CN112599410A - 提高n型单晶硅片硼扩散的方法 - Google Patents
提高n型单晶硅片硼扩散的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112599410A CN112599410A CN202011485026.1A CN202011485026A CN112599410A CN 112599410 A CN112599410 A CN 112599410A CN 202011485026 A CN202011485026 A CN 202011485026A CN 112599410 A CN112599410 A CN 112599410A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon wafer
- boron
- monocrystalline silicon
- type monocrystalline
- diffusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 68
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 68
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 28
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 9
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- XQDWEQPSVNNIJQ-UHFFFAOYSA-N [O].[B]=O Chemical compound [O].[B]=O XQDWEQPSVNNIJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000005204 segregation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009987 spinning Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 30
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
- H01L21/228—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a liquid phase, e.g. alloy diffusion processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
- H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
- H01L21/02178—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing aluminium, e.g. Al2O3
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L31/0288—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table characterised by the doping material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种提高N型单晶硅片硼扩散的方法,包括:硅片预处理,将N型单晶硅片依次经NaOH溶液抛光、RCA溶液清洗、HF溶液清洗,为后续处理做准备;亲水性金属氧化物沉积,在清洗完后的N型单晶硅片上沉积10~30nm厚的亲水性金属氧化物;液态硼源旋涂,在亲水性金属氧化物衬底上旋涂液态硼源,并在热台上烘干;以及热处理。亲水金属氧化物涂层一方面在硼扩散过程中阻挡氧气进入硅基底,避免了二氧化硅在衬底表面的生成,几乎消除了硼扩散过程中在表面的偏析和富集现象,减缓了硼在硅表面区域浓度不均匀现象,提高了硼的扩散浓度和深度;另一方面,液态硼源在亲水性的金属氧化物表面可以旋涂更加匀称,很好的改善硅表面扩散完后方阻不均匀的现象。
Description
技术领域
本发明属于硅片加工技术领域,提供了一种提高N型单晶硅片硼扩散的方法。
背景技术
在太阳光伏领域,P型太阳电池由于其成熟的工艺技术已然成为市场的主流,但是P型太阳电池因效率绩效低和较为严重的光衰等问题,制约了其进一步发展。而N型太阳电池具有少子寿命高,无光衰,温度系数低等优点,在制造高效太阳电池方面受到广泛关注,随着市场对太阳电池效率的要求越来越高,单晶N型太阳电池将会成为主流。
目前量化高效晶体硅太阳电池基本都是基于N型单晶,但在规模化N型太阳电池生产过程中,其难点之一在于硼发射极的制备需要高温、较长的扩散时间、扩散均匀性和掺杂表面浓度难控制。究其原因,硼在硅表面的扩散过程中,由于氧化硅的生成,导致硼在氧化硅中的固溶度更大,造成了硼在氧化硅和硅的界面偏析和富集,阻止了硼往硅基底的进一步扩散。
发明内容
本发明是为解决上述技术问题进行的,针对当前硼在氧化硅和硅的界面偏析和富集导致硼往硅基底扩散效率低的技术问题,提供了一种提高N型单晶硅片硼扩散的方法。
本发明的第一方面,提供一种提高N型单晶硅片硼扩散的方法,包括如下步骤:
