專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制造半導(dǎo)體元件的方法和由此方法制成的太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體元件特別是太陽(yáng)能電池上制造摻雜區(qū)的方法。本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明制造的帶有旁路二極管的太陽(yáng)能電池。
一個(gè)太陽(yáng)能電池基本包括一薄硅晶片，在該晶片的面對(duì)光源的一面上覆蓋單個(gè)的大面積的典型Pn結(jié)。光致激發(fā)的電荷載流子分別流向前面和背面的金屬連接區(qū)，前者具有能完成基本上最大限度地收集電荷載流子的幾體形狀，而覆蓋電池表面的金屬連接區(qū)的面積和由此形成的對(duì)光的阻擋被降至最小。上述太陽(yáng)能電池是單面的，即該太陽(yáng)能電池僅僅對(duì)于入射在電池前面的光來(lái)說(shuō)是光敏的。在電池背面另設(shè)一薄的結(jié)層，該層也做成光敏的，以便形成一個(gè)雙面太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池可具有本征的P或N型襯底，而摻雜的一層或多層可以是N+或P+。
使用含摻雜劑的氧化物在本領(lǐng)域是公知的。美國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)第4101351號(hào)描述了一種氧化物在晶體上如何生長(zhǎng)，然后晶體的該部分再次曝光使氧化物限定有源區(qū)的方法。這種曝光較典型地是通過(guò)向該氧化物覆蓋的晶體上加上耐氫氟酸的掩蔽層來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在晶體上涂覆光致抗蝕劑的區(qū)域中氧化層被氫氟酸腐蝕掉、由此曝光的晶體區(qū)域在光致抗蝕劑層除去后被摻雜、這種摻雜是通過(guò)適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)在高溫下向晶體的擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)的，所說(shuō)的高溫的典型范圍為約1000℃。摻雜源材料是通過(guò)在晶體的曝光區(qū)域沉積一層例如含摻雜源材料的二氧化硅而被添加的。因?yàn)榫w的剩余部分有氧化層保護(hù)，所以不會(huì)發(fā)生不希望的摻雜。氧化、加光致抗蝕劑掩蔽、腐蝕和摻雜過(guò)程要多次重復(fù)，以便使晶體具有所希望的數(shù)目的摻雜區(qū)。所述的該方法具有許多缺點(diǎn)，包括例如多個(gè)復(fù)雜的工序，如氧化物在晶體表面上的生成需要約1000℃的高溫處理以及在純氧或水蒸氣中的潔凈環(huán)境。晶體表面的部分區(qū)域的曝光通常需要使用氫氟酸，由于其毒性，氫氟酸是極其難于處理的化學(xué)物質(zhì)。
本發(fā)明的目的是要提出一種在半導(dǎo)體元件特別是太陽(yáng)能電池上制造摻雜區(qū)的方法。
這個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，在半導(dǎo)體襯底的表面的一部分上涂敷形成掩蔽層的含摻雜劑的氧化物，將所說(shuō)的涂有掩蔽層的半導(dǎo)體襯底加熱到是以實(shí)現(xiàn)摻雜物的部分從掩蔽層向半導(dǎo)體襯底擴(kuò)散的溫度，同時(shí)在摻雜過(guò)程中也會(huì)發(fā)生半導(dǎo)體襯底的裸露表面的不希望的自摻雜。半導(dǎo)體襯底的自摻雜區(qū)可通過(guò)例如堿腐蝕或等離子腐蝕被腐蝕掉，所說(shuō)的堿包括膽堿、氫氧化鉀或氫氧化鈉，而對(duì)于掩蔽層下的摻雜區(qū)來(lái)說(shuō)，掩蔽層構(gòu)成一保護(hù)阻擋層。