专利名称：太阳能晶片的掺杂方法以及掺杂晶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能晶片的掺杂方法以及掺杂晶片，特别是涉及一种用于制作背结电池的太阳能晶片的掺杂方法以及掺杂晶片。
背景技术：
新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。在新世纪中，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。而光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点。近几年，国际光伏发电迅猛发展，太阳能晶片供不应求，于是提高太阳能晶片的光电转化效率和太阳能晶片的生产能力成为重要的课题。太阳能电池受光照后，电池吸收一个能量大于带隙宽度的入射光子后产生电子-空穴对，电子和空穴分别激发到导带与价带的高能态。在激发后的瞬间，电子和空穴在激发态的能量位置取决于入射光子的能量。处于高能态的光生载流子很快与晶格相互作用，将能量交给声子而回落到导带底与价带顶，这过程也称作热化过程，热化过程使高能光子的能量损失了一部分。热化过程后，光生载流子的输运过程(势垒区或扩散区)中将有复合损失。最后的电压输出又有一次压降，压降来源于与电极材料的功函数的差异。由上述分析，太阳能电池效率受材料、器件结构及制备工艺的影响，包括电池的光损失、材料的有限迁移率、复合损失、串联电阻和旁路电阻损失等。对于一定的材料，电池结构与制备工艺的改进对提高光电转换效率是重要的。一种可行的实现低成本高效率太阳电池方案是聚光太阳电池。聚光太阳电池可以大大节约材料成本，明显提高太阳电池效率。采用正面结结构的太阳电池，为了满足聚光电池电流密度更大的特点，必须大大增加正面栅线密度，这会反过来影响栅线遮光率，减小短路电流。一种可行的解决遮光损失的方案就是背接触结构太阳电池，也叫背结电池。背接触结构太阳能电池的掺杂区域和金半接触区域全部集成在太阳电池背面，背面电极占据背表面很大部分，减小了接触电阻损失。另外，电流流动方向垂直于结区，这就进一步消除了正面结构横向电流流动造成的电阻损失，这样就会同时满足高强度聚焦正面受光和高光电转换效率的要求。背接触太阳能电池也有利于电池封装，进一步降低成本。但是由于背结电池的PN结靠近电池背面，而少数载流子必须扩散通过整个硅片厚度才能达到背面结区，所以这种电池设计就需要格外高的少子寿命的硅片作为基地材料，否则少子还未扩散到背面结区就被复合掉了，这样电池的效率就会大大下降。 IBC(interdigitated back contact)太阳能电池是最早研究的背结电池，最初主要用于聚光系统中，任丙彦等的背接触硅太阳能电池研究进展(材料导报2008年9月第22卷第9期)中介绍了各种背接触硅太阳能电池的结构和制作工艺，以IBC太阳能电池为例， SUNP0WER公司制作的IBC太阳能电池的最高转换效率可达M %，然后由于其采用了光刻工艺，由于光刻所带来的复杂操作使得其成本难以下降，给民用或者普通场合的商业化应用造成困难。为了降低成本，也有利用掩模板来形成交叉排列的P+区和N+区，但是在制作过程中必须用到多张掩模板，不仅增加了制作成本，由于光刻技术需要精确校准因此还产生了采用不同掩模板需要校准的问题，为制作过程带来了不少难度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中IBC太阳能电池的制作过程中使用光刻工艺成本较高的缺陷，提供一种仅需一张掩模板、无掩模板校准问题、成本较低、 工艺步骤较少且掺杂离子浓度得以精确控制的太阳能晶片的掺杂方法以及掺杂晶片。