權(quán)利要求書： 1.一種制造太陽能電池的方法，該方法包括以下步驟：通過濕法氧化在半導(dǎo)體基板的表面上形成氧化硅膜；以及將所述氧化硅膜連續(xù)地暴露于570°C至700°C的范圍內(nèi)的溫度，以對所述氧化硅膜進(jìn)行退火以轉(zhuǎn)換為隧穿層，其中，在退火期間，所述氧化硅膜在第一時(shí)段內(nèi)從低于700°C的溫度被加熱至700°C，在第二時(shí)段內(nèi)保持在700°C的溫度，并且然后在第三時(shí)段內(nèi)冷卻至更低的溫度，其中，所述第一時(shí)段內(nèi)的加熱速率高于所述第三時(shí)段內(nèi)的冷卻速率，并且其中，所述第一時(shí)段為8至12分鐘，并且所述第三時(shí)段比所述第一時(shí)段更長。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在形成所述氧化硅膜的步驟中，所述半導(dǎo)體基板的表面被暴露于由液體氧化劑制成的化學(xué)溶液。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，形成所述氧化硅膜的步驟是在60°C至90°C的范圍內(nèi)的溫度下執(zhí)行的。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述液體氧化劑是臭氧或過氧化氫。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述氧化硅膜的溫度低于連續(xù)地暴露所述氧化硅膜的溫度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體基板包括單晶硅基板。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括以下步驟：在所述氧化硅膜上形成多晶硅層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述多晶硅層是通過使用低壓化學(xué)氣相沉積LPCD形成的。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述多晶硅層是通過在等于或高于600°C的沉積溫度下使用所述LPCD形成的。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，形成所述多晶硅層的步驟包括以下步驟：形成非晶硅層；以及

對所述非晶硅層進(jìn)行退火，以形成所述多晶硅層。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，該方法還包括以下步驟：在所述多晶硅層上形成鈍化膜；以及

形成通過穿透所述鈍化膜而連接到所述多晶硅層的電極。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法還包括以下步驟：在所述半導(dǎo)體基板的另一表面處形成摻雜區(qū)域。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述摻雜區(qū)域是通過將摻雜劑擴(kuò)散到所述半導(dǎo)體基板中而形成的。

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述多晶硅層的導(dǎo)電類型與所述半導(dǎo)體基板的導(dǎo)電類型相同，并且其中，所述摻雜區(qū)域的導(dǎo)電類型與所述半導(dǎo)體基板的導(dǎo)電類型相反。

說明書： 制造太陽能電池的方法[0001] 本申請是申請日為2017年1月24日、申請?zhí)枮?01710054307.3、發(fā)明名稱為“制造太陽能電池的方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域[0002] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及制造具有隧穿層的太陽能電池的新方法。背景技術(shù)[0003] 近來，由于諸如石油和煤的現(xiàn)有能源的消耗，對替代現(xiàn)有能源的替代能源的關(guān)注正在增加。尤其是，太陽能電池是將太陽光轉(zhuǎn)換為電能的流行的下一代電池。[0004] 最近開發(fā)的太陽能電池具有隧穿層，其被布置在基板與摻雜有摻雜劑的半導(dǎo)體層之間以便改進(jìn)電池效率。隧穿層由氧化硅形成并且需要退火工藝以獲得隧穿效應(yīng)。[0005] 此外，效率是用于評價(jià)太陽能電池的性能的重要因素，并且與太陽能電池的發(fā)電性能直接相關(guān)。發(fā)明內(nèi)容[0006] 因此，鑒于以上問題而做出本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種制造太陽能電池的方法，該方法包括以下步驟：在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜；以及將氧化硅膜連續(xù)地暴露于570℃至700℃的范圍內(nèi)的溫度以對氧化硅膜進(jìn)行退火。[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造太陽能電池的方法，該方法包括以下步驟：在第一溫度下在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜；在第二溫度下對氧化硅膜進(jìn)行退火以形成隧穿層；以及在隧穿層上形成多晶硅膜。

附圖說明[0008] 圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的制造方法制造的太陽能電池的橫截面圖。[0009] 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池的制造方法的流程圖。[0010] 圖3是示出在氧化硅層的退火期間的溫度變化的曲線圖。[0011] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的太陽能電池的制造方法的流程圖。[0012] 圖5A至圖5H示意性地示出使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的制造方法制造圖1所示的太陽能電池的過程。具體實(shí)施方式[0013] 現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其示例示出于附圖中。然而，將理解，本發(fā)明應(yīng)該不限于所述實(shí)施方式，而是可按照各種方式修改。在附圖中，為了清楚并簡明地說明本發(fā)明，與描述無關(guān)的元件的例示被省略，并且貫穿說明書，相同或極其相似的元件由相同的標(biāo)號指代。另外，在附圖中，為了更清楚的說明，元件的尺寸(例如，厚度、寬度等)被夸大或縮小，因此，本發(fā)明的厚度、寬度等不限于附圖的例示。另外，省略諸如沉積和濺射的熟知半導(dǎo)體制造方法的詳細(xì)描述以免使本發(fā)明的概念模糊。[0014] 圖1示出使用下面所述的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的制造方法制造的太陽能電池的橫截面圖。[0015] 參照圖1，太陽能電池100包括半導(dǎo)體基板10、布置在半導(dǎo)體基板10的后表面上的n+區(qū)域20以及布置在半導(dǎo)體基板10的前表面上的p+區(qū)域30。電極42和44包括連接至n+區(qū)域20的第一電極42和連接至p+區(qū)域30的第二電極44。太陽能電池100還可包括諸如第一鈍化膜24、第二鈍化膜34和抗反射膜36的絕緣層。將詳細(xì)描述這些組件。

