專利名稱：太陽能晶片的摻雜方法以及摻雜晶片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能晶片的摻雜方法以及摻雜晶片，特別是涉及一種用于制作背結(jié)電池的太陽能晶片的摻雜方法以及摻雜晶片。
背景技術：
新能源是二十一世紀世界經(jīng)濟發(fā)展中最具決定力的五大技術領域之一。太陽能是一種清潔、高效和永不衰竭的新能源。在新世紀中，各國政府都將太陽能資源利用作為國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。而光伏發(fā)電具有安全可靠、無噪聲、無污染、制約少、故障率低、維護簡便等優(yōu)點。近幾年，國際光伏發(fā)電迅猛發(fā)展，太陽能晶片供不應求，于是提高太陽能晶片的光電轉(zhuǎn)化效率和太陽能晶片的生產(chǎn)能力成為重要的課題。太陽能電池受光照后，電池吸收一個能量大于帶隙寬度的入射光子后產(chǎn)生電子-空穴對，電子和空穴分別激發(fā)到導帶與價帶的高能態(tài)。在激發(fā)后的瞬間，電子和空穴在激發(fā)態(tài)的能量位置取決于入射光子的能量。處于高能態(tài)的光生載流子很快與晶格相互作用，將能量交給聲子而回落到導帶底與價帶頂，這過程也稱作熱化過程，熱化過程使高能光子的能量損失了一部分。熱化過程后，光生載流子的輸運過程(勢壘區(qū)或擴散區(qū))中將有復合損失。最后的電壓輸出又有一次壓降，壓降來源于與電極材料的功函數(shù)的差異。由上述分析，太陽能電池效率受材料、器件結(jié)構(gòu)及制備工藝的影響，包括電池的光損失、材料的有限遷移率、復合損失、串聯(lián)電阻和旁路電阻損失等。對于一定的材料，電池結(jié)構(gòu)與制備工藝的改進對提高光電轉(zhuǎn)換效率是重要的。一種可行的實現(xiàn)低成本高效率太陽電池方案是聚光太陽電池。聚光太陽電池可以大大節(jié)約材料成本，明顯提高太陽電池效率。采用正面結(jié)結(jié)構(gòu)的太陽電池，為了滿足聚光電池電流密度更大的特點，必須大大增加正面柵線密度，這會反過來影響柵線遮光率，減小短路電流。一種可行的解決遮光損失的方案就是背接觸結(jié)構(gòu)太陽電池，也叫背結(jié)電池。背接觸結(jié)構(gòu)太陽能電池的摻雜區(qū)域和金半接觸區(qū)域全部集成在太陽電池背面，背面電極占據(jù)背表面很大部分，減小了接觸電阻損失。另外，電流流動方向垂直于結(jié)區(qū)，這就進一步消除了正面結(jié)構(gòu)橫向電流流動造成的電阻損失，這樣就會同時滿足高強度聚焦正面受光和高光電轉(zhuǎn)換效率的要求。背接觸太陽能電池也有利于電池封裝，進一步降低成本。但是由于背結(jié)電池的PN結(jié)靠近電池背面，而少數(shù)載流子必須擴散通過整個硅片厚度才能達到背面結(jié)區(qū)，所以這種電池設計就需要格外高的少子壽命的硅片作為基地材料，否則少子還未擴散到背面結(jié)區(qū)就被復合掉了，這樣電池的效率就會大大下降。 IBC(interdigitated back contact)太陽能電池是最早研究的背結(jié)電池，最初主要用于聚光系統(tǒng)中，任丙彥等的背接觸硅太陽能電池研究進展(材料導報2008年9月第22卷第9期)中介紹了各種背接觸硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)和制作工藝，以IBC太陽能電池為例， SUNP0WER公司制作的IBC太陽能電池的最高轉(zhuǎn)換效率可達M %，然后由于其采用了光刻工藝，由于光刻所帶來的復雜操作使得其成本難以下降，給民用或者普通場合的商業(yè)化應用造成困難。為了降低成本，也有利用掩模板來形成交叉排列的P+區(qū)和N+區(qū)，但是在制作過程中必須用到多張掩模板，不僅增加了制作成本，由于光刻技術需要精確校準因此還產(chǎn)生了采用不同掩模板需要校準的問題，為制作過程帶來了不少難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中IBC太陽能電池的制作過程中使用光刻工藝成本較高的缺陷，提供一種僅需一張掩模板、無掩模板校準問題、成本較低、 工藝步驟較少且摻雜離子濃度得以精確控制的太陽能晶片的摻雜方法以及摻雜晶片。