一种扩散方阻异常硅片的处理工艺的制作方法

文档序号:13389587阅读:699来源:国知局
本发明涉及硅太阳能电池制造领域,尤其涉及一种扩散方阻异常硅片的处理工艺。
背景技术
:太阳能电池生产中,因设备故障、动力外围排风不稳等因素导致扩散方阻偏大超出规格线上限的片子,目前常规采取的技术方案是为不做任何表面处理,直接进行补扩;但是直接进行补扩时,因硅片表面已有一层psg(磷硅玻璃层),p原子无法顺利通过psg(磷硅玻璃层),导致方阻变化不大,补扩失败率很高;同时现有补扩方案针对不同方阻使用同一温度补扩,补扩效果不佳。技术实现要素:本发明的目的在于克服当前在对扩散方阻异常硅片进行补扩的过程中,因硅片表面已有一层psg(磷硅玻璃层),p原子无法顺利通过psg(磷硅玻璃层),导致方阻变化不大,补扩失败率高的问题,而提供一种扩散方阻异常硅片的处理工艺,该处理工艺能够去除硅片表面psg(磷硅玻璃层),使p原子更容易掺杂进硅片表面,通过补充p原子浓度的方式降低扩散方阻至规定范围内,同时保证pn结深度。本发明是这样实现的:一种扩散方阻异常硅片的处理工艺,包括以下步骤:步骤1:筛选扩散后方阻≥110ω的单晶硅片;步骤2:将步骤1中的单晶硅片导入硅片花篮,配置浓度为5%-20%的hf溶液,对单晶硅片进行酸洗5-15min,去除单晶硅片表面的磷硅玻璃层;步骤3:酸洗后通过自动化倒片机将步骤2的单晶硅片导入石英舟,进行回炉扩散,在炉中的补扩工艺方案如下:沉积:将扩散炉温度升至500-900℃,通入氮气、氧气和三氯氧磷气体,其中氮气流量为50-2000ml/min,氧气流量为100-1000ml/min,三氯氧磷流量100-200ml/min,持续2-10分钟;推进:停止通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,将氮气流量改为30-1000ml/min,持续1-5分钟;再次沉积:重新通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,三氯氧磷流量为30-100ml/min,氮气流量为50-3000ml/min,持续2-6分钟;再次推进:停止通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,将氮气流量改为30-500ml/min,持续1-5分钟后,完成单晶硅片的回炉扩散。上述的一种扩散方阻异常硅片的处理工艺,包括以下步骤:步骤1:筛选扩散后方阻≥110ω的单晶硅片;步骤2:将步骤1中的单晶硅片导入硅片花篮,配置浓度为5%-20%的hf溶液,对单晶硅片进行酸洗5-15min,去除单晶硅片表面的磷硅玻璃层;步骤3:酸洗后通过自动化倒片机将步骤2的单晶硅片导入石英舟,进行回炉扩散,在炉中的补扩工艺方案如下:沉积:将扩散炉温度升至700℃,通入氮气、氧气和三氯氧磷气体,其中氮气流量为1000ml/min,氧气流量为600ml/min,三氯氧磷流量150ml/min,持续6分钟;推进:停止通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,将氮气流量改为500ml/min,持续3分钟;再次沉积:重新通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,三氯氧磷流量为50ml/min,氮气流量为2000ml/min,持续4分钟;再次推进:停止通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,将氮气流量改为300ml/min,持续3分钟后,完成单晶硅片的回炉扩散。本发明具有以下的优点:本发明是一种扩散方阻异常硅片的处理工艺能够通过去除硅片表面psg(磷硅玻璃层),降低psg对p原子的阻挡;使p原子更容易掺杂进硅片表面,从而通过补充p原子浓度的方式降低扩散方阻至规定范围内,同时保证pn结深度,保证电池品质效率。具体实施方式下面结合具体的实施例对本发明作进一步的描述。实施例1:一种扩散方阻异常硅片的处理工艺,包括以下步骤:步骤1:筛选扩散后方阻≥110ω的单晶硅片;步骤2:将步骤1中的单晶硅片导入硅片花篮,配置浓度为5%的hf溶液,对单晶硅片进行酸洗5min,去除单晶硅片表面的磷硅玻璃层;步骤3:酸洗后通过自动化倒片机将步骤2的单晶硅片导入石英舟,进行回炉扩散,回炉扩散按照沉积-推进-再沉积-再推进四个步骤依次进行:沉积:将扩散炉温度升至500℃,通入氮气、氧气和三氯氧磷气体,其中氮气流量为50ml/min,氧气流量为100ml/min,三氯氧磷流量100ml/min,持续2分钟;推进:停止通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,将氮气流量改为30ml/min,持续1分钟;再次沉积:重新通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,三氯氧磷流量为30ml/min,氮气流量为50ml/min,持续2分钟;再次推进:停止通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,将氮气流量改为30ml/min,持续1分钟后,完成单晶硅片的回炉扩散;为使回炉扩散的过程更加清楚,将上述沉积-推进-再沉积-再推进四个步骤的工艺参数用下表表示:实施例2:一种扩散方阻异常硅片的处理工艺,包括以下步骤:步骤1:筛选扩散后方阻≥110ω的单晶硅片;步骤2:将步骤1中的单晶硅片导入硅片花篮,配置浓度为20%的hf溶液,对单晶硅片进行酸洗15min,去除单晶硅片表面的磷硅玻璃层;步骤3:酸洗后通过自动化倒片机将步骤2的单晶硅片导入石英舟,进行回炉扩散,回炉扩散按照沉积-推进-再沉积-再推进四个步骤依次进行:沉积:将扩散炉温度升至900℃,通入氮气、氧气和三氯氧磷气体,其中氮气流量为2000ml/min,氧气流量为1000ml/min,三氯氧磷流量200ml