[0016] 半導(dǎo)體基板10由單晶硅制成。當(dāng)半導(dǎo)體基板10由單晶半導(dǎo)體形成時(shí)，太陽能電池100基于由具有高結(jié)晶度因此具有很少缺陷的單晶半導(dǎo)體制成的半導(dǎo)體基板10。因此，太陽能電池100可具有優(yōu)異的電性質(zhì)。

[0017] 半導(dǎo)體基板10的前表面可經(jīng)受紋理化，因此可具有突起。所述突起形成在半導(dǎo)體基板10的(111)平面上，并且可具有大小不規(guī)則的金字塔形狀。當(dāng)通過經(jīng)由紋理化在半導(dǎo)體基板10的前表面上形成突起而增加表面粗糙度時(shí)，可減小通過半導(dǎo)體基板10的前表面引入的光的反射率。因此，到達(dá)半導(dǎo)體基板10中的pn結(jié)的光的量可增加，這可使光的損失最小化。[0018] 半導(dǎo)體基板10摻雜有低濃度的n型或p型摻雜劑?？扇〉氖牵雽?dǎo)體基板10摻雜有n型摻雜劑。[0019] n+區(qū)域20形成在半導(dǎo)體基板10的整個后表面上。例如，隧穿層22可形成在半導(dǎo)體基板10上，n+區(qū)域20可形成在隧穿層22上。[0020] 隧穿層22可被形成為與半導(dǎo)體基板10的后表面接觸以簡化結(jié)構(gòu)并改進(jìn)隧穿效應(yīng)。隧穿層22充當(dāng)一種阻擋電子和空穴的勢壘，使得少數(shù)載流子無法穿過，僅在隧穿層22附近+

累積，進(jìn)而具有高于特定水平的能量的多數(shù)載流子可穿過。另外，隧穿層22可用作防止n區(qū)域20的摻雜劑擴(kuò)散到半導(dǎo)體基板10中的擴(kuò)散勢壘。隧穿層22可包括允許多數(shù)載流子的隧穿的各種材料，例如氧化物、氮化物、半導(dǎo)體、導(dǎo)電聚合物等。具體地講，隧穿層22可由包含氧化硅的氧化硅層形成，因?yàn)檠趸鑼泳哂袃?yōu)異的鈍化性質(zhì)并且實(shí)現(xiàn)容易的載流子隧穿。

[0021] 為了獲得足夠的隧穿效應(yīng)，隧穿層22可比第一鈍化膜24和第二鈍化膜34以及第一導(dǎo)電區(qū)域20或第二導(dǎo)電區(qū)域30薄。例如，隧穿層22可等于2nm或者比2nm薄，例如在1nm至1.5nm的范圍內(nèi)。

[0022] 當(dāng)隧穿層22的厚度超過2nm時(shí)可能無法發(fā)生平滑的隧穿，從而使太陽能電池100的效率變差，而如果隧穿層22比1nm薄，則可能難以形成具有期望質(zhì)量的隧穿層22。[0023] n+區(qū)域20形成為包括與半導(dǎo)體基板10相同的半導(dǎo)體材料(更具體地講，單一半導(dǎo)體材料，例如硅)的半導(dǎo)體層。這可使當(dāng)n+區(qū)域20包括性質(zhì)與半導(dǎo)體基板10相似的不同半導(dǎo)體材料時(shí)可能生成的性質(zhì)差異最小化。然而，由于n+區(qū)域20與半導(dǎo)體基板10分離地形成在+半導(dǎo)體基板10上，所以n區(qū)域20可具有不同于半導(dǎo)體基板10的晶體結(jié)構(gòu)，以容易地形成在半導(dǎo)體基板10上。