本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的—種太陽能晶片的摻雜方法，其特點在于，其包括以下步驟步驟S1、在N型基底表面形成摻雜劑量為a的N+型摻雜層；步驟&、在該N+型摻雜層表面形成具有圖樣的薄膜，其中，未被該具有圖樣的薄膜覆蓋的區(qū)域為開放區(qū)域；步驟&、加速P型離子并通過離子注入的方式將該P型離子從該開放區(qū)域注入至該N型基底中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的一側(cè)與該N型基底法線平面呈夾角α的方向，P型離子的摻雜劑量為^，完成離子注入后，在該N+型摻雜層中經(jīng)過離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域；步驟、、加速P型離子并通過離子注入的方式將該P型離子從該開放區(qū)域注入至該N型基底中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的另一側(cè)與該N型基底法線平面呈夾角α的方向，P型離子的摻雜劑量為>，完成離子注入后，在該N+型摻雜層中經(jīng)過一次離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域，在該N+型摻雜層中經(jīng)過二次離子注入的區(qū)域形成P+型摻雜區(qū)域，其中該N型摻雜區(qū)域形成于該N+型摻雜層中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域與該P+型摻雜區(qū)域之間；步驟&、去除該具有圖樣的薄膜，其中，所述的P型替換為N型時，N型同時替換為P型。優(yōu)選地，步驟S1中通過熱擴散或者離子注入的方式形成該N+型摻雜層，其中該N+ 型摻雜層的方塊電阻為20-100 Ω / 口。本領域技術人員可以根據(jù)需要選擇合適的擴散源或者摻雜離子的能量、濃度等參數(shù)以形成該N+型摻雜層。較佳地，該N+型摻雜層的方塊電阻為30-90 Ω / □，更佳地，該N+型摻雜層的方塊電阻為40-80 Ω / 口。優(yōu)選地，步驟&中通過絲網(wǎng)印刷的方式形成該具有圖樣的薄膜，其中該具有圖樣的薄膜由合成橡膠或金屬制成，例如銅鋁合金，該具有圖樣的薄膜形成之后，還包括烘干該薄膜的步驟。其中，該具有圖樣的薄膜的厚度為10-50ym。較佳地，該具有圖樣的薄膜的厚度為15-45 μ m,更佳地，該具有圖樣的薄膜的厚度為20-40 μ m。優(yōu)選地，步驟&中該P型離子被加速至500eV-50keV，優(yōu)選地，P型離子被加速至 lkeV_40keV，更優(yōu)選地，P型離子被加速至5keV_30keV。優(yōu)選地，步驟、中該P型離子被加速至500eV-50keV，所形成的P+型摻雜區(qū)域的方塊電阻為40-120 Ω / 口。優(yōu)選地，P型離子被加速至lkeV-40keV，更優(yōu)選地，P型離子被加速至^eV-30keV;其中，所形成的P+型摻雜區(qū)域的優(yōu)選方塊電阻為60-110Ω/ □，更優(yōu)選地，所形成的P+型摻雜區(qū)域的方塊電阻為80-100 Ω / 口。優(yōu)選地，步驟&和步驟S4中夾角α為20° _60 °，更優(yōu)選地，夾角α為30° -45°較佳地，摻雜劑量a為lE14/cm2-3E17/cm2，更佳地，摻雜劑量a為1E15/ cm2-lE17/cm2。優(yōu)選地，步驟、中該N+型摻雜層中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域與該P+型摻雜區(qū)域的最小距離至少為9 μ m,較佳地，該N+型摻雜層中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域與該P+型摻雜區(qū)域的最小距離為9-100 μ m,更佳地，該N+型摻雜層中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域與該P+型摻雜區(qū)域的最小距離為20-50 μ m。優(yōu)選地，步驟&之后還包括退火步驟，退火溫度為700-1100°C，退火時間為30 秒-30分鐘以激活摻雜離子，優(yōu)選地，退火溫度為850-1000°C。