专利名称：图案化离子植入用的集成遮蔽光罩/载体的制作方法
图案化离子植入用的集成遮蔽光罩/载体
背景技术：
太阳能电池通常所使用的制作方法是与其他半导体元件相同的制程，时常利用硅来作为基板材料。半导体太阳能电池是一个具有内建电场(in-built electric field)的元件，而此内建电场是用来分离在半导体材料内经由吸收光子所产生的带电载子。此电场基本上是经由对半导体材料不同的掺杂所形成的P — η接面(二极管)所形成。利用相反极性的杂质来掺杂半导体基板的一部分(例如，表面区)可以形成P — η接面,此P — η接面可以被用来当作将光能转换至电能的光电伏打电池。图1为显示一个具有代表性的太阳能电池100的剖面图。光子101如箭头所示的穿透过上表面105进入到太阳能电池100。这些光子会通过一个抗反射涂布(Ant1-Reflective Coating, ARC) 110,此抗反射涂布110是要用来将穿透太阳能电池100的光子数量最大化且将由太阳能电池100所反射离开的光子数量最小化。从内部来看，形成太阳能电池100以便有P — η接面120。虽然其他的实作的接面可不平行于表面，但是如图所示的此P — η接面120实质上平行于太阳能电池100的上表面105，此太阳能电池被制作来使光子通过η掺杂(一般所知的射极130)进入到基板。虽然本发明描述P型基极及η型射极，但η型基极及P型射极也能用来产生太阳能电池，而且也在本发明的范围内。具有足够能量(在半导体能带隙(bandgap)之上)的光子能将半导体材料的价电带(valence band) 内的电子激发至导电带(conduction band)。与此自由电子相关的是在价电带中对应的带正电的电洞。为了产生可以驱动外部负载的光电流，这些电子电洞对(e-h pair)须要被分离。此可以通过在P — η接面的内建电场完成。因此，任何产生在P — η接面的空乏区中的电子电洞对被分离，作为扩散至元件的空乏区的任何其他少数载子。因为大多数的入射光子在元件的近表面区被吸收，因此在射极中所产生的少数载子须要扩散越过射极130的深度而到达空乏区且急速移动到另外一面。因此，要最大化由光子产生电流的收集且最小化在射极130中载子再复合(recombination)的机率,较佳的方式是使射极130很浅。有些光子101会穿越过射极区130而进入基极140。这些光子101能激发在基极140内的能自由移进去射极130的电子，而相关的电洞保留在基极140中。由于P — η接面120的存在所造成的电荷分离，由光子101所产生的额外载子(电子及电洞)能用来驱动外部负载而完成电路。藉由经外部负载将射极130外部连接至基极140，这是有可能导通电流且因此提供能量。为达到此目的，接点150a及接点150b (通常为金属的)配置在射极130及基极140的外部表面。因为基极140并不直接地接收光子101，故基本上它的金属接点150b沿着基极140的整个外部表面配置。相对地，射极130的外部表面会接收到光子101，所以不能完全地用金属接点150a覆盖住。然而，如果电子必须经过很长的距离才能到达接点，则会使太阳能电池的串联电阻增加，其降低了能量输出。在平衡以下两种考量的尝试下:自由电子到接点150a或接点150b的必经距离以及射极表面160 (如图2所示)的曝露量,大部分的应用会使用手指形式的接点150a。图2为显示出图1太阳能电池的上视图。当要延伸太阳能电池100的宽度时，接点150a的形成通常会相对地薄。以此方式，自由电子就不须要经过长距离，但是射极外部表面的大部分仍曝露于光子。在基板前侧的接点150a通常有