[0024] 例如，n+區(qū)域20可通過利用n型摻雜劑對多晶硅半導(dǎo)體層進(jìn)行摻雜來形成，以根據(jù)其優(yōu)異導(dǎo)電性方便載流子移動并且使得在由例如氧化物形成的隧穿層22中發(fā)生平滑的載流子隧穿。[0025] 在本實(shí)施方式中，可解決當(dāng)通過與半導(dǎo)體基板10分離地形成n+區(qū)域20來在半導(dǎo)體基板10中形成摻雜區(qū)域時(shí)可能生成的關(guān)于缺陷或開路電壓減小的問題。因此，可改進(jìn)太陽能電池10的開路電壓。[0026] p+區(qū)域30形成在半導(dǎo)體基板10的前表面上。例如，在本實(shí)施方式中，p+區(qū)域30是通過將p型摻雜劑摻雜到半導(dǎo)體基板10的一部分中而形成的摻雜區(qū)域并且與半導(dǎo)體基板10形成pn結(jié)。[0027] 這里，可考慮諸如硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)和銦(In)的III族元素作為p型摻雜劑，可考慮諸如磷(P)、砷(As)、鉍(Bi)和銻(Sb)的族元素作為n型摻雜劑。[0028] 在圖1所示的太陽能電池中，與半導(dǎo)體基板10分離地形成的n+區(qū)域20被布置在半導(dǎo)體基板10的后表面上，形成半導(dǎo)體基板10的一部分的p+區(qū)域30被布置在半導(dǎo)體基板10的前表面上。如果具有不同于半導(dǎo)體基板10的晶體結(jié)構(gòu)的n+區(qū)域20被設(shè)置在半導(dǎo)體基板10的前表面上，則n+區(qū)域20中的光吸收將增加，因此到達(dá)pn結(jié)的光的量將減少。因此，n+區(qū)域20被布置在半導(dǎo)體基板10的后表面上。[0029] 除了與第一電極42和第二電極44對應(yīng)的開口102和104之外，由絕緣材料制成的層可形成在第一導(dǎo)電區(qū)域20和第二導(dǎo)電區(qū)域20和30上。這些絕緣層是不包括摻雜劑的未摻雜絕緣層。[0030] 例如，第一絕緣層形成在除了開口102之外的n+區(qū)域20上，第二絕緣層形成在除了開口104之外的p+區(qū)域30上。這些絕緣層是將存在于摻雜區(qū)域20和30的表面上或主體中的缺陷鈍化的鈍化膜。[0031] 另外，用于減小光的反射率的抗反射膜36作為另一絕緣層形成在半導(dǎo)體基板10的前表面上。[0032] 上述絕緣層具有包括從由氮化硅膜、包括氫的氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜、MgF2、ZnS、TiO2和CeO2構(gòu)成的組中選擇的一種的單層結(jié)構(gòu)或者具有其中至少兩種的組合的多層結(jié)構(gòu)。[0033] 第一電極42電連接至n+區(qū)域20并與之接觸，第二電極44電連接至p+區(qū)域30。第一電極42和第二電極44分別通過形成在絕緣層中的開口102和104來連接至n+區(qū)域20和p+區(qū)域30。[0034] 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池的制造方法的流程圖。[0035] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池的制造方法包括步驟S11：在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜。[0036] 氧化硅膜由具有化學(xué)式SiOx(可取地，SiO2)的材料形成。[0037] 氧化硅膜可利用濕法氧化、熱氧化或化學(xué)氧化來形成在半導(dǎo)體基板上?；瘜W(xué)氧化是半導(dǎo)體基板的表面被暴露于由液體氧化劑制成的化學(xué)溶液以形成氧化硅膜的方法，可在約60℃至90℃的范圍內(nèi)的溫度下執(zhí)行。作為氧化劑，使用臭氧(O3)、過氧化氫(H2O2)等。[0038] 濕法氧化是利用例如去離子水沖洗半導(dǎo)體基板以在其表面上形成薄氧化物膜的方法。具體地講，半導(dǎo)體基板在約80℃至90℃的范圍內(nèi)的溫度下被暴露于去離子水以在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜。[0039] 通過將去離子水的溫度維持在上述范圍內(nèi)，氧化物膜可在短時(shí)間內(nèi)形成至適當(dāng)?shù)暮穸?。?dāng)去離子水的溫度超過90℃時(shí)，溫度接近去離子水的沸點(diǎn)，因此可能難以執(zhí)行穩(wěn)定的工藝。當(dāng)去離子水的溫度低于80℃時(shí)，可能難以將氧化物膜形成至足夠的厚度。[0040] 另外，當(dāng)半導(dǎo)體基板被暴露于去離子水少于10分鐘時(shí)，可能難以形成具有足夠的厚度的氧化物膜。當(dāng)半導(dǎo)體基板被暴露于去離子水超過20分鐘時(shí)，由于長的工藝時(shí)間，工藝效率可降低，并且可能由于厚的氧化物膜而無法獲得隧穿效應(yīng)。[0041] 即，通過同時(shí)控制半導(dǎo)體基板暴露于去離子水的時(shí)間和溫度，可通過濕法氧化來有效地形成氧化物膜。[0042] 濕法氧化與化學(xué)氧化的區(qū)別可在于使用不包含氧化劑等的去離子水。[0043] 當(dāng)使用去離子水在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜時(shí)，由于制造成本較低并且與化學(xué)氧化不同不需要附加沖洗工藝，所以工藝可被簡化以改進(jìn)生產(chǎn)率。[0044] 另外，當(dāng)使用去離子水在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜時(shí)，制造成本較低并且與化學(xué)氧化中相比形成較少缺陷點(diǎn)，因此可獲得具有增強(qiáng)的質(zhì)量的氧化硅膜。熱氧化以這樣的方式執(zhí)行：半導(dǎo)體基板被加載到550℃至700℃的范圍內(nèi)的溫度下的腔室中，并且向其注入反應(yīng)性氣體以導(dǎo)致在半導(dǎo)體基板的表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，持續(xù)1分鐘至2分鐘。氮(N2)和氧(O2)可用作反應(yīng)性氣體，并且可添加水或鹽酸的液泡。[0045] 氧化硅膜的厚度落在1nm至1.5nm的范圍內(nèi)，難以實(shí)現(xiàn)1.5nm或更大的厚度的隧穿效應(yīng)。[0046] 此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，可通過在低溫下形成氧化硅膜來容易地控制氧化硅膜的厚度。當(dāng)通過熱氧化形成氧化硅膜時(shí)，氧化之后的退火工藝S13可原位(in?situ)在相同的腔室中執(zhí)行，因此制造時(shí)間可減少。[0047] 退火工藝S13可使得氧化硅膜更致密以改進(jìn)其鈍化功能。具體地講，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的制造方法可包括步驟S13：在570℃至700℃的范圍內(nèi)的溫度下的腔室中對氧化硅膜進(jìn)行退火以將氧化硅膜轉(zhuǎn)換為隧穿層。退火工藝可在氮(N2)氣氛中執(zhí)行。這里，退火期間的環(huán)境氣體可涵蓋本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地采用的范圍。[0048] 氧化硅膜可被暴露于約570℃至750℃(具體地講，約570℃至700℃，更具體地講，約600℃至700℃)的范圍內(nèi)的溫度下的腔室中并進(jìn)行退火。可取地，氧化硅膜開始從約570℃至約700℃被緩慢加熱，然后溫度緩慢降低以使熱應(yīng)力最小化。[0049] 圖3示出退火期間的溫度變化。[0050] 如圖3所示，半導(dǎo)體基板在從0至t1的周期內(nèi)從起始溫度至最大溫度被緩慢地加熱，在從t1至t2的周期內(nèi)被保持在最大溫度，在從t2至t3的周期內(nèi)溫度從最大溫度至起始溫度緩慢地降低。從0至t1的周期可被定義為第一周期，從t1至t2的周期可被定義為第二周期，從t2至t3的周期可被定義為第三周期。[0051] 在第一周期中，起始溫度是半導(dǎo)體基板在腔室中開始被加熱的溫度并且等于或高于約600℃，最大溫度為約700℃。盡管貫穿說明書在數(shù)值的描述中使用了詞語“約”，使用該詞語是因?yàn)閿?shù)值可能根據(jù)數(shù)值測量位置、時(shí)間、方法等而變化，而非旨在使描述不清楚。[0052] 起始溫度被設(shè)定為等于或高于約600℃的溫度以便減小起始溫度與最大溫度之間的差異。隨著起始溫度與最大溫度之間的差異減小，與熱變形有關(guān)的較小應(yīng)力被施加于半導(dǎo)體基板?？扇〉?，起始溫度與最大溫度之間的差異小于100℃。[0053] 如果溫度差異超過100℃，則在退火期間由于與大的溫度差異所引起的熱變形有關(guān)的應(yīng)力，半導(dǎo)體基板可能損壞，并且工藝運(yùn)行時(shí)間延長，增加了制造成本。[0054] 考慮到施加于處理設(shè)備或半導(dǎo)體基板的熱應(yīng)力，可取的是溫度每分鐘增加約10℃并且從起始溫度至最大溫度增加時(shí)間為8至12分鐘。[0055] 當(dāng)增加時(shí)間短于8分鐘時(shí)，由于每分鐘增加的溫度過高，施加于半導(dǎo)體基板的熱應(yīng)力增加。當(dāng)增加時(shí)間超過12分鐘時(shí)，運(yùn)行時(shí)間增加并且最大溫度與起始溫度之間的溫度差異過度增加。[0056] 在第二周期中，從t1至t2半導(dǎo)體基板被加熱至最大溫度。可取地，最大溫度為約700℃并且加熱時(shí)間為12至18分鐘。

