用来植入工件表面的掩模组以及处理工件的方法技术

本发明专利技术揭示一种用来植入工件表面的掩模组以及处理工件的方法。揭示一种处理太阳能电池的方法，进行连锁图案化离子植入以产生具有较重掺杂区域的轻掺杂表面的工件。此种配置可以用在多种实施例中，例如用于选择性射极太阳能电池。此外，也揭示用来产生于所需图案的多种掩模组。掩模组可包括一或多个具有开口部分和图案化部分的掩模，其中该些开口部分的总合构成被植入表面的整体。该些掩模的该些图案化部分合并产生重掺杂区域的所需图案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请案主张于2014年2月12日提出的美国临时专利申请案第61/938,904号的优先权以及于2015年2月9日提出的美国专利申请案第14/616,907号的优先权，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
本揭示的实施例是有关于植入掺杂物至太阳能电池的方法，特别是产生选择性射极表面的方法。
技术介绍
半导体工件通常会植入掺杂物来产生理想的导电性。举例来说，太阳能电池可以被植入掺杂物来产生射极区。植入方式可以使用多种不同的机制。射极区的产生可以在太阳能电池中形成p-n接面。当光照射到太阳能电池，电子会被激发，产生电子-空穴对。经由入射光能量产生的少数载子，被拂掠越过位于太阳能电池中的p-n接面，因此产生可用来驱动外部负载的电流。在一些实施例中，掺杂工件的一个表面，使得整体表面或是基本上整体表面具有第一掺杂物浓度。部分表面被掺杂的较重，以产生金属接触可以附着的区域。在一些实施例中，这些构形配置被用来产生选择性射极太阳能电池。在这种构形配置下，金属接触下方的工件被重掺杂，以确保良好的接触电阻和屏蔽来自少数载子的金属接触。在剩余的轻掺杂表面，将少数载子的俄歇复合(Auger recombination)减到最低。离子植入技术可以使用多道植入来产生选择性射极表面。因此，离子植入方法能有效产生具有高度掺杂区域的轻掺杂表面的工件。
技术实现思路
此处揭示一种处理太阳能电池的方法，其执行连锁图案化离子植入以产生具有较重掺杂区域的轻掺杂表面的工件。此种构形配置可以用在多种实施例中，例如选择性射极太阳能电池。此外，此处也揭示用来产生于此处所需图案的多种掩模组。掩模组可包括一个或多个具有开口部分和图案化部分的掩模，该些开口部分的总合构成被植入表面的整体。该些掩模的该些图案化部分合并产生重掺杂区域的所需图案。在一实施例中，揭示一种处理工件的方法。方法包括执行多个图案化离子植入物至工件的表面，以产生具有较重掺杂区域图案的轻掺杂表面。在某些实施例中，多个图案化离子植入物是在不破坏植入装置的真空状态下被执行，该植入装置是用来执行所述多个图案化离子植入物。在某些实施例中，执行步骤包括使用第一掩模将离子植入至工件，并且使用相异于第一掩模的第二掩模将离子植入至工件，其中第一掩模及第二掩模分别包括可让离子通过的开口部分和第一掩模及第二掩模当中至少其一包括图案化部分，以及第一掩模的开口部分和第二掩模的开口部分的总合构成工件的表面整体。在更进一步的实施例中，所述表面的整体经由离子通过开口部分而被轻掺杂，以及较重掺杂区域是经由离子通过图案化部分而形成。在另一实施例中，揭示一种用来植入工件表面的掩模组。掩模组中的每个掩模包括开口部分，以及掩模组中的至少一个掩模包括图案化部分，其中在使用掩模组中的每个掩模用以植入工件之后，工件的表面被轻掺杂，并且较重掺杂区域的图案被形成于工件的表面。在某些实施例中，掩模组包括恰好两个掩模。在更进一步的实施例中，恰好两个掩模中每个的开口部分的总合构成工件的表面整体。在另一实施例中，揭示一种处理工件的方法。方法包括使用掩模来执行将第一图案化离子植入至工件的表面，掩模具有开口部分和图案化部分；执行第一图案化离子植入后，在掩模和工件之间产生相对应地移动；以及在相对应地移动后，使用掩模来执行将第二图案化离子植入至表面，使得在第一图案化离子植入和第二图案化离子植入后，工件的表面整体被轻掺杂，并且较重掺杂区域的图案被形成在工件的表面。在某些实施例中，第一图案化离子植入后，掩模被移动、旋转或翻转。在某些实施例中，在第一图案化离子植入后，工件被旋转。在更进一步的实施例中，开口部分和图案化部分每个包括工件表面区域的50％。在某些实施例中，开口部分和图案化部分排列为对称，使得掩模的旋转或翻转能够产生互补掩模，其中掩模的开口部分和互补掩模的开口部分的总合构成工件的表面整体。附图说明为了更理解本揭示，在此引入附图作为参考，其中：图1A和1B揭示两个用于太阳能电池的选择性射极表面的常用配置示意图。图2所示为第一实施例的掩模组的示意图。图3所示为第二实施例的掩模组的示意图。图4所示为第三实施例的掩模组的示意图。图5所示为第四实施例的掩模组的示意图。图6所示为第五实施例的掩模组的示意图。具体实施方式如前所述，某些类型的太阳能电池(例如但不限于选择性射极太阳能电池)，是经由产生包括较重掺杂区域(more heavily doped regions)的轻掺杂表面(lightly doped surface)所制造。