這使得光致抗蝕劑掩蔽成為不必要的，因?yàn)樗醚趸飺诫s源層具有多種功能，在以后的摻雜過(guò)程中它也起對(duì)摻雜區(qū)的阻擋層作用。進(jìn)一步高溫工序的次數(shù)減少，以便它能與摻雜過(guò)程的次數(shù)基本對(duì)應(yīng)，如果采用一摻雜源層作為對(duì)氣相源的阻擋層，高溫工序次數(shù)甚至可少于摻雜過(guò)程次數(shù)。這是一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橹貜?fù)的高溫工序會(huì)破壞晶片的晶體結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的特征是，在半導(dǎo)體襯底上沉積一摻雜源層，當(dāng)自摻雜區(qū)被腐蝕掉時(shí)，該層作為掩蔽層和保護(hù)層。本發(fā)明的特征在于，僅通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的高溫工序就可制造出多個(gè)相互隔離的不同類(lèi)型和濃度的摻雜區(qū)。合適的細(xì)節(jié)限定在權(quán)利要求2-7中。權(quán)利要求8和10限定了一種帶有與光電二極管反向的旁路二極管的太陽(yáng)能電池，以便在部分被遮蓋或破壞時(shí)，該太陽(yáng)能電池能起導(dǎo)電二極管作用而不切斷太陽(yáng)能電池板。
根據(jù)本發(fā)明的制造太陽(yáng)能電池的方法優(yōu)越性在于，完全避免了使用氨氟酸和光致抗蝕劑，因此，該方法對(duì)環(huán)境是非常有益的。進(jìn)一步，流程工序和高溫處理工序的數(shù)目顯著減少，從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看這也是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。具有合適的效率的太陽(yáng)能電池的制造以前，只能限于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，因?yàn)樯婕暗角鍧嵀h(huán)境，使用多種危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)和先進(jìn)設(shè)備等高要求。本發(fā)明對(duì)環(huán)境沒(méi)有這樣的要求，因此，它特別適用在不能利用高技術(shù)的企業(yè)中。
本發(fā)明將通過(guò)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例并參考附圖得到更充分地闡述，其中，

圖1顯示出本發(fā)明的方法的流程圖的一個(gè)例子。
圖2-8示意表示根據(jù)圖1的流程圖制備的雙面太陽(yáng)能電池的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的制造過(guò)程中的各種狀態(tài)。
圖1顯示出制造本發(fā)明的太陽(yáng)能電池的工序流程。在基片上形成摻雜區(qū)之前，要進(jìn)行一些已知的處理工序，其中，例如，除去鋸痕，使反射特性改變，為完整起見(jiàn)，所述工序只是被簡(jiǎn)單地說(shuō)明。對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)已制成的半導(dǎo)體/太陽(yáng)能電池的連接也將舉例說(shuō)明。
要根據(jù)要制成的太陽(yáng)能電池的需要來(lái)選擇襯底材料，在圖示的例子中，選擇電阻率為100Ωcm的N型硅襯底。該襯底是具有(100)取向和處理前厚350μm的單晶晶片、因?yàn)槭菑墓璋羯箱徬碌?，該晶片表面具有較小的鋸痕。
為了最后的連接，在101工序中采用例如厚膜印刷技術(shù)可印制二氧化硅網(wǎng)絡(luò)圖案，在111工序中采用如koH通過(guò)連續(xù)的表面腐蝕形成一系列鄰接凹槽，其中連接可能發(fā)生，以便有源區(qū)不被遮罩。另外，所述凹槽也可通過(guò)激光刻槽形成。對(duì)于雙面太陽(yáng)能電池，該工序是在晶片的兩面進(jìn)行的。