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的—种太阳能晶片的掺杂方法，其特点在于，其包括以下步骤步骤S1、在N型基底表面形成N+型掺杂层；步骤&、在该N+型掺杂层表面形成掺杂阻挡层；步骤&、在该掺杂阻挡层表面形成具有图样的薄膜，其中，未被该具有图样的薄膜覆盖的区域为开放区域；该具有图样的薄膜起到掩膜的作用，步骤、、蚀刻去除该开放区域的掺杂阻挡层以及N+型掺杂层，并在该具有图样的薄膜下方靠近该开放区域的一端的该掺杂阻挡层和N+型掺杂层中形成侧蚀(undercut，此字原义是指早期人工伐木时，以斧头自树根两侧处，采上下斜口方式将大树逐渐砍断，谓之 Undercut。后来在PCB (印刷电路板)中是指用于蚀刻制程中，当板面导体在阻剂的掩护下进行喷蚀时，理论上蚀刻液会垂直向下或向上进行攻击，但因药水的作用并无方向性，故也会产生侧蚀，造成侧蚀后导体线路在截面上，显现出两侧的内陷，称为Undercut)，其中蚀刻深度至少为该掺杂阻挡层和该N+型掺杂层厚度的总和；步骤&、加速P型离子并通过离子注入的方式将该P型离子从该N型基底的表面的该开放区域注入至N型基底中以形成P+型掺杂区域，其中，该P+型掺杂区域与该未经蚀刻的N+型掺杂层互不接触；步骤&、去除该具有图样的薄膜以及该掺杂阻挡层，其中，所述的P型替换为N型时，N型同时替换为P型。这里所说的侧蚀(undercut) 是指在蚀刻该开放区域的掺杂阻挡层以及N+型掺杂层的过程中，除了该开放区域正下方的掺杂阻挡层以及N+型掺杂层被完全蚀刻掉之外(即正向蚀刻)，由于外延扩散的原因，该具有图样的薄膜下方靠近该开放区域的一端的该掺杂阻挡层和N+型掺杂层也被侧向蚀刻掉一小部分，业内称之为侧蚀(例如图4a、图4b中形成的弧形凹槽式的侧蚀31)。这里所谓的正向指垂直于基底平面的方向，侧向即指平行于基底平面的方向。优选地，步骤S1中通过热扩散或者离子注入的方式形成该N+型掺杂层，其中该N+ 型掺杂层的方块电阻为20-100 Ω / 口。本领域技术人员可以根据需要选择合适的扩散源或者掺杂离子的能量、浓度等参数以形成该N+型掺杂层。较佳地，该N+型掺杂层的方块电阻为30-90 Ω / □，更佳地，该N+型掺杂层的方块电阻为40-80 Ω / 口。优选地，步骤&中通过CVD (化学汽相淀积)的方法形成该掺杂阻挡层，其中该掺杂阻挡层的厚度大于1 μ m，该掺杂阻挡层为二氧化硅、非晶硅、多晶硅或氮化硅薄膜。本领域技术人员可以根据实际需要选择其他的掺杂阻挡层的材料以及形成工艺。优选地，步骤&中通过丝网印刷的方式形成该具有图样的薄膜，其中该具有图样的薄膜由合成橡胶或金属制成，例如铜铝合金，该具有图样的薄膜形成之后，还包括烘干该薄膜的步骤。优选地，步骤、中采用湿法化学法蚀刻去除该开放区域的掺杂阻挡层以及N+型掺杂层。例如采用稀释后的氢氟酸进行蚀刻，并形成侧蚀。优选地，步骤、中所形成的侧蚀的深度至少为2，为了使PN结不容易被击穿，提高掺杂晶片的使用寿命，该优选的侧蚀深度为2-30 μ m，更佳地，优选的侧蚀深度为5-20μπι。 这里用测试深度来描述侧蚀程度，本领域通常以构成侧蚀的凹槽深度来描述侧蚀程度，侧蚀量的大小是指最大侧向蚀刻深度(例如图4a、图4b中侧蚀31的最大宽度w)。由于上述步骤、中侧蚀的形成，使得整个蚀刻过程中开放区域的上下宽度不同， 优选地，蚀刻底部宽度(蚀刻后形成的开放区域的最大宽度，即指包括了两侧侧蚀深度的宽度)为 104-210 μ m。优选地，步骤&中该P型离子被加速至500eV-50keV，所形成的P+型掺杂区域的方块电阻为40-120 Ω / 口。优选地，P型离子被加速至lkeV-40keV，更优选地，P型离子被加速至^eV-30keV ；优选地，所形成的P+型掺杂区域的方块电阻为60-110 Ω / □，更优选地，所形成的P+型掺杂区域的方块电阻为80-100 Ω / 口。优选地，步骤&之后还包括退火步骤。离子注入后，在700-1100°C的温度下退火 30秒至30分钟以激活掺杂离子，优选地，退火温度为850-1000°C。