0.1mm宽，且具有将近+/-0.1mm的准确度。这些接点150a基本上与另一个接点距离Imm至5_之间。虽然这些尺寸是典型的，但在此其他的尺寸是有可能且可以考虑的。对太阳能电池的进一步改良是重掺杂基板接触区的添加。图3为显示改良的太阳能电池的剖面图。与图1相关的太阳能电池100如上所述，但是包括了 η型重掺杂接触区170。这些相对于接点150a的重掺杂接触区170会被添附于太阳能电池100。引入这些重掺杂接触区170允许太阳能电池100及接点150a之间有更好的接触，而且更能够降低太阳能电池100的串联电阻。包括在基板表面上的重掺杂区的图案通常视为选择性射极(Selective Emitter，SE)设计。这些重掺杂区也可以利用离子植入至这些区所形成。因此，“植入区”及“掺杂区”在整个本发明中可以被交互地使用。由于在射极层的暴露区中的低掺质/杂质剂量所造成的再复合而减少少数载子的损失，所以太阳能电池的选择性射极设计亦有较高效率电池的优点。在接触区下较高的掺杂能够提供收集在射极中产生的多数载子且驱逐过量的少数载子回到P - η接面的场。如此的结构通常会使用传统微影技术(或硬罩幕)及热扩散(thermaldiffusion)来制作。另一方式则使用植入结合传统微影罩幕(其能够在掺杂物活化前轻易地被移除掉)。另一方式则在离子植入器(ion implanter)中利用遮蔽罩幕(shadow mask)或模板罩幕(stencil mask)去定义用来作为接点的高掺杂区,全部的这些技术都利用固定的罩幕层(不是直接在基板 上就是在射束线的上游)。这些其他方式全都有缺陷。例如，如上述所列举的制程全都包括多个制程步骤。这些都将会造成制程的高成本且会增加基板破损率。这些选择亦会遭受到太阳能电池特殊处理下的限制，例如，对准罩幕与基板以及在离子植入期间从罩幕散布的材料所造成的交叉污染(cross contamination)。因此，需要一些努力来降低成本及掺杂图案到基板上。虽然部分这些努力在降低成本及制程时间上可能成功，但这些调整时常也会付出降低准确度的代价。通常来说，在半导体制程中，罩幕是很准确地对准的。接下来的制程步骤有赖于这准确度。例如，参照图4，在植入重掺杂区170a-170c后，接点150a涂贴至基板。这些制程中的每一个通常都会相对于一些参考标记或定位(fiducial)而执行。此标记可为基板的边缘或转角或是基板上的特定标记或特征。因为这些制程步骤的每一个通常都参考到特定点，所以维持高等级的准确度是很重要的。这些降低成本及制程步骤所付出的努力会降低准确度，因此，就可能会冲击到使用这些方法来制作的元件的效能及良率。因此，存在着使得制程步骤的数目与复杂度减少的太阳能电池生产的需求，同时维持适当的准确度以便让后续的制程能正确地定位。虽然应用至太阳能电池，但在此所描述的技术能应用至其他掺杂的应用。
发明内容
本发明揭示了改良的、低成本的制作基板的方法以创造太阳能电池。此外，还揭示了改良的基板载具。一般用来运载基板的载具被改良以便来当作图案化植入(patternedimplant)的遮蔽罩幕(shadow mask)。在一些实施例中，各种图案能够利用载具产生而出，使得可藉由改变载具或载具的位置来执行在基板上不同的制程步骤。另外，因为基板对载具的对准是重要的，所以载具可含有对准特征来确保基板能够在载具上适当地定位好。在一些实施例中，重力会被用来支撑在载具上的基板，且因此离子被引导以便使离子束向上朝向载具的底侧行进。
图1显示现有技术中太阳能电池的剖面图。图2显示图1的太阳能电池的上视图。图3显示利用选择性射极设计的太阳能电池的剖面图。图4显示图3的太阳能电池的上视图。图5显示代表性的坐标系统。图6显示根据实施例使用的离子植入器的代表性描述。图7显不用来形成图4中惨杂区的遮蔽罩眷。图8A至图8C显示好几个根据本发明的实施例。图9显示根据一实施例的植入制程。图1OA至图1OB显不具有两不同图案的载具的实施例。图11显不具有两个不同图案的载具的另一实施例。图12显不在具 有多个不同图案的载具中基板移动结果。图13描述具有两个不同图案的载具的另一实施例。图14显不适用于IBC太阳能电池的具有两个不同图案的载具的另一实施例。