(1)硅片预处理
将N型单晶硅片依次经NaOH溶液抛光、RCA溶液清洗、HF溶液清洗,为后续处理做准备;
(2)亲水性金属氧化物沉积
在清洗完后的N型单晶硅片上沉积10~30nm厚的亲水性金属氧化物;
(3)液态硼源旋涂
在亲水性金属氧化物衬底上旋涂液态硼源,并在热台上烘干;
(4)热处理
将烘干的样品***石英舟中并放入管式炉中进行热处理:先将管式炉升温至800℃并通氮气作为保护气;进舟,并通入氧气氧化硼源;升温至扩散高温960℃,保温一定时间后,降温至800℃进行退火;出舟冷却,并进行HF清洗。
优选的,步骤1中,预处理的具体过程如下:将N型单晶硅片用15%的NaOH溶液抛光8~10min,接着用RCA溶液清洗5~10min,再用5%HF溶液清洗5~10min。其中,RCA溶液中,H2O、HCl、H2O2之间的体积比5:1:1~7:1:1,氯化氢浓度为37%,双氧水浓度为30%。
优选的,步骤2中,亲水性金属氧化物优选为氧化铝;采用原子层沉积的方式在清洗完后的硅片上沉积氧化铝涂层,沉积速率和温度分别是0.1nm/s和200℃。
其他沉积方式如电子束蒸发(EBE)也适用于本发明,只要能够实现亲水性金属氧化物沉积即可。
本发明中,亲水金属氧化物涂层的存在可以促使硼在硅中扩散浓度更高,深度更深,并且扩散完以后硅表面方阻更加均匀。金属氧化物的作用就是在硼扩散过程中起到阻挡氧气进入硅基底,从而消除了硼的偏析。
因此,本发明对于均匀性的改善主要利用涂层的亲水性利于液态硼源旋涂。所以凡是通过涂层阻挡氧气从而提升硼扩散,以及通过涂层的亲水性改善硼扩散后方阻均匀性的方法均适用于本发明。
本发明中优选氧化铝涂层,原因在于氧化铝通常作为晶体硅电池表面的钝化层,属于半导体领域的常用材料,原料方便易得,易于进行工业化推广。
优选的,步骤3中,以2000~2500rpm转速下旋涂10~15s的条件在氧化铝涂层上旋涂液态硼源,接着在120~150℃热台上烘干5~10min。
优选的,步骤4中,管式炉升温过程中,通以400~500sccm氮气作为保护气,并排空扩散炉管道的空气;进舟后,再通入20~40sccm氧气氧化硼源;升温至扩散高温960℃,保温1h,降温至800℃进行退火30min;出舟后在空气中冷却5~10min,并进行HF清洗。
本发明的第二方面,提供了依据上述方法制备得到的N型单晶硅片。通过电镜观察在硅衬底和氧化铝涂层衬底上旋涂完硼源后的表面微观形貌,硼在氧化铝涂层衬底上的裂纹显著少于在硅衬底上的裂纹,其均匀性明显优于在硅衬底上的均匀性;硅片硼浓度以及扩散深度也显著优于直接旋涂在硅衬底上;通过方阻测试,本发明中含有氧化铝涂层的硅片方阻也显著低于现有技术硅片。
发明的有益技术效果:
本发明的方法中,由于在液态硼源旋涂前添加了亲水性金属氧化物沉积步骤,在清洗完后的N型单晶硅片上先沉积10~30nm厚的亲水性金属氧化物,然后旋涂液态硼源。亲水金属氧化物涂层一方面对氧气具有出色的阻挡能力,在硼扩散过程中阻挡氧气进入硅基底,避免了二氧化硅在衬底表面的生成,几乎消除了硼扩散过程中在表面的偏析和富集现象,减缓了硼在硅表面区域浓度不均匀现象,提高了硼的扩散浓度和深度;另一方面,液态硼源在亲水性的金属氧化物表面可以旋涂更加匀称,很好的改善硅表面扩散完后方阻不均匀的现象。
附图说明
图1为本发明提高N型单晶硅片硼扩散的方法流程图;
图2为本发明方法中,液态硼源旋涂后热处理的流程图;
图3为在硅衬底上旋涂完硼源烘干后的表面微观形貌;
图4为在氧化铝涂层衬底上旋涂完硼源烘干后的表面微观形貌;
图5为不同条件N型单晶硅片表面方阻大小对比结果;
图6为不同条件N型单晶硅片表面方阻的均匀性对比结果;
图7为硼扩散浓度分布曲线结果。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1N型单晶硅片硼扩散方法
本实施例中N型单晶硅片硼扩散方法的流程参见图1,具体如下:
(1)硅片预处理
将N型单晶硅片依次用15%的NaOH溶液抛光10min,接着用RCA溶液清洗10min,再用5%HF溶液清洗10min,得到清洗后硅片,为后续沉积金属氧化物做准备。
其中,RCA溶液中,H2O、HCl、H2O2之间的体积比7:1:1,氯化氢浓度为37%,双氧水浓度为30%。
(2)亲水性金属氧化物沉积
采用原子层沉积(ALD)的方式,在清洗完后的N型单晶硅片上分别沉积10、20、30nm厚的氧化铝涂层;沉积速率和温度分别是0.1nm/s和200℃。
(3)液态硼源旋涂
在亲水性金属氧化物衬底上旋涂液态硼源,移液枪吸取250μL硼源,在2000rpm转速下旋涂10s,接着在150℃热台上烘干5min;
(4)热处理
将烘干的样品***石英舟中并放入管式炉中进行热处理,工艺流程参见图2,具体如下:
S4-1,将管式炉升温至800℃并保温30min,并通以400sccm氮气作为保护气,排空扩散炉管道的空气;
S4-2,将石英舟放入,再通入20sccm氧气氧化硼源;
S4-3,升温至扩散高温960℃,保温推结60min;
S4-4,降温至800℃,保温退火30min;
S4-5,出舟后在空气中冷却10min。
(5)HF酸清洗后进行相关测试表征。
对比例1
不设置实施例1中的亲水性金属氧化物沉积步骤,步骤(3)中液态硼源旋涂在硅衬底上,其他条件与实施例1相同。
结果对比
1、表面微观形貌对比
在硅衬底和氧化铝涂层衬底上旋涂完硼源烘干后的表面微观形貌分别如图3和4所示。硼在氧化铝涂层衬底上的裂纹显著少于在硅衬底上的裂纹,其均匀性明显优于在硅衬底上的均匀性。
