使用各种方法来形成可用于后续植入的掩模，此等方法是利用非晶化硅与晶体硅之间物理特性及化学特性的差异。在某些实施例中，利用非晶硅与晶体硅之间在膜生长方面的差异来形成掩模。在其他实施例中，利用非晶硅与晶体硅之间在反射率或光吸收性的差异来形成掩模。在其他实施例中，则利用经掺杂的硅与未经掺杂的硅的特性差异来形成掩模。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于太阳能电池的离子植入，且特别是有关于ー种对太阳能电池进行植入并改变太阳能电池衬底的特性以影响后续植入步骤的方法。
技术介绍
离子植入(ion implantation)是ー种用于向衬底内引入能改变导电类型的杂质的标准技术。所期望的杂质材料在离子源中被离子化，离子被加速而形成具有规定能量的离子束，然后离子束射于衬底的表面上。离子束中的高能离子渗透入衬底材料的主体内并嵌于衬底材料的晶格(crystalline lattice)中而形成具有所期望导电类型的区域。太阳能电池利用免费的天然资源来提供无污染且可平等获取的能源。由于对环境问题的关切以及能源成本的攀升，可由硅衬底制成的太阳能电池在全世界变得日趋重要。 高效能太阳能电池的制造或生产成本的任何降低、或者高效能太阳能电池的效率的任何提升皆会对全世界的太阳能电池的实施产生积极影响。此将使此种清洁能源技术具有更广的可利用性。太阳能电池可能需要进行掺杂以提升效率。举例而言，掺杂剂(dopant)可为神、磷或硼。图IA是指叉背接触式(interdigitated back contact, IBC)太阳能电池的剖面图。在IBC太阳能电池中，p-n接面处于太阳能电池的背面上。如图IB所示，在本具体实施例中，掺杂图案包括交替的P型掺杂区及η型掺杂区。可对ρ+射极203与η+背面场204进行适当掺杂。此种掺杂可使IBC太阳能电池中的接面发挥功能或具有提高的效率。诸如IBC太阳能电池的某些太阳能电池要求太阳能电池的不同区域中某些为ρ型、而其他为η型。可能难以使此等各种区域无交叠或无误差地对准。举例而言，图IB中的P+射极203与η+背面场204必须进行掺杂。若ρ型区域203与η型区域204之间存在交叠，便可能会发生逆掺杂(counterdoping)。任何交叠或不对准亦可能会影响太阳能电池的功能。对于需要进行多次植入的太阳能电池，特别是具有小的结构或植入区域尺寸的太阳能电池，对准要求可限制蔽荫掩模(shadow mask)或接近式掩模(proximity mask)的使用。具体而言，如图IB所示，IBC太阳能电池需要具有以例如硼⑶及磷⑵进行掺杂的交替的线。因此，用于硼植入的任何蔽荫掩模或接近式掩模皆具有窄且长的孔，此等孔被小心地对准至使用不同接近式掩模或蔽荫掩模以磷进行植入的小的特征。因此，在此项技术中需要提供一种用于对太阳能电池进行植入的改良方法，特别是ー种使用太阳能电池的被植入区域作为后续植入的掩模的方法。
技术实现思路
使用各种方法来形成可用于后续植入的掩模，此等方法是利用非晶化(amorphized)硅与晶体硅之间物理特性及化学特性的差异。在某些实施例中，利用非晶硅与晶体硅之间在膜生长方面的差异来形成掩模。在其他实施例中，利用非晶硅与晶体硅之间在反射率或光吸收性的差异来形成掩模。在其他实施例中，则利用经掺杂的硅与未经掺杂的硅的特性差异来形成掩模。附图说明为更佳地理解本掲示，请參照以引用方式并入本文的附图，附图中图IA是指叉背接触式太阳能电池的剖面图。图IB是指叉背接触式太阳能电池的底视图。图2是经由掩模进行植入的剖面图。图3是第一种太阳能电池制造エ艺的流程图。 图4是第二种太阳能电池制造エ艺的流程图。图5是第三种太阳能电池制造エ艺的流程图。图6是第四种太阳能电池制造エ艺的流程图。图7显示对太阳能电池的电阻式加热。图8是第五种太阳能电池制造エ艺的流程图。图9是第六种太阳能电池制造エ艺的流程图。图10是第七种太阳能电池制造エ艺的流程图。图11是第八种太阳能电池制造エ艺的流程图。图12是第九种太阳能电池制造エ艺的流程图。图13是第十种太阳能电池制造エ艺的流程图。具体实施例方式以下，将结合太阳能电池来阐述此系统的实施例。然而，此系统的实施例亦可与例如半导体芯片(semiconductor wafer)或平面面板(flat panel) 一起使用。植入机可例如为束线(beam-line)型或电衆掺杂(plasma doping)型离子植入机。因此，本专利技术并非仅限于以下所述的具体实施例。图2是经由掩模进行植入的剖面图。当期望在衬底100中得到特定的离子植入图案时，可使用掩模104。此掩模104可为蔽荫掩模或接近式掩模。掩模104在离子束101的路径中放置于衬底100的前面。衬底100可例如为太阳能电池。衬底100可放置于压板(platen) 102上，压板102可利用静电カ或物理力来固持衬底100。掩模104具有孔105，孔105对应于衬底100中所期望的离子植入图案。孔105可为条纹(stripe)形状、点形状或其他形状。对太阳能电池100的植入穿过掩模104中的孔105。因此，仅形成被植入区域103。举例而言，被植入区域103可对应于图I所示IBC太阳能电池中的ρ+射极203。被植入区域103可因植入而变得非晶化，而太阳能电池100的其余部分则仍保持为晶体硅。