具体实施例方式图4显示利用本发明的方法所制作的太阳能电池的上视图。此太阳能电池形成在半导体基板100上。此基板能够是任何的合宜尺寸，包括了(但不受限)圆形、长方形或方形。虽然这并不是一个需要，但太阳能电池100的宽度低于在用来在太阳能电池100内植入离子的离子束宽度是比较佳的。然而，太阳能电池的正交方向没有如此的限制存在。换言之，太阳能电池100可以是任意的长度，而且可以是太阳能电池材料的卷状外型。用来作为太阳能电池100的基板通常都非常薄，时常在300微米厚或更低的等级下。如上所述，太阳能电池具有η掺杂射极区及P掺杂基极。基板通常为P掺杂且形成基极，而离子植入用以形成射极区。图6显示代表性离子植入器600的区块图。当然，熟悉现有技术的人都晓得众多其他离子植入器的设计是存在且会被使用。离子源(ionsource)610产生所预定的物种的离子,例如磷(phosphorus)或硼(boron)。一组电极(未显示)通常用来吸引来自离子源610的离子。藉由对感兴趣的离子使用相反极性的电位，电极会吸引来自离子源610的离子，而且这些离子会加速穿越电极。这些被吸引的离子接着形成离子束650,然后会通过源过滤器(source filter) 620。源过滤器620较佳地位于离子源610附近。离子束650中的离子在圆柱体(column) 630中被加速/减速至所预定的能阶(energy level)。使用具有孔隙(aperture)645的质量分析器磁铁(mass analyzermagnet) 640来从离子束650中移除不需要的成分，使得具有所需的能量与质量特性的离子束650通过解析孔隙645。
在特定的实施例中，离子束650为点束(spot beam)。在此实施例中，离子束650通过扫描器660 (较佳是静电扫描器)，扫描器660使离子束650发生偏转，以产生扫描束655，其中个别细束657具有自扫描器660偏离的轨迹。在特定的实施例中，扫描器660包括与扫描产生器(scan generator)进行通讯的分离的扫描板(scan plate)。扫描产生器产生了被施加于扫描板上的扫描电压波形，诸如具有振幅与频率分量的正弦波形、锯齿波形或三角波形。在一较佳实施例中，扫描波形通常很接近三角波(固定斜率)，使得扫描束655在基板的每个位置均匀暴露一段近乎相同的时间。从三角波形的偏离可以用来使离子束达到均匀。所产生的电场造成离子束分散，如图6所示。角度修正器(angle corrector) 670是用以将分散的离子细束657偏转成一组实质上具有平行轨迹的离子细束657。较佳的是，角度修正器670包括磁线圈(magnet coil)与多个磁极片(magnetic pole pieces),这些磁极片相互之间隔开以形成间隙(gap)而可让离子细束657从间隙中通过。线圈被赋予能量，以在间隙内产生磁场，而离子细束657根据所施加的磁场的强度与方向来产生偏转。通过改变流经磁线圈的电流可以来调节磁场。可以选择的是，诸如平行化透镜(parallelizing lenses)的其他结构也可以用来执行此功倉泛。经过角度修正器670之后，扫描束655会对准朝向基板(如待制作的太阳能电池)。扫描束通常具有比它的宽度(X轴)小很多的高度(y轴)。此高度比基板还要小得多，故在特定时间点上，只有部分基板暴露于离子束下。为了将整体基板暴露于扫描束655下，基板会相对于束线位置而移动。基板(例如太阳能电池)附着在基板支座675上。基板支座675能够提供多种移动的角度。例如，基板支座675能在正交于扫描束655的方向移动。图5为显示此实施例的坐标系统。假设束线在Xz平面，此束线可以是带状束(ribbon beam)或是扫描点束(scanned spot beam),基板支座能在y方向移动着。通过此作法,假设太阳能电池100的宽度较离子束(X轴)的宽度还要小时，则太阳能电池100的整个平面能够暴露于离子束。经由利用载具，基板能移动`进入制程反应室以及从制程反应室移动。在一些实施例中，载具是矩形(例如，箱子外形)，而且能够支撑多个基板。在其他实施例中，单独且通常平坦的载具应用于每一个基板。