[发明专利]半导体晶片中掺杂变化的光致发光成像

说明书

技术领域

本发明涉及识别半导体晶片中掺杂变化的系统和方法，并且具体涉及在光伏电池制造中的金属化之前确定半导体晶片上选择性发射极结构的位置或取向的系统和方法。然而，本发明并不限于这种特定领域的使用。

相关申请

本申请要求于2011年8月12日提交的澳大利亚临时专利申请第2011903226号的优先权，其内容通过引用并入本文。

背景技术

贯穿本说明书对现有技术的任何讨论绝不应被视为对此现有技术是广泛已知或形成本领域中常见的一般知识的部分的认可。

晶体半导体的光伏（PV）电池一般具有在前表面正下方的pn结（pn-junction），通常通过与半导体材料的背景掺杂极性相反的掺杂剂的内扩散（in-diffusion）形成。除了创建pn结，合成的‘发射极层’还用来输送电荷载流子至并进入前表面上的金属手指接触。大部分市售的PV电池是基于掺硼（p型）的多晶体硅晶片，具有由磷热扩散进入表面形成的n⁺⁺型层。然而，通常高度掺杂的发射极层具有低的载流子寿命并吸收显著比例的太阳光谱的高能量（UV和蓝光）部分，从而造成按绝对值计算约1%的电池效率的降低（例如从18%至17%）。因此，对于高效率的电池，期望在除将沉积金属线的区域外的所有区域中以选择性方式轻掺杂的（为了降低蓝光响应损失）形成发射极层。此外，轻掺杂的发射极区一般具有较低的发射极饱和电流，这与标准的高掺杂均匀发射极相比增加了电池的开路电压。

许多技术是因在硅晶片的表面内或表面上形成选择性发射极结构而众所周知的。在一种技术中，含磷的糊剂被喷墨印刷在p型硅表面，然后进行热扩散。在美国专利号7910393内所描述的另一种技术中，掺杂的纳米颗粒硅墨被丝网印刷和结晶以形成高掺杂层。一些其它的技术通过使用激光的局部扩散（如美国专利号6429037和公开的美国专利申请号2010/0144079A1中所描述的），或通过掩蔽离子注入（公开的美国专利申请号2010/0297782A1）而形成选择性发射极。在T.Lauermann等人‘InSECT:An Inline Selective Emitter Concept with High Efficiencies at Competitive Process Costs Improved with Inkjet Masking Technology’,24^th European Photovoltaic Solar Energy Conference（第24届欧洲光伏太阳能大会）,21-25September2009（2009年9月21-25日）,Hamburg,Germany（德国）,pp.1767-1770内所描述的另一种技术中，耐腐蚀性蜡的图案被油墨喷射到掺磷的表面层上，且在除去蜡之前无保护的表面层部分被蚀刻掉。