2、方阻对比
将实施例1制备的三种N性单晶硅片与对比例1的N型单晶硅片采用相同条件进行方块电阻测试,结果如图5和图6所示。
实施例1中沉积有氧化铝涂层的N型单晶硅片的表面方阻明显低于对比例中的表面方阻,表面方阻的均匀性也明显优于对比例。随着氧化铝涂层厚度的增加,表面方阻逐渐减小,均匀性逐渐增强,但幅度不明显。
3、硼扩散浓度对比
根据图7,对比例中N型单晶硅片的硼扩散深度不及0.6μm;实施例1中的三种N型单晶硅片的硼扩散深度均超过0.7μm,随着氧化铝涂层厚度的增加,硼扩散深度递增,当氧化铝涂层厚度为30nm时,硼扩散深度达到0.8μm。
Claims (8)
1.一种提高N型单晶硅片硼扩散的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)硅片预处理
将N型单晶硅片依次经NaOH溶液抛光、RCA溶液清洗、HF溶液清洗;
(2)亲水性金属氧化物沉积
在清洗完后的N型单晶硅片上沉积10~30nm厚的亲水性金属氧化物;
(3)液态硼源旋涂
在亲水性金属氧化物衬底上旋涂液态硼源,并在热台上烘干;
(4)热处理
将烘干的样品***石英舟中并放入管式炉中进行热处理,冷却后清洗。
2.根据权利要求1所述的提高N型单晶硅片硼扩散的方法,其特征在于:
其中,步骤1中,将N型单晶硅片用15%的NaOH溶液抛光8~10min,接着用RCA溶液清洗5~10min,再用5%HF溶液清洗5~10min。
3.根据权利要求2所述的提高N型单晶硅片硼扩散的方法,其特征在于:
其中,所述RCA溶液中,H2O、HCl、H2O2之间的体积比5:1:1~7:1:1,氯化氢浓度为37%,双氧水浓度为30%。
4.根据权利要求1所述的提高N型单晶硅片硼扩散的方法,其特征在于:
其中,步骤2中,所述亲水性金属氧化物为氧化铝;
采用原子层沉积的方式在清洗完后的硅片上沉积氧化铝涂层,沉积速率和温度分别是0.1nm/s和200℃。
5.根据权利要求4所述的提高N型单晶硅片硼扩散的方法,其特征在于:
其中,步骤3中,以2000~2500rpm转速下旋涂10~15s的条件在氧化铝涂层上旋涂液态硼源,接着在120~150℃热台上烘干5~10min。
6.根据权利要求1所述的提高N型单晶硅片硼扩散的方法,其特征在于:
其中,步骤4中的热处理工艺如下:先将管式炉升温至800℃并通氮气作为保护气;进舟,并通入氧气氧化硼源;升温至扩散高温960℃,保温一定时间后,降温至800℃进行退火;出舟冷却,并进行HF清洗。
7.根据权利要求6所述的提高N型单晶硅片硼扩散的方法,其特征在于:
其中,管式炉升温过程中,通以400~500sccm氮气作为保护气,并排空扩散炉管道的空气;进舟后,再通入20~40sccm氧气氧化硼源;升温至扩散高温960℃,保温1h,降温至800℃进行退火30min;出舟后在空气中冷却5~10min,并进行HF清洗。
8.一种N型单晶硅片,其特征在于,由权利要求1~7任一项所述的方法制备。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011485026.1A CN112599410B (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 提高n型单晶硅片硼扩散的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011485026.1A CN112599410B (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 提高n型单晶硅片硼扩散的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112599410A true CN112599410A (zh) | 2021-04-02 |
CN112599410B CN112599410B (zh) | 2022-12-13 |
Family
ID=75196561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011485026.1A Active CN112599410B (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 提高n型单晶硅片硼扩散的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112599410B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113410134A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-17 | 河南大学 | 一种实现低温扩散的硼源 |
CN114566568A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-31 | 安徽华晟新能源科技有限公司 | 半导体衬底层的处理方法和太阳能电池的制备方法 |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010267787A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
