用于网版印刷图案对准的增强型检视系统

摘要

本发明的具体实施例通常也提供太阳能电池形成工艺，所述工艺包含形成金属接触覆盖于重度掺杂区域上，所述重度掺杂区域以期望的图案形成于基板的表面上。本发明的具体实施例也提供检验系统以及支撑硬件，用以可靠地将类似形状或图案化的金属接触结构安置于图案化重度掺杂区域上，以容许构成欧姆接触。金属接触结构，如指状物及汇流条，形成于重度掺杂区域上，使得可在这两个区域之间形成高质量电气连接。

权利要求

1.一种太阳能电池形成工艺，所述工艺包括：

安置基板于基板接收表面上，其中所述基板具有第一表面以及形成于第一表面上的图案化经掺杂区域；

确定所述基板上的所述图案化经掺杂区域的实际位置，其中确定实际位置包括：朝向所述第一表面发射电磁辐射；

自所述第一表面的的区域接收具有第一波长的电磁辐射；

使用接收自所述基板上所述图案化经掺杂区域的确定的所述实际位置的信息，将网版印刷掩模中的一或多个特征对准所述图案化经掺杂区域；以及在将所述一或多个特征对准所述图案化经掺杂区域后，通过所述一或多个特征沉积一个材料层于所述图案化经掺杂区域的至少一部分上。

2.如权利要求1所述的太阳能电池形成工艺，其中所述层包括导电材料，所述基板包

18 3

括硅，且所述图案化经掺杂区域具有大于1×10 个原子/cm 的掺杂浓度。

3.如权利要求1所述的太阳能电池形成工艺，其中接收具有第一波长的电磁辐射通过光学检测器实施，所述光学检测器安置于邻近所述第一表面处，且发射的所述电磁辐射被提供至相对所述第一表面的第二表面。

4.如权利要求1所述的太阳能电池形成工艺，其中确定所述图案化经掺杂区域的所述实际位置包括：捕获设置于所述基板的表面上的两个或更多个对准标记的光学图像，并且确定各个对准标记对理想位置在位置上的差异，以确定根据所述光学图像的补偿。

5.如权利要求4所述的太阳能电池形成工艺，其中所述对准标记的所述理想位置是在沉积所述材料层前相对所述基板的所述至少一个特征而确定。

6.如权利要求4所述的太阳能电池形成工艺，其中至少三个对准标记使用网版印刷工艺形成于所述基板的所述表面上。

7.如权利要求6所述的太阳能电池形成工艺，其中比较所述对准标记的所述实际位置包括：建构第一参考线于两个所述对准标记之间，并建构第二参考线于第三对准标记与所述第一参考线之间，其中所述第二参考线垂直所述第一参考线。

8.如权利要求1所述的太阳能电池形成工艺，其中安置基板于基板接收表面上包括：接收所述基板于支撑材料的第一表面上；

使用连接所述支撑材料的致动器，移动所述支撑材料跨越基板支撑件的表面；以及抽空所述支撑材料的所述第一表面背后的区域，以抓持设置于所述第一表面上的所述基板抵住所述基板支撑件；且将网版印刷掩模中的特征对准所述图案化经掺杂区域进一步包括：将所述支撑材料的所述第一表面上所抓持的所述基板安置于所述网版印刷掩模下。

9.如权利要求1所述的太阳能电池形成工艺，其中确定所述基板上的所述图案化经掺杂区域的实际位置进一步包括：安置所述基板接收表面或网版印刷掩模，致使发射的所述电磁辐射的一部分在电磁辐射被检测器接收前，先通过形成于所述网版印刷掩模中的一或多个特征，以及设置于所述基板接收表面上的所述基板的所述第一表面，其中将网版印刷掩模中的所述一或多个特征对准所述图案化经掺杂区域包括：将形成于所述网版印刷掩模中的所述特征的位置调整至形成于所述基板上的所述图案化经掺杂区域的一部分。

10.如权利要求9所述的太阳能电池形成工艺，其中形成于所述基板上的所述图案化经掺杂区域的所述部分包括两个或更多个嵌套构件，所述嵌套构件具有形成于所述嵌套构件间的间隙，其中所述两个或更多个嵌套构件中的至少一个具有第一宽度，且形成于所述网版印刷掩模中的所述特征具有第二宽度小于所述第一宽度。

11.如权利要求9所述的太阳能电池形成工艺，其中确定所述基板上的所述图案化经掺杂区域的实际位置进一步包括：检测由所述检测器自所述图案化经掺杂区域的两个或更多个区域所接收的所述发射的电磁辐射的强度变化。

12.一种太阳能电池形成工艺，所述工艺包括：

设置遮蔽材料于基板的第一表面上的图案中；

当所述遮蔽材料被设置于所述第一表面上，蚀刻所述第一表面的一部分，其中所述遮蔽材料实质上阻挡所述第一表面的多个设置有所述遮蔽材料的区域的蚀刻；

捕获所述第一表面的一部分的光学图像；

使用自捕获的所述光学图像所接收的信息，将网版印刷掩模中的多个特征对准所述多个区域中的至少一部分；以及通过所述特征沉积材料层于所述多个区域的至少一部分上。

13.如权利要求12所述的太阳能电池形成工艺，其中所述遮蔽材料包括第一掺杂剂材料。

14.如权利要求13所述的太阳能电池形成工艺，所述工艺进一步包括：加热所述基板以及所述遮蔽材料，以造成所述第一掺杂剂材料扩散进入所述第一表面并形成图案化经掺杂区域，其中加热所述基板以及所述遮蔽材料是在蚀刻所述第一表面的所述部分后进行。

15.如权利要求13所述的太阳能电池形成工艺，所述工艺进一步包括：在蚀刻所述第一表面的一部分后，扩散一定量的所述第一掺杂剂材料进入所述第一表面的一部分。

16.如权利要求12所述的太阳能电池形成工艺，其中捕获所述第一表面的一部分的光学图像包括：捕获设置于所述基板的表面上的两个或更多个对准标记的光学图像，并且确定各个对准标记对理想位置在位置上的差异，以确定根据所述光学图像的补偿。

17.如权利要求14所述的太阳能电池形成工艺，其中所述基板包括硅，且所述图案化

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经掺杂区域具有大于1×10 个原子/cm 的掺杂剂浓度。

18.如权利要求12所述的太阳能电池形成工艺，所述工艺进一步包括：加热所述基板以及所述遮蔽材料，以造成置于所述遮蔽材料中的第一掺杂剂材料扩散进入所述第一表面并形成图案化经掺杂区域，其中撷取所述图案化经掺杂区域的一部分的光学图像包括：

朝向所述第一表面发射电磁辐射；以及

自所述第一表面的区域接收电磁辐射，其波长介于850nm与4μm之间。

19.如权利要求12所述的太阳能电池形成工艺，其中撷取所述第一表面的所述部分的所述光学图像进一步包括：注记在蚀刻所述第一表面的一部分的工艺期间，由所述遮蔽材料所覆盖的所述第一表面的一部分，以及不由所述遮蔽材料所覆盖的所述第一表面的一部分，所反射或透过传送的所述电磁辐射的强度差异。

20.如权利要求12所述的太阳能电池形成工艺，所述工艺进一步包括：在设置所述遮蔽材料于所述第一表面上之前，将第一量的第一掺杂剂原子扩散进入所述基板的所述第一表面，以形成第一经掺杂区域；以及在设置所述遮蔽材料于所述第一表面上并蚀刻所述第一表面的所述部分之后，将第二量的第二掺杂剂原子扩散进入所述第一表面，以形成第二经掺杂区域。

21.如权利要求20所述的太阳能电池形成工艺，其中所述第一掺杂剂原子及所述第二掺杂剂原子分别选自由磷、砷、锑、硼、铝及镓所组成的元素的群组。

22.如权利要求20所述的太阳能电池形成工艺，其中所述第一掺杂剂原子及所述第二掺杂剂原子是同类型的掺杂剂原子，且所述第一经掺杂区域中的所述第一掺杂剂原子的所述第一量，大于所述第二经掺杂区域中的所述第二掺杂剂原子的所述第二量。

23.一种太阳能电池形成工艺，包括：

蚀刻基板的第一表面的一部分；

沉积第一层覆盖经蚀刻的所述第一表面的一部分；

移除设置覆盖经蚀刻的所述第一表面上的所述沉积的第一层的一部分，以暴露所述基板的区域；

传送含掺杂剂材料至所述基板的所述暴露的区域，以于所述基板内形成经掺杂区域；

撷取所述基板的所述第一表面的一部分的图像，其中所述图像包括暴露的所述区域的一部分以及经蚀刻的所述第一表面的一部分；

使用自撷取的所述图像所接收的信息，将网板印刷掩模中的多个特征对准所述暴露的区域；以及在所述多个特征对准所述暴露的区域后，经过所述多个特征沉积材料层于所述图案化经掺杂区域的至少一部分上。

24.如权利要求23所述的太阳能电池形成工艺，其中撷取所述第一表面的一部分的图像包括：撷取设置于所述基板的表面上的两个或更多个对准标记的光学图像，并且确定各个对准标记对理想位置在位置上的差异，以确定根据所述光学图像的补偿。

25.如权利要求23所述的太阳能电池形成工艺，其中撷取所述图案化经掺杂区域的一部分的光学图像包括：朝向所述第一表面发射电磁辐射；以及

自所述第一表面的区域接收电磁辐射，波长介于850nm与4μm之间。

26.如权利要求23所述的太阳能电池形成工艺，其中所述第一层包括选自由氮化硅(SiN)、非晶硅(a-Si)以及二氧化硅(SiO2)所组成的群组中的材料。

27.如权利要求23所述的太阳能电池形成工艺，其中所述第一层包括设置覆盖于所述基板的所述第一表面上的第二层，以及设置覆盖于所述第二层上的第三层，其中所述第二层包括选自由氮化硅(SiN)以及二氧化硅(SiO2)所组成的群组中的材料，且所述第三层包括非晶硅(a-Si)。

28.一种用以处理基板的装置，包括：

基板支撑表面；

电磁辐射源，所述电磁辐射源被安置以朝向所述基板支撑表面发射电磁辐射；

检测器组件，所述检测器组件被安置以接收朝向设置于所述基板支撑表面上的基板的表面发射的所述电磁辐射的至少一部分，其中接收的所述电磁辐射提供一波长，所述波长优先地藉由形成于所述基板的表面上的图案化重度掺杂区域穿透传输或反射，或优先地藉由不包括所述图案化重度掺杂区域的所述基板的多个区域穿透传输或反射；

沉积腔室具有网板印刷掩模以及至少一个致动器，所述至少一个致动器被配置以定位所述网板印刷掩模；以及控制器，所述控制器被配置以从所述检测器组件接收关于形成于基板的表面上的图案化重度掺杂区域的位置的信号，其中所述基板设置于所述基板支撑表面上，并且根据从所述检测器组件所接收的信息，调整所述网板印刷掩模相对于所述图案化重度掺杂区域的位置。

