掺层，5-衬底，6-p+硼重掺层，7-下电极Al层，8-下电极Ti层，9-下电极Pd层，10-下电极Ag层，11-氧化环，12-P+硼隔离环。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：大面积硅旁路二极管的制备方法，包括在衬底一面去掉氧化层后进行硼扩散形成硼扩散层，衬底另一面边缘留出一圈氧化层作为氧化环后，去掉氧化环圈内衬底上的氧化层后进行磷扩散形成磷扩散层；磷扩散层上制出上电极、硼扩散层上制出下电极；本专利技术的创新点是还包括以下制备过程：⑴在衬底和氧化环之间的衬底上扩散出一个P+硼隔离环；⑵在磷扩散层上的上电极为依次蒸镀上电极Ti层、上电极Pd层和上电极Ag层，构成Ti-Pd-Ag上电极系统；⑶在硼扩散层上的下电极为依次蒸镀下电极Al层、下电极Ti层、下电极Pd层和下电极Ag层，构成Al-Ti-Pd-Ag下电极系统；所述硼扩散层为p+硼重掺层；所述磷扩散层为n+磷重掺层；所述⑴中P+硼隔离环的制作过程为：在作为衬底的P型硅片单面抛光面上制作氧化层；在氧化层上涂布光刻胶、刻出刻隔离槽的图形、去掉靠近衬底边缘的光刻胶和氧化层露出衬底裸露面，对裸露面进行硼扩散形成P+硼隔离环。实施例：首先，将直角边大于10.9mm×10.9mm的直角三角形状P型硅片单面抛光，制成晶向<100>，电阻率2Ω·cm±1Ω·cm，厚度0.13m±0.03mm型的硅片作为图1和图2所示的衬底5，然后按以下步骤依次进行产品制作：步骤1、制作隔离槽⑴氧化衬底抛光面：氧化炉内升温的同时，以1900-2000mL/min的速度向氧化炉中通干氧，温度升至700℃时，氧化炉内已充满氧气；衬底的抛光面朝上放入氧化石英舟中，将氧化石英舟置于氧化炉口，预热5-10min，再将氧化石英舟推入氧化炉的恒温区，氧化炉加热，当石英舟中衬底的温度达到1015-1025℃时，通过氧气气体流量计控制进氧量，以1800-1850mL/min的速度，先后向氧化炉的恒温区通干氧10min、湿氧58min、干氧10min，对氧化炉的恒温区降温，当衬底温度降至400℃时，取出衬底，衬底抛光面表面形成氧化层；该氧化层起掩蔽膜的作用，当后序进行硼扩散时，保护n+磷重掺层扩散面；⑵光刻隔离槽：将衬底放在匀胶机上，在⑴完成的氧化层上手动涂布BP218光刻胶后，以3000rpm进行匀胶15s-20s，氧化层上面形成3.5μm±0.5μm厚的光刻胶；然后将衬底置于热阻式烘箱中进行90℃烘干，用光刻版在光刻胶上刻出刻隔离槽的图形；根据图形，用光刻机刻蚀掉光刻胶和氧化层，衬底抛光面层的边缘形成一圈0.2mm宽的衬底裸露面，该裸露面作为硼扩散形成P+硼隔离环的隔离槽；步骤2、硼扩散⑴去掉衬底非抛光面氧化层将衬底非抛光面放入35-45℃的HF缓冲液中3-4min，腐蚀掉非抛光面氧化层，取出甩干，再置于丙酮中，取出用去离子水冲洗干净、甩干，衬底非抛光形成硅裸露面；⑵硼扩散将步骤2⑴完成后的衬底和硼片放在石英舟中，衬底的非抛光形成的硅裸露面和隔离槽作为扩硼面紧贴着硼片，石英舟放入扩散炉内，开启扩散炉加热电源，待扩散炉内温度升至920℃-930℃，以2000-2500mL/min流量向扩散炉内充入氮气，对衬底的扩硼面进行40-45min硼扩散；关闭扩散炉加热电源，将氮气改换为氧气，并控制氧气的流量为1900-2100mL/min，待扩散炉内温度降至500℃后取出衬底，衬底的非抛光面扩散出p+硼重掺层6、衬底隔离槽扩散出P+硼隔离环12；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
大面积硅旁路二极管的制备方法，包括在衬底一面去掉氧化层后进行硼扩散形成硼扩散层，衬底另一面边缘留出一圈氧化层作为氧化环后，去掉氧化环圈内衬底上的氧化层后进行磷扩散形成磷扩散层；磷扩散层上制出上电极、硼扩散层上制出下电极，其特征在于：还包括以下制备过程：⑴在衬底和氧化环之间的衬底上扩散出一个P+硼隔离环；⑵在磷扩散层上的上电极为依次蒸镀上电极Ti层、上电极Pd层和上电极Ag层，构成Ti‑Pd‑Ag上电极系统；⑶在硼扩散层上的下电极为依次蒸镀下电极Al层、下电极Ti层、下电极Pd层和下电极Ag层，构成Al‑Ti‑Pd‑Ag下电极系统。

【技术特征摘要】
1.大面积硅旁路二极管的制备方法，包括在衬底一面去掉氧化层后进行硼扩散形成硼扩散层，衬底另一面边缘留出一圈氧化层作为氧化环后，去掉氧化环圈内衬底上的氧化层后进行磷扩散形成磷扩散层；磷扩散层上制出上电极、硼扩散层上制出下电极，其特征在于：还包括以下制备过程：⑴在衬底和氧化环之间的衬底上扩散出一个P+硼隔离环；⑵在磷扩散层上的上电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁存宝，杜永超，欧伟，韩志刚，
申请(专利权)人：天津恒电空间电源有限公司，中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12