一种对基板进行掺杂的改良方法。此方法尤其有利于形成指叉型背面接触太阳能电池。将含有第一导电性的掺质的糊剂涂敷在基板的表面上。此糊剂是用作遮罩以执行后续的离子植入步骤，使得具有相反导电性的掺质的离子能够进入到基板的暴露的部位中。植入离子后，可移除遮罩，且可对掺质进行活化。揭示了使用以铝为主和以磷为主的糊剂的方法。
【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,且特别是有关于采用离子植入(ion implantation)而形成的太阳能电池。
技术介绍
离子植入是一种将能够改变导电性的杂质引入到工件中的标准技术。想要的杂质材料游离(ionized)在离子源中，这些离子经加速而形成具有指定能量的离子束，然后使离子束前往工件表面。离子束中的高能离子穿透块体的工件材料并嵌入到工件材料的晶格(crystalline lattice)中，从而形成具有想要的导电性的区域。 太阳能电池是使用硅工件的装置的一个实例。高性能太阳能电池的制造或生产成本的任何程度的降低或高性能太阳能电池效率的任何程度的提高都会给全世界太阳能电池的实施带来积极的影响。这将使这种清洁能源技术得到更广泛的应用。太阳能电池通常是由p-n半导体接面(junction)来组成。图I是一种指叉型背面接触(interdigitated back contact, IBC)太阳能电池的横剖面图。在此指叉型背面接触太阳能电池中，P-n接面位于太阳能电池的背面或未显示的表面上。光子(Photons)IO通过箭头所示的上表面(或所显示的表面)而进入到太阳能电池100中。这些光子穿过抗反射涂层(anti-reflective coating) 104,此抗反射涂层104经设计以使得穿透基板100的光子数量达到最大化且从基板上反射回去的光子数量达到最小化。此抗反射涂层可包括氮化硅(SiNx)层。抗反射涂层104下面可以是二氧化硅(SiO2)层103，也称为钝化层(passivation layer)。当然，也可使用其他电介质。太阳能电池100的背面是发射极区(emitter region)204。太阳能电池100内部形成有p-n接面，此p-n接面被显示成实质上平行于太阳能电池100的上表面，但尽管如此，也存在着p-n接面不平行于太阳能电池100的上表面的其他实施方式。在一些实施例中，太阳能电池100是利用η型基板101来构成。光子10通过η+掺杂区(也称为正面电场(front surface field, FSF)) 102而进入到太阳能电池100中。能量充足(超过半导体的能带隙(bandgap))的光子能够将半导体材料的价带(valenceband)中的电子激发至导带(conduction band)中。与这种自由电子有关联的是价带中对应的带正电荷的电洞(hole)。为了产生能够驱动外部负载的光电流，需要将这些电子电洞(e-h)对(pairs)拆开。这是通过p-n接面处的内建电场(built-in electric field)来完成。如此一来，当有任何其他少数载子(carriers)扩散到此元件的空乏区(depletionregion)时，在p_n接面的空乏区中所产生的电子电洞对就会被拆开。由于大多数入射光子都被吸收到元件的近表面区域，所以在发射极产生的少数载子需扩散到空乏区，且蔓延至另一侧。此p-n接面的存在导致电荷分离的结果是，光子所产生的额外载子(电子与电洞)可用来驱动外部负载，从而完成此电路。在本特定实施例中，掺杂图案是交替的P型掺质区与η型掺质区。η+背面电场(back surface field, BSF) 204的宽度可介于约0. Imm O. 7mm之间，且惨杂了憐或其他η型掺质。P+发射极203的宽度可介于约O. 5mm 3mm之间，且掺杂了硼或其他p型掺质。这种掺杂能使指叉型背面接触太阳能电池中的P-n接面起作用(enable)或提高其效率。图6显示为指叉型背面接触太阳能电池的背面的常用图案。金属接点或指状物220均位于太阳能电池100的下表面。下表面的特定部位可植入P型掺质以形成发射极203。其他部位则植入η型掺质以形成带有更多负偏压(biased)的背面电场204。在此背面涂布(coated)一层钝化层210，以提高背面的反射率。金属指状物220b附着在发射极203上，且指状物220a附着在背面电场204上。因此，要想形成指叉型背面接触太阳能电池，需要执行两个图案化掺杂步骤。这两个图案化掺杂步骤需进行对准(aligned)以防止p+发射极203与η+背面电场204相互重叠。在P+发射极203与η+背面电场204之间留出间隙便可防止对准不佳或重叠，但这样可能会降低指叉型背面接触太阳能电池的性能。即使达到了适当的对准，这种图案化掺杂也可能具有很高的制造成本。例如，可采用光微影技术(photolithography)或硬遮罩法(hard masks)(诸如氧化物)，但这两种技术都很昂贵，且需要执行额外的工序。 