[0057] 考慮到起始溫度與最大溫度之間的溫度差異，最大溫度為約700℃。根據(jù)最大溫度來控制加熱時(shí)間。當(dāng)在700℃的最大溫度下執(zhí)行加熱12至18分鐘時(shí)，實(shí)現(xiàn)最穩(wěn)定的退火。如果最大溫度減小至700℃以下，則加熱時(shí)間(t1至t2)相對增加。這對工業(yè)實(shí)用性而言是不可取的，因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)間延長，從而增加了制造成本。當(dāng)最大溫度超過700℃時(shí)，氧化物膜的性質(zhì)可能劣化。[0058] 在第三周期中，從t2至t3在最大溫度降低至起始溫度的同時(shí)對半導(dǎo)體基板緩慢加熱。[0059] 在第三周期中，溫度緩慢降低以使膜質(zhì)量穩(wěn)定。在第三周期中溫度每分鐘降低約5℃，可取的是每分鐘的溫度降低小于第一周期中每分鐘的溫度增加，以實(shí)現(xiàn)成功的退火。[0060] 因此，第三周期的穩(wěn)定時(shí)間比第一周期長，更可取地，為第一周期的約兩倍，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中為16至24分鐘。[0061] 另外，可取的是第一周期、第二周期和第三周期的總和不超過1小時(shí)。當(dāng)?shù)谝恢芷?、第二周期和第三周期的總和超過1小時(shí)時(shí)，半導(dǎo)體基板被暴露于高溫太長時(shí)間，加重了熱應(yīng)力和運(yùn)行時(shí)間長度，增加了制造成本。[0062] 此外，在步驟S13中，通過暴露氧化硅膜來執(zhí)行退火，因此氧化硅膜可在570℃至700℃的范圍內(nèi)的低溫下通過退火被轉(zhuǎn)換為隧穿層。

[0063] 當(dāng)氧化硅膜22a在低于570℃的溫度下加熱時(shí)，氧化硅膜22a沒有被轉(zhuǎn)換為隧穿層22，并且即使氧化硅膜22a被轉(zhuǎn)換為隧穿層22，也獲得很少隧穿效應(yīng)。這種結(jié)果可通過下面所述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來確認(rèn)。