為改善太陽(yáng)能電池的效率，在112工序中采用例如膽堿溶液更好地實(shí)施另一種已知的腐蝕，以便形成具有約5μm的錐峰的錐形結(jié)構(gòu)表面，然后停止該腐蝕工序，象其它腐蝕工序那樣，將晶片置于水中洗滌并接著使之干燥，同時(shí)由此對(duì)晶片進(jìn)行化學(xué)清潔處理。如果太陽(yáng)能電池的表面未構(gòu)成，可另外涂敷一抗反射層，它能任意地與后面將提到的摻雜源材料層之一結(jié)合?？狗瓷鋵油ǔ＞哂写蠹s1/4波長(zhǎng)的厚度。
工序121使得有可能在晶片的前面沉積出具有很高的克分子百分比的含磷的薄的圖案化二氧化硅層，這可通過(guò)厚膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)。使圖案適于覆蓋在子工序101和111中形成的凹槽，以便降低金屬連接區(qū)和硅材料之間的接觸電阻。由于高摻雜破壞了晶體結(jié)構(gòu)，將圖案的分布限制在連接區(qū)域是重要的，層厚最好限制在0.05μm，在圖案中線寬通常比上述凹槽寬1/3。當(dāng)制造過(guò)程結(jié)束時(shí)將用于連接的金屬材料沉積在高摻雜硅線的頂部，以防止通過(guò)弱摻雜區(qū)可能產(chǎn)生的短路。此外，可能淀積除用于連接線之外的多余線，由于這些多余線可作為對(duì)連接網(wǎng)的補(bǔ)充并也允許光通過(guò)，因而它們降低了對(duì)金屬化的連接網(wǎng)的要求。
在工序122中，在圖2所示的硅片1上，設(shè)置了一低摻雜二氧化硅層3，該層3是通過(guò)任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，比如厚膜印刷技術(shù)，旋涂，噴涂和化學(xué)氣相淀積(CVD)等制成的。不過(guò)，這里選擇旋涂技術(shù)，將二氧化硅溶液施加于旋轉(zhuǎn)的晶體1上，從而在該晶片的表面2上沉積出一薄層3。通過(guò)控制各種參數(shù);例如晶片的旋轉(zhuǎn)速度和二氧化硅(溶液)的粘度，可以控制層3的分布、包括它在晶片的背面或下面的延伸。層3具有多種功能，但主要是作摻雜源用。此外，層3可防止來(lái)自下面的高摻雜層或圖案的自摻雜，該圖案是在工序121中有選擇地沉積成的，它還能使下層防止不希望的摻雜以及連續(xù)腐蝕效應(yīng)。此外，層3的厚度應(yīng)使之能在成品太陽(yáng)能電池上作為防反射層用。因此，當(dāng)在1000℃干燥之后，層3可能具有0.15μm的厚度。
為獲得18-25%量級(jí)的電池效率，層3的沉積和其組分是起非常決定性的作用的，因?yàn)檫@種效率取決于低的表面濃度。對(duì)于一個(gè)太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)，光電流(在入射光的PN結(jié)中形成的電流)是與反向電流(暗電流)疊加的，因此要努力限制后者。引起大的暗電流的重要原因是在表面(高表面復(fù)合速率)上的許多復(fù)合中心，它們可通過(guò)采用一薄的SiO2層-所謂的鈍化層，使表面鈍化而被中和，不過(guò)、只有當(dāng)摻雜雜質(zhì)(這里是磷原子)的表面濃度相當(dāng)?shù)停吹陀诩s2.5×1018Cm-3時(shí)，鈍化層方是有效的。
在晶片1的表面2的部分被涂敷摻雜源層后，電池被高溫處理，在工序131中該處理是在約1000℃溫度，最好，在干燥的氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行，該工序持續(xù)的時(shí)間為15分鐘。這種處理的用途是通過(guò)從所沉積的層3向位于晶片1的表面正下方的區(qū)域擴(kuò)散，在該晶片上形成摻雜區(qū)。如此調(diào)整這個(gè)工序131，即提供有效吸收以便使晶片中的不希望的雜質(zhì)被除去。如果不需要吸收，高溫工序131可延長(zhǎng)并省去工序132。使用純氮(不含氧)氣流可避免在電池背面形成SiO2遮蓋層，另外還可防止在工序132中來(lái)自PoCl3源的氣相磷擴(kuò)散。
