[发明专利]用于同时形成具有不同的导电性决定类型元素分布的掺杂区的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于制造半导体器件的方法，并且更具体来说涉及用于在半导体材料中同时形成具有不同的导电性决定类型元素分布（profile）的掺杂区的方法。

背景技术

利用导电性决定类型元素（比如n型和p型元素）对半导体衬底进行掺杂被用在需要修改半导体衬底的电特性的许多应用中。一种用于对半导体衬底执行这种掺杂的公知方法是光刻。光刻需要使用在半导体衬底上形成并图案化的掩模。执行离子注入以便在对应于所述掩模的区域内将导电性决定类型离子注入到半导体衬底中。随后执行高温退火以使得所述离子扩散到半导体衬底中。

在诸如例如太阳能电池之类的一些应用中，期望按照具有非常细的线条或特征的图案对半导体衬底进行掺杂。最常见类型的太阳能电池被配置成由硅制成的大面积p-n结。在如图1中所示的一种类型的这种太阳能电池10中，为具有光接收前侧14和后侧16的硅晶片12提供基本掺杂，其中所述基本掺杂可以是n型或p型。此外还利用具有与所述基本掺杂相反的电荷的掺杂剂在一侧（在图1中是前侧14）对所述硅晶片进行进一步掺杂，从而在所述硅晶片内形成p-n结18。来自光的光子被所述硅的光吸收侧14吸收到所述p-n结，电荷载流子（即电子和空穴）在该处被分离并传导至导电接触件，从而生成电力。太阳能电池在光接收前侧以及后侧上通常分别提供有金属接触件20、22，以便载送走由所述太阳能电池产生的电流。所述光接收前侧的金属接触件在太阳能电池的效率程度方面会造成问题，这是因为前侧表面的金属覆盖会导致遮蔽所述太阳能电池的有效区域。虽然可能希望尽可能多地减少金属接触件以便减少所述遮蔽，但是近似5%的金属覆盖仍然是不可避免的，这是因为所述金属化必须按照保持电损耗小的方式发生。此外，随着金属接触件的尺寸减小，与电接触件邻近的硅内的接触电阻显著增大。但是有可能通过在与光接收前侧14的金属接触件紧邻的狭窄区域24内利用具有与基本掺杂相反的电荷的掺杂剂对硅进行掺杂来减小接触电阻，从而产生选择性发射极。

包括重掺杂的狭窄区域24和与区域24相邻的相对轻掺杂的区域26的选择性发射极的制造在传统上需要几个处理步骤。具体来说，选择性发射极的制造或者需要高掺杂区域和轻掺杂区域的任何结构的制造通常都包括两个掺杂步骤和两个扩散步骤。但是这样的方法耗时并且成本高。

相应地，希望提供只利用一个扩散步骤并且因此是有时间效率的、在半导体材料中形成两个不同掺杂区的方法。此外还希望提供用于制造半导体器件的方法，其中所述方法利用一个扩散步骤获得具有相同导电性决定类型的元素的不同掺杂剂分布的两个不同半导体材料区。此外，通过随后结合附图和本发明的背景进行的本发明的详细描述和所附权利要求书，本发明的其他所期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，提供一种用于制造半导体器件的方法。所述方法包括以下步骤：将第一导电性决定类型元素从第一掺杂剂扩散到所述半导体材料的第一区中，从而形成第一掺杂区。同时将第二导电性决定类型元素从第二掺杂剂扩散到所述半导体材料的第二区中，从而形成第二掺杂区。第一导电性决定类型元素与第二导电性决定类型元素属于相同的导电性决定类型。第一掺杂区具有不同于第二掺杂区的掺杂剂分布的掺杂剂分布。

根据本发明的另一个示例性实施例，提供一种用于在半导体材料中形成掺杂区的方法。所述方法包括以下步骤：沉积覆盖在所述半导体材料的第一区之上的包括第一导电性决定类型元素的第一掺杂剂，以及沉积覆盖在所述半导体材料的第二区之上的包括第二导电性决定类型元素的第二掺杂剂。第一掺杂剂不是第二掺杂剂，并且第二导电性决定类型元素与第一导电性决定类型元素属于相同的导电性决定类型。第一导电性决定类型元素的至少一部分和第二导电性决定类型元素的至少一部分被同时分别扩散到第一区和第二区中。

附图说明

下面将结合以下附图描述本发明，其中相同的附图标记指代相同的元件，并且其中：

图1是具有光侧接触件和暗侧接触件的传统太阳能电池的示意图；

图2是根据本发明的示例性实施例的用于同时形成具有不同导电性决定类型元素分布的两个掺杂区的方法的流程图；

图3是在衬底上分配墨水的喷墨印刷机机构的剖面图；

图4是在衬底上分配墨水的气雾剂喷射印刷机机构的剖面图；

图5是根据本发明的示例性实施例的覆盖在第一掺杂剂之上的第二掺杂剂的示意性剖面图，其中第一掺杂剂被布置于覆盖在半导体材料之上；