29.如权利要求28所述的装置，其中所述基板支撑件是材料输送带组件的部分，所述材料输送带组件包括第一材料安置机构，所述第一材料安置机构适于提供支撑材料至平台，其中所述支撑材料包括所述基板支撑表面，所述基板支撑表面设置于所述支撑材料的侧边上，所述侧边相对于与所述平台的表面接触的所述支撑材料的另一侧边。

30.如权利要求28所述的装置，其中所述支撑材料的第一表面安置于所述基板支撑表面上，且所述支撑材料包括多孔材料，当真空被施加于所述第一表面时，所述多孔材料容许空气自第二表面通过至所述第一表面。

31.如权利要求28所述的装置，其中所述电磁辐射源固设于最接近所述基板支撑表面的第一侧边处，且所述检测器组件固设于相对所述第一侧边的侧边上。

32.如权利要求28所述的装置，其中所述检测器组件包括照相机以及至少一个光学滤波器，所述至少一个光学滤波器设置于所述基板支撑表面与所述照相机之间，其中所述光学滤波器适于容许所述波长通过所述光学滤波器。

说明书

用于网版印刷图案对准的增强型检视系统

[0001] 发明背景发明领域

[0002] 本发明的具体实施例大体关于用来在基板的表面的期望区域上形成图案化层的系统及工艺。

[0003] 相关技术的描述

[0004] 太阳能电池为将太阳光直接转换成电能的光伏(photovoltaic,PV)器件。PV市场在过去十年经历了年增长率超过30%的增长。某些文章认为，在不久的将来，全球太阳能电池能量产品的产量可能超过10GWp。据估计，全部太阳能模块有超过95%以硅晶片为基础。高市场增长率结合对明显降低太阳能电力成本的需求，造成了对廉价形成高质量太阳能电池的许多严峻挑战。因此，制造商业上可行的太阳能电池的一个主要趋势在于，通过增进器件产量并增加基板生产量，来降低形成太阳能电池所需的制造成本。

[0005] 太阳能电池典型地具有一或多个p-n结(p-n junction)。各p-n结包括半导体材料中的两个不同区域，其中一边表示为p-型区域，而另一边则表示为n-型区域。当将太阳能电池的p-n结暴露于阳光(由光子能量构成)下时，阳光会通过PV效应被直接转换为电。太阳能电池产生特定量的电能，并平铺成模块尺寸以传递期望量的系统电能。太阳能模块与特定框架及连接器连结成面板。太阳能电池通常形成于硅基板上，所述硅基板可为单晶硅或多晶硅基板。典型的太阳能电池包含典型地小于约0.3mm厚度的硅晶片、基板或薄片，且具n-型硅薄层位在形成于基板上的p-型区域的顶部。

[0006] 图1A及1B示意描述于晶片11上制成的标准硅太阳能电池10。晶片11包含p-型基极区域21、n-型发射极区域22以及设置于p-型基极区域21、n-型发射极区域22之间的p-n结区域23。为了增加负电荷载流子(即，电子)的数量，n-型区域或n-型半导体是通过以某类元素(例如，磷(P)、砷(As)或锑(Sb))掺杂半导体而形成的。类似地，p-型区域或p-型半导体，通过将三价原子加入晶格中而形成，造成对硅晶格而言正常的四个共价键之一失去一个电子。因而，掺杂剂原子可接受来自相邻原子共价键的电子，以完成第四键结。掺杂剂原子接受电子，导致所述相邻原子失去半个键结，并造成“空穴”的形成。

[0007] 当光线落于太阳能电池上时，来自入射光子的能量于p-n结区域23的两侧产生电子-空穴对。电子跨过p-n结扩散至较低能级，且空穴于相反方向上扩散，于发射极上创造负电荷，并于基极中累积相对应的正电荷。当电路形成于发射极与基极之间，且p-n结暴露于光的某些波长下时，电流将会流动。通过半导体受光照所产生的电流流经设置于前侧18，即受光侧(light-receiving side)上的接触，以及太阳能电池10的背侧19。顶部接触结构，如图1A所示，通常被设置成宽距离薄金属线，或指状物14，所述薄金属线供应电流至较大的汇流条(bus bar)15。因为后接触25不防止入射光线撞击太阳能电池10，所以通常并不限于形成多重薄金属线。太阳能电池10通常以电介质材料(如Si3N4)的薄膜覆盖，电介质材料的薄膜作为抗反射涂层16，或ARC，以最小化自太阳能电池10的顶部表面22A的光反射。

[0008] 网版印刷长久以来被使用于物体，如衣服或陶瓷上印刷设计，并被使用于电子工业中以印刷电子元件设计，如于基板表面上的电子接触或互连。最先进的太阳能电池制造工艺也使用网版印刷工艺。于某些应用中，于太阳能电池基板上网版印刷接触线，如指状物14是理想的。指状物14与基板接触并适用于与一或多个经掺杂区域(例如，n-型发射极区域22)形成欧姆连接。欧姆接触是半导体器件上的一个区域，所述欧姆接触被制备使得器件的电流-电压(I-V)曲线为线性且对称的，即半导体器件的经掺杂硅区域与金属接触之间没有高阻抗界面存在。对于太阳能电池的性能和太阳能电池制造工艺中形成的电路的稳定性而言，低阻抗且稳定的接触是极为重要的。为了加强与太阳能电池器件的接触，典型地作法是将指状物14安置于形成在基板表面内的重度掺杂区域17上，以使欧姆接触可形成。由于所形成的重度掺杂区域17的电气特性，倾向阻碍或最小化可通过重度掺杂区域的光线，因此在使这些区域够大以确保指状物14能被可靠地对准并形成于这些区域上的同时最小化重度掺杂区域的尺寸是理想的。因为自动转移装置上的基板安置误差、基板边缘瑕疵、基板表面上的重度掺杂区域17的未知配准（regstration）及对准，及/或自动转移装置上的基板偏移等导致的沉积指状物14与位于下方重度掺杂区域17的错位，可造成不佳的器件性能以及低器件效率。重度掺杂区域17可使用多种图案化技术例如通过使用图案化扩散屏障进行磷扩散步骤形成于基板表面上，以创造较重或较轻掺杂的区域。背侧接触完成了太阳能电池所需的电子电路，以通过与基板的p-型基极区域形成欧姆接触来产生电流。

[0009] 因此，需要一种供太阳能电池、电子电路或其它有用的器件的生产所用的网版印刷装置，所述装置使用网版印刷或类似工艺而具有将沉积的材料特征(例如，指状物14)与重度掺杂区域对准的改良控制方法。

[0010] 发明概述

[0011] 于本发明的一具体实施例中，太阳能电池形成工艺包括：于基板接收表面上安置基板，其中所述基板具有第一表面以及形成于第一表面上的图案化经掺杂区域；确定基板上的图案化经掺杂区域的实际位置，其中确定实际位置包括：朝向所述第一表面发射电磁辐射，自所述第一表面的区域接收具第一波长的电磁辐射；使用接收自基板上图案化经掺杂区域的确定的实际位置的信息，将网版印刷掩模中的一或多个特征对准图案化经掺杂区域；以及通过所述一或多个特征沉积材料层于图案化经掺杂区域的至少一部分上。

[0012] 本发明的具体实施例可进一步提供一太阳能电池形成工艺，包括：于基板的第一表面上设置第一掺杂剂材料构成图案；当第一掺杂剂材料设置于第一表面上时，蚀刻第一表面的一部分；加热基板以及第一掺杂剂材料，以造成第一掺杂剂材料中的掺杂剂原子扩散进入第一表面并形成图案化经掺杂区域；捕获图案化经掺杂区域的一部分的光学图像；使用自所述捕获的光学图像所接收的信息，将网版印刷掩模中的多个特征对准图案化经掺杂区域；以及通过这些特征沉积一材料层于图案化经掺杂区域的至少一部分上。

[0013] 本发明的具体实施例可进一步提供太阳能电池形成工艺，包括：将第一量的第一掺杂剂原子扩散进入基板的第一表面，以形成第一经掺杂区域；设置遮蔽材料于第一表面上构成图案覆盖第一经掺杂区域的至少一部分；当遮蔽材料设置于第一表面上时，蚀刻第一表面的一部分；在设置遮蔽材料于第一表面上并蚀刻第一表面的部分之后，将第二量的第二掺杂剂原子扩散进入第一表面，以形成第二经掺杂区域；捕获第一经掺杂区域的一部分及第二经掺杂区域的一部分的光学图像；使用自所述捕获的光学图像所接收的信息，将网版印刷掩模中的多个特征相应对准第一经掺杂区域的至少一部分；以及通过这些特征沉积材料层于第一经掺杂区域的至少一部分上。

[0014] 本发明的具体实施例可进一步提供一种太阳能电池形成工艺，包括：蚀刻基板的第一表面的一部分；沉积第一层覆盖所述经蚀刻的第一表面的一部分；移除设置覆盖经蚀刻的第一表面上的沉积的第一层的一部分，以暴露基板的一区域；传送含掺杂剂材料至基板的暴露区域，以于基板内形成经掺杂区域；捕获基板的第一表面的一部分的图像，其中所述图像包括暴露的区域的一部分以及经蚀刻的第一表面的一部分；使用自所述捕获的图像所接收的信息，将网版印刷掩模中的多个特征对准暴露的区域；以及在这些特征对准暴露的区域后，通过这些特征沉积材料层于图案化经掺杂区域的至少一部分上。

[0015] 本发明的具体实施例可进一步提供一种用以处理基板的装置，包括基板支撑表面；电磁辐射源，被安置以朝向基板支撑表面发射电磁辐射；检测器组件，被安置以接收朝向设置于基板支撑表面上的基板的表面发射的电磁辐射的至少一部分，其中所接收的电磁辐射具一波长而被提供，所述波长优先地通过形成于基板的表面上的图案化重度掺杂区域穿透传输或反射，或优先地通过不包括图案化重度掺杂区域的基板的多个区域穿透传输或反射；沉积腔室，具有网版印刷掩模以及至少一个致动器，致动器被配置以定位所述网版印刷掩模；以及控制器，被配置以自检测器组件接收关于形成于基板的表面上的图案化重度掺杂区域的位置的信号，其中所述基板设置于所述基板支撑表面上，并且根据自检测器组件所接收的信息，调整网版印刷掩模相对于图案化重度掺杂区域的位置。

[0016] 本发明的具体实施例可进一步提供一种太阳能电池形成工艺，包括：设置第一掺杂剂材料于基板的第一表面上，以形成图案；加热基板以及第一掺杂剂材料，以造成第一掺杂剂材料中的掺杂剂原子扩散进入第一表面并形成图案化经掺杂区域；蚀刻未被图案化掺杂剂材料覆盖的表面区域，并接着进行纹理区域的较轻微扩散；以及最后捕获较平滑图案化及重度掺杂区域的一部分的光学图像；使用自捕获的光学图像所接收的信息，将网版印刷掩模中的多个特征对准图案化经掺杂区域；以及通过这些特征沉积一材料层于图案化经掺杂区域的至少一部分上。于一配置中，蚀刻未由图案化掺杂剂材料覆盖的表面区域的工艺包含：使用最佳化的工艺以提供改善光吸收的纹理。