圖3示出的摻雜結(jié)區(qū)4的形成，發(fā)生在工序131中，這里用于形成N區(qū)的磷雜質(zhì)來(lái)自工序122中沉積成的二氧化硅層，二氧化硅層3在工序131中硬化，以便另外在前面提供一種掩蔽效果來(lái)防止在工序132中大量的磷原子的不希望的進(jìn)入。本發(fā)明的特殊性在于，在一個(gè)單獨(dú)的高溫工序中制備出不同類(lèi)型和濃度的相互分離的摻雜區(qū)。
在向工序132過(guò)渡時(shí)，溫度保持1100℃，晶片被移到爐中的另一區(qū)域，該區(qū)域的氣氛包含氧和來(lái)自PoCl3源的運(yùn)載氣體。這部分高溫處理耗時(shí)15分鐘并隨慢慢冷卻結(jié)束，在此過(guò)程中PoCl3源是不接通的。為了從吸收過(guò)程中得到充分的好處，慢慢冷卻是必需的。此外，快速冷卻對(duì)保持晶體結(jié)構(gòu)是不合適的，因?yàn)榭赡馨l(fā)生晶體破裂，這會(huì)降低少數(shù)電荷載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度并因此降低電池效率。因此，工序131和132在沒(méi)有中間冷卻和在相同的擴(kuò)散室或爐中進(jìn)行是很重要的。每次冷卻和加熱都會(huì)發(fā)生新的晶體破裂。1100℃溫度可在寬的界限內(nèi)變化，但為清楚起見(jiàn)，選它作為一個(gè)典型的例子。
如從圖3中將看到的，一摻雜區(qū)5將由氣相源形成，其上有一氧化層6在擴(kuò)散過(guò)程中形成。
尤其是在擴(kuò)散過(guò)程中，一堅(jiān)固的磷摻雜二氧化硅層形成于背面，不過(guò)、該層會(huì)在工序141中通過(guò)腐蝕被除去。一個(gè)擴(kuò)散層可借助參數(shù)，結(jié)深和表面電阻(單位面積的歐姆數(shù))，來(lái)表征結(jié)深度是從表面到一點(diǎn)的距離，在該點(diǎn)處第一種雜質(zhì)的濃度等于第二種雜質(zhì)的濃度，也即被分別稱(chēng)為受主和施主原子之間的平衡。
工序141中的腐蝕，最好用膽堿來(lái)實(shí)現(xiàn)，如何將背面的磷氧化物薄層6腐蝕掉，以便將埋置于其中的雜質(zhì)連同最外層的厚度5μm的硅一起除去。腐蝕停止后，前面二氧化硅層同樣也變薄了，此時(shí)具有的0.1μm的厚度。最好腐蝕是選擇性的，以便保持錐形結(jié)構(gòu)，但這包含一種冒險(xiǎn)，即(表面)結(jié)構(gòu)將不如腐蝕前那樣均勻，因?yàn)橐恍╁F體腐蝕得比其它錐體更快。腐蝕后背面的錐體比前面的錐體高5μm。特別是與(111)方面相比，在(100)方向腐蝕速率要高許多倍，因此，保證腐蝕深度(這里是5μm)大于在132工序中來(lái)自氣相外界源的磷原子在背面的浸透深度(這里是3μm)是重要的。
就象在工序121中那樣，在工序151中將具有很高的硼克分子百分比的二氧化硅層沉積在晶片背面，這可通過(guò)厚膜印刷技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在150℃干燥后該層厚為0.1μm，它除了作為高摻雜連接區(qū)的一個(gè)摻雜源外，它還作為阻止不希望的金屬材料進(jìn)入的一個(gè)附加保護(hù)層。另外，與工序121中使用的圖案相對(duì)應(yīng)，使該圖案以相同的方式覆蓋在工序101中形成的連接槽上。