本發(fā)明還提供一種使用如上所述的太陽能晶片的摻雜方法制得的摻雜晶片，其特點在于，該摻雜晶片包括一 N型基底；形成于該N型基底表面的至少一個N+型摻雜區(qū)域、至少一個P+型摻雜區(qū)域和至少一個N型摻雜區(qū)域；其中，該N型摻雜區(qū)域形成于該N+型摻雜區(qū)域與該P+型摻雜區(qū)域之間，其中，所述的P型替換為N型時，N型同時替換為P型。優(yōu)選地，該N+型摻雜區(qū)域的方塊電阻為20-100 Ω / 口。較佳地，該N+型摻雜層的方塊電阻為30-90 Ω / □，更佳地，該N+型摻雜層的方塊電阻為40-80 Ω / 口。優(yōu)選地，該P+型摻雜區(qū)域的方塊電阻為40-120Ω/ 口。其中，較佳地，P+型摻雜區(qū)域的方塊電阻為60-110 Ω/ □，更佳地，所形成的P+型摻雜區(qū)域的方塊電阻為 80-100 Ω / □。優(yōu)選地，該N+型摻雜區(qū)域與該P+型摻雜區(qū)域的最小距離至少為9 μ m,較佳地，該 N+型摻雜區(qū)域與該P+型摻雜區(qū)域的最小距離為9-100 μ m,更佳地，該N+型摻雜區(qū)域與該 P+型摻雜區(qū)域的最小距離為20-50 μ m。利用上述方法形成的摻雜晶片，再經(jīng)鈍化和鍍壓電極的操作可以形成背結(jié)電池。 例如，在摻雜晶片的表面和背面分別形成氮化硅薄膜作為鈍化層，摻雜晶片表面的氮化硅薄膜還作為減反射層，之后分別在該P+型摻雜區(qū)域和該N+型摻雜區(qū)域(即未P型離子注入的N+型摻雜層)上鍍壓金屬電極并燒結(jié)，使金屬電極中的金屬元素與N型基底共晶復合， 由此形成了背結(jié)電池。只需要在上述過程中，調(diào)換基底材料和離子注入或擴散生長的方式摻雜的雜質(zhì)材料，則該方法同樣適用于P型太陽能摻雜晶片的制作，即所述的N型替換為P型時，P型同時替換為N型。本發(fā)明的積極進步效果在于1、本發(fā)明中P+型摻雜區(qū)域與N+型摻雜層之間具有N型基底的基底材料作為緩沖層，使得PN結(jié)之間不會因為耗盡層太薄而導致被擊穿，由此提高了該摻雜晶片的使用壽命。2、比起采用光刻工藝制作背結(jié)電池而言，本發(fā)明簡化了工藝步驟，無需購買光刻機，成本大大降低，另外制作流程中無需使用多張掩模板，解決了掩模板校準問題的同時還降低了制作成本。3、本發(fā)明中P+型摻雜區(qū)域與N+型摻雜層之間N型緩沖層的較佳寬度為30um，采用純粹機械加工方法制得的掩模板很難做到這樣的精度，即使能做到，這樣的掩模板也是價格高昂，本發(fā)明通過控制具有圖樣的薄膜的厚度以及離子注入相對于基底平面的方向， 通過兩次離子注入，形成符合上述最小寬度的N型摻雜區(qū)域，作為P+型摻雜區(qū)域與N+型摻雜層之間的緩沖層，不僅省去了購買價格高昂的掩模板的成本，還簡化了原本繁雜的工藝步驟，進一步降低了制作成本。4、采用離子注入進行摻雜形成P+型摻雜區(qū)域，摻雜離子的濃度得到了精確的控制，比起熱擴散工藝的摻雜而言對提高光電轉(zhuǎn)換的效率更有利。


圖1-圖5為本發(fā)明的制作背結(jié)電池的摻雜晶片的分解步驟示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術方案。實施例1參考圖1，步驟S1、在N型基底1表面形成摻雜劑量為a的N+型摻雜層2，該N+型摻雜層2的方塊電阻為20Ω / 口。具體來說，將磷離子加速至500eV并通過離子注入的方式將該磷離子從該N型基底1的表面注入至該N型基底1中，其中摻雜劑量a為2E15/cm2。參考圖2，步驟&、在該N+型摻雜層2表面形成具有圖樣的薄膜3，其中，未被該具有圖樣的薄膜覆蓋的區(qū)域為開放區(qū)域。其中，通過絲網(wǎng)印刷的方式形成該具有圖樣的薄膜 3，其中該具有圖樣的薄膜3由合成橡膠制成。該具有圖樣的薄膜形成之后，還包括烘干該薄膜的步驟。其中，該具有圖樣的薄膜的厚度為10ym。參考圖3，步驟&、加速硼離子至500eV并通過離子注入的方式將該硼離子從該開放區(qū)域注入至該N型基底1中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的一側(cè)(即圖3中虛線的左側(cè))與該N型基底法線平面成20°夾角的方向，硼離子的摻雜劑量為^，完成離子注入后，在該N+型摻雜層2中經(jīng)過離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域41。