[0017] 本发明的具体实施例可进一步提供一种用以处理基板的装置，包括基板支撑表面；电磁辐射源，被安置以朝向基板支撑表面发射电磁辐射；检测器组件，被安置以接收与设置于基板支撑表面上的基板的表面接触的发射的电磁辐射的至少一部分，其中所接收的电磁辐射在一波长下而提供，所述波长优先地通过形成于基板的表面上的图案化重度掺杂区域穿透传输或反射，或优先地通过不包括图案化重度掺杂区域的基板的多个区域穿透传输或反射；沉积腔室，具有网版印刷掩模以及至少一个致动器，致动器被配置以定位所述网版印刷掩模；以及控制器，被配置以自检测器组件接收关于形成于基板的表面上的图案化重度掺杂区域的位置的信号，其中所述基板设置于所述基板支撑表面上，并且根据自检测器组件所接收的信息，调整网版印刷掩模相对于图案化重度掺杂区域的位置。

[0018] 附图简要说明

[0019] 为使本发明的以上引述的特征得以更详细被了解，已参照具体实施例而更具体说明以上所简述的发明，其中部分具体实施例描述于附图中。然而，需注意的是，附图仅为说明本发明的典型具体实施例，而非用于限制本发明范畴，本发明亦允许其它等效具体实施例。

[0020] 图1A描述含有前侧金属化互连图案的现有技术的太阳能电池的等角视图。

[0021] 图1B描述图1A中的现有技术的太阳能电池的剖面侧视图。

[0022] 图2A为根据本发明的一具体实施例的基板的表面的平面图，所述基板形成有重度掺杂区域以及图案化金属接触结构。

[0023] 图2B为图2A所示，根据本发明的一具体实施例的基板的表面的一部分的特写侧剖面视图。

[0024] 图3A为可与本发明的具体实施例协同使用以形成期望图案的多重层的系统的概要等角视图。

[0025] 图3B为根据本发明的一具体实施例的图3A的系统的概要顶部平面图。

[0026] 图3C为根据本发明的一具体实施例的网版印刷系统的印刷巢部分的等角视图。

[0027] 图3D为转动致动器组件的一具体实施例的概要等角视图，所述转动致动器组件具有检验组件，检验组件被安置以检验根据本发明的一具体实施例的基板的前表面。

[0028] 图4A为根据本发明的一具体实施例的光学检验系统的概要剖面视图。

[0029] 图4B为根据本发明的一具体实施例，安置于印刷巢的光学检验系统的概要剖面视图。

[0030] 图5A至5G描述，于根据本发明的一具体实施例的太阳能电池形成工艺序列的不同阶段之间的太阳能电池的概要剖面视图。

[0031] 图6A描述被用来形成根据本发明的具体实施例的太阳能电池的工艺序列。

[0032] 图6B描述被用来形成根据本发明的具体实施例的太阳能电池的工艺序列。

[0033] 图6C描述被用来形成根据本发明的具体实施例的太阳能电池的工艺序列。

[0034] 图7描述被用来于根据本发明的具体实施例的太阳能电池重度掺杂区域上沉积导电层的工艺序列。

[0035] 图8A为根据本发明的一具体实施例的基板的表面的平面图，所述基板具有重度掺杂区域以及对准标记形成于基板上。

[0036] 图8B为根据本发明的一具体实施例的基板的表面的侧面剖面视图，所述基板形成有重度掺杂区域、对准标记以及遮蔽材料。

[0037] 图9A描述可被印刷于根据本发明的一具体实施例的基板上的对准标记的多个实例。

[0038] 图9B至9D描述根据本发明的具体实施例的基板的前表面上的多种对准标记配置。

[0039] 图10为转动致动器组件的一具体实施例的概要等角视图，其中的光学检验组件包含根据本发明的具体实施例的多个光学检验系统。

[0040] 图11A为基板的表面的平面图，所述基板具有重度掺杂区域以及对准标记形成于根据本发明的一具体实施例的基板的前表面上。

[0041] 图11B为平面图，描述形成于根据本发明的一具体实施例的基板上的对准标记的实例。

[0042] 图11C为根据本发明的一具体实施例的基板的表面的概要剖面视图。

[0043] 图11D为被使用来将网版印刷掩模对准根据本发明的一具体实施例的基板的光学检验系统的概要剖面视图。

[0044] 图11E为平面图，描述根据本发明的一具体实施例的对准标记以及网版印刷掩模的实例。

[0045] 图11F为设置覆盖基板的表面的网版印刷掩模的平面图，根据本发明的一具体实施例，所述基板的表面形成有重度掺杂区域以及对准标记。

[0046] 图11G为设置覆盖基板的表面的网版印刷掩模的特写平面图，根据本发明的一具体实施例，所述基板的表面形成有重度掺杂区域以及对准标记。

[0047] 图12A至12H描述，于根据本发明的一具体实施例的太阳能电池形成工艺序列的不同阶段之间的太阳能电池的概要剖面视图。

[0048] 图13描述被使用来形成根据本发明的具体实施例的太阳能电池的工艺序列。

[0049] 图14A至14D描述，于被使用来形成太阳能电池器件的有源区域的工艺序列的不同阶段之间的太阳能电池基板的概要剖面视图。

[0050] 图15描述根据本发明的具体实施例的形成太阳能电池器件的有源区域的方法的流程图。

[0051] 为了增进了解，尽可能使用相同的元件符号来表示各图中相同的元件。应知在一具体实施例中所揭示的元件也可有利地用于其它具体实施例，而无须另行特定说明。

[0052] 然而，需注意的是，附图仅说明本发明的示范具体实施例，而非用于限制本发明范畴，本发明亦允许其它等效具体实施例。

[0053] 具体描述

[0054] 本发明的具体实施例提供于系统中处理基板的装置及方法，所述系统利用改善的图案化材料沉积工艺序列，所述序列可改善基板处理产线的器件产量表现以及经营成本(cost-of-ownership,CoO)。于一具体实施例中，所述系统为网版印刷系统，所述系统适于在结晶硅太阳能电池生产线的一部分内进行网版印刷工艺，其中基板以所需材料进行图案化并接着于一或多个后续处理腔室中进行处理。后续处理腔室可适于进行一或多个烘烤步骤及一或多个清洁步骤。于一具体实施例中，所述系统为安置于可由Baccini S.p.A.(由TM加州圣克拉拉(Santa Clara)的Applied Materials,Inc.所拥有)获得的Softline 工具内的模块。尽管以下讨论主要讨论于太阳能电池器件的表面上进行网版印刷图案(如互连或接触结构)的工艺，但这样的配置并不意欲限制本文所描述的本发明的范畴。可受惠于本发明的其它基板材料包含可具有有源区域的基板，且所述有源区域含有单晶硅、多重结晶(multi-crystalline)硅、多晶(polycrystalline)硅或其它理想的基板材料。

[0055] 增强的光学检验系统

[0056] 本发明的具体实施例大体上也提供了一种创新的太阳能电池形成工艺，所述工艺包含形成金属接触，所述金属接触覆盖形成于基板的表面上的期望图案230中的重度掺杂区域241上。本发明的具体实施例也提供检验系统以及支撑硬件，用以可靠地将类似形状或图案化的金属接触结构安置于图案化重度掺杂区域上，以容许构成欧姆接触。图2A为基板250的表面251的平面视图，所述表面251具有重度掺杂区域241以及诸如指状物260的图案化金属接触结构242形成于所述重度掺杂区域241上。图2B为沿图2A中描述的剖面线2B-2B处所提取的侧边剖面视图，并图解具有金属指状物260设置于重度掺杂区域241上的表面251的一部分。如上所讨论，金属接触结构，如指状物260以及汇流条261，形成于重度掺杂区域241上，因而高质量电气连接可形成于这两个区域之间。低阻抗且稳定的接触对太阳能电池的性能而言是极为重要的。重度掺杂区域241通常包括基板250的一部分，所述部分具有少于约每平方面积50欧姆(Ω/□)的薄片电阻。于一具体实施例中，重度掺18 3
杂区域241形成于硅基板中，且具有大于约10 个原子/cm 的掺杂程度。通过本发明所属技术领域熟知的惯用平版印刷及离子注入技术，或惯用电介质遮蔽(dielectric masking)以及高温炉扩散技术，可形成重度掺杂区域241的图案化型态。然而，既然使用惯用技术通常无法轻易地检测形成于基板250的表面251上的重度掺杂区域241图案的实际对准及定向，所以使用惯用的技术难以进行将金属接触结构242对准及沉积于重度掺杂区域241上的工艺。一般认为，在形成于基板250中的重度以及轻度经掺杂区域被抗反射涂覆层覆盖后，特别难以具备检测所形成的重度掺杂区域241图案的实际对准及定向的能力。

[0057] 本发明的具体实施例因而提供了方法，所述方法先检测图案化重度掺杂区域241的实际对准及定向，并接着使用所搜集的信息于重度掺杂区域241的表面上形成图案化金属接触。图4A描述光学检验系统400的一具体实施例，光学检验系统400被配置来确定行成于基板250的表面的(多个)重度掺杂区域241的图案230的实际对准及定向。光学检验系统400通常含有一或多个电磁辐射源，如辐射源402及403，辐射源被配置来发射具期望波长的辐射；以及检测器组件401，被配置来捕获反射的或未被吸收的辐射，使得重度掺杂区域241的对准及定向可相对基板250的其它非重度掺杂区域而被光学地确定。通过检测器组件401所收集的定向及对准数据接着传送至系统控制器101，所述控制器被配置来调整及控制通过使用图案金属化技术进行的重度掺杂区域241表面上的如指状物260的金属接触结构的配置。图案金属化技术可包含网版印刷工艺、喷墨印刷工艺、平版印刷及覆毯金属(blanket metal)沉积工艺，或其它类似图案金属化工艺。于一具体实施例中，使用于网版印刷系统100中进行的网版印刷工艺将金属接触设置于基板250的表面上，如下连同图3A至3D一同讨论。

[0058] 于重度掺杂区域241形成于硅基板内的配置中，一般认为，在紫外线(UV)及红外线(IR)波长区间内的波长下发射的电磁辐射，将优先被硅基板或重度掺杂区域吸收、反射或透射。所发射辐射的透射、吸收或反射的差异可因而被用来创造某些可区别的对比，所述对比可由检测器组件401及系统控制器101进行解析。于一具体实施例中，发射波长介于约850nm及4微米(μm)之间的电磁辐射是理想的。于一具体实施例中，辐射源402及403的一或多个为发光二极管(LED)，LED适于发出具一或多个期望波长的光。

