Способ формирования активной n-области солнечных элементов

Изобретение относится к солнечной энергетике. Способ формирования активной n- области солнечных элементов включает процесс образования фосфоросиликатного стекла на поверхности полупроводниковой пластины из газовой фазы, при этом в качестве источника диффузанта используется жидкий источник оксихлорид фосфора (POCl3) при следующем соотношении компонентов: азот N2=280 л/ч, кислород O2=300 л/ч, кислород O2=15 л/ч, азот через питатель N2=14 л/ч. Изобретение обеспечивает возможность проводить процесс диффузии фосфора при температуре 1000°C и получить RS=35±10 Ом/см с обеспечением уменьшения разброса значений поверхностной концентрации по полупроводниковой пластине, снижения длительности и температуры процесса. 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии формирования активной n-области, в частности к способам получения тонких фосфоросиликатных стекол в производстве солнечных элементов.

Известны способы формирования активных областей n-области из твердого планарного источника (ТПИ); жидкие - POCl3, PCl3 и газообразные - PH3 [1].

При изготовлении солнечных элементов из кремниевых пленок, создаваемых методом вакуумного испарения, а также пленок, выращиваемых на керамических и многократно используемых подложках, легирование и формирование р-п-перехода осуществляются с помощью обычной диффузионной технологии [2, 3, 4].

Недостатками этих способов является неравномерное распределение концентрации по поверхности полупроводниковой пластины, длительность процесса и высокие температуры.

Образующиеся в процессе диффузии фосфора пленки фосфоросиликатного стекла (ФСС) являются хорошим средством генерирования примесей в полупроводниковой технологии. При температуре осаждения фосфоросиликатного стекла ФСС создаются индуцированные диффузионные напряжения впереди фронта диффузии. Эта область является стоком для металлических примесей.

Целью изобретения является уменьшение разброса значений поверхностной концентрации по всей поверхности полупроводниковой пластины, уменьшения длительности и температуры процесса.

Поставленная цель достигается проведением процесса диффузии фосфора с применением диффузанта - оксихлорид фосфора (POCl3), при следующем расходе газов: азот -N2=280 л/ч, кислород - O2=300 л/ч, кислород - O2=15 л/ч, азот через питатель - N2=14 л/ч. Температура процесса 1000°C, и время проведения процесса равно 5 минутам. На стадии загонки используется окисляющая смесь, в результате образуется P2O5 в определенной точке системы перед зоной диффузии. Присутствие кислорода на стадии загонки предотвращает подтравливание поверхности галогеном, особенно при высоких концентрациях POCl3 в смеси.

Сущность способа диффузии из жидкого источника заключается в том, что пластины кремния помешают в кварцевую трубу, находящуюся внутри нагретой однозонной печи. Через трубу пропускается поток газа носителя азот N2, к которому добавляется примесь источника диффузанта, находящегося при обычных условиях в жидком состоянии.

Технологический процесс проводят при следующем расходе газов: азот N2=280 л/ч, кислород O2=300 л/ч, кислород O2=15 л/ч, азот через питатель - N2=14 л/ч. Температура процесса 1000°C, и время проведения процесса равно 5 минутам.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

ПРИМЕР 1: Технологический процесс диффузия фосфора проводят в однозонных диффузионных печах типа на установке СДОМ-3/100. Полупроводниковые пластины размещаются на кварцевую кассету, которая устанавливается на лодочку, расстояние между пластинами 2,4 мм. Через трубу пропускается поток газа носителя азот - N2, к которому добавляется примесь источника диффузанта, находящегося при обычных условиях в жидком состоянии.

Азот - N2=280 л/ч, кислород O2=300 л/ч, кислород O2=15 л/ч, азот через питатель N2=14 л/ч. Температура процесса 900°C, и время проведения процесса загонки - 20 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (RS). Поверхностное сопротивление равно RS=55±10 Ом/см.

ПРИМЕР 2: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Технологический процесс проводят при следующих расходах газов: азот - N2=280 л/ч, кислород O2=300 л/ч, кислород O2=15 л/ч, азот через питатель - N2=14 л/ч. Температура процесса 950±50°C, и время проведения процесса загонки - 15 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (RS). Поверхностное сопротивление равно RS=45±10 Ом/см.

ПРИМЕР 3: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Технологический процесс проводят при следующих расходах газов: азот N2=280 л/ч, кислород O2=300 л/ч, кислород O2=15 л/ч, азот через питатель - N2=14 л/ч. Температура процесса 1000°C и время проведения процесса загонки - 5 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (RS). Поверхностное сопротивление равно RS=35±10 Ом/см.

Таким образом, предлагаемый способ, по сравнению с прототипами, позволяет проводить процесс диффузии фосфора при температуре, равной 1000°C, и получить RS=35±10 Ом/см, при котором обеспечивается уменьшение разброса значений поверхностной концентрации по полупроводниковой пластине, снижение длительности и температуры процесса.

Литература

1. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств. М.: «Радио и связь», 1991, с. 179-180.

2. N. Nakayama, Н. Matsumoto, A. Nakano, S. Ikegami, Н. Uda and Т. Yamashita, Jpn. J. Appl. Phys., 19, 703 A980).

3. Наумов Г.П., Николаев О.В. КПД превращения энергии прямого солнечного» излучения в электрическую энергию с помощью фотоэлемента из CdTe. - Физика твердого тела, 1961, т. 3, №12, с. 3748.

