一种提高硼扩散均匀度的方法技术

本发明专利技术涉及光伏电池制造技术领域，尤其涉及一种提高硼扩散均匀度的方法。包括如下步骤：S01.在反应腔室内放入插有硅片的石英舟，并进行前扩散步骤；S02.进行低压通源扩散步骤，低压通源扩散步骤包括：向反应腔室内同时通入三氯化硼，氧气及氮气；S03.在低压通源扩散步骤结束后，停止向反应腔室中通入三氯化硼，且通入氮气提升反应腔室内气压；S04.进行高压通源扩散步骤，高压通源扩散步骤包括：同时通入三氯化硼，氧气及氮气；本发明专利技术通过使用高低压力分步通入硼源，利用反应腔室高压和低压来控制硼源在腔室里流动的速度，从而扩散出整体高均匀度的方阻。并且本发明专利技术用工艺的方法弥补炉口炉尾方阻均匀度差的问题，机台可省略因抽气导致的反应腔加长的结构。因抽气导致的反应腔加长的结构。因抽气导致的反应腔加长的结构。

【技术实现步骤摘要】
一种提高硼扩散均匀度的方法


[0001]本专利技术涉及光伏电池制造
，尤其涉及一种提高硼扩散均匀度的方法。

技术介绍

[0002]太阳能光伏技术是一种利用太阳能光子的能量来产生电能的技术。它通过将太阳能辐射转换成电能，使用太阳能电池板或光伏板来捕获太阳光子并将其转化为电能。太阳能光伏领域用于储存电能的电池包括常规电池、PERC电池、TOPcon电池、HIT电池、IBC电池等等。其中，TOPcon电池是指具有高效TOP（Tunnel Oxide Passivated Contact）电极结构的太阳能电池。TOPcon技术是一种在太阳能电池电极上加入极薄的氧化物隧道层，可以提高电池的效率和稳定性。该技术可以在光伏电池的正、负电极之间形成一种低电阻的通道，使得电子和空穴更容易流动，在捕获和转化太阳能时的效率更高。然而，TOPcon电池工艺非常复杂，生产工序多，其中硼扩散工序为工艺的难点。
[0003]硼扩散的目的是制造电池的PN结，对于N型电池来说，行业内基本采用硼源进行扩散，然而在该现有的方法下，硼源扩散的方阻均匀度较低。方阻均匀度指的是硅片中P型区域的电阻均匀性，其对于半导体器件的性能和工艺稳定性都有着非常重要的影响，如果方阻均匀度较低，会导致晶体管的性能参数不稳定，影响器件的可靠性和一致性。因此目前需要一种能够提高硼扩散均匀度的方法。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种提高硼扩散均匀度的方法，通过使用高低压力分步通入硼源，利用反应腔室高压和低压来控制硼源在腔室里流动的速度，从而扩散出整体高均匀度的方阻。并且本专利技术用工艺的方法弥补炉口炉尾方阻均匀度差的问题，机台可省略因抽气导致的反应腔加长的结构，既改善产品性能，也降低了机台制造成本。
[0005]具体的技术方案在下方分别予以说明：一种提高硼扩散均匀度的方法，应用于太阳能光伏技术中的电池制备过程，包括如下步骤：S01.在反应腔室内放入插有硅片的石英舟，并进行前扩散步骤；S02.进行低压通源扩散步骤，所述低压通源扩散步骤包括：向所述反应腔室内同时通入三氯化硼，氧气及氮气，气压为70
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130mBar；S03.在所述低压通源扩散步骤结束后，停止向所述反应腔室中通入三氯化硼，且通入氮气提升反应腔室内气压至170
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230mBar；S04.进行高压通源扩散步骤，所述高压通源扩散步骤包括：同时通入三氯化硼，氧气及氮气，气压为170
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230mBar；上述技术方案中，在特定的压力范围通过高低压控制气体流速是专利技术人的核心构思，该构思主要体现在，让炉口、炉尾分开进行扩散（高压重点扩散炉尾、低压重点扩散炉口），从而让腔体形成气体流动的动态平衡，从而改善炉口和炉尾的方阻均匀度。
[0006]<关于高低压控制气体流速>本申请针对上述硼扩散方阻均匀度的缺陷，进行研究，根据硼扩散炉管反应腔室的结构，炉尾进气炉口抽气的特性，靠近炉尾处因进气气流影响，会在硅片表面留下一些气流造成的印记，这种印记就被称为气流印。气流印通常呈现出类似于梯形或三角形的形状，边缘清晰。气流印的产生原因主要是由于硅片表面的氧化层在硼原子扩散过程中被还原，氧化层下方的硅表面与氧化物边界处形成了一定的摩擦力，当硅片通过炉管时，氧化物被推动，摩擦力增大，形成了气流印。气流印的产生对硅片的质量和性能有很大的影响，会导致硅片表面的平整度下降，从而影响器件的性能和质量。
[0007]此外，靠近炉口处具有抽气口进行抽气，在硼原子扩散过程中，抽气是一个非常重要的步骤，可以控制炉管中的气氛，确保硅片表面的纯度和均匀性。然而，抽气过程也会对硼原子扩散过程产生影响，具体为：a.改变炉管中的气氛。抽气会从炉管中吸出一部分气体，改变炉管中的气氛，使得硼原子扩散的速度和均匀性发生变化。