[0059] 于一具体实施例中，光学检验系统400具有辐射源402，所述辐射源402被配置来输出电磁辐射“B1”至基板250的表面252，所述表面252与设置有检测器组件401的基板侧面相对。于一实例中，辐射源402设置于相邻太阳能电池基板250的背侧处，且检测器组件401设置于相邻基板250的前表面处。在这样的配置中，理想的情况是使用大于硅的吸收边界，如大于约1060nm的光学辐射，以容许发射的电磁辐射“B1”通过基板250并沿着路18
径“C”被传递至检测器组件401。一般认为，因于重度掺杂区域的高掺杂程度(例如，>10
3 17
个原子/cm)对比通常用于太阳能电池应用中的典型轻度掺杂硅基板(例如，<10 个原子
3
/cm)之故，在此等波长内，各此等区域的吸收或透射特性将显著不同。于一具体实施例中，理想的是将发射波长限定于约1.1μm及约1.5μm之间。于一实例中，重度掺杂区域具有至少每平方面积50欧姆的薄片电阻。

[0060] 于光学检验系统400的另一具体实施例中，辐射源403被配置来输出电磁辐射“B2”至基板250的表面251，所述表面251与检测器组件401位于基板的同一侧面上，使得一或多个发射的波长被基板250或重度掺杂区域241的部分吸收或反射，并沿着路径“C”被传送至照相机。在这样的配置中，理想的是发射具约300nm及4微米(μm)间的波长的光学辐射，直到介于这些区域间的期望对比可由检测器组件401检测为止。于一实例中，理想的是发射具约850nm及4微米(μm)间的波长的光学辐射。于另一实例中，理想的是使用辐射源403，发射较短波长的光，如于蓝光至近UV光的范围中的波长(例如，300-450nm)，这是因为，一般认为，当使用反射型态模式光学检测技术时，此范围将提供改善的光学对比。

[0061] 于光学检验系统400的一具体实施例中，两个辐射源402及403，以及一或多个检测器组件401被使用来协助进一步检测基板250的表面上的重度掺杂区域241的图案。在这样的例子中，可能理想的是配置辐射源402及403，使它们发射具相同或不同波长的辐射。

[0062] 检测器组件401包含电磁辐射检测器、照相机或其它类似器件，所述类似器件被配置来测量具一或多个波长的被接收电磁辐射的强度。于一具体实施例中，检测器组件401包含照相机401A，照相机401A被配置以在一或多个辐射源402或403所发射的波长范围内，检测并解析基板的表面上的特征。于一具体实施例中，照相机401A为InGaAs型态照相机，所述照相机具有经冷却CCD阵列，以增进检测信号的信噪比。于某些配置中，理想的是通过包围或屏蔽基板250的表面251及照相机401A之间的区域，将检测器组件401与周围光线分离。

[0063] 于一具体实施例中，检测器组件401也包含一或多个光学滤波器(未描述)，被设置于照相机401A及基板250的表面之间。在这样的配置中，(多个)光学滤波器被选择以容许仅有某些期望波长通过至照相机401A，以降低被照相机401A接收的非所需能量的量，以增进检测辐射的信噪比。(多个)光学滤波器可为，例如，向Barr Associates,Inc.或Andover Corporation购买的带通滤波器、窄带滤波器、光学边缘滤波器(optical edge filter)、陷波滤波器(notch filter)或宽带滤波器。于本发明的另一方面，光学滤波器被加入至辐射源402或403与基板250之间，以限制投射至基板上并由照相机401A检测的波长。在这样的配置中，可能理想的是选择可传递大范围波长的辐射源402或403，并使用滤波器来限制撞击基板表面的波长。

[0064] 图3A为概要等角视图，而图3B为概要顶部平面图，描述网版印刷系统或系统100的一具体实施例，系统100可与本发明的具体实施例一起使用，所述具体实施例使用光学检验系统400于太阳能电池基板250的表面上形成期望图案的金属接触。于一具体实施例中，系统100包括引入输送带111、转动致动器组件130、网版印刷腔室102以及引出输送带112。引入输送带111可被配置以自输入装置，如输入输送带113，接收基板250(即，图3B中的路径“A”)，并传送基板250至连接转动致动器组件130的印刷巢(printing nest)131。
引出输送带112可被配置来自连接转动致动器组件130的印刷巢131接收经处理基板250，并传送基板250至基板移出装置，如出口输送带114(即，图3B中的路径“E”)。输入输送带113以及出口输送带114可为自动化基板搬运装置，所述基板搬运装置为较大产品线的TM
部分。例如，输入输送带113以及出口输送带114可为Softline 工具的部分，系统100可TM
为Softline 工具中的一模块。

[0065] 转动致动器组件130可通过转动致动器(未描述)及系统控制器101而围绕“F”轴转动，并关于“F”轴进行角度定向，致使印刷巢131可于系统100内进行选择性角度定向(例如，图3B中的路径“D1”以及“D2”)。转动致动器组件130也可具有一或多个支撑部件，以促进对进行系统100中的基板工艺序列的印刷巢131或其它自动化装置的控制。

[0066] 于一具体实施例中，转动致动器组件130包含四个印刷巢131或基板支撑件，印刷巢131或基板支撑件分别适于在网版印刷腔室102内进行的网版印刷工艺期间支撑基板250。图3B示意描述转动致动器组件130的位置，其中一个印刷巢131处于位置“1”，以自引入输送带111接收基板250，另一印刷巢131处于网版印刷腔室102内的位置“2”，使得另一基板250可于基板250表面上接收网版印刷图案，另一印刷巢131处于位置“3”，用以传送经处理基板250至引出输送带112，且另一印刷巢131处于位置“4”，位置“4”是位置“1”及位置“3”之间的中间阶段。

[0067] 如图3C所描述，印刷巢131通常由输送带组件139所组成，输送带组件139具有进料滚动条135、卷取滚动条(take-up spool)136、滚轮140以及一或多个致动器148，致动器148耦接至进料滚动条135及/或卷取滚动条136，滚动条135及/或卷取滚动条136适于进料并维持支撑材料137跨越平台138而定向。平台138通常具有基板支撑表面，于网版印刷腔室102中进行网版印刷工艺期间，基板250以及支撑材料137安置于基板支撑表面上。于一具体实施例中，支撑材料137为多孔材料，通过惯用的真空产生装置(例如，真空泵、真空挤出器)施加真空于支撑材料137的相对侧，支撑材料137可容许设置于支撑材料137的一侧的基板250被维持在平台138上。于一具体实施例中，真空被施加于形成在平台138的基板支撑表面138A中的真空端口(未描述)，使得基板可被“夹持(chuck)”至平台的基板支撑表面138A。于一具体实施例中，支撑材料137为可散发材料，支撑材料137由，例如，用于香烟的可散发纸(transpirable paper)类型或其它表现相同功能的类似材料，如塑料状物或纺织材料，所组成。于一实例中，支撑材料137为不含苯线(benzene line)的香烟纸。

[0068] 于一配置中，致动器148被连接至，或适于衔接进料滚动条135及卷取滚动条136，使得安置于支撑材料137上的基板250的移动可于印刷巢131内受到精确地控制。于一具体实施例中，进料滚动条135及卷取滚动条136分别适于接收支撑材料137的长边的相对侧。于一具体实施例中，致动器148分别含有一或多个驱动轮147，驱动轮147连接至安置于进料滚动条135及/或卷取滚动条136上的支撑材料137的表面，或与支撑材料137的表面接触，以控制支撑材料137跨越平台138上的动作及位置。

[0069] 于一具体实施例中，系统100包含检验组件200，检验组件200适于检验位在印刷巢131上的位置“1”中的基板250。检验组件200可包含一或多个照相机121，照相机121被安置以检验位于印刷巢131上的位置“1”中的引入或经处理基板250。在这样的配置中，检验组件200包含至少一个照相机121(例如，CCD照相机)以及其它能检验并将检验结果传送给系统控制器101的电子元件，系统控制器101被用来分析印刷巢131上的基板250的定向及位置。于另一具体实施例中，检验组件200包括如上所讨论的光学检验系统400。

[0070] 网版印刷腔室102适于在网版印刷工艺期间，沉积期望图案的材料于安置在印刷巢131上的位置“2”中的基板250的表面上。于一具体实施例中，网版印刷腔室102包含多个致动器，例如，致动器102A(例如，步进马达或伺服马达)，致动器与系统控制器101沟通，并被用来调整设置于网版印刷腔室102内，关于将被印刷的基板250的网版印刷掩模102B(图3B)的位置及/或角定向。于一具体实施例中，网版印刷掩模102B为具多个特征
102C(图3B)，如孔洞、槽(slot)或其它贯穿形成的开孔的金属薄片或板，以定义图案及在基板250的表面上的网版印刷材料(即，墨水或糊状物(糊状物))的安置。通常，通过使用致动器102A以及由系统控制器101自检验组件200接收的信息，将网版印刷掩模102B定位于基板表面上的期望位置，将沉积于基板250的表面上的网版印刷图案以自动化方式对准至基板250。于一具体实施例中，网版印刷腔室102适于沉积含金属或含电介质材料于太阳能电池基板上，且所述太阳能电池基板具有介于约125mm至156mm的宽度及介于约
70mm至156mm的长度。于一具体实施例中，网版印刷腔室102适于在基板的表面上沉积含金属糊状物，以于基板的表面上形成金属接触结构。

[0071] 系统控制器101促进整体系统100的控制及自动化，且可包含中央处理单元(CPU)(未描述)、内存(未描述)以及支撑电路(或I/O)(未描述)。CPU可为任何形式的计算机处理器之一，计算机处理器可被使用于工业设定，以控制多个腔室工艺及硬件(例如，输送带、光学检验组件、马达、流体输送硬件等)，并监视系统以及腔室工艺(例如，基板位置、工艺时间、检测器信号等)。内存连接至CPU，且可为一或多个轻易可得的内存，如随机存取内存(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘或任何其它形式的本地或远程数字储存。软件指令以及数据可被编码并储存于内存内，用以命令CPU。支撑电路也连接至CPU，用来以惯用的手段支撑处理器。支撑电路可包含缓存、电源供应器、时钟电路、输入/输出电路系统、子系统及类似电路。程序(或计算机指令)可被系统控制器101读取，以判断哪个任务可被执行于基板上。较佳地，程序可通过系统控制器101而为软件可读取的，系统控制器101包含程序代码，以产生并储存至少基板位置信息、多种受控制组件的移动顺序、基板光学检验系统信息以及其任何组合。于本发明的一具体实施例中，系统控制器101包含图案识别软件，以解析重度掺杂区域241及/或对准标记801的位置，如随后关于图4A至4B、9A至9D及10所描述。