掩模104的使用消除了其他离子植入技术所需的诸如丝网印刷(silkscreening)或光刻(lithography)的エ艺步骤。如在本文的实施例中所揭露,下一植入可对被植入区域301或太阳能电池300的某个其他区域进行植入。对于需要多次植入的太阳能电池结构，可使用第一植入(诸如图2所述者)形成用于后续植入的掩模。參见图2，区域103因其暴露于离子束101而被植入离子。由于存在随机化的(randomized)晶体结构,此等被植入的非晶化区域所具有的表面特性或晶体特性不同于未被植入的晶体区域。可利用此等不同的特性来遮住非晶化区域103以达成互补(例如相邻)的植入、或者遮住晶体区域以达成必须在同一区域中彼此上下叠置的植入。第一植入可如图2所示经由蔽荫掩模或接近式掩模来执行，或使用熟习此项技术者所知的某种其他图案化技术来执行。此第一植入(例如，可具有大的磷剂量)将使太阳能电池的表面的一部分非晶化。非晶化区域将具有不同的材料特性，可利用此等不同的材料特性来产生用于后续植入的掩模。图3是第一种太阳能电池制造エ艺的流程图。在步骤301中，执行第一图案化植入，以使太阳能电池的被植入部分非晶化。如同本文的所有实施例，可使用蔽荫掩模或接近式掩模来达成此图案化植入。此会形成表面既具有非晶化区域又具有晶体区域的太阳能电池。在完成此图案化植入后，自衬底移除掩模。在非晶化植入300之后，如步骤302所示，接着在太阳能电池上沉积或生长可阻止或阻挡被植入射束的物质，例如氧化物或其他材料。所述材料被选择成使其在太阳能电池的非晶化(a-Si)部分与晶体(C-Si)部分上具有不同的生长或沉积速率。举例而言，在非晶硅上的氧化物生长大于在晶体硅上的氧化物生长。藉此，在沉积步骤302之后，非晶硅(即，先前已被植入的区域)上的氧化物将厚于晶体硅(即，未被植入的硅)上的氧化物。 在沉积或生长之后，对衬底进行清洁或蚀刻，以暴露出所期望的区域，如步骤303所示。举例而言，可利用电浆蚀刻来均匀地移除氧化硅，俾使其自晶体硅区域上完全移除、但自非晶化区域上不完全移除。此可至少部分地归因于在非晶区域上具有更厚的氧化物。接着，如步骤304所示，在太阳能电池的不同于第一图案化植入的区域中执行第ニ植入。因在先前被植入的区域上保留有沉积材料，故此次仅有在图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.04 US 61/257,994;2010.11.01 US 12/916,9931.一种在晶体衬底中执行图案化植入的方法，包括 执行第一图案化植入，所述第一图案化植入用以形成所述衬底的非晶部分，其中留存有所述衬底的晶体部分； 利用所述非晶部分与所述晶体部分之间物理特性或化学特性的差异，在所述晶体部分或所述非晶部分其中之一上形成掩模；以及 利用基于所述差异而形成的所述掩模，执行第二图案化植入，以对未被所述掩模覆盖的区域进行植入。2.一种在晶体衬底中执行图案化植入的方法，包括 执行第一图案化植入，所述第一图案化植入用以形成所述衬底的非晶部分，其中留存有所述衬底的晶体部分； 对所述衬底的表面涂覆光致抗蚀剂； 以预定的強度位准对所述表面施加预定频率范围的光，其中所述强度位准不足以使所述光致抗蚀剂固化； 利用所述衬底的反射性来増加所施加的所述光，其中所述非晶部分所反射的光量大于所述晶体部分所反射的光量，其中由所述部分其中之一所反射的所述光量在加至所施加的所述光时，能够使所述光致抗蚀剂固化，且其中所述部分其中之另ー者所反射的所述光量在加至所施加的所述光吋，不能够使所述光致抗蚀剂固化； 移除未固化的光致抗蚀剂；以及 使所述衬底暴露于第二植入，其中所述光致抗蚀剂遮住所述非晶部分或所述晶体部分其中之一以使其免受所述第二植入。3.如权利要求2所述的在晶体衬底中执行图案化植入的方法，其中所述光致抗蚀剂包括正性光致抗蚀剂，且所述正性光致抗蚀剂遮住所述非晶部分以使所述非晶部分免受所述第二植入。4.如权利要求2所述的在晶体衬底中执行图案化植入的方法，其中所述光致抗蚀剂包括负性光致抗蚀剂，且所述负性光致抗蚀剂遮住所述晶体部分以使所述晶体部分免受所述第二植入。5.如权利要求2所述的在晶体衬底中执行图案化植入的方法，其中所述光致抗蚀剂所涂覆的厚度与施加至所述表面的所述光的所述预定频率范围相关。6.如权利要求2所述的在晶体衬底中执行图案化植入的方法，其中所述光致抗蚀剂涂覆至80纳米至500纳米的厚度。7.如权利要求2所述的在晶体衬底中执行图案化植入的方法，其中所述预定频率范围包括100纳米至2000纳米。8.如权利要求2所述的在晶体衬底中执行图案化植入的方法，其中所述光致抗蚀剂是由下列所组成的族群中选出H-线光致抗蚀剂、I-线光致抗蚀剂、宽频光致抗蚀剂、深紫外光光致抗蚀剂、或任何会藉由光而改变其特性的光活性膜。9.一种在晶体衬底中执行图案化植入的方法，包括 执行第一图案化植入，所述第一图案化植入用以形成所述衬底的非晶部分，其中留存有所述衬底的晶体部分； 对所述衬底的表面涂覆热聚合...
【专利技术属性】
技术研发人员：尼可拉斯·P·T·贝特曼，海伦·L·梅纳德，班杰明·B·里欧登，克里斯多夫·R·汉特曼，迪帕克·瑞曼帕，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：
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