[0064] 根據(jù)上述本發(fā)明的實(shí)施方式，由于小的溫度變化，可減小與施加于氧化硅膜的熱變形相關(guān)的應(yīng)力并且減小工藝時(shí)間。另外，可利用與用于形成氧化硅膜的腔室相同的腔室來對氧化硅膜進(jìn)行退火，因此可執(zhí)行原位工藝(in?situprocess)，以進(jìn)一步減小工藝時(shí)間。[0065] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的太陽能電池的制造方法的流程圖。[0066] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的太陽能電池的制造方法包括步驟S21：在第一溫度下在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜。氧化硅膜由具有化學(xué)式SiOx(可取地，SiO2)的材料形成。[0067] 可利用濕法氧化、熱氧化或化學(xué)氧化來在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜。[0068] 化學(xué)氧化是半導(dǎo)體基板的表面被暴露于液體氧化劑以形成氧化硅膜的方法。作為氧化劑，使用臭氧(O3)、過氧化氫(H2O2)等。這種化學(xué)氧化以這樣的方式執(zhí)行：在70℃至90℃的范圍內(nèi)的溫度下將半導(dǎo)體基板的表面浸漬于氧化劑中5至15分鐘，以使半導(dǎo)體基板的表面氧化。[0069] 濕法氧化是利用例如去離子水沖洗半導(dǎo)體基板以在其表面上形成薄氧化物膜的方法。具體地講，半導(dǎo)體基板在約80℃至90℃的范圍內(nèi)的溫度下被暴露于去離子水以在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜。[0070] 通過將去離子水的溫度維持在上述范圍內(nèi)，氧化物膜可在短時(shí)間內(nèi)形成至適當(dāng)?shù)暮穸?。?dāng)去離子水的溫度超過90℃時(shí)，溫度接近去離子水的沸點(diǎn)，因此可能難以執(zhí)行穩(wěn)定的工藝。當(dāng)去離子水的溫度低于80℃時(shí)，可能難以將氧化物膜形成至足夠的厚度。[0071] 另外，當(dāng)半導(dǎo)體基板被暴露于去離子水少于10分鐘時(shí)，可能難以形成具有足夠厚度的氧化物膜。當(dāng)半導(dǎo)體基板被暴露于去離子水超過20分鐘時(shí)，由于長的工藝時(shí)間，工藝效率可降低，并且由于厚的氧化物膜，可能無法獲得隧穿效應(yīng)。[0072] 即，通過同時(shí)控制半導(dǎo)體基板暴露于去離子水的時(shí)間和溫度，可通過濕法氧化來有效地形成氧化物膜。[0073] 濕法氧化與化學(xué)氧化的區(qū)別可在于使用不包含氧化劑等的去離子水。[0074] 當(dāng)使用去離子水在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜時(shí)，由于制造成本較低并且與化學(xué)氧化不同不需要附加沖洗工藝，所以工藝可被簡化以改進(jìn)生產(chǎn)率。[0075] 另外，當(dāng)使用去離子水在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜時(shí)，制造成本較低并且與化學(xué)氧化中相比形成較少缺陷點(diǎn)，因此可獲得具有增強(qiáng)的質(zhì)量的氧化硅膜。熱氧化是在半導(dǎo)體基板上形成氧化硅膜的方法。熱氧化以這樣的方式執(zhí)行：半導(dǎo)體基板被加載到550℃至700℃的范圍內(nèi)的溫度下的腔室中，并且向其注入反應(yīng)性氣體以導(dǎo)致在半導(dǎo)體基板的表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，持續(xù)1分鐘至2分鐘。氮(N2)和氧(O2)可用作反應(yīng)性氣體，并且可添加水或鹽酸的液泡。

[0076] 氧化硅膜的厚度落在1nm至1.5nm的范圍內(nèi)，難以實(shí)現(xiàn)1.5nm或更大的厚度的隧穿效應(yīng)。[0077] 當(dāng)通過熱氧化形成氧化硅膜時(shí)，氧化之后的退火工藝S23可原位在相同的腔室中執(zhí)行，因此制造時(shí)間可減少。[0078] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的制造方法包括步驟S23：在570℃至700℃的范圍內(nèi)的溫度下的腔室中對氧化硅膜進(jìn)行退火以將氧化硅膜轉(zhuǎn)換為隧穿層。[0079] 氧化硅膜在腔室中在約570℃至750℃的范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行退火。在優(yōu)選實(shí)施方式中，氧化硅膜開始從約570℃至約700℃被緩慢加熱，然后溫度緩慢降低以使熱應(yīng)力最小化。這樣，如圖3所示執(zhí)行退火。[0080] 隨后，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的制造方法包括步驟S25：在隧穿層上形成多晶硅膜。[0081] 在優(yōu)選實(shí)施方式中，多晶硅膜通過LPCD(低壓化學(xué)氣相沉積)形成至300nm至400nm的范圍內(nèi)的厚度。

[0082] 此工藝中所使用的反應(yīng)性氣體包括包含形成多晶硅膜的Si的氣體(例如，硅烷氣體)。由于多晶硅膜具有多晶結(jié)構(gòu)，所以僅利用僅包含Si的簡單氣體(例如，硅烷氣體)作為反應(yīng)性氣體來形成多晶硅膜。另外，氧化氮(N2O)氣體和/或氧(O2)氣可連同反應(yīng)性氣體一起被引入，以控制晶粒大小、結(jié)晶度等，從而實(shí)現(xiàn)令人滿意的晶體生長。[0083] 當(dāng)利用LPCD形成半導(dǎo)體膜時(shí)，可通過控制反應(yīng)溫度來沉積非晶硅(a?Xi)或多晶硅以形成半導(dǎo)體膜。非晶硅在低于約600℃的反應(yīng)溫度下沉積，多晶硅在高于約600℃的反應(yīng)溫度下沉積。[0084] 在優(yōu)選實(shí)施方式中，可通過LPCD在等于或高于約600℃的溫度下達(dá)20至35分鐘來直接在隧穿層上形成多晶硅膜。更優(yōu)選地，在退火工藝的溫度范圍內(nèi)執(zhí)行LPCD，使得兩個工藝之間存在很少溫度差異。在這種情況下，由于兩個工藝之間存在很少溫度差異，所以施加于半導(dǎo)體基板的熱應(yīng)力可減小。另外，由于很少的溫度差異使在工藝之間調(diào)節(jié)溫度以使工藝穩(wěn)定所需的時(shí)間縮短，所以運(yùn)行時(shí)間也可減少。[0085] 盡管還可首先沉積非晶硅，然后通過退火由非晶硅形成多晶硅膜，但是需要在900℃左右的溫度下執(zhí)行退火以將非晶硅轉(zhuǎn)換為多晶硅。這種高溫退火增加了施加于氧化硅膜的熱應(yīng)力并且使得溫度變化增加，從而加重了熱應(yīng)力。另外，當(dāng)使用這種高溫時(shí)，工藝運(yùn)行時(shí)間增加，導(dǎo)致制造成本增加并且效率降低。[0086] 在本實(shí)施方式中，在隧穿層上形成多晶硅膜以跳過對多晶硅膜進(jìn)行熱處理的工藝，并且在形成多晶硅膜之前在低溫下對氧化硅膜進(jìn)行退火。[0087] 將描述表示本發(fā)明的實(shí)施方式的效果的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。[0088] 為了檢查本發(fā)明的效果，制造了四個樣本并且通過Sun?oc測量來測量隱含oc如下。[0089] 樣本1[0090] 樣本1以這樣的方式制造：氧化硅膜在半導(dǎo)體基板上由SiO2形成至1nm至1.5nm的范圍內(nèi)的厚度，被緩慢地加熱，然后在570℃至700℃的溫度范圍內(nèi)被冷卻以退火，并且在氧化硅膜上形成多晶硅半導(dǎo)體膜和SiNx絕緣膜。[0091] 樣本2[0092] 樣本2以這樣的方式制造：氧化硅膜在半導(dǎo)體基板上形成至1nm至1.5nm的范圍內(nèi)的厚度，并且在其上形成多晶硅半導(dǎo)體膜和SiNx絕緣膜而沒有退火。[0093] 樣本3[0094] 樣本3以這樣的方式制造：氧化硅膜在半導(dǎo)體基板上由SiO2形成至1nm至1.5nm的范圍內(nèi)的厚度，然后被緩慢地加熱至570℃至700℃的范圍內(nèi)的溫度以退火，在氧化硅膜上由多晶硅形成半導(dǎo)體膜，然后在800℃至1000℃的范圍內(nèi)的溫度下將n型摻雜劑擴(kuò)散到半導(dǎo)體膜中以形成n+摻雜區(qū)域，然后在其上由SiNx形成絕緣膜。[0095] 樣本4[0096] 樣本4以這樣的方式制造：氧化硅膜在半導(dǎo)體基板上形成至1nm至1.5nm的范圍內(nèi)的厚度，并且在氧化硅膜上由多晶硅形成半導(dǎo)體膜而沒有退火，然后在750℃至900℃的范圍內(nèi)的溫度下將n型摻雜劑擴(kuò)散到半導(dǎo)體膜中以形成n+摻雜區(qū)域，然后在其上由SiNx形成絕緣膜。[0097] 如上制造的樣本1至樣本4的隱含oc的測量結(jié)果示出于下表1中。[0098] [表1][0099] 隱含oc(m)