[0072] 为了在形成图案化导电层于基板表面251上之前，直接确定形成于基板表面251上的重度掺杂区域241的对准及定向，系统控制器101可使用一或多个光学检验系统400以收集期望的数据。图4B描述光学检验系统400的一个具体实施例，光学检验系统400被并入印刷巢131及光学检验组件200的部分。于一具体实施例中，检验组件200包括照相机401A，且印刷巢131包括输送带组件139、支撑材料137、平台138及辐射源402。在这样的配置中，辐射源402适于发射电磁辐射“B1”，通过支撑材料137及平台138至基板250的表面252，其中基板250被“夹持”在平台138上。发射的电磁辐射“B1”接着通过基板的部分并沿着路径“C”至照相机401A，照相机401A被安置以接收发射的辐射的一部分。通常，支撑材料137及平台138由多种材料制成，且其具有的厚度不会显著影响由照相机401A及系统控制器101所接收并处理的电磁辐射的信噪比。于一具体实施例中，平台138以光学透明材料形成，所述材料如蓝宝石，不会显著阻碍光的UV及IR波长。如上所讨论，于另一具体实施例中，辐射源403被配置来传递电磁辐射“B2”至位于支撑材料137及平台138上的基板250的表面251，使得放射波长的一或多个将被基板250的部分吸收或反射，并延着路径“C”被传递至照相机401A。

[0073] 图3D为转动致动器组件130的一具体实施例的概要等角视图，描述检验组件200，检验组件200被安置以检验设置于印刷巢131上的基板250的表面251。于一具体实施例中，照相机401A被安置于基板250的表面251上方，使得照相机121的观察区域122可检验表面251的至少一个区域。由照相机401A所接收的信息被用来对准网版印刷掩模，并因此借着自系统控制器101传送到致动器102A的指令的使用，接着沉积材料至重度掺杂区域241。于正常工艺顺序期间，在基板250被传递至网版印刷腔室102之前，重度掺杂区域241位置信息数据针对安置于各印刷巢131上的各基板250而被收集。检验组件200也可包含多个光学检验系统400，光学检验系统400适于观察安置于印刷巢131上的基板250的不同区域，以协助更好地解析形成于基板上的图案230。图10描述光学检验系统400的一配置，光学检验系统400具有多个照相机401B至401D，照相机被安置以观察基板250的表面251上的形成图案230的不同位置。于一具体实施例中，多个照相机401B至401D的每一个被安置以观察被形成图案230及/或形成于表面251上的一或多个对准标记801(图10)的不同位置。

[0074] 太阳能电池形成工艺

[0075] 本发明的具体实施例也通常提供创新的太阳能电池形成工艺，所述工艺包含改善的前侧金属化工艺，以创造较高性能的太阳能电池器件。惯用的前侧金属化沉积工艺包含重度掺杂区域上的金属接触结构(例如，指状物及汇流条)的形成，所述重度掺杂区域设置于太阳能电池基板的纹理化前表面内。典型的纹理化工艺提供具有约1微米(μm)至约10μm之间的粗糙度的表面。被用来于纹理化表面上形成指状物及汇流条的含金属材料的沉积可大大影响所形成的指状物及汇流条的电阻，这是由于沉积的金属需覆盖的表面积相对于未纹理化表面增加的缘故。同样，纹理化表面的粗糙度也将大大地影响形成的重度掺杂区域的空间分辨率，这是由于掺杂剂原子将于形成工艺期间通过的这些区域的表面积相对于未纹理化表面增加的缘故。而且，如上所述，惯用的检验技术典型地无法光学地确定重度掺杂区域于基板表面上的位置。因此，也需要一种容许低电阻金属接触结构形成的改善的太阳能电池形成工艺。于重度掺杂区域上可靠地安置指状物及汇流条，以确保于重度掺杂区域241与指状物及汇流条之间创造完全欧姆接触，也是理想的。进一步，创造太阳能电池形成工艺，所述工艺容许指状物及汇流条形成于具有尚未纹理化的前表面的区域上，亦为理想的。

[0076] 一般太阳能电池形成工艺步骤

[0077] 图5A至5G描述在用来形成太阳能电池300器件的工艺序列的不同阶段期间的太阳能电池基板250的概要剖面视图，其中太阳能电池300器件具有形成于表面251上的金属接触结构。图6A描述用来在太阳能电池300上形成(多个)有源区域及/或金属接触结构的工艺序列600A。图6A中所现的序列对应于本文所描述，于图5A至5G中所描述的阶段。

[0078] 于方块602，且如图5A及6A所示，清洁基板250的表面，以移除任何非期望的材料或粗糙度。于一具体实施例中，清洁工艺可使用批次清洁工艺进行，其中基板暴露于清洁溶液。基板可使用湿式清洁工艺来清洁，其中基板于清洁溶液中被喷洒、淹没或浸没。清洁溶液可为惯用的SC1清洁溶液、SC2清洁溶液、HF最终型态(HF-last type)清洁溶液、臭氧化水清洁溶液、氢氟酸(HF)以及过氧化氢(H2O2)溶液，或其它适合且具成本效益的清洁溶液。清洁工艺可于基板上进行约5秒至约600秒，如约120秒。另一具体实施例，湿式清洁工艺可包含两个步骤工艺，其中切割损伤(saw damage)移除步骤首先于基板上进行，且接着进行第二预清洁步骤。于一具体实施例中，切割损伤移除步骤包含将基板暴露于包括氢氧化钾(KOH)的水性溶液并持续一段期望时间，水性溶液维持约70°C。

[0079] 于方块604，如图5B及6A所示，第一掺杂剂材料329被沉积至形成于基板250的表面251上的一或多个分离区域318上。于一具体实施例中，通过网版印刷、喷墨印刷、橡胶印花(rubber stamping)或其它相似工艺的使用，将第一掺杂剂材料329沉积或印刷为期望的图案230(图2A)。于一具体实施例中，使用与图3A至3D及图4A至4B一同讨论的网版印刷工艺来沉积第一掺杂剂材料329。于一具体实施例中，网版印刷工艺可由自美国加TM州圣克拉拉的应用材料公司的Baccini S.p.A部门所获得的Softline 工具进行。第一掺杂剂材料329可起始地为液体、糊状物或胶状物，用以于后续工艺步骤中于基板250中形成重度掺杂区域241。通常，第一掺杂剂材料329通过配方，使第一掺杂剂材料在后续纹理化步骤(方块606)期间可作为屏蔽（mask）。于一具体实施例中，第一掺杂剂材料329通过配方，以含有有机及/或类玻璃材料，所述材料不会被纹理化工艺化学物质腐蚀，且可在一或多个后续工艺步骤期间成为结构上可靠的遮蔽材料。于某些例子中，在设置第一掺杂剂材料329于表面251上后，将基板加热至期望的温度，以造成第一掺杂剂材料329固化、增密及/或与表面251形成键结。于一具体实施例中，第一掺杂剂材料329为胶状物或糊状物，含有n-型掺杂剂，n-型掺杂剂设置覆盖于p-型掺杂基板250上。典型使用于硅太阳能电池制造中的n-型掺杂剂为，例如，磷(P)、砷(As)或锑(Sb)等元素。于一实例中，第一掺杂剂材料329包括胶状物或糊状物，具有处于其中的磷酸钙或磷酸钡。于一具体实施例中，第一掺杂剂材料329为含磷掺杂糊状物，含磷掺杂糊状物被沉积于表面251上，并接着被加热至介于约80与约500°C之间的温度。于一具体实施例中，第一掺杂剂材料329可能含有选自由磷硅酸盐玻璃(phosphosilicate glass)前驱物、磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)及/或其多种铵盐所组成的群组中的材料。于一具体实施例中，第一掺杂剂材料
329为磷硅酸盐胶状物或糊状物，含有的磷与硅原子百分比为介于约2%与约30%之间。于另一具体实施例中，第一掺杂剂材料329包括含掺杂剂玻璃料(glass frit)，如含磷玻璃材料，及黏合剂(binder)材料，掺杂剂玻璃料被配置来抵抗来自纹理蚀刻化学物质的化学腐蚀。于另一具体实施例中，第一掺杂剂材料329可包括有机黏合剂材料，有机黏合剂材料具有磷掺杂非晶硅颗粒。于某些例子中，第一掺杂剂材料329含有疏水性黏合剂材料，疏水性黏合剂材料被选择以抵抗来自湿式纹理蚀刻化学物质的腐蚀。尽管以上讨论提供了n-型掺杂剂与p-型基板一起使用的实例，但既然p-型掺杂剂(例如，硼(B)、铝(Al)、镓(Ga))与n-型基板也可被考虑，因此前述的配置并非意欲限制本文所讨论的本发明的范畴。

[0080] 于方块606，如图5C及6A所示，纹理化工艺于基板250的表面251上进行，以形成纹理化表面351。于一具体实施例中，表面251为太阳能电池基板的前侧，前侧适于在太阳能电池形成后接收阳光。于一实例中，基板于蚀刻溶液中进行蚀刻，蚀刻溶液包括按体积约2.7%的氢氧化钾(KOH)，及约4500ppm的300MW PEG，300MW PEG维持于约79-80°C的温度，持续约30分钟。示范性纹理化工艺的一实例进一步描述于2009年3月23号所递交的美国专利申请序号第12/383,350号(代理人文件编号第APPM/13323号)，所述美国专利申请以全文引用方式纳入本文中。

[0081] 于方块608，如图5D及6A所示，将基板加热至大于约800°C的温度，以造成第一掺杂剂材料329中的掺杂元素扩散进入表面251，以形成重度掺杂区域241。因此，既然第一掺杂剂材料329通过配方而用作针对纹理化学物质的屏蔽，重度掺杂区域241通常将包括相对平坦区域341，未被纹理化且容易通过光学检验技术或甚至由肉眼识别。于一具体实施例中，理想的是容许部分第一掺杂剂材料329于加热处理期间蒸发，以容许蒸气轻微掺杂基板表面251的其它暴露区域328，以协助形成太阳能电池器件的结部分。于一具体实施例中，基板在氮气(N2)、氧气(O2)、氢气(H2)、空气或上述组合物存在的情况下，被加热至介于约800°C及约1300°C之间的温度，持续约1至约120分钟。于一实例中，基板于快速热退火(rapid thermal annealing,RTA)腔室中的富含氮气(N2)的环境中被加热至约1000°C，持续约5分钟。在进行方块608中的工艺后，重度掺杂区域241通常将具有外型及图案，匹配于方块604进行的工艺期间设置于表面251上的第一掺杂剂材料329的外型及图案。于一实例中，如概略地显示于图2A，所形成的重度掺杂区域241的图案被配置来匹配图案化金属接触结构242，如指状物260及汇流条261所含的元素。表面251将因而含有未纹理化的平坦区域341以及纹理化区域(例如，纹理化表面351)，如图5D所示。

[0082] 于一具体实施例中，在完成方块608中进行的工艺以移除任何非所需的残留物及/或形成钝化表面后，可选择的清洁工艺于基板250上进行。于一具体实施例中，清洁工艺可通过以清洁溶液弄湿基板的表面而进行。于一具体实施例中，清洁工艺可通过以清洁溶液弄湿基板而进行，所述清洁溶液如SC1清洁溶液、SC2清洁溶液、HF最终型态清洁溶液、臭氧化水清洁溶液、氢氟酸(HF)以及过氧化氢(H2O2)溶液，或其它适合且具成本效益的清洁溶液。清洁工艺可于基板上进行约5秒至约600秒，如约30秒至约240秒，例如约120秒。