如果該電池裝配后面將要提到的旁路二極管，那么沿背面的周邊涂敷具有高的磷克分百分比的二氧化硅層，這適合借助于厚膜技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它是在工序152中完成的。然后，具有低克分子百分比的二氧化硅層9(圖5)沉積在背面，這是在工序153中進(jìn)行的，并且適合借助于厚膜印刷技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。層9(圖5)覆蓋在除沿晶片周邊的環(huán)形區(qū)域之外的整個(gè)背面上。在100℃干燥后，該層的厚度約為0.1μm。低克分子百分比保證在連接區(qū)域之外表面濃度不超過(guò)8×1018硼原子/厘米3。硼的濃度高于前面提到的磷的濃度，原因是硼的擴(kuò)散比磷慢，因而為保持相同的低表面電阻必須增高濃度。此外，應(yīng)當(dāng)考慮到，在工序161的高溫處理中，磷通過(guò)擴(kuò)散更深地向晶片滲透。解決這個(gè)問(wèn)題的方法是先沉積一硼層(工序121-122)然后沉積一磷層(工序151-153)。
工序161中的擴(kuò)散是在1000℃干燥的氮和氧氣氛中進(jìn)行的，時(shí)間為30分鐘。高溫工序是在富氧氣氛中非常慢地冷卻而結(jié)束的，以便形成0.01μm厚的表面鈍化層，這最好通過(guò)干式氧化來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)注意，氧化物生長(zhǎng)在硅晶體表面而不是生長(zhǎng)在摻雜的二氧化硅上。在這里冷卻是非常重要的，最好的結(jié)果是采用非常緩慢地冷卻(2℃/秒)得到的。
在工序161中，硼從二氧化硅層9向晶片的滲透是在二氧化硅層9正下面的區(qū)域10中。在處于兩二氧化硅層之間的無(wú)保護(hù)區(qū)域中，區(qū)域11的自摻雜將發(fā)生，并且氧化物12將在其頂面形成。在擴(kuò)散過(guò)程中，摻雜區(qū)4將輕微地?cái)U(kuò)展。
在圖7將看到工序171中的腐蝕如何除去自摻雜區(qū)11和其上形成的氧化物12。腐蝕采用熱膽堿溶液，以便從二氧化硅層之間的區(qū)域的表面除去2μm厚的硅。在腐蝕過(guò)程中，二氧化硅層3和10的厚度降至0.01μm，使得有可能在以后的工序中涂上較多數(shù)目的反射層。二氧化硅層被腐蝕掉是有益的，因?yàn)樵谶@種情況下它主要含有低折射率(典型值為1.45)的SiO2。采用高折射率(的材料)可得到較好的抗反射層。換句話說(shuō)，為了層3和9，或許能決定采用具有折射率為2.1的TiO2并保持之。另外，也許能決定將這層和其它抗反射層結(jié)合使用，比如Ta2O5、ZnS或MgF2，以便提供產(chǎn)生較好的抗反射效果的雙層結(jié)構(gòu)。
然后，以已知方式制備連接區(qū)，這將是本領(lǐng)域技術(shù)從員所熟知的，因而不再給予更詳細(xì)說(shuō)明，已參照一個(gè)雙面太陽(yáng)能電池，對(duì)流程圖作了解釋?zhuān)惨斫?，在工?41的腐蝕之后就可中止而提供給以后準(zhǔn)備連接的單面太陽(yáng)能電池。
因此可以說(shuō)，摻雜源和掩蔽層均采用二氧化硅層會(huì)產(chǎn)生一系列好的效果。在制造單面太陽(yáng)能電池時(shí)，襯底晶片的一面涂敷二氧化硅層，該二氧化硅層部分地作為源材料而又部分地作為掩蔽層。在高溫工序中，原子從摻雜源直接向晶片的下面部分?jǐn)U散，并經(jīng)氣體以自摻雜的方式向未保護(hù)的晶片背面擴(kuò)散。晶片的自摻雜部分通過(guò)后面的腐蝕被除去，而二氧化硅層保護(hù)下面的摻雜區(qū)。然后晶片被連接并可作用單面太陽(yáng)能電池使用。