樣本1 720至730

樣本2 680

樣本3 735

樣本4 680

[0100] 可從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)，與氧化硅膜沒有退火的情況(樣本2和樣本4)相比，在570℃至700℃的范圍內(nèi)的溫度下對氧化硅膜進(jìn)行退火的情況(樣本1)下隱含oc增加了40至50。

[0101] 另外，樣本4與樣本2的不同之處在于樣本4具有形成在半導(dǎo)體膜中的n+摻雜區(qū)域，并且在樣本2和樣本4二者中均省略了氧化硅膜退火。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，樣本2和樣本4具有相同的隱含oc值680。[0102] 這些結(jié)果證明，僅當(dāng)形成氧化硅膜之后立即執(zhí)行退火時(shí)，氧化硅膜被轉(zhuǎn)換為隧穿層以實(shí)現(xiàn)隧穿效應(yīng)。[0103] 所述結(jié)果可通過將樣本1與樣本3進(jìn)行比較來配置。盡管在樣本1和樣本3二者中均在形成氧化硅膜之后立即執(zhí)行退火，并且僅在樣本3中在形成半導(dǎo)體膜之后另外執(zhí)行退火，樣本1和樣本3具有相似的隱含oc值。這證明了在形成氧化硅膜之后立即執(zhí)行退火是有效的，而在形成半導(dǎo)體膜之后執(zhí)行退火不影響電池效率改進(jìn)。[0104] 將參照圖5A至圖5H描述通過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的上述制造方法制造圖1所示的太陽能電池的過程。[0105] 圖5A示出與圖2的S11和S13以及圖4的S21和S23對應(yīng)的工藝。在此工藝中，在半導(dǎo)體基板10的前表面和后表面上形成氧化硅膜22a。[0106] 半導(dǎo)體基板10可以是硅晶圓或塊狀硅基板。氧化硅膜可由具有化學(xué)式SiOx(優(yōu)選地，SiO2)的材料形成。[0107] 氧化硅膜22a利用濕法氧化、熱氧化或化學(xué)氧化形成至1nm至1.5nm的范圍內(nèi)的厚度。難以實(shí)現(xiàn)等于或大于1.5nm的厚度的隧穿效應(yīng)。[0108] 當(dāng)利用熱氧化形成氧化硅膜時(shí)，隨后的退火工藝可原位在相同的腔室中執(zhí)行，從而減少了制造時(shí)間。[0109] 本工藝包括如上所述將氧化硅膜22a加熱至570℃至700℃的范圍內(nèi)的溫度的退火。因此，氧化硅膜22a被轉(zhuǎn)換為隧穿層22。在優(yōu)選實(shí)施方式中，氧化硅膜22a從600℃左右的溫度被緩慢地加熱以達(dá)到約700℃，然后溫度降低至600℃左右以使熱應(yīng)力最小化。[0110] 這里，由于在氧化硅膜22a被暴露的同時(shí)執(zhí)行退火，所以氧化硅膜22a可在570℃至700℃的范圍內(nèi)的溫度下被轉(zhuǎn)換為隧穿層。如果在氧化硅膜22a上形成其它層之后執(zhí)行退火，則由于需要更高的退火溫度，熱應(yīng)力加重，并且由于高溫，工藝運(yùn)行時(shí)間增加。

