[发明专利]一种聚硅氧烷、掺杂浆料以及掩膜材料

说明书

技术领域

本发明涉及聚硅氧烷、半导体(包含太阳能电池)掺杂浆料以及掩膜材料。

背景技术

在以往的半导体或者太阳能电池的制造中，在半导体基板中形成P型或者N型杂质扩散层的情况下，虽然使用气体掺杂剂或者掺杂浆料的方法都具有。但是，使用前述现有气体掺杂剂或者掺杂浆料进行高温热扩散时，需要在非扩散面形成阻隔层。从而导致工艺过程冗长、复杂，同时成本也相应提高。如果使用离子注入方法，所需设备成本、维护成本都比较高。而且，现有浆料的性能、成本等难以达到一个有力平衡，导致其在太阳能电池产业中不具市场竞争力(文献[1])。

另外气体掺杂剂一般为三溴化硼、磷烷、三氯氧磷等剧毒物质，对管路、尾气吸收设备的要求较高，而且一旦泄露有发生大事故的可能、以及对周围环境产生污染。

文献[1]:魏青竹,陆俊宇,连维飞,倪志春.N型双面电池及其制作方法:中国，201510020649.4[P].2015-01-15.[1]

发明内容

为了解决现有半导体掺杂(包括太阳能电池P型和N型掺杂)中高成本的缺陷，本发明提供一种聚硅氧烷、以及使用该聚硅氧烷制备的掺杂浆料和掩膜材料。

本发明公开了一种聚硅氧烷，含有至少一种选自下式1所示的分子结构片段，

式1中，Q为含有醇羟基且主链碳原子数小于12的烷基、或者含有醇羟基且主链非氢原子数小于12且含杂原子的烷基；T为羟基、烷基、含有醇羟基且主链碳原子数小于12的烷基、或者含有醇羟基且主链非氢原子数小于12且含杂原子的烷基。

由于不仅可以增加水中的溶解性,也可以起到与硼发生络合的作用提高硼分布的均一性,所述Q优选为式2所示的结构片段，

式2中，X为碳原子数小于7的烷基、或者主链非氢原子数小于7且含杂原子的的烷基；R1、R2、R3分别独立为氢原子、碳原子数小于3的取代基、或者R2与X上的碳原子连接成为环状取代基。

由于为了确保聚硅氧烷易热分解,并且确保硅含量使阻隔性、抑制气中扩散的性能达到要求,所述X优选为主链非氢原子数小于7且含杂原子的烷基。

由于为了确保水中溶解性,并且确保硅含量使阻隔性、抑制气中扩散的性能达到要求,优选所述R1、R2、R3分别独立为氢原子、碳原子数为1的取代基、或者R2与X上的碳原子连接成为环状取代基。

由于不仅可以增加水中的溶解性,也可以起到与硼发生络合的作用提高硼分布的均一性,优选T为羟基、碳原子数小于8烷基、或者含有式3所示的结构，

式3中Z为碳原子数小于7的烷基、或者主链非氢原子数小于7且含杂原子的烷基；R4、R5、R6分别独立为氢原子、碳原子数小于3的取代基、或者R2与Z上的碳原子连接成为环状取代基。

由于为了确保聚硅氧烷易热分解,并且确保硅含量使阻隔性、抑制气中扩散的性能达到要求,所述Z优选为主链非氢原子数小于7且含杂原子的烷基。

由于环氧乙烷与聚合导致保存稳定性降低，优选所述聚硅氧烷不含有环氧乙烷结构。

由于为了确保聚硅氧烷中硅含量使阻隔性、抑制气中扩散的性能达到要求,所述T优选为羟基。

由于可以获得良好的水溶性以及有机溶剂溶解性，所述聚硅氧烷仅由Q为式2所示的分子结构片段构成的式1所示的分子结构片段组成。

由于单一分子的均匀性更好，所述分子结构片段为同一个分子结构片段。

由于分子量过高溶解性总体降低，同时胶体化也容易发生，优选所述聚硅氧烷的重均分子量为500～50000。

由于为了确保存放使用中即使分子量增大也不会导致局部不均匀，优选所述聚硅氧烷的重均分子量为1000～11000。

由于为了延长保质期，优选所述聚硅氧烷的重均分子量为1500～5500。

对于本发明的聚硅氧烷没有特别限定，具体可列举如下的例子。

本发明还公开了一种用于太阳能和半导体的掺杂浆料、以及掩膜材料，其含有以上任意一项所述的聚硅氧烷。

所述的用于太阳能和半导体的掺杂浆料、以及掩膜材料，还含有：掺杂剂成分A、高分子粘结剂B、或溶剂C。

对于掺杂剂成分没有特别的限定，优选所述掺杂剂成分A包含第5主族元素的化合物的n型掺杂剂成分、或者包含第3主族元素的化合物的p型掺杂剂成分。

由于成本低、来源丰富，优选所述掺杂剂成分A包含无机硼化合物成分、或者无机磷化合物成分。