C - Chemistry – Metallurgy – 30 – B
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
30
B
C30B 25/20 (2006.01) C30B 25/02 (2006.01) H01L 31/042 (2006.01) H01L 31/18 (2006.01) H01L 49/02 (2006.01)
Patent
CA 2661047
A low temperature method and system configuration for depositing a doped silicon layer on a silicon substrate of a selected grade. The silicon substrate for functioning as a light absorber and the doped silicon layer for functioning as an emitter. The method comprises the acts of: positioning the silicon substrate in a chamber suitable for chemical vapour deposition of the doped silicon layer on the silicon substrate, an external surface of the silicon substrate suitable for promoting crystalline film growth; using a plurality of process parameters for adjusting growth of the doped silicon layer, the plurality of process parameters including a first process parameter of a process temperature for inhibiting diffusion of dopant atoms into the external surface of the silicon substrate, and a second process parameter of a hydrogen dilution level for providing excess hydrogen atoms to affect a layer crystallinity of the atomic structure of the doped silicon layer; exposing the external surface of the silicon substrate in the chamber to a vapour at appropriate ambient chemical vapour deposition conditions, the vapour including silicon atoms, dopant atoms and the excess hydrogen atoms, the atoms for use in growing the doped silicon layer; and originating growth of the doped silicon layer on the external surface to form an interface between the doped silicon layer and the silicon substrate, such that the doped silicon layer includes first atomic structural regions having a higher quality of the layer crystallinity next to the interface with adjacent second atomic structural regions having a lower quality of the layer crystallinity with increasing concentrations of crystal defects for increasing thickness of the doped silicon layer from the interface. The resultant silicon substrate and doped layer (or thin film) can be used in solar cell manufacturing.
L'invention concerne un procédé basse température et une configuration de système de dépôt de couche de silicium dopé sur un substrat de silicium de nuance sélectionnée. Le substrat de silicium fait office d'absorbeur de lumière et la couche de silicium dopé fait office d'émetteur. Le procédé comprend les phases suivantes : positionnement du substrat de silicium dans une chambre convenant à un dépôt chimique en phase vapeur de la couche de silicium dopé sur le substrat de silicium, une surface externe du substrat de silicium permettant la croissance de film cristallin ; utilisation d'une pluralité de paramètres de traitement permettant de régler la croissance de la couche de silicium dopé, la pluralité de paramètres de traitement comprenant un premier paramètre de traitement d'une température de traitement pour empêcher la diffusion des atomes dopants dans la surface externe du substrat de silicium, et un second paramètre de traitement d'un niveau de dilution d'hydrogène permettant de fournir les atomes d'hydrogène en surplus pour affecter la cristallinité de couche de la structure atomique de la couche de silicium dopé ; exposition de la surface externe du substrat de silicium dans la chambre à une vapeur dans des conditions de dépôt chimique en phase vapeur ambiantes appropriées, la vapeur englobant des atomes de silicium, des atomes dopants et les atomes d'hydrogène en surplus, les atomes devant servir à la croissance de la couche de silicium dopé ; déclenchement de la croissance de la couche de silicium dopé sur la surface externe pour constituer une interface entre la couche de silicium dopé et le substrat de silicium, de telle sorte que la couche de silicium dopé comporte des premières régions structurelles atomiques présentant une qualité plus élevée de la cristallinité de couche à côté de l'interface avec des secondes régions structurelles atomiques adjacentes de qualité inférieure de la cristallinité de couche avec des concentrations accrues des défauts de cristal pour augmenter l'épaisseur de la couche de silicium dopé à partir de l'interface. Le substrat de silicium et la couche dopée (ou mince film) résultants peuvent s'utiliser dans la fabrication de cellules photovoltaïques.
Farrokh-Baroughi Mahdi
Sivoththaman Siva
Arise Technologies Corporation
Gowling Lafleur Henderson Llp
LandOfFree
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