[0111] 在傳統(tǒng)技術(shù)中，氧化硅膜22a被加熱至約900℃，因此相當(dāng)大的熱應(yīng)力被施加于氧化硅膜并且由于顯著的溫度變化而進(jìn)一步加重。當(dāng)以這樣的方式使用高溫時(shí)，工藝運(yùn)行時(shí)間延長，從而增加了制造成本并降低了效率。[0112] 如果在低于570℃的溫度下對氧化硅膜22a進(jìn)行加熱，則氧化硅膜22a沒有被轉(zhuǎn)換為隧穿層22，并且即使氧化硅膜22a被轉(zhuǎn)換為隧穿層22，也獲得很少的隧穿效應(yīng)。[0113] 參照圖5B，在形成在半導(dǎo)體基板10的前表面和后表面上的隧穿層22上形成本征半導(dǎo)體膜20a。此工藝對應(yīng)于圖4的步驟S25。[0114] 本征半導(dǎo)體膜20a是未摻雜的純半導(dǎo)體膜，優(yōu)選地由多晶硅形成。[0115] 本征半導(dǎo)體膜20a可利用CD(化學(xué)氣相沉積)，更具體地講，LPCD(低壓化學(xué)氣相沉積)來形成。[0116] 此工藝中所使用的反應(yīng)性氣體包括包含形成本征半導(dǎo)體膜20a的Si的氣體(例如，硅烷氣體)。由于在本實(shí)施方式中半導(dǎo)體膜20a由本征多晶硅形成，所以僅包含Si的氣體用作環(huán)境氣體。[0117] 另外，氧化氮(N2O)氣體和/或氧(O2)氣可被另外引入以控制晶粒大小、結(jié)晶度等，從而實(shí)現(xiàn)令人滿意的晶體生長。[0118] 在此工藝中，使用600℃至700℃的范圍內(nèi)的沉積溫度，其落入用于上述退火工藝的570℃至700℃的溫度范圍內(nèi)，因此兩個工藝之間存在很少溫度變化。因此，施加于半導(dǎo)體基板的熱應(yīng)力可被最小化，并且由于很少溫度變化，在工藝之間調(diào)節(jié)溫度以使工藝穩(wěn)定所需的時(shí)間可減少，從而使運(yùn)行時(shí)間減少。[0119] 參照圖5C，利用摻雜劑對半導(dǎo)體膜20a進(jìn)行摻雜以形成摻雜的n+區(qū)域20。[0120] 可利用在加熱擴(kuò)散爐中使摻雜劑擴(kuò)散到半導(dǎo)體膜20a中的熱擴(kuò)散來使半導(dǎo)體膜20a變?yōu)閚+區(qū)域20。

[0121] 圖5C示出通過熱擴(kuò)散形成n+區(qū)域20。當(dāng)半導(dǎo)體基板10為n型時(shí)，在包含POCl3的環(huán)境氣體中執(zhí)行熱擴(kuò)散。[0122] 當(dāng)POCl3用作摻雜源時(shí)，被引入腔室中的POCl3和O2在高溫下彼此反應(yīng)以在本征半導(dǎo)體膜20a的表面上形成P2O5層，然后在750℃至900℃的范圍內(nèi)的溫度下通過熱處理使包含在P2O5層中的磷(P)擴(kuò)散到由Si形成的本征半導(dǎo)體膜20a中，從而形成n+區(qū)域20。[0123] 另選地，n+區(qū)域20可利用磷硅酸鹽玻璃(PSG)來形成。[0124] 利用APCD(大氣壓CD)來沉積PSG。PSG可被沉積在形成在半導(dǎo)體基板10的前表面和后表面上的半導(dǎo)體膜20a中的僅一個上并且被加熱至400℃至600℃的范圍內(nèi)的溫度，使得半導(dǎo)體膜20a變?yōu)閚+區(qū)域20。[0125] 另選地，n+區(qū)域20可按照這樣的方式形成：摻雜有n型摻雜劑的半導(dǎo)體膜形成為半導(dǎo)體膜20a。[0126] 參照圖5D，形成在半導(dǎo)體基板10的前表面上的半導(dǎo)體膜20a以及形成在下面的隧穿層22被去除。[0127] 在此工藝中，將半導(dǎo)體膜和隧穿層從半導(dǎo)體基板10的前表面去除，并且對半導(dǎo)體基板的暴露表面進(jìn)行紋理化。[0128] 半導(dǎo)體膜和隧穿層可利用濕法蝕刻和干法蝕刻中的任一個(優(yōu)選地，濕法蝕刻)來去除。氫氧化鉀(KOH)用作蝕刻劑，并且可按照這樣的方式執(zhí)行蝕刻：僅半導(dǎo)體基板10的前表面被選擇性地浸漬到KOH溶液中。[0129] 參照圖5E，在半導(dǎo)體基板10的前表面上形成p+區(qū)域30。p+區(qū)域30按照這樣的方式形成：利用p型摻雜劑對半導(dǎo)體基板10進(jìn)行摻雜以使得半導(dǎo)體基板10的一部分變?yōu)閾诫s區(qū)域。[0130] p+區(qū)域30利用各種已知方法來形成。例如，p+區(qū)域30可利用允許摻雜的熱擴(kuò)散來形成，從而使隧穿層22的性質(zhì)的劣化最小化。然而，當(dāng)使用離子注入時(shí)，由于在離子注入之后在高溫下執(zhí)行的熱處理，隧穿層22的性質(zhì)可能劣化。[0131] 例如，通過在形成在半導(dǎo)體基板10的后表面上的n+區(qū)域20上形成氮化硅(SiNx)的鈍化膜204并且在包含p型摻雜劑的環(huán)境氣體中執(zhí)行熱處理，可在半導(dǎo)體基板10的前表面上形成p+區(qū)域30。[0132] 當(dāng)p+區(qū)域30具有p型摻雜劑時(shí)，可在包含BBr3的環(huán)境氣體中對p+區(qū)域30進(jìn)行熱處理。當(dāng)p+區(qū)域30具有n型摻雜劑時(shí)，可在包含POCl3的環(huán)境氣體中對p+區(qū)域30進(jìn)行熱處理。在形成p+區(qū)域30之后將鈍化膜204去除。能夠阻擋第二導(dǎo)電摻雜劑的摻雜的各種膜可用作鈍化膜204并且通過根據(jù)材料的消除方法來去除。[0133] 在優(yōu)選實(shí)施方式中，當(dāng)p+區(qū)域30利用熱擴(kuò)散形成時(shí)，該工藝在800℃至1000℃的范圍內(nèi)的溫度下執(zhí)行約60分鐘。[0134] p+區(qū)域30在高于退火溫度的溫度下形成的原因是為了通過利用熱能進(jìn)一步活化在先前工藝中形成的n+區(qū)域20的摻雜劑來增強(qiáng)n+區(qū)域20的效率。[0135] 另選地，p+區(qū)域30可按照這樣的方式形成：在半導(dǎo)體基板10的前表面上選擇性地形成包括p型摻雜劑的摻雜層，通過熱處理使包含在摻雜層中的p型摻雜劑擴(kuò)散到半導(dǎo)體基板10中。例如，硼硅玻璃(BSG)可用于形成p+區(qū)域30。在這種情況下，BSG可利用LPCD在約400℃至600℃的范圍內(nèi)的溫度下沉積。