在一实施例中，基板从载具被移除掉，而且在制程的准备中置于基板支座675上(例如，藉由机械手臂)。自载具移除掉基板的原因之一就是要最小化多种物质制程下的交叉污染。在制程处理完成后，机械手臂将基板返回至载具。此时，在载具里的基板能够传送到反应室外。在另一实施例中，在植入制程期间，基板仍然会在载具里。这使得载具能作为基板的对准参考。这也可以使得载具具有于其上的图案，此在离子束的存在下将当作罩幕。还有其它利用载具的理由。例如，在运输期间，载具能在多个轴支撑着基板。例如，如果基板驻留在载具的袋口里，器件(tool)能够移动基板/载具的组合，这比专门依赖对基板(例如，背面的垫片)的摩擦来得快。因此，由于易损坏基板被载具束缚住，所以用来安全运输的搬运系统能够被动地(例如，脚位(pin))或主动地(例如，捕捉器(grabber))操作。除此之外，在一些实施例中，载具可以由导电材料制造来制作，以形成至基板的电接地路径。在一些实施例中，载具能够用来对基板施加电压，例如等离子体器件用的脉冲电压。载具可以容易地被应用在植入器里或是在植入器里容易地被取代以便其他基板尺寸或外形的处理。最后，一旦基板牢牢地束缚在载具里，可以单独对载具产生可靠的位置参考。换言之，在载具里能够重复地准确地找到活动脚位特征(kinematic pin feature),而且不须冒着基板损害的风险。除了射束线离子植入器外，也可以使用等离子体掺杂系统。例如使用电子回旋加速器共振等离子体源(electron cyclotron resonance plasma source)、螺旋等离子体源(helicon plasma source)、电容f禹合等离子体源(capacitive coupled plasma source) >感应稱合等离子体源(inductively coupled plasma source)、直流辉光放电(DC glowdischarge)、微波波源(microwave source)或福射源(RF source),等离子体掺杂系统形成含有掺质的等离子体。位于包括此等离子体的反应室里的基板使用脉冲(pulse)或直流电压(DC voltage)来偏压，而且加速这些离子进入基板的表面。其它包括或没有质量分析的离子植入器亦会被使用。
有很多能制作出如图4所示的掺杂图案的方法。在一些实施例中，能通过传统植入技术来制作图案。例如，离子束能用以植入暴露于束线下的太阳能电池100的表面。在一些实施例中，能在遍及整个表面下使用离子植入器掺杂射极160，如所知的毯覆式植入(blanket implant)。接着,利用罩幕形成更重的掺杂区170。图7显示配置在离子源及太阳能电池100之间的罩幕12。罩幕12包括一个或更多个孔隙14以便离子13的通过。罩幕12会阻挡住不能通过孔隙14的离子13。这些暴露于离子束的区域变成植入或掺杂区170。然而，传统式遮蔽罩幕的使用需要准确的对准制程。在一些实施例中，当基板被钳紧于基板支座时，遮蔽罩幕会配置在离子束与基板支座675间。在此实施例中,会有一个必要完成的对准制程，以致能够适当地把遮蔽罩幕定向于被钳紧的基板。在一些实施例中，当遮蔽罩幕已经被固定住，那就要去移动基板。相对地，在一些其他的实施例中，当基板已经被固定住，那就要去移动遮蔽罩幕，以执行对准。为达到消除这些对准制程的目的，本发明利用基板载具来作为遮蔽罩幕。在一实施例中，基板是平放于基板载具上。在一些实施例中，对准特征是用来确保基板适当地定位在载具上。除此之外，载具的一面(通常是底部表面)具有孔隙或开口(具有所预定的掺杂图案的形状)。图8A显示支撑单一基板的基板载具800。基板载具800包括多个离子会通过的狭缝或孔隙805，因此，使得支撑于载具上的基板的暴露区会被植入。在一些实施例中，狭缝或孔隙是移除用来构成载具的材料的结果。在其他实施例中，狭缝是让离子传送所通过的材料使用的结果。在另一实施例中，载具800的底部表面能通过结合薄材料的叠加及间隔物来建造，其可以形成所预定的图案。