[0008]b.影响气流的流动。抽气会影响炉管中气流的流动状态，产生迎气流上扬的现象，在靠近炉口处形成高压区域，从而导致硅片表面的方阻偏高。
[0009]c.改变硅片表面的温度分布。抽气会对硅片表面的温度分布产生影响，使得硼原子扩散的速度和均匀性发生变化，从而导致方阻偏高。
[0010]现有技术中，解决方阻均匀度差的方法，往往采用加长反应腔进行抽气过程，因为加长反应腔可以增加硅片和气氛的接触时间和接触面积，使得硼原子扩散更加均匀。此外，加长反应腔还可以增加气体在炉管中的停留时间，使得气氛更加均匀稳定，从而提高硅片的质量和性能。同时，加长反应腔还可以减少炉管中的气流印和方阻偏高等问题的发生，提高硅片的生产效率和质量。
[0011]相对于上述现有技术，本申请只在工艺流程上进行改进，不做机台反应腔体加长改造，既实现整管方阻均匀度明显提升，不仅在产品性能上有较大提升，也降低了设备的制造成本。
[0012]综上所述，在硼原子扩散过程中，利用反应腔室高压和低压来控制硼源在腔室里流动的速度，具有以下几个优点：a.可以提高硼原子扩散的均匀性。通过调节反应腔室的高压和低压，可以控制硼源在腔室里的流动速度和方向，从而实现硼原子扩散的均匀性。
[0013]b.可以减少硅片表面的氧化层。通过控制硼源在腔室里的流动速度和方向，可以减少硅片表面的氧化层，提高硅片表面的光洁度和平整度，从而提高硅片的质量和性能。
[0014]c.可以提高硅片的生产效率。利用反应腔室高压和低压来控制硼源在腔室里流动的速度，可以减少硅片的制造时间和成本，提高硅片的生产效率。
[0015]d.可以降低炉管中气体的流量。通过控制硼源在腔室里的流动速度和方向，可以降低炉管中气体的流量，减少气流印和方阻偏高等问题的发生，提高硅片的质量和性能。
[0016]e.无需对反应腔体装置进行改造，降低了设备的制造成本。
[0017]总之，本申请人为改善上述炉口和炉尾方阻均匀度差的问题，结合反应腔室的结构和恒温区的长度，专利技术新一套硼扩散工艺方案，使用高低压力分步通入硼源，利用反应腔室高压和低压来控制硼源在腔室里流动的速度，从而扩散出整体高均匀度的方阻。
[0018]<关于压力范围的控制>本申请中，低压范围在70
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130 mBar，高压范围在170
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230mBar是因为这个范围内的气压可以获得更好的硼扩散效果。
[0019]当低压步骤的气压降至60 mBar以下时，由于气压较低，腔室内的气体压力不足以维持硼源在腔室内的流动速度，从而导致硼原子在扩散之前就被吸附在硅晶体表面，使得扩散深度较浅，同时硼原子分布不均匀，影响器件的性能。另一方面，当低压步骤的气压升至140 mBar以上时，由于气压较高，硼源在腔室内的流动速度较快，硼原子无法在表面停留足够长的时间，从而降低了硼原子和硅晶体表面的反应时间，导致扩散深度不够，同时硼原子分布也不均匀。
[0020]当高压步骤的气压降至160 mBar以下时，由于气压较低，硼源在腔室内的流动速度过慢，硼原子无法快速扩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高硼扩散均匀度的方法，应用于太阳能光伏技术中的电池制备过程，其特征在于，包括如下步骤：S01.在反应腔室内放入插有硅片的石英舟，并进行前扩散步骤；S02.进行低压通源扩散步骤，气压为70
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130mBar；S03.在所述低压通源扩散步骤结束后，提升反应腔室内气压至170
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230mBar；S04.进行高压通源扩散步骤，气压为170
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230mBar；S05.在所述高压通源扩散步骤结束后，进行后扩散步骤，然后取出硅片；S02中，所述低压通源扩散步骤包括：向所述反应腔室内同时通入三氯化硼，氧气及氮气；S03中，在所述低压通源扩散步骤结束后，停止向所述反应腔室中通入三氯化硼，且通入氮气；S04中，所述高压通源扩散步骤包括：同时通入三氯化硼，氧气及氮气；S01中，所述前扩散步骤包括抽压、升温、恒温、检漏、氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆敏，卓倩武，俞玉松，张旭冉，贾建英，
申请(专利权)人：无锡松煜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：