[0083] 于方块610，如图5E及6A所示，抗反射层354形成于表面251上。于一具体实施例中，抗反射层354包括薄钝化/抗反射层(例如，氧化硅、氮化硅层)。于另一具体实施例中，抗反射层354包括薄钝化/抗反射层(例如，氧化硅、氮化硅层)以及透明导电氧化物(transparent conductive oxide,TCO)层。于一具体实施例中，钝化/抗反射层可包括薄本质非晶硅(i-a-Si:H)层，接着是ARC层(例如，氮化硅)，ACR层可藉物理气相沉积工艺(PVD)或化学气相沉积工艺的使用而被沉积。

[0084] 于方块612中，如图5F及6A所示，抗反射层354的部分视情况被蚀刻，以暴露重度掺杂区域241的多个区域361，使得后续沉积的(多个)金属层可被置放以密切接触重度掺杂区域241。于一实例中，被蚀刻的图案匹配被使用以形成重度掺杂区域241的图案，如图2A所示。典型可被使用来图案化抗反射层354的蚀刻工艺可包含，但不限于，图案化及干式蚀刻技术、激光剥蚀技术、图案化及湿式蚀刻技术，或其它类似工艺。于一具体实施例中，使用于本文所讨论并显示于图3A至图3B及图7的网版印刷工艺及系统，将蚀刻胶状物设置于表面251上。于一具体实施例中，网版印刷工艺可由自美国加州圣克拉拉的应用TM材料公司的Baccini S.p.A部门所获得的Softline 工具进行。可被使用来形成一或多个图案化层的蚀刻胶状物型态干式蚀刻工艺的实例进一步于2008年11月19日所提申的共同转让且同在申请中的美国专利申请案序号第12/274,023号[代理人文件编号第APPM
12974.02号]中讨论，所述申请案以全文引用方式纳入本文中。

[0085] 于方块614，如图5G及图6A所示，导电层370以图案方式被沉积于基板250的表面251上的重度掺杂区域241上。于一具体实施例中，所形成的导电层370的厚度约500至约50,000埃 宽度约10μm至约200μm，并含有金属，如铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、钴(Co)、铼(Rh)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钯(Pd)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)、铬(Cr)。于一实例中，导电层370为金属糊状物，含有银(Ag)或锡(Sn)。

[0086] 于方块614期间进行的工艺的一具体实施例中，如图7所描述，使用系统100及可见于工艺序列700中的处理步骤将导电层370网版印刷于基板250的表面251上。工艺序列700开始于步骤702，其中印刷巢131（处于位置“1”中）自引入输送带111接收基板250，并于平台138上“夹持”基板。

[0087] 接下来，于步骤704，借着辐射源402及/或403中之一所发射并由照相机401A所接收的电磁辐射的使用，类似于图4B中所示配置的系统控制器101以及光学检验系统400被使用来检测重度掺杂区域241的图案。

[0088] 接下来，于步骤706，转动致动器组件130将印刷巢131转动至网版印刷腔室102(例如，路径D1)。于步骤706中，系统控制器101以及致动器102A接着使用于步骤704期间接收的数据，将网版印刷掩模(形成有期望的网版印刷图案)定向并对准至形成于基板250上的重度掺杂区域241。一旦网版印刷掩模被对准，通过形成于网版印刷掩模102B中的特征传递导电层糊状物或胶状物，以将导电层370设置于重度掺杂区域241上。随后，经处理的基板250接着被传递至引出输送带112(例如，路径D2)，使得其可被传递至其它后续处理腔室。

[0089] 于方块614所含有的步骤704的替代具体实施例中，由于创造于纹理化表面351以及平坦区域341之间的对比的缘故，光学检验组件200以及系统控制器101被配置来确定形成于基板表面251上的重度掺杂区域241的位置及定向，所述纹理化表面351以及平坦区域341形成于方块602至612所含的处理步骤期间。在这样的配置中，光学检验组件200包含照相机或其它类似装置，因为表面粗糙度变异的缘故，光学检验组件能使用环境光或来自惯用的灯泡或灯管的光检测所形成的图案。于一具体实施例中，光学检验组件200的观察区域被安置，使得可观察并解析平坦区域341对比发现于表面251上的纹理化表面
351的区域(图8A)。接下来，跟着上面所讨论的步骤，使用自光学检验组件200接收的信息，系统控制器101接着控制导电层370沉积于平坦区域341上，因此也沉积于重度掺杂区域241上。

[0090] 请参见图6A，于方块616，热被传递至导电层370，以造成导电层370中的金属形成电气连接至重度掺杂区域241。加热工艺可于邻近系统100的网版印刷部件的加热炉中进行。可被使用来进行方块616中的工艺步骤的炉的实例进一步于2008年10月24日所提申的共同转让且同在申请中的美国专利申请案序号第12/274,023号[代理人文件编号第APPM 14118号]中讨论，所述申请案以全文引用方式纳入本文中。

[0091] 可供替代的基板工艺序列

[0092] 图6B描述工艺序列600A的替代具体实施例，或工艺序列600B，所述工艺序列使用两个分离的掺杂步骤以形成太阳能电池300器件，太阳能电池300器件具有形成于基板250的表面251上的金属接触结构。如以下所讨论，除了加入新增的工艺步骤，或方块603，且修改于方块604及608执行的原始处理步骤(例如，方块604A及608A)以外，上述联合图6A的处理步骤通常与新的工艺序列600B中的步骤相同。

[0093] 于方块603，在视情况进行方块602中的步骤后，使用惯用的掺杂技术，如扩散炉(diffusion furnace)形式掺杂技术，掺杂基板表面251。于一实例中，于基板表面251处的基板250内形成的掺杂层为重度掺杂区域，所述重度掺杂区具有类似前述的重度掺杂区域的性质。于一具体实施例中，惯用的掺杂技术包含掺杂活化步骤，其中基板被加热至于约800°C的温度，以造成掺杂元素扩散进入表面251，以形成重度掺杂区域。

[0094] 于一具体实施例中，于方块603中的工艺进行完成后，为移除任何非期望残留物及/或形成钝化表面，于基板250上进行可供选择的清洁工艺。于一具体实施例中，所述可供选择的清洁工艺类似前述联合图6A描述的工艺。

[0095] 于方块604A，在视情况执行方块603中的步骤后，遮蔽材料被沉积至形成于基板250的表面251上的一或多个分离区域上。于一具体实施例中，通过网版印刷、喷墨印刷、橡胶印花或其它类似工艺，如网版印刷工艺的使用，将遮蔽材料沉积或印刷为期望的图案
230(图2A)。遮蔽材料类似前面所讨论的第一掺杂剂材料329，但遮蔽材料通常不包括含掺杂剂材料的添加。一开始，遮蔽材料可为液体、糊状物或胶状物。通常，遮蔽材料通过配方使得于后续纹理化步骤(方块606)期间可作为屏蔽。于一具体实施例中，遮蔽材料通过配方以含有有机及/或类玻璃材料，遮蔽材料不会被纹理化工艺化学物质腐蚀，且可在一或多个后续工艺步骤期间成为结构上可靠的遮蔽材料。于某些例子中，在设置遮蔽材料于表面251上后，基板被加热至期望的温度，以造成遮蔽材料硬化、增密及/或与表面251形成键结。于一具体实施例中，遮蔽材料为蚀刻阻抗材料，如丝网可印刷的含二氧化硅(SiO2)材料。

[0096] 于方块606，如图6B所示，纹理化工艺于基板250的表面251上进行，以于表面251上形成纹理化表面，类似图5C所描述的纹理化表面351。于一具体实施例中，表面251上未被于方块604A所沉积的遮蔽材料覆盖的区域会被蚀刻去除。于方块606所进行的工艺的一具体实施例中，纹理化工艺被进行，直到于方块603期间形成的重度掺杂区域的至少大部分都被移除为止。于一具体实施例中，基板以与结合方块606期间所进行工艺描述相类似的工艺于蚀刻溶液中被蚀刻。

[0097] 于一具体实施例中，遮蔽材料通过配方，使遮蔽材料于纹理化工艺期间被蚀刻。因此，于方块604A及606所进行的工艺的一具体实施例中，期望厚度的遮蔽材料被沉积至基板的表面上，使得设置在遮蔽材料下方的大部分基板材料可维持不受腐蚀，直到纹理化工艺完成，或至少接近完成。如上所讨论，因表面粗糙度对比之故，此配置将容许光学检验系统，于后续步骤中更容易辨识重度沉积(例如，于方块603所形成)与基板的其它区域。

[0098] 于方块608A，在进行方块606中的步骤之后，使用惯用的掺杂技术，如扩散炉形式掺杂技术，掺杂基板表面251。于一实例中，于基板表面251处的基板250内形成的掺杂层为轻度掺杂区域，轻度掺杂区域具有大于约每平方面积50欧姆(Ω/□)的薄片电阻。于一具体实施例中，惯用的掺杂技术包含掺杂剂活化步骤，其中基板被加热至大于约800°C的温度，以造成掺杂元素扩散进入表面251，以形成重度掺杂区域。于一具体实施例中，于方块603及608A进行的工艺期间所提供的掺杂剂原子，为相同类型的掺杂剂原子，例如，磷质、砷或硼。于另一具体实施例中，于方块603及608A进行的工艺期间所提供的掺杂剂原子，为不同的掺杂剂原子。

[0099] 在进行方块608A的工艺之后，通过加热、洗涤或漂洗工艺步骤的使用来移除遮蔽材料，以形成表面，类似图5D所示的表面251。于一具体实施例中，于方块608A中的工艺进行完成后，为移除任何非期望残留物及/或形成钝化表面，于基板250上进行可供选择的清洁工艺。于一具体实施例中，通过以清洁溶液弄湿基板的表面来进行清洁工艺。于一具体实施例中，通过以清洁溶液弄湿基板来进行清洁工艺，清洁溶液如SC1清洁溶液、SC2清洁溶液、HF最终型态清洁溶液、臭氧化水清洁溶液、氢氟酸(HF)以及过氧化氢(H2O2)溶液，或其它适合且具成本效益的清洁溶液。清洁工艺可于基板上进行约5秒至约600秒，如约30秒至约240秒，例如，约120秒。

[0100] 接下来，如上联合图6B所讨论的工艺序列600B接续到方块610至616中所进行的工艺步骤，方块610至616已如上联合图6A而讨论。因此，方块610至616中所进行的工艺步骤于此不再复述。

[0101] 第二可供替代的基板工艺序列

[0102] 图6C描述工艺序列600A的替代具体实施例，或工艺序列600C，工艺序列600C使用两个分开的掺杂步骤，以形成太阳能电池300器件，太阳能电池300器件具有形成于基板250的表面251上的金属接触结构。如以下所讨论，除了加入新增的工艺步骤，或方块605，且修改于方块608执行的原始工艺步骤(例如，方块608B)以外，上述联合图6A的工艺步骤通常与图6C所示的新工艺序列600C中所揭示的步骤相同。