參考圖4，步驟、、加速硼離子至500eV并通過離子注入的方式將該硼離子從該開放區(qū)域注入至該N型基底中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的另一側(cè) (即圖3中虛線的右側(cè))與該N型基底法線平面成20°夾角的方向，硼離子的摻雜劑量為 ^，完成離子注入后，在該N+型摻雜層2中經(jīng)過一次離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域41， 在該N+型摻雜層2中經(jīng)過二次離子注入的區(qū)域形成P+型摻雜區(qū)域42，該P+型摻雜區(qū)域 42的方塊電阻為40 Ω / □，其中該N型摻雜區(qū)域41形成于該N+型摻雜層2中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域(即N+型摻雜區(qū)域)與該P+型摻雜區(qū)域42之間。此時，該N型摻雜區(qū)域 41的寬度為9 μ m。參考圖5，步驟&、采用常規(guī)工藝去除該具有圖樣的薄膜3。步驟&之后還包括退火步驟，將摻雜晶片在700°C退火30分鐘以激活摻雜離子。由此，該N+型摻雜層2中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域(即N+型摻雜區(qū)域)、該N 型摻雜區(qū)域41以及該P+型摻雜區(qū)域42就形成了 N+/N/P+結(jié)構(gòu)的PN結(jié)，至此，得到了加工完成的摻雜晶片。利用上述方法形成的摻雜晶片，再經(jīng)鈍化和鍍壓電極的操作可以形成背結(jié)電池。例如，在摻雜晶片的表面和背面分別形成氮化硅薄膜作為鈍化層，摻雜晶片表面的氮化硅薄膜還作為減反射層，之后分別在該P+型摻雜區(qū)域和該N+型摻雜區(qū)域(即未經(jīng)蝕刻的N+型摻雜層)上鍍壓金屬電極并燒結(jié)，使金屬電極中的金屬元素與N型基底共晶復合，由此形成了背結(jié)電池。實施例2參考圖1，步驟S1、在N型基底1表面形成摻雜劑量為a的N+型摻雜層2，該N+型摻雜層2的方塊電阻為100 Ω/口。具體來說，將磷離子加速至50keV并通過離子注入的方式將該磷離子從該N型基底1的表面注入至該N型基底1中，其中摻雜劑量a為2E15/cm2。參考圖2，步驟&、在該N+型摻雜層2表面形成具有圖樣的薄膜3，其中，未被該具有圖樣的薄膜覆蓋的區(qū)域為開放區(qū)域。其中，通過絲網(wǎng)印刷的方式形成該具有圖樣的薄膜 3，其中該具有圖樣的薄膜3由銅鋁合金制成。該具有圖樣的薄膜形成之后，還包括烘干該薄膜的步驟。其中，該具有圖樣的薄膜的厚度為10ym。參考圖3，步驟&、加速硼離子至50keV并通過離子注入的方式將該硼離子從該開放區(qū)域注入至該N型基底1中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的一側(cè)(即圖3中虛線的左側(cè))與該N型基底法線平面成60°夾角的方向，硼離子的摻雜劑量為>，完成離子注入后，在該N+型摻雜層2中經(jīng)過離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域41。參考圖4，步驟、、加速硼離子至50keV并通過離子注入的方式將該硼離子從該開放區(qū)域注入至該N型基底中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的另一側(cè) (即圖3中虛線的右側(cè))與該N型基底法線平面成60°夾角的方向，硼離子的摻雜劑量為 >，完成離子注入后，在該N+型摻雜層2中經(jīng)過一次離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域41， 在該N+型摻雜層2中經(jīng)過二次離子注入的區(qū)域形成P+型摻雜區(qū)域42，該P+型摻雜區(qū)域 42的方塊電阻為120 Ω / □，其中該N型摻雜區(qū)域41形成于該N+型摻雜層2中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域(即N+型摻雜區(qū)域)與該P+型摻雜區(qū)域42之間。此時，該N型摻雜區(qū)域 41的寬度為36 μ m。參考圖5，步驟&、采用常規(guī)工藝去除該具有圖樣的薄膜3。步驟&之后還包括退火步驟，將摻雜晶片在700°C退火30分鐘以激活摻雜離子。