专利名称：N型双面电池的双面扩散方法
技术领域：
本发明涉及一种N型双面电池的双面扩散方法。
背景技术：
N型双面电池需要对硅衬底进行双面掺杂，目前太阳能电池生产中主要利用气态磷源、硼源作为掺杂源，在n型硅衬底的两面分别形成n+层、p+层，其中掺P或掺B的先后顺序因具体工艺路线而有所不同。以先掺B为例，在完成单面掺杂形成p+层后，现有工艺主要采用热氧化生长的Si02薄膜作为掺P面的扩散阻挡层。但是这一方法涉及高温过程， 热氧化的温度高达1000°C以上，同时氧化时间应不少于30min以形成厚度约IOOnm的Si02 薄膜。此高温过程易导致P+层的扩散曲线发生改变，如表面掺杂浓度的降低，结深的增加， 导致电池的串联电阻增加，电接触性能下降；同时高温过程易导致硅衬底的杂质浓度增加， 电池的体复合随之加剧，最终表现为开路电压和整体效率的下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种N型双面电池的双面扩散方法，避免传统工艺中采用热氧化Si02薄膜作为扩散阻挡层时所经历的高温过程，保证一次扩散曲线及硅衬底的杂质浓度不变。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种N型双面电池的双面扩散方法，N型硅衬底的两面通过两次扩散，在N型硅衬底的两面分别形成n+层和p+层，在N型硅衬底的上表面通过第一次扩散工艺在N型硅衬底的一面形成n+层或p+层后，通过LPCVD双面沉积SiN薄膜；接着在已经形成扩散层的上表面通过PECVD的方法单面沉积Si02薄膜； 之后利用热磷酸对SiN、Si02进行薄膜选择性刻蚀，去除下表面的SiN薄膜；接着对硅片进行清洗后完成对下表面的扩散。进一步限定，利用LPCVD双面沉积一层厚度范围为20-30nm的SiN薄膜，沉积温度为 700-800°C，反应压强为 0. 2-0. 5mtorr，时间为 5-lOmin。进一步限定，通过PECVD的方法沉积一层厚度为15-20nm的Si02薄膜，沉积温度为 300-400°C，反应压强为 0. 15-0. 20mbar，功率为 1000_1200w。进一步限定,通过将娃片浸泡于155_165°C左右的热磷酸中5_15min,去除下表面的SiN薄膜。进一步限定，N型硅衬底先进行B扩散时，具体步骤为I)首先通过气态B源高温扩散工艺实现p+层的掺杂，并通过湿法刻蚀的方法去除表面的硼硅玻璃、背面p-n结，同时完成刻边，至此完成了 N型电池的第一次扩散；2)随后利用LPCVD双面沉积一层厚度范围为20-30nm的SiN薄膜，沉积温度为 700-800°C，反应压强为 0. 2-0. 5mtorr，时间为 5-lOmin ； 3)接着在扩B面通过PECVD的方法沉积一层厚度为15-20nm的Si02薄膜，沉积温度为 300-400°C，反应压强为 0. 15-0. 20mbar，功率为 1000_1200w ；
4)之后利用热磷酸对SiN、Si02薄膜进行选择性刻蚀，将硅片浸泡于160°C的热磷酸中5-15min,去除下表面的SiN薄膜；5)对硅片进行RCA清洗后完成对下表面的P扩散，形成n+层；6)通过HF溶液浸泡去除下表面磷硅玻璃及正表面的Si02薄膜，HF溶液浓度为 5%，浸泡时间为5-10min ；7)最后同样采用热磷酸浸泡的方法去除正表面的SiN薄膜，N型硅衬底的两面分别形成n+层、p+层，完成N型双面电池的扩散工艺。本发明的有益效果是本发明利用高致密度的LPCVD SiN作为扩散阻挡层实现N 型电池的双面扩散，避免了传统工艺中采用热氧化Si02薄膜作为扩散阻挡层时所经历的高温过程，保证一次扩散曲线及硅衬底的杂质浓度不变，实现了 N型双面电池良好的电接触性能，并有效降低电池的体复合速率，表现为电池开路电压的提升(5-10mV)，同时串联电阻降低5% -10%，最终电池效率提升0. 5% -1.0%。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图I是本发明的工艺流程图2是本发明的N型硅衬底完成第一次扩散后的示意图3是本发明的N型硅衬底完成LPCVD双面沉积及PECVD单面沉积后的示意图； 图4是本发明的N型硅衬底完成两次扩散后的示意图中，I. n+层，2. p+层，3. N型硅衬底，4. SiN薄膜，5. Si02薄膜。