本发明还提供一种按照如上所述的太阳能晶片的掺杂方法制得的掺杂晶片，其特点在于，该掺杂晶片包括一 N型基底；形成于该N型基底表面的至少一个N+型掺杂区域；形成于该N型基底中的P+型掺杂区域；其中，该N+型掺杂区域与该P+型掺杂区域互不接触，这里所说的N+掺杂区域即指上述方法中所指的未经蚀刻的N+型掺杂层，其中，所述的P型替换为N型时，N型同时替换为P型。优选地，该N型基底具有凹槽，该P+型掺杂区域形成于该N型基底的凹槽中。优选地，该N+型掺杂区域与该P+型掺杂区域的最小距离至少为2 μ m,较佳地，该 N+型掺杂区域与该P+型掺杂区域的最小距离为2-30 μ m。优选地，该N+型掺杂区域的方块电阻为20-100 Ω / 口。较佳地，该N+型掺杂区域的方块电阻为30-90 Ω / □，更佳地，该N+型掺杂区域的方块电阻为40-80 Ω / 口。优选地，P+型掺杂区域的方块电阻为40-120 Ω / 口。较佳地，P+型掺杂区域的方块电阻为60-110 Ω / □，更优选地，所形成的P+型掺杂区域的方块电阻为80-100 Ω / 口。利用上述方法形成的掺杂晶片，再经钝化和镀压电极的操作可以形成背结电池。 例如，在掺杂晶片的表面和背面分别形成氮化硅薄膜作为钝化层，掺杂晶片表面的氮化硅薄膜还作为减反射层，之后分别在该P+型掺杂区域和该N+型掺杂区域(即未经蚀刻的N+ 型掺杂层)上镀压金属电极并烧结，使金属电极中的金属元素与N型基底共晶复合，由此形成了背结电池。只需要在上述过程中，调换基底材料和离子注入或扩散生长的方式掺杂的杂质材料，则该方法同样适用于P型太阳能掺杂晶片的制作，即所述的N型替换为P型时，P型同时替换为N型。
本发明的积极进步效果在于1、本发明中P+型掺杂区域与N+型掺杂区域之间具有N型基底材料作为缓冲层， 使得PN结之间不会因为耗尽层太薄而导致被击穿，由此提高了该掺杂晶片的使用寿命。2、比起采用光刻工艺制作背结电池而言，本发明简化了工艺步骤，无需购买光刻机，成本大大降低，另外制作流程中无需使用多张掩模板，解决了掩模板校准问题的同时还降低了制作成本。3、本发明中P+型掺杂区域与N+型掺杂区域之间N型缓冲层的最小宽度为2 μ m, 采用纯粹机械加工方法制得的掩模板很难做到这样的精度，即使能做到，这样的掩模板也是价格高昂，本发明通过控制掺杂阻挡层以及N+型掺杂层的厚度，并且采用蚀刻开放区域的掺杂阻挡层以及N+型掺杂层的方式，自然形成符合上述最小宽度的侧蚀结构，省去了购买价格高昂的掩模板的成本，进一步降低了制作成本。4、采用离子注入进行掺杂形成P+型掺杂区域，掺杂离子的浓度得到了精确的控制，比起热扩散工艺的掺杂而言对提高光电转换的效率更有利。
图1-图6b为本发明的制作背结电池的掺杂晶片的分解步骤示意图。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。实施例1参考图1，步骤S1、在N型基底1表面形成N+型掺杂层2，该N+型掺杂层的方块电阻为20 Ω / 口。具体来说，将磷离子加速至500eV并通过离子注入的方式将该磷离子从该 N型基底的表面注入至该N型基底中。参考图2，步骤&、在该N+型掺杂层2表面形成掺杂阻挡层3，具体来说，通过 CVD (化学汽相淀积)的方法形成该掺杂阻挡层3，其中该掺杂阻挡层3的厚度大于1 μ m，本实施例中该掺杂阻挡层采用厚度为1. 5 μ m的二氧化硅薄膜。参考图3，步骤&、在该掺杂阻挡层3表面形成具有图样的薄膜4，其中，未被该具有图样的薄膜4覆盖的区域为开放区域，该具有图样的薄膜4起到掩膜的作用。其中通过丝网印刷的方式形成该具有图样的薄膜，其中该具有图样的薄膜由合成橡胶制成。参考图4a，步骤、、蚀刻去除该开放区域21的掺杂阻挡层3以及N+型掺杂层2， 并在该具有图样的薄膜4下方靠近该开放区域21的一端的该掺杂阻挡层3和N+型掺杂层 2中形成侧蚀31，其中蚀刻深度为该掺杂阻挡层3和该N+型掺杂层2厚度的总和。其中， 采用湿法化学法蚀刻去除该开放区域的掺杂阻挡层以及N+型掺杂层，本实施例中采用稀释后的氢氟酸进行蚀刻，并形成侧蚀，该侧蚀的深度w为2 μ m。