由此，該N+型摻雜層2中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域(即N+型摻雜區(qū)域)、該N 型摻雜區(qū)域41以及該P+型摻雜區(qū)域42就形成了 N+/N/P+結(jié)構(gòu)的PN結(jié)，至此，得到了加工完成的摻雜晶片。利用上述方法形成的摻雜晶片，再經(jīng)鈍化和鍍壓電極的操作可以形成背結(jié)電池。例如，在摻雜晶片的表面和背面分別形成氮化硅薄膜作為鈍化層，摻雜晶片表面的氮化硅薄膜還作為減反射層，之后可以在鈍化層中分別與該P+型摻雜區(qū)域和該N+型摻雜區(qū)域(即未經(jīng)蝕刻的N+型摻雜層)相對應的位置開出接觸孔，接著在該接觸孔上鍍壓金屬電極并燒結(jié)，使金屬電極中的金屬元素與N型基底共晶復合，由此形成了背結(jié)電池。實施例3參考圖1，步驟S1、在N型基底1表面形成摻雜劑量為a的N+型摻雜層2，該N+型摻雜層2的方塊電阻為60Ω / 口。具體來說，將磷離子加速至30keV并通過離子注入的方式將該磷離子從該N型基底1的表面注入至該N型基底1中，其中摻雜劑量a為2E15/cm2。參考圖2，步驟&、在該N+型摻雜層2表面形成具有圖樣的薄膜3，其中，未被該具有圖樣的薄膜覆蓋的區(qū)域為開放區(qū)域。其中，通過絲網(wǎng)印刷的方式形成該具有圖樣的薄膜 3，其中該具有圖樣的薄膜3由銅鋁合金制成。該具有圖樣的薄膜形成之后，還包括烘干該薄膜的步驟。其中，該具有圖樣的薄膜的厚度為10ym。參考圖3，步驟&、加速硼離子至30keV并通過離子注入的方式將該硼離子從該開放區(qū)域注入至該N型基底1中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的一側(cè)(即圖3中虛線的左側(cè))與該N型基底法線平面成45°夾角的方向，硼離子的摻雜劑量為>，完成離子注入后，在該N+型摻雜層2中經(jīng)過離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域41。參考圖4，步驟、、加速硼離子至30keV并通過離子注入的方式將該硼離子從該開放區(qū)域注入至該N型基底中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的另一側(cè) (即圖3中虛線的右側(cè))與該N型基底法線平面成45°夾角的方向，硼離子的摻雜劑量為 >，完成離子注入后，在該N+型摻雜層2中經(jīng)過一次離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域41， 在該N+型摻雜層2中經(jīng)過二次離子注入的區(qū)域形成P+型摻雜區(qū)域42，該P+型摻雜區(qū)域 42的方塊電阻為80 Ω / □，其中該N型摻雜區(qū)域41形成于該N+型摻雜層2中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域(即N+型摻雜區(qū)域)與該P+型摻雜區(qū)域42之間。此時，該N型摻雜區(qū)域 41的寬度為20 μ m。參考圖5，步驟&、采用常規(guī)工藝去除該具有圖樣的薄膜3。步驟S5之后還包括退火步驟，將摻雜晶片在1100°c退火30秒以激活摻雜離子。由此，該N+型摻雜層2中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域(即N+型摻雜區(qū)域)、該N 型摻雜區(qū)域41以及該P+型摻雜區(qū)域42就形成了 N+/N/P+結(jié)構(gòu)的PN結(jié)，至此，得到了加工完成的摻雜晶片。實施例4參考圖1，步驟S1、在N型基底1表面形成摻雜劑量為a的N+型摻雜層2，該N+型摻雜層2的方塊電阻為40Ω / 口。具體來說，將磷離子加速至500eV并通過離子注入的方式將該磷離子從該N型基底1的表面注入至該N型基底1中，其中摻雜劑量a為2E15/cm2。參考圖2，步驟&、在該N+型摻雜層2表面形成具有圖樣的薄膜3，其中，未被該具有圖樣的薄膜覆蓋的區(qū)域為開放區(qū)域。其中，通過絲網(wǎng)印刷的方式形成該具有圖樣的薄膜 3，其中該具有圖樣的薄膜3由合成橡膠制成。該具有圖樣的薄膜形成之后，還包括烘干該薄膜的步驟。其中，該具有圖樣的薄膜的厚度為50ym。