[发明专利]一种实现深结低表面浓度的晶体硅扩散工艺

说明书

技术领域

本发明属于晶体硅太阳能电池制造领域，涉及一种实现深结低表面浓度的晶体硅扩散工艺。

背景技术

在半导体硅和太阳能电池制造中，卧式扩散炉的扩散工艺是对晶体硅进行掺杂，形成PN结，从而使晶体硅内部形成内建电场，PN结是半导体器件的核心，良好地PN结有利于晶体硅太阳能电池光电转换效率的提升。

在晶体硅太阳能电池的制备工艺中，卧式扩散炉设备是主流产品，占据着市场超过95%的份额，即使是在技术相对领先，自动化要求很高的欧洲市场卧式扩散炉也是主流产品，即使偶尔有其他新技术的引入也未能在大生产过程中获得业内的认可，因此研究卧式扩散炉的扩散工艺是光伏行业提升晶体硅太阳能电池转换效率的重心，但是众所周知卧式扩散炉因为其结构性问题存在着一些我们无法避免的缺陷：1，石英管各位置的温度存在差异，特别是石英管口和管尾位置 ；2，杂质气体在石英管内分布的浓度不均匀；3，变温扩散过程中温度上升下降都存在不同步的情况。上述情况最终影响扩散工艺之后晶体硅内部掺杂的不均匀。

另外考虑到目前市场上供应的正面银浆都在向弱刻蚀方向发展，这类浆料对晶体硅表面掺杂浓度的要求不高，因此，研究新的扩散工艺显得意义重大。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种实现深结低表面浓度的晶体硅扩散工艺。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种实现深结低表面浓度的晶体硅扩散工艺，所述扩散工艺是在扩散炉中对晶体硅进行掺杂处理，包括如下步骤：

（1）将硅片送入扩散炉；（2）升温过程；（3）恒温过程；（4）第一次扩散；（5）低温分布；（6）升温再分布；（7）第一次恒温再分布；（8）第一次降温再分布；（9）第二次恒温再分布；（10）第二次扩散；（11）第二次降温再分布；（12）取出硅片；其中所述的再分布是一个使沉积的杂质穿过硅晶体，在硅片中重新分布形成期望的结深的过程。

其中，步骤（1）设定的的工艺参数如下：

送片时间为840s，炉内温度为790～810℃，优选为800℃；小氮流量和干氧流量为0 ml/m；大氮流量为22500～27500ml/m，优选为25000ml/m；

步骤（2）设定的的工艺参数如下：

升温时间≤10s，优选为1s；炉内温度为790～810℃，优选为800℃；小氮流量和干氧流量为0 ml/m；大氮流量为22500～27500ml/m，优选为25000ml/m；即，在10s内使硅片升温至790～810℃；

步骤（3）设定的的工艺参数如下：

恒温时间为1000s；炉内温度为790～810℃，优选为800℃；小氮流量和干氧流量为0 ml/m；大氮流量为22500～27500ml/m，优选为25000ml/m；

步骤（4）设定的的工艺参数如下：

扩散时间为600s；炉内温度为790～810℃，优选为800℃；小氮流量和干氧流量为900 ～1100ml/m ，优选为1000 ml/m；大氮流量为20700～25300ml/m，优选为23000ml/m；

步骤（5）设定的的工艺参数如下：

低温分布时间为500s；炉内温度为790～810℃，优选为800℃；小氮流量为0 ml/m；大氮流量为21960～26840 ml/m，优选为24400 ml/m；干氧流量为540～660ml/m，优选为600ml/m；

步骤（6）设定的的工艺参数如下：

升温分布时间≤10s，优选为1s；炉内温度为840～860℃，优选为850℃；小氮流量为0 ml/m；大氮流量为21960～26840 ml/m，优选为24400 ml/m；干氧流量为540～660ml/m，优选为600ml/m；

步骤（7）设定的的工艺参数如下：

恒温分布时间为1300s；炉内温度为840～860℃，优选为850℃；小氮流量为0 ml/m；大氮流量为21960～26840 ml/m，优选为24400 ml/m；干氧流量为540～660ml/m，优选为600ml/m；

步骤（8）设定的的工艺参数如下：

降温分布时间为1200；炉内温度为820～840℃，优选为830℃；小氮流量和干氧流量为0 ml/m；大氮流量为22500～27500ml/m，优选为25000ml/m；

步骤（9）设定的的工艺参数如下：