参考图5a，步骤&、加速硼型离子至500eV并通过离子注入的方式将该硼离子从该N型基底的表面的该开放区域沿方向a垂直注入至N型基底中以形成P+型掺杂区域6， 该P+型掺杂区域的方块电阻为40 Ω / □，其中，该P+型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2互不接触，如图如所示，由于离子注入具有方向性，加上该具有图样的薄膜4以及该掺杂阻挡层3的阻挡，该P+型掺杂区域6的宽度等于该开放区域21的最窄宽度，即图fe中开放区域21上部开口的宽度，本实施例中，该P+型掺杂区域6的宽度为100 μ m，此时，该P+ 型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2之间的最小距离为侧蚀深度2 μ m，这样，本实施中形成的蚀刻底部宽度就为该P+型掺杂区域6的宽度与两侧的侧蚀深度的总和104 μ m。 完成这一步的离子注入后，在大于700°C的温度下退火，本实施例中在750°C下退火30分钟以激活掺杂离子。参考图6a，步骤&、去除该具有图样的薄膜4以及该掺杂阻挡层3，可以采用本领域的常规方法去除该具有图样的薄膜4以及该掺杂阻挡层3，由该P+型掺杂区域6、该未经蚀刻的N+型掺杂层2以及上述两者之间的N型基底构成P+/N/N+结构的PN结。由此，掺杂晶片的制作完成。利用上述方法形成的掺杂晶片，再经钝化和镀压电极的操作可以形成背结电池。例如，在掺杂晶片的表面和背面分别形成氮化硅薄膜作为钝化层，掺杂晶片表面的氮化硅薄膜还作为减反射层，之后分别在该P+型掺杂区域和该N+型掺杂区域(即未经蚀刻的N+型掺杂层)上镀压金属电极并烧结，使金属电极中的金属元素与 N型基底共晶复合，由此形成了背结电池。实施例2实施例2的原理与实施例1相同，其主要工艺步骤也相同，不同之处仅在于以下材料和工艺参数的选择步骤S1中在N型基底1表面形成N+型掺杂层2，该N+型掺杂层的方块电阻为 100 Ω / 口。具体来说，将磷离子加速至50keV并通过离子注入的方式将该磷离子从该N型基底的表面注入至该N型基底中；步骤&中该具有图样的薄膜由铜铝合金制成；步骤、中采用稀释后的氢氟酸进行蚀刻，并形成深度w为5 μ m侧蚀31 ；步骤&中加速硼型离子至50keV并通过离子注入的方式将该硼离子从该N型基底的表面的该开放区域沿方向a垂直注入至N型基底中以形成P+型掺杂区域6，该P+型掺杂区域的方块电阻为120 Ω / □，其中，该P+型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2互不接触，如图fe所示，由于离子注入具有方向性，加上该具有图样的薄膜4以及该掺杂阻挡层3的阻挡，该P+型掺杂区域6的宽度等于该开放区域21的最窄宽度，即图fe中开放区域21上部开口的宽度，本实施例中，该P+型掺杂区域6的宽度为150 μ m，此时，该P+型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2之间的最小距离为侧蚀深度5 μ m，这样，本实施中形成的蚀刻底部宽度就为该P+型掺杂区域6的宽度与两侧的侧蚀深度的总和160 μ m。完成这一步的离子注入后，在1100°C的温度下退火30秒以激活掺杂离子。除了以上所述之外的其余工艺步骤与实施例1均相同。由该P+型掺杂区域6、该未经蚀刻的N+型掺杂层2以及上述两者之间的N型基底构成P+/N/N+结构的PN结。由此，掺杂晶片的制作完成。利用上述方法形成的掺杂晶片， 再经钝化和镀压电极的操作可以形成背结电池。例如，在掺杂晶片的表面和背面分别形成氮化硅薄膜作为钝化层，掺杂晶片表面的氮化硅薄膜还作为减反射层，之后可以在钝化层中分别与该P+型掺杂区域和该N+型掺杂区域(即未经蚀刻的N+型掺杂层)相对应的位置开出接触孔，接着在该接触孔上镀压金属电极并烧结，使金属电极中的金属元素与N型基底共晶复合，由此形成了背结电池。实施例3