在另一实施例中，载具的底部表面的固态部分能够是拉伸跨过基板的线。在另一实施例中，载具800具有实质上开放的底部表面。载具800能支撑或能独立地对准独立的罩幕，而此罩幕定位于载具800的底部表面及基板之间。在此实施例中，载具800支撑了基板且载具800及/或罩幕被当作在植入器里的罩幕。这种“双重定位(dual-registration) ”方法能允许重复定位多个罩幕至一个基板的选择。载具800能用任何可以抵挡离子植入制程的材料来建造，诸如石墨、碳化硅、或硅。在一些实施例中，如结合图3所示，狭缝805的宽度为50μπι至800μπι之间，且狭缝805是用来产生高度掺杂选择性射极区170。图8Α显示用来支撑单一基板的基板载具800，但其他实施例是有可能的。图8Β显示能够容纳四个基板(位于位置811 — 814)的基板载具。图SC显示用以支撑多达20个基板的基板820载具。载具的大小与可被支撑的基板数目并不受限于本发明。相似地，虽然图8Α至图SC显示一系列狭缝的图案，但是其他的图案也可以被使用且都在本发明的范围内。如上所述，载具里可包括一个或更多个对准特征，用来相对于图案适当地定位基板。这些对准特征在受离子束冲击面的相对另一面。在一实施例中，利用两个点对准基板边缘来参考图案的位置。基板可以二维来参考，而二维图案也是相同。可以藉由倾斜载具及让基板于由重力靠着对准特征滑行，来达到基板对载具的参考。在另一实施例中，对准特征并没有被使用，而且可以被的光学辨识系统(Optical Recognition System, 0RS)所取代，以在金属化步骤中将掺杂线对准金属线。对准特征能够在载具、罩幕或植入器里。虽然重力可被用来使基板靠着对准特征轻微滑动，但主动元件(例如机器臂)一样可能会被使用。在操作中，基板被放置在基板载具上。虽然较佳的是每一基板定位在对应的图案上，但此载具能够支撑任何数量的基板，如图8A至图SC所示。如上所述，此图案可以是一系列的能够让离子来植 入进基板的孔隙或狭缝。孔隙或狭缝图案与待植入基板中的图案吻合。例如，图8A的图案能用来植入图3的重η掺杂接触区170。基板被放置在载具上而且可利用位于载具上(例如，载具的上表面上)的对准特征来对准。例如，基板可以藉由重力来支撑于一位置上。换言之，图8Α至图SC的图案形成于载具的底部表面上。接着，将此载具放置于制程反应室内。在一些实施例中，如图9所示，载具850保持水平定位，以便它的底部表面851平行于地面。然后，离子束870入射至载具的底部表面851上，以便能经由底部表面851上的孔隙的图案将掺质离子植入于基板860内。在一些实施例中，通过离子束870扫瞄载具850，以便当射束线被固定维持住时来让载具850移动。在一特别的实施例中，此载具850为输送带的一部分。在其他的实施例中，载具850被固定不动且离子束870扫瞄过整个载具。在脉冲式等离子体植入器的例子中，载具850及基板相对于射束线是固定不动的。虽然在有些实施例中，离子束870垂直于底部表面851是想要的，但是离子束870相对于载具850的底部表面851可以是任何角度的。入射角度能够通过改变离子束870的方向、倾斜载具850或两动作的结合来调整。在利用重力来适当地维持基板860的实施例中，倾斜的最大角度可以是有限制的。在一些实施例中，如上所述，重力被用来适当地支撑住载具850内的基板860。在其他实施例中，基板860通过静电(electrostatic)或机械式夹具(mechanical clamp)而适当地维持，以便载具850能倾斜至较大的程度，例如完全的垂直。例如，罩幕的图案可被当作主动式夹持表面(active clamping surface)。图SB至图SC显示多个基板能够摆放的位置。在这些示意图中，每一个位置都有相同的图案。然而，其他的实施例也是有可能的。例如，图10A描绘用来支撑两个基板的载具830。第一位置831具有类似于图8A至图8C所示的图案，可以用来植入图3的重η掺杂接触区170。