[发明专利]供在太阳能电池制造中使用的等离子体格栅注入系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年6月23日递交的、发明名称为“PLASMA GRID IMPLANT SYSTEM FOR USE IN SOLAR CELL FABRICATIONS”的第61/219,379号共同未决美国临时申请的优先权，该临时申请如同这里阐述一样通过整体引用结合于此。

技术领域

本发明大体上涉及太阳能电池和其它大型衬底注入应用领域。具体而言，本发明涉及太阳能电池器件及其形成方法。

背景技术

虽然晶片的传统的束流线注入可以提供高的功率密度，但是它具有若干弊端。例如，它仅提供单个子束。此外，它在小束斑中使用大量功率，并且晶片变得很热。结果，生产率低下。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供了一种等离子体格栅注入系统。该系统包括：等离子体源，被配置成提供等离子体；第一格栅板，包括被配置成允许来自等离子体区中的等离子体的离子通过的多个孔，其中第一格栅板被配置成由电源在DC模式中连续地或者在脉冲模式中正向偏置；第二格栅板，包括被配置成在离子通过第一格栅板之后允许离子通过的多个孔，其中第二格栅板被配置成由电源在DC模式中连续地或者在脉冲模式中负向偏置；以及衬底保持器，被配置成在如下位置支撑衬底，在离子通过第二格栅板之后在该位置向衬底注入离子。

在某些实施例中，第一格栅板、第二格栅板和衬底保持器中的至少一个的位置被配置成在均匀注入位置与选择性注入位置之间调节，均匀注入位置被配置成实现跨衬底保持器上的衬底的单个横向均匀的离子注入，其中该单个横向均匀的离子注入由已经通过第二格栅板的不同孔的离子的组合形成，并且选择性注入位置被配置成实现衬底保持器上的衬底的多个横向间隔开的离子注入，其中该多个横向间隔开的离子注入由已经通过第二格栅板的不同孔的离子形成。

在某些实施例中，该系统还包括布置在第二格栅板与衬底保持器之间的第三格栅板，并且第三格栅板包括被配置成在离子通过第二格栅板之后允许离子通过的多个孔。在某些实施例中，第三格栅板接地。在某些实施例中，第三格栅板和衬底保持器中的至少一个的位置被配置成在均匀注入位置与选择性注入位置之间调节，均匀注入位置被配置成实现跨衬底保持器上的衬底的单个横向均匀的离子注入，其中该单个横向均匀的离子注入由已经通过第二格栅板的不同孔的离子的组合形成，并且选择性注入位置被配置成实现衬底保持器上的衬底的多个横向间隔开的离子注入，其中多个横向间隔开的离子注入由已经通过第二格栅板的不同孔的离子形成。

在某些实施例中，第一格栅板和第二格栅板中的至少一个格栅板的孔基本上为圆孔。在某些实施例中，第一格栅板和第二格栅板中的至少一个格栅板的孔为伸长槽。在某些实施例中，第一格栅板和第二格栅板中的至少一个格栅板的孔中的每个孔包括顶端和底端，其中底端比顶端更接近衬底保持器，并且其中每个孔的直径从顶端向底端渐增。

在某些实施例中，第一格栅板和第二格栅板包括选自由硅、石墨、碳化硅和钨组成的群组中的材料。在某些实施例中，该系统还包括由室壁限定的室，其中等离子体区、第一格栅板和第二格栅板容纳于室内，并且其中室壁被配置成使用电场来排斥等离子体区中的离子。在某些实施例中，一个或者多个磁体耦合到室壁。

在本发明的另一方面中，提供一种离子注入方法。该方法包括：在室的等离子体区内提供等离子体；正向偏置第一格栅板，其中第一格栅板包括多个孔并且布置在第一位置；负向偏置第二格栅板，其中第二格栅板包括多个孔并且布置在第一位置；使来自等离子体区中的等离子体的离子流过正向偏置的第一格栅板中的孔；使流过正向偏置的第一格栅板中的孔的离子的至少部分流过负向偏置的第二格栅板中的孔；以及向衬底注入流过负向偏置的第二格栅板中的孔的离子的至少部分，其中衬底布置在第一位置。

在某些实施例中，阴影掩模(shadow mask)布置在与衬底相距预定距离处，该阴影掩模包括穿过该阴影掩模形成的多个开口，并且该方法还包括：在对衬底进行注入之前使流过负向偏置的第二格栅板中的孔的离子的至少部分流过阴影掩模中的开口。

在某些实施例中，光阻剂掩模(photoresist mask)放置成与衬底接触，该光阻剂掩模包括穿过该光阻剂掩模形成的多个开口，并且该方法还包括：在对衬底进行注入之前使流过负向偏置的第二格栅板中的孔的离子的至少部分流过光阻剂掩模中的开口。