[0103] 于方块605，在方块602及方块604中的步骤进行后，基板被加热至大于约800°C的温度，以造成第一掺杂剂材料329中的掺杂元素扩散进入基板250的表面251，以形成重度掺杂区域241。在这样的配置中，第一掺杂剂材料329的部分，所述部分蒸发并随后掺杂基板的暴露区域，可于纹理化工艺步骤(例如，方块606)中被移除，因而容许纹理化表面(例如，暴露的表面)中的掺杂程度，通过方块608B(图6C)所进行的后续掺杂步骤的使用而更容易受到控制。于一具体实施例中，在氮气(N2)、氧气(O2)、氢气(H2)、空气，或上述组合物存在下，设置有第一掺杂剂材料329的基板被加热至约800°C至约1300°C的温度，持续约1与约120分钟之间。于一实例中，基板于快速热退火(RTA)腔室中的富含氮气(N2)的环境中被加热至约1000°C，持续约5分钟。在进行方块605中的工艺后，所形成的重度掺杂区域241通常将具有外型及图案，匹配于方块604进行的工艺期间设置于表面251上的第一掺杂剂材料329的外型及图案。于一具体实施例中，理想的是，第一掺杂剂材料329的一部分保留于表面251上，以作为纹理化蚀刻屏蔽。

[0104] 于方块606，在一具体实施例中，表面251上未被第一掺杂剂材料329覆盖的经掺杂区域会被蚀刻去除。于一具体实施例中，第一掺杂剂材料329通过配方，使得于方块606期间进行的纹理化工艺期间被蚀刻，如上所讨论。因而，于方块604及606所进行的工艺的一具体实施例中，期望厚度的第一掺杂剂材料329被沉积至基板的表面上，使得设置在第一掺杂剂材料329下方的大部分基板材料可维持不受腐蚀，直到纹理化工艺完成，或至少接近完成。如上所讨论，由于表面粗糙度的对比，此配置将容许光学检验系统，于后续步骤中更容易辨识重度沉积(例如，于方块605所形成)与基板的其它区域。

[0105] 于方块608B，在进行于前文中联合图6A所述的方块606中的步骤之后，使用惯用的掺杂技术，如扩散炉形式掺杂技术，掺杂基板表面251。于一实例中，于基板表面251处的基板250内形成的掺杂层为轻度掺杂区域，具有大于约每平方面积50欧姆(Ω/□)的薄片电阻。于一具体实施例中，惯用的掺杂技术包含掺杂活化步骤，其中基板被加热至大于约800°C的温度，以造成掺杂元素扩散进入表面251，以形成重度掺杂区域。于一具体实施例中，处于第一掺杂剂材料329中与在方块608B所进行的工艺期间所提供的掺杂剂原子，为相同类型的掺杂剂原子，例如，磷质、砷或硼。于另一具体实施例中，处于第一掺杂剂材料
329中与在方块608B所进行的工艺期间所提供的掺杂剂原子，为不同的掺杂剂原子。

[0106] 在进行方块608B的工艺之后，于一具体实施例中，可供选择的清洁工艺于基板250上进行，以移除任何非期望残留物及/或形成钝化表面。于一具体实施例中，通过以清洁溶液弄湿基板的表面来进行清洁工艺。于一具体实施例中，通过以清洁溶液弄湿基板来进行清洁工艺，清洁溶液如SC1清洁溶液、SC2清洁溶液、HF最终型态清洁溶液、臭氧化水清洁溶液、氢氟酸(HF)以及过氧化氢(H2O2)溶液，或其它适合且具成本效益的清洁溶液。清洁工艺可于基板上进行约5秒至约600秒，如约30秒至约240秒，例如，约120秒。

[0107] 接下来，如上联合图6C所讨论的工艺序列600C接续到方块610至616中所进行的工艺步骤，方块610至616已如上联合图6A而讨论。因此，方块610至616中所进行的工艺步骤于此不再复述。

[0108] 需注意的是，在不脱离本文所描述的本发明的基本范畴下，可于如上联合图6A、6B及6C所讨论的一或多个工艺步骤间进行额外的工艺步骤。于一实例中，在沉积抗反射层354以形成异质结(heterojunction)类型太阳能电池的一部分之前，于基板表面251上形成一或多个本质硅及/或掺杂硅区域可能是理想的。

[0109] 光学检验技术

[0110] 于一具体实施例中，工艺序列600A包含在沉积导电层370至图案化重度掺杂区域241上之前，一或多个对准标记801的形成。一或多个对准标记801被使用来协助光学检验组件200确定图案230的对准及定向。图8A描述图2A中所示的基板250的一具体实施例，基板250具有形成于表面251上的多个对准标记801以及(多个)图案化重度掺杂区域241。于一具体实施例中，理想的是，在与(多个)重度掺杂区域241的图案230形成基本上相同的时间点形成已知图案的对准标记801，以确保标记适当地对准图案230。在这样的配置中，光学检验组件200被使用来提供信息，信息是关于自基板250的表面上的理想位置800的重度掺杂区域241的实际位置补偿(offset)(ΔX,ΔY)以及角度补偿ΔR(图8A)。表面251上的(多个)重度掺杂区域241的实际位置补偿以及角度补偿，可因而更准确地由系统控制器101确定，并被使用以于后续步骤中更准确地调整(多个)重度掺杂区域241上的导电层370的安置。

[0111] 典型地，基板250的表面251上的图案230的对准，是依赖图案230与基板250的特征的对准。于一实例中，于方块604期间所产生的图案230的对准，是根据网版印刷装置与基板上的特征，如边缘250A、250B(图8A)的对准。图案230的安置将具有相对基板250的边缘250A的预计位置X以及预计角定向R，以及相对基板250的边缘250B的预计位置Y。自表面251上的预计位置(X,Y)以及预计角定向R的表面251上图案230的位置误差，可被描述为位置补偿(ΔX,ΔY)以及角度补偿ΔR。因而，位置补偿(ΔX,ΔY)为相对边缘250A及250B的(多个)重度掺杂区域241的图案230的安置误差，且角度补偿ΔR为相对基板250的边缘250B的(多个)重度掺杂区域241的图案230的角度对准误差。基板250的表面251上的网版印刷图案230的误置可影响所形成的器件正确工作的能力，并因而影响系统100的器件产量。然而，在网版印刷层沉积于另一被形成图案的顶部的应用中，例如于(多个)重度掺杂区域241上设置导电层370，最小化位置误差甚至更为关键。

[0112] 在增进导电层370与(多个)重度掺杂区域241对准的准确度的努力中，本发明的具体实施例利用一或多个光学检验装置、系统控制器101以及一或多个对准标记，对准标记于(多个)重度掺杂区域241形成期间形成于基板250的表面251上，使得可产生导电层370与(多个)重度掺杂区域241的正确对准。于一具体实施例中，通过系统控制器101自一或多个光学检验装置所接收的信息的使用，以及系统控制器101使用网版印刷腔室102中的一或多个致动器102A，以控制网版印刷掩模相对于(多个)重度掺杂区域241的位置及定向的能力，导电层370以自动化方式与(多个)重度掺杂区域241对准。于一具体实施例中，光学检验装置包含在检验组件200中所含有的一或多个部件。于一具体实施例中，一或多个对准标记801，或基准标记(fiducial mark)，可被形成于类似图9A至9D所描述的图案中，图9A至9D将于下文中描述。对准标记801可被形成于基板250的表面
251的未使用区域上，以避免对准标记801影响所形成的太阳能电池器件的性能。

[0113] 于某些太阳能电池工艺序列中，如图8B所示，基板250的表面的至少一部分涂覆有遮蔽材料805，遮蔽材料805阻挡了光学检验组件200检测图案230的能力。于一实例中，金属涂覆层设置于相对表面251的表面252上，因此而影响了光学检验组件200直接确定重度掺杂区域241的图案230的能力。于一实例中，光学检验系统400被阻止通过基板250的所有区域传递来自(多个)辐射源402的电磁辐射。因此，于一具体实施例中，理想的是，选择性地自一或多个区域806(例如，边缘区域)移除部分遮蔽材料805，并于一或多个区域806之上或之内安置一或多个对准标记801，使得重度掺杂区域241的图案230仍可通过对准标记801的位置而被确定或推断。

[0114] 图9A描述对准标记801的多种实例，例如，对准标记801A至801D，可于形成(多个)重度掺杂区域241的工艺期间被形成于基板250的表面251上，并被检验组件200使用以找出(多个)重度掺杂区域241的位置补偿(ΔX,ΔY)以及角度补偿ΔR。于一具体实施例中，对准标记801可具有圆形外观(例如，对准标记801A)、方形外观(例如，对准标记801B)、十字状外观(例如，对准标记801C)或字母数字式外观(例如，对准标记801D)。通常，选择对准标记801的外观，容许系统控制器101中的图案识别软件解析对准标记801的实际位置，并因而从检验组件200所观察的图像解析基板250的表面251上的(多个)重度掺杂区域241的实际位置，是理想的。系统控制器101适于解析位置补偿(ΔX,ΔY)以及角度补偿ΔR，并调整网版印刷装置，以在印刷导电层370时，最小化位置错位以及角度错位。

[0115] 于一具体实施例中，形成对准标记801的材料与用以形成(多个)重度掺杂区域241的材料相同，因而对准标记801可使用上述技术的光学检验系统400来检测。在这样的配置中，对准标记801可在形成(多个)重度掺杂区域241的同时而形成。于另一具体实施例中，于重度掺杂区域241形成之前，使用激光剥蚀、机械刻划或干式蚀刻技术，将对准标记801蚀刻或刻划入基板250的表面251，使得于方块604(图6A)期间，(多个)重度掺杂区域241的图案230可与所形成的对准标记801对准，且于方块614期间，导电层370可与对准标记801对准。

[0116] 图9B至9D描述基板250的表面251上的对准标记801的多种配置，对准标记801可被使用以增进由系统控制器101自检验组件200中的部件所接收的图像，所计算的补偿测量的准确度。图9B描述一个配置，其中两个对准标记801安置于基板250的表面251上的接近对角处。通过尽可能远离摆设对准标记801，于基板250上如边缘250A或250B这样的特征与图案230之间的相关位置误差可更准确地解析。图9C描述另一个配置，其中三个对准标记801被印刷于基板250的表面251上的多个角落附近，以协助解析重度掺杂区域241的图案230的补偿。

[0117] 图9D描述另一个配置，其中三个对准标记801被印刷于跨越基板250的表面251上的战略位置。于此具体实施例中，两个对准标记801沿与边缘250A平行的线安置，且第三对准标记801安置在与边缘250A垂直的间隔处。在这样的配置中，系统控制器101中的图案识别软件创造垂直参考线L1及L2，以提供关于(多个)重度掺杂区域241相对于基板250的位置及定向的附加信息。