參考圖3，步驟&、加速硼離子至500eV并通過離子注入的方式將該硼離子從該開放區(qū)域注入至該N型基底1中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的一側(cè)(即圖3中虛線的左側(cè))與該N型基底法線平面成20°夾角的方向，硼離子的摻雜劑量為^，完成離子注入后，在該N+型摻雜層2中經(jīng)過離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域41。參考圖4，步驟、、加速硼離子至500eV并通過離子注入的方式將該硼離子從該開放區(qū)域注入至該N型基底中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的另一側(cè) (即圖3中虛線的右側(cè))與該N型基底法線平面成20°夾角的方向，硼離子的摻雜劑量為 >，完成離子注入后，在該N+型摻雜層2中經(jīng)過一次離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域41， 在該N+型摻雜層2中經(jīng)過二次離子注入的區(qū)域形成P+型摻雜區(qū)域42，該P+型摻雜區(qū)域 42的方塊電阻為60 Ω / □，其中該N型摻雜區(qū)域41形成于該N+型摻雜層2中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域(即N+型摻雜區(qū)域)與該P+型摻雜區(qū)域42之間。此時，該N型摻雜區(qū)域 41的寬度為35 μ m。CN 102569494 A參考圖5，步驟&、采用常規(guī)工藝去除該具有圖樣的薄膜3。步驟S5之后還包括退火步驟，將摻雜晶片在850°C退火10分鐘以激活摻雜離子。由此，該N+型摻雜層2中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域(即N+型摻雜區(qū)域)、該N 型摻雜區(qū)域41以及該P+型摻雜區(qū)域42就形成了 N+/N/P+結(jié)構(gòu)的PN結(jié)，至此，得到了加工完成的摻雜晶片。實施例5實施例5的原理與實施例1相同，其主要工藝步驟也相同，不同之處僅在于以下工藝參數(shù)的選擇步驟&中在該N+型摻雜層2表面形成厚度為30 μ m的該具有圖樣的薄膜3。步驟&以及步驟、中夾角α為45°，該N型摻雜區(qū)域41的寬度為60 μ m。實施例6實施例6的原理與實施例1相同，其主要工藝步驟也相同，不同之處僅在于以下工藝參數(shù)的選擇步驟&中在該N+型摻雜層2表面形成厚度為50 μ m的該具有圖樣的薄膜3。步驟&以及步驟、中夾角α為45°，該N型摻雜區(qū)域41的寬度為100 μ m。實施例7實施例7的原理與實施例1相同，其主要工藝步驟也相同，不同之處僅在于以下工藝參數(shù)的選擇步驟&中在該N+型摻雜層2表面形成厚度為20 μ m的該具有圖樣的薄膜3。步驟&以及步驟、中夾角α為45°，該N型摻雜區(qū)域41的寬度為40 μ m。其他未提及的工藝步驟及工藝條件、材料參數(shù)等均與實施例1相同。只需要在上述過程中，調(diào)換基底材料和離子注入或擴散生長的方式摻雜的雜質(zhì)材料，則該方法同樣適用于P型太陽能摻雜晶片的制作，即所述的N型替換為P型時，P型同時替換為N型。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。
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權(quán)利要求
1.一種太陽能晶片的摻雜方法，其特征在于，其包括以下步驟步驟S1、在N型基底表面形成摻雜劑量為a的N+型摻雜層；步驟&、在該N+型摻雜層表面形成具有圖樣的薄膜，其中，未被該具有圖樣的薄膜覆蓋的區(qū)域為開放區(qū)域；步驟&、加速P型離子并通過離子注入的方式將該P型離子從該開放區(qū)域注入至該N 型基底中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的一側(cè)與該N型基底法線平面呈夾角α的方向，P型離子的摻雜劑量為>，完成離子注入后，在該N+型摻雜層中經(jīng)過離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域；步驟、、加速P型離子并通過離子注入的方式將該P型離子從該開放區(qū)域注入至該N 型基底中，其中離子注入的方向為位于該N型基底法線平面的另一側(cè)與該N型基底法線平面呈夾角α的方向，P型離子的摻雜劑量為>，完成離子注入后，在該N+型摻雜層中經(jīng)過一次離子注入的區(qū)域形成N型摻雜區(qū)域，在該N+型摻雜層中經(jīng)過二次離子注入的區(qū)域形成P+ 型摻雜區(qū)域，其中該N型摻雜區(qū)域形成于該N+型摻雜層中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域與該 P+型摻雜區(qū)域之間；步驟&、去除該具有圖樣的薄膜，其中，所述的P型替換為N型時，N型同時替換為P型。