一种P型半导体、P型掺杂剂的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102925964A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102925964A(43)申请公布日2013.02.13(21)申请号201210496144.1(22)申请日2012.11.28(71)申请人英利能源（中国）有限公司地址071051河北省保定市朝阳北大街3399号(72)发明人潘家明何广川(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人赵青朵李玉秋(51)Int.Cl.C30B15/04(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书55页页(54)发明名称一种P型半导体、P型掺杂剂的制备方法(57)摘要本发明提供了一种P型半导体的制备方法，该方法将不合格N型硅片与硅料掺杂进行铸锭，得到P型半导体，所述不合格N型硅片为N型硅片硼扩散后的不合格硅片。与现有技术制备硼硅母合金作为P型掺杂剂相比，首先，本发明使用硼扩散后的不合格N型硅片与硅料直接掺杂进行铸锭，避免了硼硅母合金的高成本单晶炉拉制过程，降低了成本；其次，使不合格的N型硅片得到再利用，其成本与单质硼相比，也较低；再次，此制备过程较简单，操作方便。CN1029564ACN102925964A权利要求书1/1页1.一种P型半导体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将不合格N型硅片与硅料掺杂进行铸锭，得到P型半导体；所述不合格N型硅片为N型硅片硼扩散后的不合格硅片。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅料的要求为：纯度≥6N，施主≤5ppba，受主≤1ppma；表面金属：Fe≤10ppbw，Cu≤2ppbw，Ni≤2ppbw，Cr≤2ppbw，Zn≤4ppbw，Na≤15ppbw；电阻率≥50Ω·cm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述不合格N型硅片的用量满足以下条件：测试不合格N型硅片的重量为α；跟踪硼扩散工艺计算不合格N型硅片表面硼元素的含量为β；根据硅料用量及P型半导体的电阻率计算铸造P型半导体所需硼元素的量为θ；不合格N型硅片的用量为δ，δ满足以下条件：δ=θ*α/β。4.一种P型掺杂剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将不合格N型硅片与硅料掺杂进行拉制，得到P型掺杂剂；所述不合格N型硅片为N型硅片硼扩散后的不合格硅片。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述拉制为直拉法拉制。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述所述硅料的要求为：纯度≥6N，施主≤5ppba，受主≤1ppma；表面金属：Fe≤10ppbw，Cu≤2ppbw，Ni≤2ppbw，Cr≤2ppbw，Zn≤4ppbw，Na≤15ppbw；电阻率≥50Ω·cm。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述不合格N型硅片的用量满足以下条件：测试不合格N型硅片的重量为α；跟踪硼扩散工艺计算不合格N型硅片表面硼元素的含量为β；根据硅料用量及P型半导体的电阻率计算拉制P型掺杂剂所需硼元素的量为θ’；不合格N型硅片的用量为δ’，δ’满足以下条件：δ’=θ’*α/β。2CN102925964A说明书1/5页一种P型半导体、P型掺杂剂的制备方法技术领域[0001]本发明属于半导体制备技术领域，尤其涉及一种P型半导体、P型掺杂剂的制备方法。背景技术[0002]在本征半导体硅或锗中掺杂微量的其它适当元素后所形成的半导体为杂质半导体，根据掺杂的不同，杂质半导体可分为N型半导体和P型半导体。[0003]P型半导体也称为空穴型半导体，即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼）使之取代晶格中硅原子的位置，即可形成P型半导体。在P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子，主要依靠空穴导电。空穴主要由杂质原子提供，自由电子由热激发形成，因此掺入的杂质越多，多子（空穴）的浓度就越高，导电性能也就越强。N型半导体与之相反，其自由电子浓度远大于空穴电子浓度，掺入的杂质为五价元素，自由电子主要由杂质原子提供，空穴由热激发形成。采用不同的掺杂工艺，将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，使之交界面形成空间区P-N结。P-N结具有单向导电性，此为光伏电池的核心结构。[0004]光伏用P型多晶硅、准（类）单晶硅在铸锭或拉制过程中需要对硅料进行电阻率补偿处理，使铸造多晶硅锭、准（类）单晶硅锭电阻率控制在0.5Ω·cm至6Ω·cm以适合制作光伏电池。在铸造过程中，一般使用低阻硼硅母合金作为掺杂剂对太阳能级原硅料进行掺杂，硼硅母合金掺杂剂电阻率一般控制在0.0001Ω·cm至0.01Ω·cm。[0005]目前，硼硅母合金主要通过在高纯原硅料中添加单质硼，使用单晶炉采用直拉法拉制掺杂剂硅棒，在保证硅料纯度的同时，使硼元素均匀的分散在硅棒中，