在圖8中可以看到，由氣相摻雜源摻雜的區(qū)域11通過(guò)工序171中的最終腐蝕為何不能被完全除去。這樣，在工序152中在底部形成一個(gè)帶結(jié)層的環(huán)形溝槽。該溝槽的寬度正好大于摻雜區(qū)4和4的相應(yīng)浸透深度。二氧化硅層3和9之間的距離入可用于調(diào)節(jié)暗電流的變化率，這種調(diào)節(jié)是通過(guò)由在阻塞(blocking)方向偏置的半導(dǎo)體層形二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由此可降低熱點(diǎn)危險(xiǎn)。對(duì)于N+和P+區(qū)之間的漏電流，距離入是起決定性作用的，當(dāng)太陽(yáng)能電池由此而具有二極管效應(yīng)時(shí)，即使一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的太陽(yáng)能電池失效或被遮蓋，太陽(yáng)能電池板也能連續(xù)工作。所提到的二極管效應(yīng)可通過(guò)采用選擇性腐蝕除去結(jié)合圖6說(shuō)明的自摻雜區(qū)來(lái)得到，以便使環(huán)形溝槽暴露于晶片1，同時(shí)沿有源區(qū)4和10邊緣仍有層11的剩余部分。由于層11是通過(guò)來(lái)自源層9的自摻雜形成的，因而它具有和有源區(qū)10相同的導(dǎo)電類(lèi)型，層11的面對(duì)區(qū)域10的一個(gè)組成部分將因此被認(rèn)為是這區(qū)域10的一個(gè)組成部分，而面對(duì)區(qū)域4的剩余部分將被認(rèn)為是一個(gè)與有源區(qū)4導(dǎo)電類(lèi)型不同的摻雜區(qū)16(圖8)。與區(qū)域4導(dǎo)電類(lèi)型相同的區(qū)域15在溝槽中與區(qū)域10連接，以便提供一個(gè)Pn結(jié)或PIN結(jié)。區(qū)域15可能，例如，與連接區(qū)相連而形成，因此它可以是鋁的。這個(gè)半導(dǎo)體結(jié)形成一個(gè)與太陽(yáng)能電池形成的“光電二極管”反向的二極管，因此可保證，即使是太陽(yáng)能電池不能工作，例如被破壞，被遮蓋或類(lèi)似的情況，安裝太陽(yáng)能電池的面極也能繼續(xù)工作。采用單晶原材料，二極管垂直于環(huán)形溝槽延伸，而采用多晶硅原材料，二極管由垂直于溝槽的多個(gè)部分組成，因而，它包括一系列并連的二極管。
在前面對(duì)具有硼或磷的二氧化硅層作為源層進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解，摻雜劑可任意從例如銻和砷中選擇。二氧化硅通常包括通過(guò)強(qiáng)加熱和添加氧形成石英晶體的含硅和氧材料，但它可由例如氮化硅，氧化鈦或其它具有作為阻擋層所必須的特性的材料替代。前面描述的例子中的原材料為單晶硅片，但也可由多晶片甚至非晶片替代，這些材料的選擇取決于太陽(yáng)能電池的所希望的特性。
正如從前所述能理解的，晶片被涂覆多個(gè)不同導(dǎo)電類(lèi)型的源層，它們共同擴(kuò)散并且既作為源層又作為阻止不希望的自摻雜的掩蔽層。這些層可通過(guò)例如CVD、旋涂或厚膜印刷技術(shù)按普通方式被設(shè)置。從而使得有可能在一個(gè)單獨(dú)的高溫工序中制成雙面太陽(yáng)能電池，而自摻雜區(qū)可由以后的腐蝕除去，還應(yīng)理解，這里描述的技術(shù)適用于包括閘流晶體管在內(nèi)多種不同半導(dǎo)體類(lèi)型的制造。因此，可在半導(dǎo)體上形成任意結(jié)構(gòu)的滲雜區(qū)。
在前面對(duì)以堿溶液作為腐蝕劑作了說(shuō)明，但是腐蝕工序由等離子腐蝕來(lái)代替是有利的，這樣擴(kuò)散工序和腐蝕工序就可在一個(gè)相同的爐室中進(jìn)行，而不必在工序之間移動(dòng)晶片。因此這種方法的顯著優(yōu)點(diǎn)是在腐蝕過(guò)程中爐管道是清潔的，并且可省去以后的晶片洗滌、化學(xué)清潔處理和干燥等工序。
權(quán)利要求