后续处理步骤中这些较重掺杂区域可用来连接金属接点。工件上的此图案可以被称为选择性射极表面(selective emitter surface)。离子植入技术适于用来产生选择性射极表面。可以植入一或多种掺杂物种类至工件以产生轻掺杂表面。可以植入额外的掺杂物种类到轻掺杂表面的特定部分以产生重掺杂选择性射极区域。用来执行离子植入的装置可不受本揭示的限制。例如，在一实施例中，可以使用射束线离子植入机(beam line ion implanter)。射束线离子植入机具有一离子源，其产生离子束，离子束被导向工件。在一些实施列中，会分析离子束质量，所以只有具所需质量/电荷的离子被导向工件。在其他实施例中，不会分析离子束质量，故允许所有离子植入工件。离子束能量可以视需求透过设在离子束路径中用于加速或减速离子束的电极来控制。离子束可以是带状束(ribbon beam)形式，其中离子束的宽度远大于其高度。在其它实施例中，离子束可以是聚点束(spot beam)或扫描离子束(scanned ion beam)。离子源可以是伯纳斯离子源(Bernas ion source)，或者可以使用电感或电容耦合以产生所需的离子。在其它实施例中，所述装置可以是一等离子体室(plasma chamber)，工件设置于产生等离子体的同一反应室中。可使用射频源(RF source)来产生等离子体，或也可用其他技术产生等离子体。对工件施加偏压以吸引等离子体内的离子朝向工件，而使所需离子植入工件中。其它类型的装置也可以用来执行这些离子植入过程。通过在不破坏真空状态下执行两个(道)或多个(道)的植入(implants)，可以增加生产力和提高太阳能电池的效率。在相同的植入工具中进行多道离子植入而不破坏真空状态，可以被称为“连锁植入(chained implant)”。除了降低成本，提高生产力和太阳能电池的效率，此方法可以进一步改善掺杂物轮廓。有许多不同方式可以将连锁植入并入到太阳能电池生产制程中。这些过程可以在射束线离子植入机(质量分析或是非质量分析)、等离子体室或是其他离子植入系统内执行。本方法包括两个或多个离子植入，使用掩模来执行每种离子植入。这些使用掩模的离子植入，在此被称为“图案化植入(patterned implants)\。如本文所用，“掩模”一词是指一种阴影掩模(shadow mask)或模板掩模(stencil mask)，其是在离子植入期间与工件接触或是设置在附近的实质区隔元件。例如“掩模”一词，如本文中所用，不包括硬式掩模(其是通过沉积直接形成在基板上面)或是软式掩模(其是通过光阻材料应用于工件所形成)。此掩模用于选择性地阻挡部分工件被植入。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理工件的方法，包括：执行多个图案化离子植入至所述工件的表面，以产生具有较重掺杂区域的图案的轻掺杂表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.12 US 61/938,904;2015.02.09 US 14/616,9071.一种处理工件的方法，包括：执行多个图案化离子植入至所述工件的表面，以产生具有较重掺杂区域的图案的轻掺杂表面。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个图案化离子植入是在不破坏用来执行所述多个图案化离子植入的植入装置的真空状态下被执行。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述执行步骤包括：使用第一掩模植入离子至所述工件，并且使用相异于所述第一掩模的第二掩模植入离子至所述工件；其中所述第一掩模及所述第二掩模的每一个包括可让离子通过的开口部分，而且所述第一掩模及所述第二掩模中至少一个包括图案化部分；以及所述第一掩模的所述开口部分和所述第二掩模的所述开口部分的总合构成所述工件的表面整体。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述表面的所述整体经由离子通过所述开口部分而被轻掺杂，以及所述较重掺杂区域是经由离子通过所述图案化部分而形成。5.一种用来植入工件表面的掩模组，其中所述掩模组中的每个掩模包括开口部分；以及所述掩模组中的至少一个掩模包括图案化部分，其中在使用所述掩模组中的每个掩模以植入所述工件之后，所述工件的所述表面的整体被轻掺杂，并且较重掺杂区域的图案形成于所述工件的所述表面。6.根据权利要求5所述的掩模组，其中所述图案化部分包括多个凹槽或点状物。7.根据权利要求5所述的掩模组，其中所述掩模组包括恰好两个掩...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼可拉斯·PT·贝特曼，班哲明·里欧丹，威廉·T·维弗，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：美国;US