第二位置832的全部材料几乎被移除，使得离子束植入了位于在第二位置832里的基板的几近全部表面。当处于这位置时，小调整片(tab)833得用以支撑基板。边界或其他边缘也会被利用到。第二位置832可以用来在基板上执行毯覆式植入(blanketimplant)。在一些实施例中，载具830能够负载两个基板，使得第一个基板配置在第一位置831以便图案化植入，而第二个基板配置在第二位置832以便毯覆式植入。在植入完成后，载具830内的基板位置能够被改变，使得现在的第一个基板配置于第二位置832并且被毯覆式植入，而第二个基板在第一位置831被图案化植入。如此的安排使得两个独立的制程步骤(图案化植入及毯覆式植入)能够在两个基板上使用单一器件执行。例如，这些基板可以利用基板处理手臂来做交换。在另一实施例中，一个单一基板被载入至载具830中，如载入第一位置831。然后，配置载具830以便离子来冲击。在毯覆式植入完成之后，载具830从第一位置831移动至第二位置832。在一些实施例中，倾斜载具使得基板从第一位置831滑动至第二位置832。在其他的实施例中，则会使用到基板处理机器手臂(substrate handling robot)。此时,载具830再度的移动来使其受到离子的冲击。此时，基板被图案化植入。依此方式，一个单一基板能利用单一器件使得两种植入能在它上面执行。这使得基板能够接收到毯覆式植入以产生射极区130及接收图案化植入以便产生重η掺杂接触区170。 为达改善对准的目的，可将载具830朝向第一位置831倾斜，使得基板滑动至载具的尾端。在第一次植入之后，可将载具830朝向第二位置832倾斜，使得基板滑动至载具尾端的另一端。此方法确保基板在载具830的底部表面上对准于图案。为达改善良率的目的，如图1OB所示，每一个位置831、832可扩大形成多个列(row),以支撑多个基板,而每一个基板彼此相邻着。在本实施例中，载具835具有两个列(列836及列837)，且每一个都具有支撑5个基板的能力。如上所述的倾斜制程能先用来对准位于列836的全部基板。在完 成植入之后，可将载具835倾斜滑动以使基板进入列837。注意，其他的方法也可以使基板从第一列移动至第二列。图11显示更大的具有4列(列841-844)的载具840，列841-844具有两个不同图案，能同时用来植入20个基板。位于列841及列843的10个基板可以被图案化植入。位于列842及列844的10个基板可以被毯覆式植入。在完成植入后，可将基板移动至另一列，使得每一个基板都能受到两种型态或图案的植入。在另一实施例中，最低的列844是要保留空位的，使得基板只能载入载具840的上面三列(列841 — 843)。然后，移动载具840使其受离子束的冲击。在完成植入后，基板则往下移动一列，换言之，在最上面的列841的基板移动至第二列842。相仿地，在列842及列832的基板分别移动至列843及列844。然后，移动载具840使其受离子束的冲击。依此方式，现在的每一基板会受到与第一次植入不同型态的第二次植入。换言之，于第一次植入期间在列842受到毯覆式植入的基板现在于列843会受到图案化植入。在列841及列843受到图案化植入的基板现在会在列842及列844受到毯覆式植入。在一些实施例中，藉由倾斜载具来使得基板从一列移动至隔壁列。在此实施例中，移动基板直到碰触到位于隔壁列的基板或对准特征。在其他的实施例中，可以将基板以机械式的方式从一列推至另外一列。还有另一种选择是，当载具前进时，可以藉由例如静电夹持(electrostatic clamping)使基板固定不动。如上描述了两种图案，其中之一是一系列的狭缝及另一个是用来毯覆式植入。然而，本发明并不限于这些图案。例如，两个各自都具有一系列狭缝(也许是朝着不同方向)的图案也可以使用。相仿地，其他型态的图案也能用在各式各样的列。例如，藉由在载具里参考两个不同的对准特征来产生两个不同的图案特征是有具有可能性的。