[发明专利]一种制作硅晶磊晶层的方法及相关的晶硅基板结构

摘要

一种制作硅晶磊晶层的方法，利用一种已知的网板印刷技术，将一种金属浆料均匀的涂布在晶硅基板的至少一个全表面上，并以一种传送速度通过高温隧道窑，使得浆料与结晶硅以一种液相磊晶的过程，在晶硅基板上长出一层硅晶磊晶薄膜；调节金属浆料配方中的掺杂元素的组成份，可以控制此硅晶层的导电极性为P型或N型半导体；利用此方法，本发明揭露一种具有掺杂磊晶层的晶硅基板。

主权项

1.一种制作硅晶磊晶层的方法，其特征在于，在晶硅基板表面形成掺杂硅晶薄膜的方法，包括：利用印刷制程将铝金属浆料印制在基板的表面上，再经过一道高温快烧的制程，浆料中的铝金属微粒在高温下融熔，例如800℃～1000℃，使得接触的基板表层的硅材料溶入金属液中，随后逐渐降温至室温，使得铝金属液中的硅发生过饱和现象而在硅基板上重新长出一层硅晶薄膜，其厚度与设定的尖峰温度成正比，本发明以达到6.0μ(微米)以上的厚度为标准，其膜层的结构特征完全延伸自基板；基板上已经烧结固化的铝硅合金层利用一种化学腐蚀的制程，予以完全清除，薄膜硅晶露出成为基板一种新的表面，其表面形态微观为平滑的表面，另外，此薄膜的半导体特性不同于原来的晶硅基板的特性，其中各项规画要点如下：甲、晶硅基板；晶硅基板，为结晶态单晶或多晶硅基板的通称，目前晶硅太阳能电池使用的最大尺寸为5寸单晶方片及6寸多晶方片，P型硅晶基板，阻值(Resistivity)规格0.05Ω.cm以上，其厚度120.0μ(微米)～220.0μ(微米)乙、金属浆料的配方；金属浆料配方含有第一金属微粒，即铝金属微粒及一种胶体混合的助剂；二者均匀混合所制成的浆料，黏度(viscosity)范围10～500PaS，适用于印刷制程，特别是晶硅太阳能电池的印刷制程；而，金属微粒规格：纯度99.9％～99.9999％、粒径范围0.01μ(微米)～20.0μ(微米)的金属微粒，球型为惯用的型态，但并不局限于该外型型态的微粒；且，助剂含有溶剂、有机树脂及各式促进金属浆料均匀性及印刷性的添加物，统称为助剂；丙、印刷制程金属浆料印制的厚度范围为5.0μ(微米)～300.0μ(微米)，覆盖晶硅基板的至少一个全表面丁、高温快烧制程利用一种晶硅太阳能电池商业化量产所设计的高温隧道窑制程，将印制有金属浆料的基板以一种传送速度，例如每分钟4.0公尺，连续通过各个预先设定的温区，全程耗时仅数分钟，故以”快烧”制程称之戊、硅晶薄膜的生长原理利用液相磊晶的原理，硅材料于高温时与融熔的金属液达到饱和，并在降温时因为金属液中的硅过饱和而析出并且沉积在晶硅基板上逐渐增厚的一种薄膜生长方法己、化学腐蚀制程金属浆料经高温快烧后呈现一种铝硅合金的固结层贴附在晶硅基板上，利用一种可以完全腐蚀该金属但不与硅晶反应的药剂予以处理，例如30℃～70℃的盐酸水溶液中浸泡，最后使晶硅基板的表层硅晶薄膜露出。