對擴(kuò)散后方塊電阻、表面濃度和結(jié)深的影響,采用四探針測

1、摘要：本文研究了單晶硅片不同的基體電阻率，對擴(kuò)散后方塊電阻、表面濃度和結(jié)深的影響，采用四探針測試法測定了發(fā)射極的方塊電阻，結(jié)果顯示基體電阻率越高，擴(kuò)散后的方阻越高，采用電化學(xué)電壓電容（ECV）測量方法測量了發(fā)射極表面濃度與結(jié)深的變化，ECV測量的結(jié)果表明了電阻率高的硅片擴(kuò)散后表面濃度低、結(jié)深越小，是擴(kuò)散后方阻高的原因，這些結(jié)果對太陽能電池生產(chǎn)的擴(kuò)散工藝有一定的指導(dǎo)意義。引言：目前，在國際環(huán)境和能源問題日趨嚴(yán)重的大背景下，新型無污染的新能

2、源得到的快速的發(fā)展，而太陽能電池能夠?qū)⑻柲苤苯愚D(zhuǎn)化成電能得到了大力的發(fā)展，到目前為止，晶體硅太陽能電池仍占據(jù)著整個太陽能電池的主要市場[13]。然而到目前為止使用太陽能電池的成本依然較高，雖然成本每年都在降低。降低太陽能電池發(fā)電的生產(chǎn)成本和提高其轉(zhuǎn)換效率一直是研究的熱點(diǎn)[4]。擴(kuò)散形成pn結(jié)實(shí)太陽能生產(chǎn)中的重要的環(huán)節(jié)，pn結(jié)是整個太陽能電池的心臟部分，通過改變擴(kuò)散生產(chǎn)工藝，來提高太陽能電池性能的研究有很多。李等通過改變擴(kuò)散的時間和溫度

3、來改變多晶硅擴(kuò)散的電阻在發(fā)現(xiàn)，當(dāng)方阻小于70Ωsq的時候，電池效率隨著方阻的增加而增加，當(dāng)大于70Ωsq的時候隨著方阻的增加而減小[5]。Betezen等從實(shí)驗(yàn)中得出，降低溫度和延長擴(kuò)散時間有利于硅片的吸雜作用[6]。豆等通過改變多晶硅中氣體流量的大小與RIE制絨工藝進(jìn)行匹配，在方阻為80Ωsq的情況下得到了轉(zhuǎn)換效率為17.5%的太陽能電池，比相應(yīng)的酸制絨效率提高了0.5%[7]。在一些重參雜的研究中發(fā)現(xiàn)，重參雜會增加發(fā)射極載流子的復(fù)合

4、速率[89]。上述的研究表明了擴(kuò)散方阻對電池最終的轉(zhuǎn)換效率有重要的影響，這些結(jié)果對生產(chǎn)中擴(kuò)散工藝都具有重要的知道意義。然而，上述的研究，都是通過改變擴(kuò)散的時間或者源流量的大小來改變擴(kuò)散后方阻的大小。到目前為止，對不同電阻率硅片擴(kuò)散后方阻的研究還比較少。擴(kuò)散層質(zhì)量是個關(guān)鍵問題。質(zhì)量的要求，主要體現(xiàn)在擴(kuò)散的深度（結(jié)深），擴(kuò)散層的表面雜質(zhì)濃度等方面。結(jié)深是在硅片中摻入不同導(dǎo)電類型的雜質(zhì)時，在距離硅片表面xj的地方，摻入的雜質(zhì)濃度與硅片的本體雜

5、質(zhì)濃度相等，即在這一位置形成了pn結(jié)。表面濃度（Nx）是做完擴(kuò)散后在硅片表面的擴(kuò)散層中的雜質(zhì)含量，擴(kuò)散結(jié)深用（Xj）表示。電化學(xué)CV是當(dāng)前測量半導(dǎo)體載流子濃度分布的非常重要的方法。在在硅半導(dǎo)體中ECV的應(yīng)用也越來越廣泛，逐漸成為光伏行業(yè)電池技術(shù)研究和發(fā)展的必要工具之一。ECV測量是利用合適的電解液既可以作為肖特基接觸的電極測量CV特性，又可以進(jìn)行電化學(xué)腐蝕，因此可以層層剝離測量電激活雜質(zhì)的濃度分度，剖面深度不受反向擊穿的限制，并可以測量

6、pn結(jié)。針對與此，該工作采用不同電阻率硅片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了擴(kuò)散后不同擴(kuò)散方阻的硅片，并對擴(kuò)散硅片的表面濃度和結(jié)深進(jìn)行了研究。1、實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)采用本研究采用電阻率為2.15、3.14、3.84、4.47Ωcm4組15圖2不同電阻率硅片與擴(kuò)散后方阻關(guān)系圖為了說明證硅片電阻率與擴(kuò)散后方阻的關(guān)系，因此對不同電阻率硅片擴(kuò)散后的表面濃度與結(jié)深的關(guān)系進(jìn)行了測量，結(jié)果如圖3所示。取每條曲線的最高值為表面濃度，不同電阻率表面濃度的曲線圖如圖4所示。從圖3