[发明专利]掺杂方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种掺杂方法，特别是涉及一种太阳能电池的掺杂方法。

背景技术

在目前较为常用且产业化程度较为成熟的太阳能电池中，需要在硅衬底的正面和背面均形成掺杂层，一般来说，两面都采用热扩散来形成掺杂层是比较常用的手段。

CN10191907B中阐述了双面扩散的两个难点，并且公开了一种比较好的扩散工艺。由于硼扩散和磷扩散存在比较大的温度差异，现有工艺大都是先进行高温硼扩散。但是因为扩散是没有方向性的，完成硼扩散之后需要将掺杂硼的一面保护起来才能进行磷扩散。如CN10191907B中所述，在磷扩散的过程中，硼扩散层中的硼也会自硅衬底中向外扩散进入保护层中。为了解决这一问题，CN10191907B中提出磷预扩散的办法，先形成具有初始深度的磷扩散层，将第一面保护好之后在进行第二面的硼扩散，同时使得预扩散的磷进一步扩散至所需深度。这从一定程度上缓解了硼反向扩散的问题。

然而，由于扩散工艺本身的特点，这种工艺也还存在以下缺陷，参考图1-图3，对硅片10双面制绒之后，正面磷扩散形成N型掺杂层20，但是扩散是没有方向性的，硅片的侧壁上也会形成N型掺杂区域21，并且还有有部分磷元素扩散至硅片的背面，在背面靠近侧壁的两端形成N型掺杂区域22。由此就需要通过等离子体刻蚀(plasma etching)去除硅片侧壁中的N型掺杂区域21，并且对硅片背面抛光以去除背面两端处的N型掺杂区域22。之后，保护硅片正面之后对背面实行硼扩散以形成P型掺杂层30。也就是说，在这种工艺中，仍然需要两道高温的工序和一道掩膜保护的工序和刻蚀的工序。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中采用扩散工艺形成掺杂层时必须有一次掩膜来保护已经形成的掺杂层、且用于形成正面掺杂层的掺杂元素会扩散至晶片侧壁乃至晶片背面从而导致边缘漏电；为了去除扩散至晶片背面不理想的掺杂元素而必须增加边缘刻蚀和背面刻蚀两道工序的缺陷，提供一种掺杂方法，省去了一道高温工序、两道掩膜和两道刻蚀工序，简化了制作流程。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种掺杂方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S1：对硅衬底双面制绒，该硅衬底包括第一表面以及与该第一表面相对的第二表面；

S2：对该第一表面进行第一导电类型掺杂元素的注入；

S3：在该第二表面上形成含有第二导电类型掺杂元素的掺杂剂源；

S4：热处理步骤S3得到的结构以推进注入的第一导电类型掺杂元素由此在第一表面侧的硅衬底中形成第一导电类型掺杂层，以及使得掺杂剂源中的第二导电类型掺杂元素扩散至第二表面侧的硅衬底中形成第二导电类型掺杂层。

由于第一表面的掺杂借由离子注入实现，因而第一导电类型掺杂元素不会作用于硅衬底的侧壁，更不会作用于第二表面，因而在注入完成之后可以省去扩散掺杂后必须进行的边缘刻蚀和背面抛光。

对于第二表面侧的掺杂来说，本发明采用在需要掺杂的表面上覆盖掺杂剂源和加热的方式，将掺杂剂源中的第二导电类型掺杂元素在加热过程中推进至硅衬底中，同时这一加热过程还作为离子注入后的退火修复激活第一导电类型掺杂元素的步骤，由此硅衬底两面的掺杂仅通过一道高温工序实现。

对于第一表面来说，因为第一导电类型掺杂元素是被注入至硅衬底中的，因此在之后的热处理过程中第一导电类型掺杂元素不会反向扩散，更不会扩散至第二表面处；同样地，掺杂剂源仅会对其所覆盖的表面起作用，因 此在热处理过程中掺杂剂源中的第二导电类型掺杂元素也不会扩散至硅衬底的侧壁和第一表面，因此完全可以省去边缘刻蚀的步骤。

优选地，步骤S3中通过旋涂或喷涂形成该掺杂剂源。

优选地，步骤S3中旋涂转速为500rpm-5000rpm(转每分钟)。

优选地，步骤S4之后通过等离子体刻蚀该硅衬底的侧壁。为了防止旋涂或喷涂过程中有极少的掺杂剂源被溅射至硅衬底的侧壁上，可以在热处理之后增加等离子体边缘刻蚀的步骤以去除侧壁可能造成的不理想的掺杂。

优选地，步骤S3中通过薄膜沉积或丝网印刷形成该掺杂剂源。

优选地，步骤S3中通过LPCVD(低压化学气相沉积)或PECVD(等离子体增强化学气相沉积)形成该掺杂剂源。

优选地，该硅衬底为N型掺杂的硅衬底，该掺杂剂源为硼硅玻璃、或含硼的多聚物或硼酸。

优选地，该掺杂剂源的厚度为100nm-1000nm。

优选地，步骤S4中先在100℃-300℃下热处理，接着在850℃-1050℃下热推进，和/或，