具体实施例方式如图I所示，一种N型双面电池的双面扩散方法，首先在N型硅衬底3的上表面通过第一次扩散工艺在N型硅衬底3的一面形成n+层I或p+层2后，通过LPCVD双面沉积一层厚度范围为20-30nm的SiN薄膜4，沉积温度为700_800°C，反应压强为0. 2-0. 5mtorr,时间为5-10min ;接着在已经形成扩散层的上表面通过PECVD的方法沉积一层厚度为15_20nm 的Si02薄膜5，沉积温度为300-400°C，反应压强为0. 15-0. 20mbar,功率为1000-1200w ;之后利用热磷酸对SiN、Si02进行薄膜选择性刻蚀，通过将硅片浸泡于155-165°C左右的热磷酸中5-15min，去除下表面的SiN薄膜4 ;接着对硅片进行RCA清洗后完成对下表面的扩散。LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition)方法沉积的 SiN 薄膜 4 具有高致密度，低针孔率的特点，厚度为20-30nm的LPCVD SiN已经能够阻挡方阻为50-70ohm/ sq范围的杂质扩散。利用这一特性将其应用于N型双面电池第二次扩散的阻挡层，能够有效避免热氧化高温过程对电池接触性能及开路电压的影响。如图2、3、4所示，以先进行B扩散为例，具体步骤为I)首先通过气态B源高温扩散工艺实现p+层2的掺杂，并通过湿法刻蚀的方法去除表面的硼硅玻璃、背面P-n结，同时完成刻边，至此完成了 N型电池的第一次扩散；2)随后利用LPCVD双面沉积一层厚度范围为20_30nm的SiN薄膜4，沉积温度为 700-800°C，反应压强为 0. 2-0. 5mtorr，时间为 5-lOmin ；3)接着在扩B面通过PECVD的方法沉积一层厚度为15_20nm的Si02薄膜5，沉积温度为 300-400°C，反应压强为 0. 15-0. 20mbar，功率为 1000-1200w ；4)之后利用热磷酸对SiN薄膜4、Si02薄膜5进行选择性刻蚀，将硅片浸泡于 160°C的热磷酸中5-15min,去除下表面的SiN薄膜4 ；5)对硅片进行RCA清洗后完成对下表面的P扩散，形成n+层I ;6)通过HF溶液浸泡去除下表面磷硅玻璃及正表面的Si02薄膜5,HF溶液浓度为 5%，浸泡时间为5-10min ；7)最后同样采用热磷酸浸泡的方法去除正表面的SiN薄膜4，N型硅衬底3的两面分别形成n+层I、p+层2，完成N型双面电池的扩散工艺。
权利要求
1.一种N型双面电池的双面扩散方法，N型娃衬底的两面通过两次扩散,在N型娃衬底的两面分别形成n+层和p+层，其特征是在N型硅衬底的上表面通过第一次扩散工艺在N 型硅衬底的一面形成n+层或p+层后，通过LPCVD双面沉积SiN薄膜；接着在已经形成扩散层的上表面通过PECVD的方法单面沉积Si02薄膜；之后利用热磷酸对SiN、Si02进行薄膜选择性刻蚀，去除下表面的SiN薄膜；接着对硅片进行清洗后完成对下表面的扩散。
2.根据权利要求I所述的N型双面电池的双面扩散方法，其特征是利用LPCVD 双面沉积一层厚度范围为20-30nm的SiN薄膜，沉积温度为700-800°C，反应压强为 0. 2-0. 5mtorr,时间为 5-lOmin。
3.根据权利要求I所述的N型双面电池的双面扩散方法，其特征是通过PECVD 的方法沉积一层厚度为15-20nm的Si02薄膜，沉积温度为300-400 V，反应压强为 0. 15-0. 20mbar，功率为 1000_1200w。
4.根据权利要求I所述的N型双面电池的双面扩散方法，其特征是通过将硅片浸泡于155-165°C左右的热磷酸中5-15min，去除下表面的SiN薄膜。
5.根据权利要求I所述的N型双面电池的双面扩散方法，其特征是N型硅衬底先进行 B扩散时，具体步骤为1)首先通过气态B源高温扩散工艺实现p+层的掺杂，并通过湿法刻蚀的方法去除表面的硼硅玻璃、背面P_n结，同时完成刻边，至此完成了 N型电池的第一次扩散；2)随后利用LPCVD双面沉积一层厚度范围为20-30nm的SiN薄膜，沉积温度为 700-800°C，反应压强为 0. 2-0. 5mtorr，时间为 5-lOmin ；3)接着在扩B面通过PECVD的方法沉积一层厚度为15-20nm的Si02薄膜，沉积温度为 300-400°C，反应压强为 0. 15-0. 20mbar，功率为 1000_1200w ；4)之后利用热磷酸对SiN、Si02薄膜进行选择性刻蚀，将硅片浸泡于160°C的热磷酸中 5-15min,去除下表面的SiN薄膜；5)对硅片进行RCA清洗后完成对下表面的P扩散，形成n+层；6)通过HF溶液浸泡去除下表面磷硅玻璃及正表面的Si02薄膜，HF溶液浓度为5%， 浸泡时间为5-10min ；7)最后同样采用热磷酸浸泡的方法去除正表面的SiN薄膜，N型硅衬底的两面分别形成n+层、p+层，完成N型双面电池的扩散工艺。
全文摘要
本发明涉及一种N型双面电池的双面扩散方法，该方法首先在N型硅衬底的上表面通过第一次扩散工艺在N型硅衬底的一面形成n+层或p+层后，然后通过LPCVD双面沉积SiN薄膜；接着在已经形成扩散层的上表面通过PECVD的方法单面沉积SiO2薄膜；之后利用热磷酸去除下表面的SiN薄膜；接着对硅片进行清洗后完成对下表面的扩散。本发明利用高致密度的LPCVD SiN作为扩散阻挡层实现N型电池的双面扩散，避免了传统工艺中采用热氧化SiO2薄膜作为扩散阻挡层时所经历的高温过程，保证一次扩散曲线及硅衬底的杂质浓度不变，实现了N型双面电池良好的电接触性能，并有效降低电池的体复合速率。
文档编号H01L31/18GK102544236SQ20121004331
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者蔡文浩 申请人:常州天合光能有限公司