[0136] 參照圖5F，在設(shè)置在半導(dǎo)體基板10的前表面上的p+區(qū)域30上形成第二絕緣膜34和抗反射膜36。[0137] 第二絕緣膜34或抗反射膜36可通過諸如真空蒸發(fā)、CD、旋涂、絲網(wǎng)印刷和噴涂的各種方法來形成。這里，當(dāng)?shù)诙^緣膜34或抗反射膜36利用諸如等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積的單面沉積來形成時(shí)，第二絕緣膜34或抗反射膜36可容易地僅形成在半導(dǎo)體基板10的前表面上，而無需針對第二絕緣膜34或抗反射膜36使用附加構(gòu)圖工藝。[0138] 參照圖5G，在半導(dǎo)體基板10的后表面上形成第一絕緣膜24。在沉積在半導(dǎo)體基板10的后表面上的n+區(qū)域20上形成第一絕緣膜。

[0139] 第一絕緣膜24可利用諸如真空蒸發(fā)、CD、旋涂、絲網(wǎng)印刷和噴涂的各種方法來形成。[0140] 在本實(shí)施方式中，首先形成覆蓋半導(dǎo)體基板10的前表面的第二絕緣膜34，然后形成覆蓋半導(dǎo)體基板10的后表面的第一絕緣膜24。[0141] 因此，可防止在形成第一絕緣膜期間n+區(qū)域20的性質(zhì)劣化或損壞。當(dāng)n+區(qū)域20用作發(fā)射極區(qū)域時(shí)，n+區(qū)域20的性質(zhì)非常重要。然而，本發(fā)明不限于此，覆蓋半導(dǎo)體基板10的前表面的第二絕緣膜34可在形成覆蓋半導(dǎo)體基板10的后表面的第一絕緣膜24之后形成。[0142] 參照圖5H，形成分別連接至n+區(qū)域20和p+區(qū)域30的第一電極42和第二電極44。[0143] 例如，通過構(gòu)圖工藝在第一絕緣膜和第二絕緣膜中形成第一開口102和第二開口104，然后形成第一電極42和第二電極44以填充第一開口102和第二開口104。這里，第一開口102和第二開口104可通過諸如使用激光的激光燒蝕以及使用蝕刻劑或蝕刻膏的方法的各種方法來形成。第一電極42和第二電極44可利用諸如電鍍和沉積的各種方法來形成。

[0144] 盡管描述了利用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的制造方法制造具有在半導(dǎo)體基板的前表面和后表面上分別形成電極的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的太陽能電池的實(shí)施方式，本發(fā)明不限于此，可被同樣應(yīng)用于包括隧穿層的任何太陽能電池結(jié)構(gòu)。[0145] 例如，在所有電極均被設(shè)置在其后側(cè)的后側(cè)接觸太陽能電池中，可通過上述方法在太陽能電池的后表面上形成隧穿層。[0146] 在這種情況下，半導(dǎo)體基板的后表面被暴露于熱氧化或化學(xué)溶液以形成1nm至1.5nm的范圍內(nèi)的厚度的氧化硅膜，然后將氧化硅膜加熱至570℃至700℃的范圍內(nèi)的溫度并在該溫度下進(jìn)行退火以形成隧穿層。

[0147] 后側(cè)接觸太陽能電池包括半導(dǎo)體基板、通過上述制造方法形成在半導(dǎo)體基板的后表面上的隧穿層、具有p+區(qū)域和n+區(qū)域并且形成在隧穿層上的半導(dǎo)體膜、形成為覆蓋半導(dǎo)體膜的絕緣膜以及通過形成在絕緣膜中的接觸孔分別與p+區(qū)域和n+區(qū)域接觸的電極。[0148] 上述特征、配置、效果等被包括在本發(fā)明的至少一個實(shí)施方式中，不應(yīng)僅限于一個實(shí)施方式。另外，各個實(shí)施方式中所示的特征、配置、效果等在由本領(lǐng)域技術(shù)人員彼此組合或修改時(shí)可關(guān)于其它實(shí)施方式來實(shí)現(xiàn)。因此，與這些組合和修改有關(guān)的內(nèi)容應(yīng)該被解釋為在如所附權(quán)利要求書所公開的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。[0149] 相關(guān)申請的交叉引用[0150] 本申請要求在韓國知識產(chǎn)權(quán)局于2016年1月29日提交的韓國專利申請No.10?2016?0011825和2016年11月14日提交的韓國專利申請No.10?2016?0151337的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用并入本文。