1.一種在半導(dǎo)體元件特別是太陽(yáng)能電池上制造摻雜區(qū)的方法，其特征在于，在半導(dǎo)體襯底表面的一部分涂敷帶有第一種摻雜劑的一個(gè)源層；將帶源層的半導(dǎo)體襯底加熱到足以使摻雜劑的部分從源層向半導(dǎo)體襯底擴(kuò)散的溫度，同時(shí)在摻雜過(guò)程中，半導(dǎo)體襯底的未被保護(hù)的表面的不希望的自摻雜也發(fā)生了；以后腐蝕掉半導(dǎo)體襯底的自摻雜區(qū)，所述源層構(gòu)成對(duì)下面的摻雜區(qū)的保護(hù)阻擋層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，腐蝕之后，在半導(dǎo)體襯底表面的另一部分，涂敷帶有第二種摻雜劑的第二源層;將帶有源層的半導(dǎo)體襯底加熱到足以使第二種摻雜劑的部分從第二源層向半導(dǎo)體襯底擴(kuò)散的溫度，同時(shí)在摻雜過(guò)程中，半導(dǎo)體襯底的未被保護(hù)的表面的不希望的自摻雜也發(fā)生了;以后腐蝕掉半導(dǎo)體襯底的自摻雜區(qū)，所述源層構(gòu)成對(duì)下面的摻雜區(qū)的保護(hù)阻擋層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，為對(duì)于涂敷了帶有摻雜劑的源層，加熱前涂敷一層或多層帶摻雜劑的源層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，半導(dǎo)體襯底為晶體硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，含有摻雜劑的源層為二氧化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，含有摻雜劑的源層從下面一組中選擇TiO，TiO2，ALO2，SnO2氮化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5的方法，其特征在于，摻雜劑從磷、硼、砷和銻中選擇。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述方法制造的太陽(yáng)能電池，其特征在于，它包括一個(gè)半導(dǎo)體襯底的晶片(1)，晶片一面的部分具有第一導(dǎo)電型的第一有源區(qū)(10)，晶片的另一面，晶片的邊緣和晶片的第一面的周邊具有第二導(dǎo)電型的第二有源區(qū)(4)，兩個(gè)有源區(qū)(4，10)隔開(kāi)的距離為入。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的太陽(yáng)能電池，其特征在于，有源區(qū)(4，10)涂敷有抗反射層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的太陽(yáng)能電池，其特征在于，位于第一(10)和第二(4)有源區(qū)之間的區(qū)域包括一個(gè)與第一區(qū)(10)相連的第二種導(dǎo)電型的第三有源區(qū)(15)和一個(gè)與第二有源區(qū)(4)相連的第一導(dǎo)電型的第四有源區(qū)(16)，以便提供一個(gè)相對(duì)于由第一和第二有源區(qū)(4，10)形成的PN結(jié)反向的PN結(jié)。
全文摘要
半導(dǎo)體元件上的摻雜區(qū)是按下述方法制成的，在半導(dǎo)體襯底表面的一部分涂敷形成掩蔽層并含有摻雜劑的氧化物，加溫使摻雜劑向半導(dǎo)體襯底擴(kuò)散，在摻雜過(guò)程中半導(dǎo)體襯底的未被保護(hù)的表面的不希望的自摻雜也發(fā)生了，為此，通過(guò)堿腐蝕或等離子體腐蝕將半導(dǎo)體襯底的自摻雜區(qū)域腐蝕掉，所述掩蔽層構(gòu)成對(duì)其下的摻雜區(qū)的保護(hù)阻擋層。在制造帶有分別為P和N導(dǎo)電型的兩個(gè)摻雜區(qū)的太陽(yáng)能電池時(shí)，兩摻雜區(qū)之間的距離司用于通過(guò)在阻塞(blocking)方向偏置的二極管調(diào)節(jié)暗電流的變化率，
文檔編號(hào)H01L31/068GK1057735SQ9110437
公開(kāi)日1992年1月8日 申請(qǐng)日期1991年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月30日
發(fā)明者亞科瓦·塞弗 申請(qǐng)人:亞科瓦·塞弗