4. L.W. James and R.L. Moon, Appl. Phys. Lett., 26, 467 A975).

Способ формирования активной n-области солнечных элементов, включающий процесс образования фосфоросиликатного стекла на поверхности полупроводниковой пластины из газовой фазы, отличающийся тем, что в качестве источника диффузанта используется жидкий источник оксихлорид фосфора (POCl3) при следующем соотношении компонентов: азот N2=280 л/ч, кислород O2=300 л/ч, кислород O2=15 л/ч, азот через питатель N2=14 л/ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии обработки поверхности полупроводниковых пластин, в частности к процессам очистки поверхности пластин между технологическими операциями, для изготовления солнечных элементов.
Изобретение относится к технологии изготовления солнечных элементов. Способ согласно изобретению заключается в том, что на поверхности подложки формируют тонкий слой пленки диоксида кремния за счет горения водорода и сухого кислорода в среде азота при расходе газов: N2=450 л/ч; H2=75 л/ч; O2=750±50 л/ч.

Изобретение относится к радиографии, в частности к системам цифрового изображения в рентгеновских и гамма-лучах с помощью многоканальных полупроводниковых детекторов на основе полуизолирующего арсенида галлия.

Изобретение относится к конструкции матричных полупроводниковых фотоприемников и может использоваться для создания многоэлементных фотоприемников различного назначения.

Изобретение относится к технологии изготовления трехкаскадных фотопреобразователей со встроенным диодом. Согласно изобретению на трехкаскадной полупроводниковой структуре GaInP/GaAs/Ge, выращенной на германиевой подложке с p-AlGaInP слоем потенциального барьера, p++-AlGaAs и n++-GaInP слоями туннельного перехода верхнего каскада, создают фоторезистивную маску с окнами лицевых контактов фотопреобразователя и диода, удаляют в диодном окне маски полупроводниковые слои, причем вытравливают p-AlGaInP слой потенциального барьера полностью или частично в смеси концентрированных соляной и фтористоводородной кислот в количественном соотношении объемных частей 5÷7 и 3÷5 соответственно, p++-AlGaAs слой туннельного перехода удаляют в смеси концентрированных соляной и лимонной (50%) кислот в количественном соотношении объемных частей 6÷10 и 8÷12 соответственно.

Способ изготовления гетероструктурного солнечного элемента включает выращивание полупроводниковой гетероструктуры на германиевой подложке, создание омических контактов со стороны тыльной поверхности германиевой подложки и со стороны фронтальной поверхности гетероструктуры, нанесение просветляющего покрытия на фронтальную поверхность гетероструктуры, создание разделительной мезы через маску фоторезиста путем травления первой канавки в полупроводниковой гетероструктуре до германиевой подложки.

При изготовлении фотопреобразователя согласно изобретению на тыльной стороне подложки GaSb n-типа проводимости выращивают методом эпитаксии высоколегированный контактный слой n+-GaSb, а на лицевой стороне подложки - буферный слой n-GaSb.
Изобретение относится к солнечной энергетике. Способ формирования активной p+-области солнечных элементов включает процесс диффузии бора с применением жидкого источника - треххлористого бора (BCl3).

Изобретение относится к технологии фотодиодов на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlxGa1-xN, преобразующих излучение ультрафиолетовой области спектра. Изобретение может быть использовано в производстве матричных фоточувствительных элементов приборов гражданского и военного назначения.

Изобретение относится к способу получения структурированного электропроводящего покрытия на подложке. Технический результат - предоставление способа получения структурированного металлического покрытия на подложке, при реализации которого формируют структурированный металлический слой с четко определенными кантами и краями, что позволяет напечатать картину с высоким разрешением и структурами малых размеров, применимую в солнечных батареях.

Изобретение относится к солнечной энергетике и может быть использовано в электронной промышленности для преобразования световой энергии в электрическую. Способ изготовления многопереходного солнечного элемента согласно изобретению включает последовательное формирование субэлемента из Ge с p-n переходом, первого туннельного диода, субэлемента Ga(In)As с p-n переходом, второго туннельного диода, субэлемента из GaInP с p-n переходом и контактного слоя из GaAs, нанесение тыльного омического контакта р-типа на тыльную сторону субэлемента из Ge и нанесение через первую маску первого омического контакта n-типа на контактный слой GaAs, удаление химическим травлением через вторую маску участков контактного слоя из GaAs, где отсутствует первый омический контакт, и нанесение на эти участки просветляющего покрытия, создание ступенчатой разделительной мезы путем травления через третью маску контактного слоя из GaAs и субэлемента из GaInP на глубину 0,2-0,4 мкм, осаждения через третью маску первого пассивирующего покрытия, вскрытия через четвертую маску первых окон в первом пассивирующем покрытии, осаждения второго омического контакта p-типа на вскрытые первые окна, травления через пятую маску, закрывающую второй омический контакт, субэлемента из GaInP и субэлемента из Ga(In)As до субэлемента из Ge, осаждения через пятую маску второго пассивирующего покрытия, вскрытия через шестую маску вторых окон во втором пассивирующем покрытии, осаждения третьего омического контакта n-типа на вскрытые вторые окна, травления через седьмую маску, закрывающую третий омический контакт, субэлемента из Ge на глубину 2-10 мкм и осаждения через седьмую маску третьего пассивирующего покрытия. Изобретение позволяет изготавливать многопереходный солнечный элемент с повышенной эффективностью преобразования солнечного излучения в электрическую энергию. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.
Наверх