图2是依照现有技术用来形成指叉型背面接触太阳能电池的第一种方法的方块图。此过程需要执行两次图案化扩散步骤(显示为“丝网印刷图案化的抗蚀层”)，这两次步骤必须对准良好才能产生图6所示的图案。图3是形成指叉型背面接触太阳能电池的第二种方法的方块图。本实施例执行第一次全面扩散(blanket diffusion)。然后对发射极进行蚀刻(etched)以使得位于其下面的硅暴露出来。蚀刻遮罩与扩散遮罩可以是相同的，但使用不同的化学品来蚀刻氧化物遮罩以及对位于下面的硅进行掺杂。图2与图3的实施例都需要执行很多昂贵的工序才能形成指叉型背面接触太阳能电池。虽然图3的实施例所使用的工序比图2的实施例少，但仍然很复杂，也仍然使用了多次湿式步骤(wet steps)。就图2与图3的实施例而言，增加氧化层也是一个额外的工序。因此，本
需要一种对太阳能电池进行掺杂的改良方法，且特别是需要一种利用离子植入来对指叉型背面接触太阳能电池进行掺杂的改良方法。
技术实现思路
揭示了一种对基板进行掺杂的改良方法。此方法尤其有利于形成指叉型背面接触太阳能电池。将含有第一导电性的掺质的糊剂(paste)涂敷在基板表面上。此糊剂是用作遮罩以执行后续的离子植入步骤，使具有相反导电性的掺质中的离子能够进入到基板上的暴露的部位。植入离子后，可移除遮罩，且可对掺质进行活化(activated)。揭示了使用含铝、含磷的糊剂的方法。附图说明为了更好地理解本专利技术，请参照所附图式，这些图式已并入本文作为参考。图I是一种指叉型背面接触太阳能电池的横剖面图。图2是依照现有技术用来形成指叉型背面接触太阳能电池的第一种方法的方块图。图3是依照现有技术用来形成指叉型背面接触太阳能电池的第二种方法的方块图。图4A-D是形成指叉型背面接触太阳能电池的第一种方法的横剖面图。图5A-D是形成指叉型背面接触太阳能电池的第二种方法的横剖面图。图6是图I的指叉型背面接触太阳能电池的仰视图。具体实施例方式本说明书阐述了太阳能电池的实施例以及有关的离子植入机。可使用束线式(beamline)离子植入机、等离子体掺杂式(plasma doping)离子植入机、聚焦等离子体系统、等离子体鞘(plasma sheath)调变系统或洪流式(flood)离子植入机。然而，也可以使用气体扩散、熔炉扩散、激光掺杂(laser doping)、其他等离子体处理工具或本
中 普通技术人员所知的其他方法。虽然列举了特定的η型掺质与P型掺质，但是也可使用其他的η型掺质或P型掺质，本说明书的各个实施例并不限于所列举的掺质。此外，虽然具体 列举了太阳能电池的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.18 US 61/305,764;2011.02.16 US 13/028,5621.一种在基板上形成具有导电性的区域的方法，包括 将含有第一物种的掺质的糊剂涂敷在所述基板的表面的一个部位上； 当所述糊剂在所述表面的所述部位上时，将第二物种的掺质的离子植入到所述表面中，所述第二物种的导电性与所述第一物种的导电性相反，其中所述第二物种的所述掺质的所述离子中的大部分离子不会穿透所述糊剂； 执行热制程；以及 所述第二物种的离子被植入后，移除所述糊剂。2.根据权利要求I所述的在基板上形成具有导电性的区域的方法，其中所述第一物种与所述第二物种均选自铝、硼、镓、铟、磷、砷以及锑所组成的群组。3.根据权利要求I所述的在基板上形成具有导电性的区域的方法，其中所述热制程是在涂敷所述糊剂之后以及植入所述第二物种的所述离子之前执行，以将所述第一物种扩散到所述基板中。4.根据权利要求I所述的在基板上形成具有导电性的区域的方法，其中所述第二物种包括具有与所述第一物种相反的导电性的离子。5.根据权利要求I所述的在基板上形成具有导电性的区域的方法，其中所述第二物种包括具有与所述第一物种相同的导电性的离子。6.根据权利要求3所述的在基板上形成具有导电性的区域的方法，还包括在移除所述糊剂之后执行第二次热制程。7.根据权利要求6所述的在基板上形成具有导电性的区域的方法，其中在所述第二次热制程中，将钝化剂涂敷在所述基板的所述表面以及所述基板的与所述表面相对的表面的至少其中之一上。8.根据权利要求I所述的在基板上形成具有导电性的区域的方法，其中所述热制程是在植入所述第二物种的所述离子后执行，以扩散所述第一物种且韧化所述第二物种带来的植入损伤。9.根据权利要求8所述的在基板上形成具有导电性的区域的方法，还包括在所述热制程中将钝化...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿塔尔·古普塔，尼可拉斯·P·T·贝特曼，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：
国别省市：
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