CN103059666A (zh) * | 2011-10-04 | 2013-04-24 | 信越化学工业株式会社 | 用于硼扩散的涂布液 |
CN103632934A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-12 | 英利集团有限公司 | N型硅片的硼扩散方法、晶体硅太阳能电池及其制作方法 |
CN103646993A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 奥特斯维能源(太仓)有限公司 | 一种背结背接触晶体硅太阳电池的硼扩散工艺 |
CN103824761A (zh) * | 2012-11-19 | 2014-05-28 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 一种可提高扩散均匀性的涂源扩散方法及扩散设备 |
CN104022188A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-03 | 常州天合光能有限公司 | 太阳能电池局域掺杂方法 |
CN104393094A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-03-04 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种用于hit电池的n型硅片清洗制绒方法 |
CN104538501A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-04-22 | 中利腾晖光伏科技有限公司 | N型双面电池及其制作方法 |
CN105390374A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-03-09 | 华东理工大学 | 一种改善n型晶硅双面太阳电池硼旋涂方法 |
CN105702797A (zh) * | 2014-11-27 | 2016-06-22 | 上海晶玺电子科技有限公司 | 双面电池的制作方法 |
TW201639008A (zh) * | 2015-03-03 | 2016-11-01 | 東京威力科創股份有限公司 | 控制硼摻質之固相擴散以形成超淺摻雜區域的方法 |
CN106653942A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-05-10 | 内蒙古日月太阳能科技有限责任公司 | 一种n型单晶硅双面电池的制作方法 |
CN107863419A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-03-30 | 国家电投集团西安太阳能电力有限公司 | 一种双面perc晶体硅太阳能电池的制备方法 |
CN109638103A (zh) * | 2018-06-05 | 2019-04-16 | 中智(泰兴)电力科技有限公司 | 单晶硅异质结太阳电池用两面差异化绒面结构及制备方法 |
CN111739957A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-02 | 常州时创能源股份有限公司 | N型太阳能电池的选择性掺杂方法 |
-
2020
- 2020-12-16 CN CN202011485026.1A patent/CN112599410B/zh active Active
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010267787A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
CN103059666A (zh) * | 2011-10-04 | 2013-04-24 | 信越化学工业株式会社 | 用于硼扩散的涂布液 |
CN103824761A (zh) * | 2012-11-19 | 2014-05-28 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 一种可提高扩散均匀性的涂源扩散方法及扩散设备 |
CN103632934A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-12 | 英利集团有限公司 | N型硅片的硼扩散方法、晶体硅太阳能电池及其制作方法 |
CN103646993A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 奥特斯维能源(太仓)有限公司 | 一种背结背接触晶体硅太阳电池的硼扩散工艺 |
CN104022188A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-03 | 常州天合光能有限公司 | 太阳能电池局域掺杂方法 |
CN104393094A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-03-04 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种用于hit电池的n型硅片清洗制绒方法 |
CN105702797A (zh) * | 2014-11-27 | 2016-06-22 | 上海晶玺电子科技有限公司 | 双面电池的制作方法 |