实施例3的原理与实施例1相同，其主要工艺步骤也相同，不同之处仅在于以下材料和工艺参数的选择步骤S1中在N型基底1表面形成N+型掺杂层2，该N+型掺杂层的方块电阻为 40Ω / 口。具体来说，将磷离子加速至30keV并通过离子注入的方式将该磷离子从该N型基底的表面注入至该N型基底中；步骤&中该具有图样的薄膜由铜铝合金制成；步骤、中采用稀释后的氢氟酸进行蚀刻，并形成深度为30 μ m侧蚀；步骤&中加速硼型离子至30keV并通过离子注入的方式将该硼离子从该N型基底的表面的该开放区域沿方向a垂直注入至N型基底中以形成P+型掺杂区域6，该P+型掺杂区域的方块电阻为100 Ω / □，其中，该P+型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2互不接触，如图fe所示，由于离子注入具有方向性，加上该具有图样的薄膜4以及该掺杂阻挡层3的阻挡，该P+型掺杂区域6的宽度等于该开放区域21的最窄宽度，即图fe中开放区域21上部开口的宽度，本实施例中，该P+型掺杂区域6的宽度为150 μ m，此时，该P+型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2之间的最小距离为侧蚀深度30 μ m,这样，本实施中形成的蚀刻底部宽度就为该P+型掺杂区域6的宽度与两侧的侧蚀深度的总和210 μ m。完成这一步的离子注入后，在850°C的温度下退火10分钟以激活掺杂离子。除了以上所述之外的其余工艺步骤与实施例1均相同。实施例4实施例4的原理与实施例1相同，其主要工艺步骤也相同，不同之处仅在于步骤 S1中通过热扩散的方式形成该N+型掺杂层，其中该N+型掺杂层的方块电阻为20 Ω / □，其余步骤均与实施例1相同。实施例5实施例5的原理与实施例1相同，其主要工艺步骤也相同，不同之处仅在于以下工艺步骤、参数的选择参考图4b，步骤、、蚀刻去除该开放区域21的掺杂阻挡层3以及N+型掺杂层2， 并在该具有图样的薄膜4下方靠近该开放区域21的一端的该掺杂阻挡层3和N+型掺杂层 2中形成侧蚀31，其中蚀刻深度大于该掺杂阻挡层3和该N+型掺杂层2厚度的总和，即如图4b所示，该N型基底的基底部分也被蚀刻掉一薄层。其中，采用湿法化学法蚀刻去除该开放区域的掺杂阻挡层、N+型掺杂层以及该N型基底的薄层，本实施例中采用稀释后的氢氟酸进行蚀刻，并形成侧蚀，该侧蚀的深度为2 μ m。参考图5b，步骤&、加速硼型离子至500eV并通过离子注入的方式将该硼离子从该N型基底的表面的该开放区域沿方向a垂直注入至N型基底中以形成P+型掺杂区域6， 该P+型掺杂区域的方块电阻为40 Ω / □，其中，该P+型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2互不接触，如图恥所示，由于离子注入具有方向性，加上该具有图样的薄膜4以及该掺杂阻挡层3的阻挡，该P+型掺杂区域6的宽度等于该开放区域21的最窄宽度，即图 5b中开放区域21上部开口的宽度，本实施例中，该P+型掺杂区域6的宽度为100 μ m，此时，该P+型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2之间的最小距离为侧蚀深度2 μ m，这样，本实施中形成的蚀刻底部宽度就为该P+型掺杂区域6的宽度与两侧的侧蚀深度的总和 104 μ m。完成这一步的离子注入后，在900°C的温度下退火30分钟以激活掺杂离子。
