一种用于太阳能电池硅片的磷扩散控制方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种用于太阳能电池硅片的磷扩散控制方法，将硅片装片后推进加工炉，往加工炉内通入氧气并升温，硅片在高温下氧化生成二氧化硅保护层，再对加工炉降温直到五氧化二磷可沉积的温度，通入三氯氧磷、氧气和氮气，三氯氧磷分解生成的五氧化二磷沉积在硅片表面，与硅片发生反应生成磷，然后磷向硅片体内扩散，最后通入氧气再升高温度，使得三氯氧磷能够充分反应，并向硅片体内扩散形成结深的PN结，该方法主要通过对硅片进行高温氧化和低温沉积，从而有效降低硅片的硅格损伤，提高硅片表面少子的寿命，改善形成的PN结的均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及ー种用于太阳能电池硅片的磷扩散控制方法。
技术介绍
太阳能电池，也称光伏电池，是ー种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是緑色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是ー种有广阔发展前途的新型能源。其中，制造太阳能电池的核心エ艺是通过磷扩散在硅片上形成发射极，即PN结，而传统扩散エ艺的流程为:装硅片进炉一氮气氛中升温一稳定温度一氮气携帯P0CL3+02于加工炉内进行扩散反应一降温出加工炉。而本专利技术的专利技术人在实施上述技术方案时发现，PN结是由磷扩散形成的高浓度区域，在这个高浓度区域中，ー些不活泼的磷处于硅片晶格间隙引起晶格畸变，而且，由于磷和硅原子的半径不匹配，高浓度的磷还会造成晶格失配，降低多硅片表面少子的寿命，而被娃片表面吸收的短波光子还未能转换成电能就会被复合掉，从而形成一死层；另外的，若磷扩散形成的PN结不均匀，将会影响后续PN结的烧结。其中，PN结的均匀性主要体现在PN结各处的方块电阻Rsq的均匀性，特性不同的PN结对应不同的烧结曲线，不同的方块电阻Rsq也对应不同的烧结温度，通常采用PN结方块电阻为50 80 Q的硅片。请參阅图1和图2，图1是磷扩散后硅片表面少子寿命的曲线图，在图1中，硅片表面少子的寿命維持在3 6us之间，绝大面积上的少子寿命在4.5us左右，只有少部分少子寿命高于5us ;图2是磷扩散后硅片的方块电阻的曲线图，在图2中，方块电阻主要分散在50 70 Q之间，在这个范围内，每个值都占有差不多的比例，没有趋向于一个合适的方块电阻值，差值比较大。总的来说，扩散形成的PN结不均匀直接影响烧结的效果，而在上述技术方案中，只单纯通过P0CL3的流量来保证磷扩散后PN结的均匀性，可操作性不高，如果磷浓度太高又反过来加剧硅片表面死层的产生。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术实施例提供了，通过控制磷在硅片表面扩散的速度，改善磷在硅片表面扩散的均匀性，从而减少硅片表面形成的死层，提高了硅片表面的少子寿命和磷扩散后形成的PN结的均匀性。—种用于太阳能电池娃片的磷扩散控制方法,包括:对硅片进行装片并推进加工炉内；向所述加工炉中通入氧气并开始升温，使所述加工炉内的温度达到所述硅片可氧化的氧化温度并停止升温；让所述硅片在所述氧化温度下进行氧化，直至所述硅片表面生成一层ニ氧化硅氧化层；向所述加工炉中通入氮气并开始降温，使所述加工炉内温度降至五氧化二磷可沉积的沉积温度，然后保持所述加工炉内所述沉积温度不变；向所述加工炉内通入三氯氧磷、氧气和氮气，其中，所述三氯氧磷分解生成五氯化磷和五氧化二磷，所述五氯化磷与所述氧气反应生成五氧化二磷和氯气，所述五氧化二磷沉积在所述硅片表面上，并且与所述硅片反应生成磷和二氧化硅，所述磷向硅片体内扩散;向所述加工炉内通入过量氧气并对所述加工炉进行升温，以使得所述三氯氧磷充分分解，并且使得所述磷向所述硅片体内推进，形成结深的PN结；对所述加工炉进行降温，并将加工后的所述硅片从所述加工炉取出。本专利技术实施例提供的，通过先将硅片装片加入加工炉内，往加工炉通入氧气并将加工炉的温度升到硅片可氧化的氧化温度，让硅片在该氧化温度下进行氧化反应，于硅片表面生成一层二氧化硅氧化层，该氧化层具有掩膜作用和保护作用，可以降低磷扩散的速度，减缓磷扩散造成的硅片表面晶格的损伤，提高硅片表面少子的寿命；后对加工炉降温，往加工炉内通入三氯氧磷、氧气和氮气，三氯氧磷在高温下分解生成五氯化磷和五氧化二磷，五氯化磷与氧气反应生成五氧化二磷和氯气，五氧化二磷沉积在硅片表面上，与硅片反应生成磷和二氧化硅，磷往硅片体内开始扩散，最后通入过量氧气让三氯氧磷充分反应，升高加工炉温度使磷向硅片体内推进，形成PN结，而降温也是为了控制磷扩散的速度，减少晶硅格损伤，提高PN结的均匀性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术方案中传统工艺磷扩散后娃片表面少子寿命的曲线图；图2为现有技术方案中传统工艺磷扩散后硅片的方块电阻的曲线图；图3为本专利技术实施例提供的的实施例流程图；图4为本专利技术实施例提供的中磷扩散后娃片表面少子寿命的曲线图；图5为本专利技术实施例提供的中磷扩散后硅片的方块电阻的曲线图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了，能够有效地控制磷扩散的速度从而减少硅片表面的死层，提高硅片表面少子的寿命，改善PN结的均匀性。