CN104538501A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-04-22 | 中利腾晖光伏科技有限公司 | N型双面电池及其制作方法 |
TW201639008A (zh) * | 2015-03-03 | 2016-11-01 | 東京威力科創股份有限公司 | 控制硼摻質之固相擴散以形成超淺摻雜區域的方法 |
CN105390374A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-03-09 | 华东理工大学 | 一种改善n型晶硅双面太阳电池硼旋涂方法 |
CN106653942A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-05-10 | 内蒙古日月太阳能科技有限责任公司 | 一种n型单晶硅双面电池的制作方法 |
CN107863419A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-03-30 | 国家电投集团西安太阳能电力有限公司 | 一种双面perc晶体硅太阳能电池的制备方法 |
CN109638103A (zh) * | 2018-06-05 | 2019-04-16 | 中智(泰兴)电力科技有限公司 | 单晶硅异质结太阳电池用两面差异化绒面结构及制备方法 |
CN111739957A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-02 | 常州时创能源股份有限公司 | N型太阳能电池的选择性掺杂方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113410134A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-17 | 河南大学 | 一种实现低温扩散的硼源 |
CN114566568A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-31 | 安徽华晟新能源科技有限公司 | 半导体衬底层的处理方法和太阳能电池的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112599410B (zh) | 2022-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112599410B (zh) | 提高n型单晶硅片硼扩散的方法 | |
CN111106183A (zh) | 利用管式pecvd制备背面全钝化接触太阳电池的方法及背面全钝化接触太阳电池 | |
CN113611756B (zh) | 一种N型TOPCon电池及其制备方法 | |
CN112309849A (zh) | 一种硅片单面刻蚀抛光的方法 | |
CN109087965B (zh) | 一种背面钝化的晶体硅太阳能电池及其制备方法 | |
CN116682894B (zh) | 提升TOPCon电池ALD钝化膜批间均匀性的方法及应用 | |
CN115000246B (zh) | P型钝化接触电池制备方法及钝化接触电池 | |
CN115036396B (zh) | 一种硼掺杂发射极的制备方法 | |
CN110931601A (zh) | 一种改善晶体硅太阳能电池抗pid性能的方法 | |
CN112820801A (zh) | 一种减小se激光损伤的厚氧化层扩散工艺 | |
US20240145611A1 (en) | Method for preparing tunnel oxide layer and amorphous silicon thin film, and topcon cell | |
CN115692545A (zh) | 一种提升PECVD路线N型TOPCon电池多晶硅活性磷掺杂浓度的方法 | |
CN114823969A (zh) | 一种提升钝化接触结构性能的低温氢等离子体辅助退火方法和TOPCon太阳能电池 | |
CN111628043B (zh) | 一种适用于perc电池叠加se的扩散工艺 | |
CN109545673B (zh) | 一种晶体硅太阳电池用无氧扩散方法 | |
CN115224159A (zh) | 一种高效TOPCon太阳电池及其制备方法 | |
CN112652678B (zh) | 一种多晶变温沉积扩散的方法及其应用 | |
CN114023635A (zh) | 一种提效降本的太阳能电池硼扩散方法 | |
CN113594267A (zh) | 一种形成氧化层的方法 | |
CN113555468A (zh) | 一种提升n型硅片硼扩散方阻均匀性的工艺 | |
CN112838144A (zh) | 一种金字塔绒面上优化均匀性化的工艺方法 | |
CN115148853B (zh) | 一种管式单面氧化铝镀膜方法、perc电池及光伏组件 | |
CN115207160B (zh) | 一种隧穿氧化层钝化接触结构的制备方法 | |
CN112928185B (zh) | 一种硅表面钝化层的制备方法 | |
CN115528139A (zh) | 一种用于硅纳米阵列的渗透钝化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |