一種低濃度磷摻雜工藝的制作方法
【專利摘要】發(fā)明提供了一種低濃度磷摻雜工藝，包括進(jìn)片，回溫，前氧化，通磷源，低溫?cái)U(kuò)散，升溫推阱，高溫推阱，梯度降溫和出片等步驟，和傳統(tǒng)工藝相比，該工藝減少磷源耗量，比常規(guī)工藝開壓提升2-3mv，效率提升約0.1%。
【專利說明】一種低濃度磷摻雜工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池生產(chǎn)磷擴(kuò)散工序領(lǐng)域，具體是一種低濃度磷摻雜工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)能電池生產(chǎn)中最核心的工序?yàn)閿U(kuò)散制PN結(jié)，被譽(yù)為太陽(yáng)能電池的心臟，PN結(jié) 的好壞直接關(guān)系的太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。目前行業(yè)中大部分企業(yè)采用摻雜硼的硅片，通 過管式擴(kuò)散爐在硅片表面摻雜磷原子從而形成PN結(jié)。擴(kuò)散設(shè)備原理為：氮?dú)馔ㄟ^鼓泡的 形式攜帶三氯氧磷蒸汽進(jìn)入高溫石英管內(nèi)與氧氣和硅片發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)磷原子摻雜到硅片 中。磷原子摻雜的多少對(duì)PN結(jié)的質(zhì)量有非常大的影響。同時(shí)擴(kuò)散爐內(nèi)的反應(yīng)溫度對(duì)摻雜的 磷原子分布和其他雜質(zhì)的析出有較大影響。目前行業(yè)中使用的擴(kuò)散工藝大多為三步通磷， 少量?jī)刹酵缀鸵徊酵?，總的通磷量比較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有磷摻雜工藝中通磷量大的問題，提供了一種低濃度磷摻雜工 藝，既能減少磷源耗量，還可以提高電池片開路電壓和轉(zhuǎn)換效率。
[0004] 本發(fā)明包括以下步驟： 1)進(jìn)片：使用碳化硅槳將裝有硅片的石英舟放入擴(kuò)散爐石英管內(nèi)，退出碳化硅槳，并關(guān) 上爐門。
[0005] 2)回溫：回溫700-800S，使?fàn)t內(nèi)溫度為800-850°C ;開爐門和進(jìn)片的過程中，爐管 內(nèi)溫度會(huì)降低，需要時(shí)間恢復(fù)到正常工藝溫度。
[0006] 3)前氧化：在石英管內(nèi)通氧氣，對(duì)硅片進(jìn)行氧化，氧氣流量為1500-2000ml/min， 時(shí)間為600-700S。對(duì)硅片進(jìn)行氧化，更有利于磷源擴(kuò)散的均勻性。
[0007] 4)通磷源：繼續(xù)向石英管內(nèi)通入氧氣，流量不變，同時(shí)通入三氯氧磷，三氯氧磷流 量為1500-2000ml/min，時(shí)間為500-600S。三氯氧磷跟氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷，五氧化二 磷跟硅片反應(yīng)，生成二氧化硅和磷原子。磷原子在硅片表面開始淀積。
[0008] 5)低溫?cái)U(kuò)散：逐漸降低爐內(nèi)溫度之700-750°C，持續(xù)400-500S。磷原子進(jìn)行再分 布。
[0009] 6)升溫推阱：逐漸升高爐內(nèi)溫度至850-900°C，持續(xù)500-600S。磷原子往硅片里 面擴(kuò)散。
[0010] 7)高溫推阱：維持當(dāng)前高溫度下進(jìn)行擴(kuò)散，持續(xù)300-400S。
[0011] 8)梯度降溫：以每3s降1-2°的梯度降溫，使?fàn)t內(nèi)溫度降至800-850°C，析出雜質(zhì)。 硅片經(jīng)過降溫，析出雜質(zhì)，再降溫，再析出雜質(zhì)，再降溫。更有利于硅片內(nèi)雜質(zhì)析出。
[0012] 9)出片：使用碳化硅槳將石英舟和硅片拉出。
[0013] 上述步驟均在15000-20000ml/min流量的氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。
[0014] 本發(fā)明有益效果在于：和傳統(tǒng)工藝相比，該工藝減少磷源耗量，比常規(guī)工藝開壓提 升2-3mv，效率提升約0· 1%。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016] 實(shí)施例1 本發(fā)明包括以下步驟： 1)進(jìn)片：使用碳化硅槳將裝有硅片的石英舟放入擴(kuò)散爐石英管內(nèi)，退出碳化硅槳，并關(guān) 上爐門。
[0017] 2)回溫：回溫700s，使?fàn)t內(nèi)溫度為800°C ; 3)前氧化：在石英管內(nèi)通氧氣，對(duì)硅片進(jìn)行氧化，氧氣流量為1500ml/min，時(shí)間為 600s〇
[0018] 4)通磷源：繼續(xù)向石英管內(nèi)通入氧氣，流量不變，同時(shí)通入三氯氧磷，三氯氧磷流 量為 1500ml/min，時(shí)間為 500s。
[0019] 5)低溫?cái)U(kuò)散：逐漸降低爐內(nèi)溫度之700°C，持續(xù)400s。
[0020] 6)升溫推阱：逐漸升高爐內(nèi)溫度至850°C，持續(xù)500s。
[0021] 7)高溫推阱：維持當(dāng)前高溫度下進(jìn)行擴(kuò)散，持續(xù)300s。
[0022] 8)梯度降溫：以每3s降Γ的梯度降溫，使?fàn)t內(nèi)溫度降至800°C，析出雜質(zhì)。
[0023] 9)出片：使用碳化硅槳將石英舟和硅片拉出。
[0024] 上述步驟均在15000ml/min流量的氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。
[0025] 實(shí)施例2 本發(fā)明包括以下步驟： 1)進(jìn)片：使用碳化硅槳將裝有硅片的石英舟放入擴(kuò)散爐石英管內(nèi)，退出碳化硅槳，并關(guān) 上爐門。
[0026] 2)回溫：回溫750s，使?fàn)t內(nèi)溫度為825°C ; 3)前氧化：在石英管內(nèi)通氧氣，對(duì)硅片進(jìn)行氧化，氧氣流量為1750ml/min，時(shí)間為 650s〇
[0027] 4)通磷源：繼續(xù)向石英管內(nèi)通入氧氣，流量不變，同時(shí)通入三氯氧磷，三氯氧磷流 量為 1750ml/min，時(shí)間為 550s。
[0028] 5)低溫?cái)U(kuò)散：逐漸降低爐內(nèi)溫度之725°C，持續(xù)450s。
[0029] 6)升溫推阱：逐漸升高爐內(nèi)溫度至875°C，持續(xù)550s。
[0030] 7)高溫推阱：維持當(dāng)前高溫度下進(jìn)行擴(kuò)散，持續(xù)350s。
[0031] 8)梯度降溫：以每3s降1.5°的梯度降溫，使?fàn)t內(nèi)溫度降至825°C，析出雜質(zhì)。
[0032] 9)出片：使用碳化硅槳將石英舟和硅片拉出。
[0033] 上述步驟均在17500ml/min流量的氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。
[0034] 實(shí)施例3 本發(fā)明包括以下步驟： 1)進(jìn)片：使用碳化硅槳將裝有硅片的石英舟放入擴(kuò)散爐石英管內(nèi)，退出碳化硅槳，并關(guān) 上爐門。
[0035] 2)回溫：回溫800s，使?fàn)t內(nèi)溫度為850°C ; 3)前氧化：在石英管內(nèi)通氧氣，對(duì)硅片進(jìn)行氧化，氧氣流量為2000ml/min，時(shí)間為 700s〇
[0036] 4)通磷源：繼續(xù)向石英管內(nèi)通入氧氣，流量不變，同時(shí)通入三氯氧磷，三氯氧磷流 量為 2000ml/min，時(shí)間為 600s。
[0037] 5)低溫?cái)U(kuò)散：逐漸降低爐內(nèi)溫度之750°C，持續(xù)500s。
[0038] 6)升溫推阱：逐漸升高爐內(nèi)溫度至900°C，持續(xù)600s。
[0039] 7)高溫推阱：維持當(dāng)前高溫度下進(jìn)行擴(kuò)散，持續(xù)400s。
[0040] 8)梯度降溫：以每3s降1-2°的梯度降溫，使?fàn)t內(nèi)溫度降至850°C，析出雜質(zhì)。
[0041] 9)出片：使用碳化硅槳將石英舟和硅片拉出。
[0042] 上述步驟均在20000ml/min流量的氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。
[0043] 本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于 本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這 些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種低濃度磷摻雜工藝，其特征在于包括以下步驟： 1) 進(jìn)片：使用碳化硅槳將裝有硅片的石英舟放入擴(kuò)散爐石英管內(nèi)，退出碳化硅槳，并關(guān) 上爐門； 2) 回溫：回溫700-800S，使?fàn)t內(nèi)溫度為800-850°C ; 3) 前氧化：在石英管內(nèi)通氧氣，對(duì)硅片進(jìn)行氧化，氧氣流量為1500-2000ml/min，時(shí)間 為 600-700s ; 4) 通磷源：繼續(xù)向石英管內(nèi)通入氧氣，流量不變，同時(shí)通入三氯氧磷，三氯氧磷流量為 1500-2000ml/min，時(shí)間為 500-600s ; 5) 低溫?cái)U(kuò)散：逐漸降低爐內(nèi)溫度之700-750°C，持續(xù)400-500S ; 6) 升溫推阱：逐漸升高爐內(nèi)溫度至850-900°C，持續(xù)500-600S ; 7) 高溫推阱：維持當(dāng)前高溫度下進(jìn)行擴(kuò)散，持續(xù)300-400S ; 8) 梯度降溫：以每3s降1-2°的梯度降溫，使?fàn)t內(nèi)溫度降至800-850°C，析出雜質(zhì)； 9) 出片：使用碳化硅槳將石英舟和硅片拉出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低濃度磷摻雜工藝，其特征在于：所述的步驟1)至步驟9)均 在15000-20000ml/min流量的氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】H01L21/225GK104143502SQ201410372199
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】蔣建寶 申請(qǐng)人:無錫賽晶太陽(yáng)能有限公司