/min,持续10分钟;推进:停止通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,将氮气流量改为1000ml/min,持续5分钟;再次沉积:重新通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,三氯氧磷流量为100ml/min,氮气流量为3000ml/min,持续6分钟;再次推进:停止通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,将氮气流量改为500ml/min,持续5分钟后,完成单晶硅片的回炉扩散;为使回炉扩散的过程更加清楚,将上述沉积-推进-再沉积-再推进四个步骤的工艺参数用下表表示:实施例3:一种扩散方阻异常硅片的处理工艺,包括以下步骤:步骤1:筛选扩散后方阻≥110ω的单晶硅片;步骤2:将步骤1中的单晶硅片导入硅片花篮,配置浓度为15%的hf溶液,对单晶硅片进行酸洗10min,去除单晶硅片表面的磷硅玻璃层;步骤3:酸洗后通过自动化倒片机将步骤2的单晶硅片导入石英舟,进行回炉扩散,回炉扩散按照沉积-推进-再沉积-再推进四个步骤依次进行:沉积:将扩散炉温度升至700℃,通入氮气、氧气和三氯氧磷气体,其中氮气流量为1000ml/min,氧气流量为600ml/min,三氯氧磷流量150ml/min,持续6分钟;推进:停止通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,将氮气流量改为500ml/min,持续3分钟;再次沉积:重新通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,三氯氧磷流量为50ml/min,氮气流量为2000ml/min,持续4分钟;再次推进:停止通入三氯氧磷,继续通入氮气和氧气,其中氧气流量不变,将氮气流量改为300ml/min,持续3分钟后,完成单晶硅片的回炉扩散;为使回炉扩散的过程更加清楚,将上述沉积-推进-再沉积-再推进四个步骤的工艺参数用下表表示:关于“该扩散方阻异常硅片的处理工艺”的补扩效果的测试实验:实验对象:选取五组方阻异常偏大的单晶硅片,为实验组;第六组为对照组,六组方阻值如下表:组别中心值右下左下左上右上片内均值片内最大值片内最小值片内标准方差组一119.69124.01121.66116.14117.84119.91124.01116.143.10组二121.80127.54118.08124.96119.60122.40127.54118.083.87组三118.65116.01121.34121.86118.27119.22121.86116.012.40组四117.83122.06124.23126.60126.83123.51126.83117.833.73组五126.73124.95124.73115.76120.16122.47126.73115.764.46实验组平均值120.98122.91122.01121.07120.54121.50125.39116.763.51对照组121.80127.54118.08124.96119.60122.40127.54118.083.87实验过程:分别将五组方阻异常偏大的单晶硅片导入硅片花篮,配置浓度为15%的hf溶液,对单晶硅片进行酸洗10min,去除单晶硅片表面的磷硅玻璃层;然后将酸洗后的单晶硅片导入石英舟,进行回炉扩散,按照沉积-推进-再沉积-再推进四个步骤依次进行,四个步骤的工艺参数如下表:实验结果:实验组的五组单晶硅片采用本工艺做去除磷硅玻璃层处理进行补扩,对照组的单晶硅片按照通常工艺进行补扩,补扩后方阻值如下:组别中心值右下左下左上右上片内均值片内最大值片内最小值片内标准方差组一68.27363.73064.06261.74760.78763.72068.27360.7874.531组二63.22559.75359.56856.74257.03859.26563.22556.7424.411组三63.29956.68155.84356.93957.82658.11763.29955.8435.130组四62.37556.52157.75257.32155.19157.82362.37555.1914.704组五59.99952.99955.12954.82155.40055.67059.99952.9994.663实验组平均值63.43457.93758.47157.51457.24858.92163.43456.3124.688对照组77.22569.78369.96867.78273.03871.56077.22567.78210.848数据分析:实验组的五组方阻值偏大的单晶硅片在补扩前的片内均值为121.5ω/□,经过本工艺的补扩处理后,使五组单晶硅片的方阻片内均值降低至58.9ω/□;对照组的单晶硅片在补扩前的片内均值为122.4ω/□,经一般的补扩处理后,方阻片内均值降低至71.6ω/□;明显补扩后实验组的方阻值小于对照组。由于实验组的单晶硅片表面的psg被15%的hf溶液,酸洗去除,故降低了psg对p原子的阻挡,从而使p原子更容易掺杂进硅片表面,从而通过补充p原子浓度的方式降低扩散方阻至规定范围内,与没有经过去除单晶硅片表面的psg的步骤直接进行补扩出现大批量方阻值不达标的情况相比,大大提高了补扩效果,同时结合沉积-推进-再次沉积-再次推进的工艺流程,通入的氧气可使生成的五氯化磷进一步分解,使五氯化磷氧化成五氧化二磷,从而可以得到更多的磷原子沉积在硅片表面上,另外也可避免五氯化磷对硅片的腐蚀作用,可以改善硅片表面,生成的五氧化二磷在扩散温度下继续与硅反应得到磷原子,经过本工艺中严格的温度、时间等参数控制后,能得到较好的p-n结,保证了pn结深度,扩散后的硅片方阻值均匀,保证了电池转换效率。当前第1页12
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