此技术能够在基板的两个相异位置上复制一样的植入图案。此技术的一项优点是图案内的不规则将因为重复而总是相符合。此技术有助于图案间的容忍误差。此外，本发明并不限于只有两个图案。能够利用单一载具来使用三个或更多个不同的图案。更进一步来说，如果有需要的话，每一个基板可使用载具上的每一个图案来接收图案化植入。例如，一个载具能利用三个不同的图案A、B以及C，这些图案可安排在相邻的列，如A、B、C、A、B。若基板被放置在前三列，在经过两次的移动及三次的植入后，全部的基板都会以图案A、B以及C来植入。如果有需要的话，基板能移动较少的次数，藉此形成其上具有不同掺杂图案的基板。图12显示利用具有三种不同图案A、B、C的相邻列来完成各种掺杂图案。可以看到，在移动O次或I次之后的基板中植入的掺杂图案对于基板原始配置的列是唯一的。因此，使用少于2次的移动是有可能产生不同图案的基板。然而，如果基板移动了 2次，则全部基板最后会被植入3个图案。如果需要的话，这概念能扩展至任意数目的图案。例如，如果要使用N个图案，会利用N— I个移动使得在全部基板上产生相同的掺杂图案。较少数目的移动会产生唯一的基板。为了达到N— I个移动，那就有必要使全部的列至少不能都配置着基板，因此才能使已配置的基板能移动至未配置基板的列的或空的列。此外，虽然图10及图11显示在特定列的全部图案是相同的，但本发明并不限于此。例如，图13中，载具900具有两个列(列901、列902)。每一列都有5行的位置(行910 — 914)。列901的图案从左至右如A、B、A、B、A配置着。为了达到全部基板的相同掺杂，有需要在列902具有相反交替的图案。例如，列902可具有图案B、A、B、A、B，这会使得每一行910 — 914都有两种图 案。此图案并不需要如图13所示的交替形式配置。为了达到全部基板的相同掺杂，只有在每一行910 - 914内具有每一类型的图案才是重要的。此外，以上实施例的任何一个能够应用在连续植入不同物质的需求场合上。例如，一个图案以第一物质(例如，磷)植入，且另一个图案以第二物质(例如，硼)植入。在植入步骤之间，随着在载具里移动的基板的位置，载具840 (如图10A、图1OB及图11所示)能用于每一次植入。在不同的离子植入器内可以执行连续植入，或在已群集成一个单一真空系统(single vacuum system)的两个离子植入器中执行,或从分离离子源(separate ionsource)、或从能够在物质之间快速转换的单一离子源(single ion source)的同一制程反应下执行。图14显不具有第一列991及第二列992的载具990。第一列991的图案不同于第二列992的图案。在此实施例中，会产生图案以便去植入太阳能电池的指叉型背部触点(interdigitated back contact, IBC)。在一实施例中，将基板配置在第一列991。接着,将基板暴露于含有一物质的掺质(例如，η型掺质)的离子束。再来将基板移动至第二列992利(用以上所述的任何方法并对准)。接着，将基板暴露于含有第二种物质的掺质(例如，P型掺质)的离子束。然后产生了两个图案以便去产生非重叠的高度掺杂材料的指叉型区。如此的掺杂图案可以用于IBC太阳能电池的背面。使用于本文的名词与描述仅用于说明而非限制，且不意图排除任何图示或描述的等价的特征(或其部分)。亦了解，在权利要求输的范围内的各种修改是可能的。其它的修改、变化以及选择也是可能 的。因此，上述的说明仅为示例的而不用作为限制。
权利要求
1.一种载具，适用于在制程中支撑基板，所述载具具有所述基板放置于其上的底部表面，所述载具包括在所述底部表面中的一或多个孔隙，其中所述孔隙包括用以离子植入的图案。
2.根据权利要求1所述的载具，其中所述载具用以支撑多个基板，其中所述载具经组态为多个列及多个行。
3.根据权利要求2所述的载具，其中所述载具的所述底部表面包括用以离子植入的多个不同图案。
4.根据权利要求3所述的载具，其中每一所述行包括所述不同图案中的至少其中之O