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能晶片的摻雜方法，其特征在于，步驟S1中通過熱擴散或者離子注入的方式形成該N+型摻雜層，其中該N+型摻雜層的方塊電阻為20-100 Ω/口。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能晶片的摻雜方法，其特征在于，步驟&中通過絲網(wǎng)印刷的方式形成該具有圖樣的薄膜，其中該具有圖樣的薄膜由合成橡膠或金屬制成，該具有圖樣的薄膜的厚度為10-50 μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能晶片的摻雜方法，其特征在于，步驟&中該P型離子被加速至 500eV-50keV。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能晶片的摻雜方法，其特征在于，步驟、中該P型離子被加速至500eV-50keV，所形成的P+型摻雜區(qū)域的方塊電阻為40-120 Ω / 口。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能晶片的摻雜方法，其特征在于，步驟&和步驟、中夾角 α 為 20° -60°，摻雜劑量 a 為 lE14/cm2-3E17/cm2。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽能晶片的摻雜方法，其特征在于，步驟、中該N+型摻雜層中未經(jīng)過P型離子注入的區(qū)域與該P+型摻雜區(qū)域的最小距離至少為9 μ m。
8.如權(quán)利要求1-7中任意一項所述的太陽能晶片的摻雜方法，其特征在于，步驟&之后還包括退火步驟，退火溫度為700-1100°C，退火時間為30秒-30分鐘。
9.一種使用如權(quán)利要求1所述的太陽能晶片的摻雜方法制得的摻雜晶片，其特征在于，該摻雜晶片包括一 N型基底；形成于該N型基底表面的至少一個N+型摻雜區(qū)域、至少一個P+型摻雜區(qū)域和至少一個N型摻雜區(qū)域；其中，該N型摻雜區(qū)域形成于該N+型摻雜區(qū)域與該P+型摻雜區(qū)域之間，其中，所述的P型替換為N型時，N型同時替換為P型。
10.如權(quán)利要求9所述的摻雜晶片，其特征在于，該N+型摻雜區(qū)域的方塊電阻為 20-100 Ω / □。
11.如權(quán)利要求9所述的摻雜晶片，其特征在于，該P+型摻雜區(qū)域的方塊電阻為 40-120 Ω / 口。
12.如權(quán)利要求9-11中任意一項所述的摻雜晶片，其特征在于，該N+型摻雜區(qū)域與該 P+型摻雜區(qū)域的最小距離至少為9 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能晶片的摻雜方法包括以下步驟在N型基底表面形成摻雜劑量為a的N+型摻雜層；在該N+型摻雜層表面形成具有圖樣的薄膜；將該P型離子從該開放區(qū)域的一側(cè)傾斜注入至該N型基底中以形成N型摻雜區(qū)域；將該P型離子從該開放區(qū)域的另一側(cè)傾斜注入至該N型基底中以形成P+型摻雜區(qū)域；去除該具有圖樣的薄膜，其中，所述的P型替換為N型時，N型同時替換為P型。本發(fā)明還公開了一種摻雜晶片。本發(fā)明中P+型摻雜區(qū)域與N+型摻雜層之間具有N型基底的基底材料作為緩沖層，使得PN結(jié)之間不會因為耗盡層太薄而導致被擊穿，由此提高了該摻雜晶片的使用壽命。
文檔編號H01L31/068GK102569494SQ201010599429
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者洪俊華, 錢鋒, 陳炯 申請人:上海凱世通半導體有限公司