请參阅图3，图3为本专利技术实施例提供的的实施例流程图。如图3所示，，包括:310、对硅片进行装片并推进加工炉内；其中，制造太阳能电池的基础材料是硅片，其中其重要エ艺之一是磷扩散，主要是让磷在硅片上扩散形成PN结，而作为磷扩散的磷源是三氯氧磷，扩散过程在加工炉内进行。320、向所述加工炉中通入氧气并开始升温，使所述加工炉内的温度达到所述硅片可氧化的氧化温度并停止升温；其中，如果磷扩散速度太快，容易造成硅片表面晶格损伤，产生死层，降低硅片表面少子的寿命。ニ氧化硅膜具有保护作用和掩膜作用，被广泛应用于半导体器件生产过程中，因此，可以利用ニ氧化硅的掩膜作用降低磷扩散的速度，其主要操作是在磷扩散前，往加工炉内通入氧气、升高加工炉内温度，使得硅片表层可以氧化，生成ニ氧化硅氧化层。其中硅片可以氧化的温度较高，加工炉内温度必须达到硅片可氧化的最低温度。330、让所述硅片在所述氧化温度下进行氧化，直至所述硅片表面生成一层ニ氧化硅氧化层；其中，由于硅片杂质和缺陷较多，如果长时间处于高温的环境下也会对硅片少子的寿命产生不良影响，甚至影响生产产量，所以硅片氧化的氧化时间不能太长，以生成的氧化层起到掩膜作用即可。340、向所述加工炉中通入氮气并开始降温，使所述加工炉内温度降至五氧化ニ磷可沉积的沉积温度，然后保持所述加工炉内所述沉积温度不变；其中，ニ氧化硅氧化层生成后，将加工炉内温度降低，避免温度过高损伤晶格，同时，给三氯氧磷分解后生成的五氧化ニ磷在硅片上沉积和磷扩散速度提供一个更好的温度环境。350、向所述加工炉内通入三氯氧磷、氧气和氮气，其中，所述三氯氧磷分解生成五氯化磷和五氧化ニ磷，所述五氯化磷与所述氧气反应生成五氧化ニ磷和氯气，所述五氧化ニ磷沉积在所述硅片表面上，并且与所述硅片反应生成磷和ニ氧化硅，所述磷向硅片体内扩散；其中，三氯氧磷是目前磷扩散用得较多的一种杂质源，具有较高生产效率、得到的PN结均匀性、平整和扩撒表层较为良好。三氯氧磷在高于600°C的温度下会分解生成五氯化磷和五氧化ニ磷，五氯化磷与过量氧气中反应生成五氧化ニ磷和氯气，生成的五氧化ニ磷沉积在娃片表面，后与娃反应生成ニ氧化娃和磷，在娃片表面形成ー层磷-娃玻璃，然后磷再向硅片体内扩散。加工炉内主要的化学反应如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于太阳能电池硅片的磷扩散控制方法，其特征在于，包括：对硅片进行装片并推进加工炉内；向所述加工炉中通入氧气并开始升温，使所述加工炉内的温度达到所述硅片可氧化的氧化温度并停止升温；让所述硅片在所述氧化温度下进行氧化，直至所述硅片表面生成一层二氧化硅氧化层；向所述加工炉中通入氮气并开始降温，使所述加工炉内温度降至五氧化二磷可沉积的沉积温度，然后保持所述加工炉内所述沉积温度不变；向所述加工炉内通入三氯氧磷、氧气和氮气，其中，所述三氯氧磷分解生成五氯化磷和五氧化二磷，所述五氯化磷与所述氧气反应生成五氧化二磷和氯气，所述五氧化二磷沉积在所述硅片表面上，并且与所述硅片反应生成磷和二氧化硅，所述磷向硅片体内扩散；向所述加工炉内通入过量氧气并对所述加工炉进行升温，以使得所述三氯氧磷充分分解，并且使得所述磷向所述硅片体内推进，形成结深的PN结；对所述加工炉进行降温，并将加工后的所述硅片从所述加工炉取出。

【技术特征摘要】
1.一种用于太阳能电池硅片的磷扩散控制方法，其特征在于，包括: 对硅片进行装片并推进加工炉内； 向所述加工炉中通入氧气并开始升温，使所述加工炉内的温度达到所述硅片可氧化的氧化温度并停止升温； 让所述硅片在所述氧化温度下进行氧化，直至所述硅片表面生成一层二氧化硅氧化层； 向所述加工炉中通入氮气并开始降温，使所述加工炉内温度降至五氧化二磷可沉积的沉积温度，然后保持所述加工炉内所述沉积温度不变； 向所述加工炉内通入三氯氧磷、氧气和氮气，其中，所述三氯氧磷分解生成五氯化磷和五氧化二磷，所述五氯化磷与所述氧气反应生成五氧化二磷和氯气，所述五氧化二磷沉积在所述硅片表面上，并且与所述硅片反应生成磷和二氧化硅，所述磷向硅片体内扩散； 向所述加工炉内通入过量氧气并对所述加工炉进行升温，以使得所述三氯氧磷充分分解，并且使得所述磷向所述硅片体内推进，形...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁惠珏，
申请(专利权)人：浚鑫科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：