5.根据权利要求1所述的载具，其中所述载具包括对准特征，所述对准特征经组态以将所述基板与所述载具的所述底部表面上的所述图案对准。
6.—种将离子植入基板的方法,包括: 将所述基板置于载具上，其中所述载具具有底部表面，所述底部表面上具有一或多个孔隙，且所述孔隙包括用以离子植入的图案；以及 利用离子束冲击所述载具的所述底部表面。
7.根据权利要求6所述的将离子植入基板的方法，其中所述载具的所述底部表面包括可放置所述基板的多个位置，且每一所述位置包括用以离子植入的多个不同图案的其中之 一 O
8.根据权利要求7所述的将离子植入基板的方法，还包括: 在植入步骤后，将所述基板从所述载具上的具有第一图案的第一位置移动至所述载具上的具有所述不同图案的第二位置；以及 执行第二植入，以便使用两个不同的图案植入所述基板。
9.根据权利要求8所述的将离子植入基板的方法，其中所述载具被倾斜以使所述基板从所述第一位置移动至所述第二位置。
10.根据权利要求8所述的将离子植入基板的方法，其中所述第一图案包括图案化植入，所述不同图案包括毯覆式植入。
11.根据权利要求8所述的将离子植入基板的方法，其中所述第一图案及所述第二图案使用不同物质植入。
12.根据权利要求11所述的将离子植入基板的方法，其中所述不同物质包括η型掺质及P型掺质。
13.根据权利要求10所述的将离子植入基板的方法，其中所述图案化植入用以形成太阳能电池的重η掺杂接触区。
14.根据权利要求10所述的将离子植入基板的方法，其中所述毯覆式植入用以掺杂太阳能电池的射极。
15.一种执行多重离子植入的方法，利用多个不同图案植入多个基板，所述执行多重离子植入的方法包括: 提供具有可放置基板的多个位置的半导体载具，其中所述位置被安排成多个列及一或多个行，其中每一所述位置底下的所述载具的底部表面包括一或多个孔隙，每一所述孔隙经配置以形成植入图案，多个不同植入图案配位于所述底部表面，且其中每一所述行至少包括所述不同植入图案中的至少其中之一； 放置所述基板于所述载具的至少一所述列中； 引导离子束朝向所述载具的所述底部表面，利用第一植入图案使离子植入所述基板； 平移所述基板，从所述基板的目前位置移至隔壁列；以及 引导所述离子束朝向所述载具的所述底部表面，以便离子利用第二图案植入所述基板。
16.根据权利要求15所述的执行多重离子植入的方法，其中平移步骤及引导步骤不断重复至每一所述基板以每一所述不同图案植入。
17.根据权利要求15所述的执行多重离子植入的方法，其中至少一所述列为空缺列，用以使经放置的所述基板能够移至所述空缺列。
18.根据权利要求15所述的执行多重离子植入的方法，其中所述列中并未被所述基板驻留的数目为等于或大于一，少于所述不同图案的数目。
19.根据权利要求15所述的执行多重离子植入的方法，其中用以形成所述第一图案及所述第二图案的所述离子束包括多个不同物质。
20.根据权利要求19所述的执行多重离子植入的方法，其中所述不同物质包括η型掺质及P型掺质 。
全文摘要
本发明揭示了改良的、低成本的制作基板的方法以创造太阳能电池。此外，还揭示了改良的基板载具。一般用以运载基板的载具被改良，以便来当作图案化植入的遮蔽罩幕。在一些实施例中，各种图案能够利用载具产生而出，使得可藉由改变载具或载具的位置来执行在基板上不同的制程步骤。另外，因为基板对载具的对准是重要的，所以载具可包括对准特征来确保基板能够在载具上适当地定位好。在一些实施例中，重力会被用来支撑在载具上的基板，且因此离子被引导离子以便使离子束向上朝向载具的底侧行进。
文档编号H01L21/687GK103229288SQ201180056752
公开日2013年7月31日 申请日期2011年9月23日 优先权日2010年10月1日
发明者尼可拉斯·P·T·贝特曼, 凯文·M·丹尼尔斯, 阿塔尔·古普塔, 罗素·J·洛, 班杰明·D·里欧登, 罗伯特·J·米歇尔, 史蒂芬·M·恩尔拉 申请人:瓦里安半导体设备公司