参考图6b，步骤&、去除该具有图样的薄膜4以及该掺杂阻挡层3，由该P+型掺杂区域6、该N+型掺杂层2以及上述两者之间的N型基底构成P+/N/N+结构的PN结。由此，掺杂晶片的制作完成。由该P+型掺杂区域6、该未经蚀刻的N+型掺杂层2 以及上述两者之间的N型基底构成P+/N/N+结构的PN结。由此，掺杂晶片的制作完成。利用上述方法形成的掺杂晶片，再经钝化和镀压电极的操作可以形成背结电池。例如，在掺杂晶片的表面和背面分别形成氮化硅薄膜作为钝化层，掺杂晶片表面的氮化硅薄膜还作为减反射层，之后可以在钝化层中分别与该P+型掺杂区域和该N+型掺杂区域(即未经蚀刻的 N+型掺杂层)相对应的位置开出接触孔，接着在该接触孔上镀压金属电极并烧结，使金属电极中的金属元素与N型基底共晶复合，由此形成了背结电池。实施例6实施例6的原理与实施例5相同，其主要工艺步骤也相同，不同之处仅在于以下材料和工艺参数的选择步骤S1中在N型基底1表面形成N+型掺杂层2，该N+型掺杂层的方块电阻为 60 Ω / 口。具体来说，将磷离子加速至50keV并通过离子注入的方式将该磷离子从该N型基底的表面注入至该N型基底中；步骤&中该具有图样的薄膜由铜铝合金制成；步骤、中采用稀释后的氢氟酸进行蚀刻，并形成深度为10 μ m侧蚀31 ；步骤&中加速硼型离子至50keV并通过离子注入的方式将该硼离子从该N型基底的表面的该开放区域沿方向a垂直注入至N型基底中以形成P+型掺杂区域6，该P+型掺杂区域的方块电阻为120 Ω / □，其中，该P+型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2互不接触，如图恥所示，由于离子注入具有方向性，加上该具有图样的薄膜4以及该掺杂阻挡层3的阻挡，该P+型掺杂区域6的宽度等于该开放区域21的最窄宽度，即图恥中开放区域21上部开口的宽度，本实施例中，该P+型掺杂区域6的宽度为120 μ m，此时，该P+型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2之间的最小距离为侧蚀深度10 μ m,这样，本实施中形成的蚀刻底部宽度就为该P+型掺杂区域6的宽度与两侧的侧蚀深度的总和140 μ m。完成这一步的离子注入后，在1100°C的温度下退火30秒以激活掺杂离子。除了以上所述之外的其余工艺步骤与实施例5均相同。实施例7实施例7的原理与实施例5相同，其主要工艺步骤也相同，不同之处仅在于以下材料和工艺参数的选择步骤S1中在N型基底1表面形成N+型掺杂层2，该N+型掺杂层的方块电阻为 40Ω / 口。具体来说，将磷离子加速至30keV并通过离子注入的方式将该磷离子从该N型基底的表面注入至该N型基底中；步骤&中该具有图样的薄膜由铜铝合金制成；步骤、中采用稀释后的氢氟酸进行蚀刻，并形成深度为30 μ m侧蚀31 ；步骤&中加速硼型离子至30keV并通过离子注入的方式将该硼离子从该N型基底的表面的该开放区域沿方向a垂直注入至N型基底中以形成P+型掺杂区域6，该P+型掺杂区域的方块电阻为100 Ω / □，其中，该P+型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2互不接触，如图恥所示，由于离子注入具有方向性，加上该具有图样的薄膜4以及该掺杂阻挡层3的阻挡，该P+型掺杂区域6的宽度等于该开放区域21的最窄宽度，即图恥中开放区域21上部开口的宽度，本实施例中，该P+型掺杂区域6的宽度为120 μ m，此时，该P+型掺杂区域6与该未经蚀刻的N+型掺杂层2之间的最小距离为侧蚀深度30 μ m,这样，本实施中形成的蚀刻底部宽度就为该P+型掺杂区域6的宽度与两侧的侧蚀深度的总和180 μ m。完成这一步的离子注入后，在850°C的温度下退火10分钟以激活掺杂离子。除了以上所述之外的其余工艺步骤与实施例5均相同。只需要在上述过程中，调换基底材料和离子注入或扩散生长的方式掺杂的杂质材料，则该方法同样适用于P型太阳能掺杂晶片的制作，即所述的N型替换为P型时，P型同时替换为N型。虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种太阳能晶片的掺杂方法，其特征在于，其包括以下步骤 步骤S1、在N型基底表面形成N+型掺杂层；步骤&、在该N+型掺杂层表面形成掺杂阻挡层；步骤&、在该掺杂阻挡层表面形成具有图样的薄膜，其中，未被该具有图样的薄膜覆盖的区域为开放区域；步骤、、蚀刻去除该开放区域的掺杂阻挡层以及N+型掺杂层，并在该具有图样的薄膜下方靠近该开放区域的一端的该掺杂阻挡层和N+型掺杂层中形成侧蚀，其中蚀刻深度至少为该掺杂阻挡层和该N+型掺杂层厚度的总和；步骤&、加速P型离子并通过离子注入的方式将该P型离子从该N型基底的表面的该开放区域注入至N型基底中以形成P+型掺杂区域，其中，该P+型掺杂区域与该未经蚀刻的 N+型掺杂层互不接触；步骤\、去除该具有图样的薄膜以及该掺杂阻挡层， 其中，所述的P型替换为N型时，N型同时替换为P型。
2.如权利要求1所述的太阳能晶片的掺杂方法，其特征在于，步骤S1中通过热扩散或者离子注入的方式形成该N+型掺杂层，其中该N+型掺杂层的方块电阻为20-100 Ω/口。
3.如权利要求1所述的太阳能晶片的掺杂方法，其特征在于，步骤&中通过CVD的方法形成该掺杂阻挡层，其中该掺杂阻挡层的厚度大于1 μ m，该掺杂阻挡层为二氧化硅、非晶硅、多晶硅或氮化硅薄膜。
4.如权利要求1所述的太阳能晶片的掺杂方法，其特征在于，步骤&中通过丝网印刷的方式形成该具有图样的薄膜，其中该具有图样的薄膜由合成橡胶或金属制成。
5.如权利要求1所述的太阳能晶片的掺杂方法，其特征在于，步骤、中采用湿法化学法蚀刻去除该开放区域的掺杂阻挡层以及N+型掺杂层。
6.如权利要求1所述的太阳能晶片的掺杂方法，其特征在于，步骤、中所形成的侧蚀的深度至少为2 μ m。
7.如权利要求1所述的太阳能晶片的掺杂方法，其特征在于，步骤&中该P型离子被加速至500eV-50keV，所形成的P+型掺杂区域的方块电阻为40-120 Ω / 口。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的太阳能晶片的掺杂方法，其特征在于，步骤&之后还包括退火步骤，退火温度为700-1100°C，退火时间为30秒-30分钟。
9.一种按照如权利要求1所述的太阳能晶片的掺杂方法制得的掺杂晶片，其特征在于，该掺杂晶片包括一 N型基底；形成于该N型基底表面的至少一个N+型掺杂区域； 形成于该N型基底中的P+型掺杂区域； 其中，该N+型掺杂区域与该P+型掺杂区域互不接触， 其中，所述的P型替换为N型时，N型同时替换为P型。
10.如权利要求9所述的掺杂晶片，其特征在于，该N型基底具有凹槽，该P+型掺杂区域形成于该N型基底的凹槽中。
11.如权利要求9或10所述的掺杂晶片，其特征在于，该N+型掺杂区域与该P+型掺杂区域的最小距离至少为2 μ m。
12.如权利要求9或10所述的掺杂晶片，其特征在于，该N+型掺杂区域的方块电阻为 20-100 Ω / □。
13.如权利要求9或10所述的掺杂晶片，其特征在于，该P+型掺杂区域的方块电阻为 40-120 Ω / 口。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能晶片的掺杂方法包括以下步骤在N型基底表面形成N+型掺杂层；在该N+型掺杂层表面形成掺杂阻挡层；在该掺杂阻挡层表面形成具有图样的薄膜；蚀刻开放区域的掺杂阻挡层和N+型掺杂层，并在该具有图样的薄膜下方靠近该开放区域的一端的该掺杂阻挡层和N+型掺杂层中形成侧蚀，其中蚀刻深度至少为该掺杂阻挡层和该N+型掺杂层厚度的总和；通过离子注入的方式将P型离子注入至N型基底中以形成P+型掺杂区域，其中，该P+型掺杂区域与该N+型掺杂层互不接触；去除该具有图样的薄膜以及该掺杂阻挡层。本发明公开了一种掺杂晶片。本发明简化了工艺步骤，无需购买光刻机，无需使用多张掩模板，不存在掩模板校准问题且降低了制作成本。
文档编号H01L31/068GK102569495SQ20101059944
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者洪俊华, 钱锋, 陈炯 申请人:上海凯世通半导体有限公司