[0118] 图10为转动致动器组件130的一具体实施例的概要等角视图，其中检验组件200包含多个光学检验装置，如两个或更多个光学检验装置。于一实例中，检验组件200包含三个照相机401B、401C及401D，三个照相机适于观察基板250的表面251上，由一或多个辐射源，如辐射源403所照射的三个不同区域。于一配置中，照相机401B、401C及401D分别被安置，以观察基板250的表面251上的区域，所述区域含有形成的对准标记801。因缩小各个观察区域122A、122B及122C的尺寸的能力的缘故，(多个)重度掺杂区域241的安置的准确度可得以提高，并因而增加了每单位面积的分辨率或像素的数目，同时仍容许跨越基板250的表面251的对准标记801的位置尽可能扩展，以减少对准误差的数量。

[0119] 于一具体实施例中，在处理期间，检验组件200以及系统控制器101捕获形成于基板250的表面251上的至少两个对准标记801的图像。所捕获的图像可被系统控制器101中的图像识别软件读取。系统控制器101接着通过分析至少两个对准标记801并将它们与预计位置(X,Y)以及角定向R进行比较，来确定网版印刷图案的位置补偿(ΔX,ΔY)以及角度补偿ΔR。系统控制器101接着使用从前述分析所获得的信息，以调整网版印刷腔室102中的网版印刷掩模的位置，以容许导电层370对准安置覆盖于(多个)重度掺杂区域
241上。

[0120] 于另一具体实施例中，光学检验组件200以及系统控制器101捕获设置于基板表面251上的三个对准标记801的图像。于一具体实施例中，系统控制器101确认三个对准标记801相对于理论参考框架(theoretical reference frame)的实际位置。系统控制器101接着确定所述三个对准标记801的每一个自理论参考框架的补偿，并使用坐标转移算法(coordinate transfer algorithm)调整印刷腔室102内的网版印刷装置的位置至对于后续印刷导电层370的理想位置，伴随着对(多个)重度掺杂区域241而言更显著准确的对准。于一具体实施例中，普通最小平方(ordinary least squares,OLS)方法或类似方法可被用来最佳化对于印刷导电层370的网版印刷装置的理想位置。举例来说，根据最小化对准标记801的实际位置与理论参考框架之间的距离的函数，各个对准标记801自理论参考框架的补偿可被确定，且网版印刷装置的理想位置可被最佳化。于位置捕获程序期间，由系统控制器101所接收的对准标记位置信息因而被使用来，相对在(多个)重度掺杂区域
241形成期间所产生的对准标记801的实际位置，定向并定位导电层370。因此，既然导电层370的安置依赖(多个)重度掺杂区域241的实际位置，而不是(多个)重度掺杂区域
241对基板250的特征之间的关系，以及接着导电层370对基板250的(多个)特征之间的关系，导电层370的安置误差可被减少。本发明所属技术领域中的普通技术人员将理解，(多个)重度掺杂区域241相对基板250的特征的安置，以及接着导电层370相对基板250的特征的安置，提供了相对(多个)重度掺杂区域241的导电层370的直接对准的几乎两倍误差。

[0121] 整合的对准配置

[0122] 图11A描述在重度掺杂区域241形成期间，形成于基板250的表面251上的对准标记1102的一具体实施例。对准标记1102接着被使用来增进重度掺杂区域241上的指状物260及汇流条261的安置的准确度。需注意的是，既然指状物260及汇流条261的不良安置可造成形成于太阳能电池器件的相对区域间的短路，指状物260及汇流条261对重度掺杂区域241的安置及/或对准是重要的。

[0123] 图11B为对准标记1102的一个设置的特写视图，对准标记1102可被设置于基板250的表面251上的相对角落。图11C是通过沿着剖面线11C-11C(图11B)切割所形成的剖面视图，剖面线11C-11C通过形成于基板250中的对准标记1102的一部分。由检测器组件401所收集的定向以及对准数据可被系统控制器101使用，系统控制器101被配置来通过图案金属化技术的使用，以调整及控制重度掺杂区域241的表面上的金属接触结构(例如，指状物260及汇流条261)的安置。于一具体实施例中，如上联合图3A至3D所讨论，使用网版印刷系统100中所进行的网版印刷工艺将金属接触设置于基板250的表面上。

[0124] 于一具体实施例中，对准标记1102包括嵌套特征(nested feature)的图案，嵌套特征如使用前文联合图5A至5G、6A及7图所讨论的步骤所形成于基板250上的外部特征1110、中间特征1111以及内部特征1112。于基板250的表面上形成对准标记1102以及(多个)重度掺杂区域241的工艺可包含图案化屏蔽以及惯用的(多个)掺杂工艺的使用。于一实例中，图案化遮蔽工艺可包含图案化氧化层或光阻材料，且惯用的掺杂工艺可包含离子注入工艺或扩散炉形式掺杂工艺。于一实例中，形成对准标记1102以及其它(多个)重度掺杂区域241的工艺包含下列步骤。首先，电介质层(例如，氧化硅、氮化硅)被沉积于基板的表面251上。接下来，使用一或多个图案化技术，如激光剥蚀、图案化蚀刻剂材料，及/或惯用的平版印刷(photolithography)以及湿式或干式蚀刻技术，于电介质层中形成图案。图案化蚀刻剂材料工艺的一实例进一步于美国专利申请案序号第12/274,023号[代理人文件编号第APPM 12974.02号]中讨论，所述申请案以全文引用方式纳入本文中。最后，使用高温扩散炉形式掺杂步骤(～T≥800°C)，其中掺杂气体(例如，POCl3)的成分被驱动进入于先前图案化步骤期间形成的暴露的基板表面，以形成(多个)重度掺杂区域
241。于某些例子中，于掺杂步骤后，为移除图案化电介质层以及暴露的基板表面，可执行供选择的清洁步骤。

[0125] 于一具体实施例中，如图11D及11E所示，使用光学检验系统400、一或多个致动器(例如，基板移动致动器、致动器102A)以及系统控制器101，对准网版印刷掩模102B(图3A)与对准标记1102的位置及/或角定向。在这样的配置中，通过使用自辐射源402发射的辐射来确定网版印刷掩模102B的相对对准标记1102的对准，其中自辐射源402发射的辐射投射通过形成于网版印刷掩模102B中的特征102C并由检测器组件401收集。于一实例中，对准标记1102中的特征1110于x-方向上及/或于y-方向上具有尺寸约1mm的外部维度，而各个特征1110、1111及/或1112的宽度W1介于约100以及120μm之间。于一配置中，嵌套图案中的外部特征1110、中间特征1111以及内部特征1112为相互等间隔的。
外部特征1110、中间特征1111以及内部特征1112可各自由形成于外部特征1110、中间特征1111以及内部特征1112间的间隙G(图11C)所分隔。于一具体实施例中，网版印刷掩模102B中的特征102C被配置，使得至少一特征102C名义上位于各个嵌套特征的中心线，且各个特征102C的宽度W2比宽度W1小约20至40μm。一般认为，通过设置特征102C使得它们的宽度小于对准标记特征，通常会使印刷标记102B与对准标记1102更易于可靠地对准。于一实例中，宽度W2介于约60及约80μm之间。通常，网版印刷掩模102B对重度掺杂区域241对准可通过形成于重度掺杂区域241以及基板250材料之间的光学对比而被检测，其中重度掺杂区域241处于对准标记1102中，而基板250材料可通过形成于网版印刷掩模102B中的特征102C来观察。于一实例中，既然各个特征102C将被安置覆盖于相对应的嵌套特征1110、1111及1112上，若特征102C理想地相对对准标记1102而对准，则没有光学对比会被检测器组件401以及系统控制器101看见。图11E为描述一配置的特写平面视图，其中在致动器102A以及系统控制器101进行任何调整之前，网版印刷掩模102B中的特征102C误对准对应的对准标记1102。在这样的配置中，因电磁辐射与对准标记1102的部分(例如，嵌套特征1110、1111及1112)以及基板250的相邻区域(例如，非重度掺杂区域)交互作用的缘故，检测器组件401可被使用来检测通过特征102C并被检测器组件401接收的电磁辐射的强度变异。于一具体实施例中，系统控制器101被使用来调整网版印刷掩模102B相对基板250的定向及/或位置，直到跨越由检测器组件401中的照相机所形成的图像的至少两个或更多部分的强度变异落入期望范围为止。于一实例中，跨越由照相机所形成的图像的至少两个或更多部分的强度变异被调整，直到此变异最小化为止，可与特征102C一致，特征102C具有小于宽度W1的宽度W2，且直接安置覆盖并定向于嵌套特征
1110、1111及/或1112上。

[0126] 请参见图11F及11G，于一具体实施例中，使用对准标记1103、光学检验系统400、一或多个致动器(例如，基板位置致动器、致动器102A)以及系统控制器101，来调整网版印刷掩模102B相对(多个)重度掺杂区域241的位置及/或角定向。图11F描述对准标记1103的一具体实施例，对准标记1103被形成为重度掺杂区域241的部分。图11F也描述网版印刷掩模102B，网版印刷掩模102B被安置覆盖于对准标记1103上并与对准标记1103对准。图11G为图11F的一部分的特写，描述网版印刷掩模102B与对准标记1103对准的配置。于一配置中，网版印刷掩模102B中的开口1161的尺寸被调整，以使对准标记1103的边缘可被光学检验系统400中的部件观察，以使用对准标记1103以及基板250中所发现的重度掺杂区域241之间所创造的光学对比，来确定位置及/或定向误差。对准标记1103因而被系统控制器101使用，以于后续工艺步骤期间增进指状物260及汇流条261安置于重度掺杂区域241上的准确度。既然在网版印刷工艺期间，通过开口1161设置于基板表面的未重度掺杂区域上的金属可造成影响太阳能电池表现的短路，因此在调整网版印刷掩模102B中的开口1161尺寸，以使对准标记1103的边缘位于开口1161内的配置中，将这些(多个)对准标记1103安置于基板250的未使用区域中可能是理想的。

[0127] 可供选择的太阳能电池形成工艺步骤

[0128] 图12A至12H描述，于被使用以形成太阳能电池1200器件的工艺序列的不同阶段期间的太阳能电池基板250的概要剖面视图，太阳能电池1200器件具有形成于表面251上的金属接触结构。图13描述被使用来形成太阳能电池1200上的(多个)有源区域以及金属接触结构的工艺序列1300。于图13所见的序列对应于本文中讨论的图12A至12H所描述的阶段。

[0129] 于方块1302，且如图12A及13所示，基板250的表面被清洁以移除任何非期望材料或粗糙度。于一具体实施例中，清洁工艺可包含如上联合方块602所讨论的步骤。

[0130] 于方块1306，如图12B及13所示，于基板250的表面251上进行纹理化工艺，以形成纹理化表面1231。于一具体实施例中，表面251为太阳能电池基板的前侧，适于在太阳能电池形成后接收阳光。可使用如上联合方块606所讨论的步骤来蚀刻基板250的表面251。

[0131] 于方块1308，如图12C及13所示，于含掺杂剂气体存在下，基板被加热至大于约800°C的温度，以造成含掺杂剂气体中的掺杂元素扩散进入表面251，以形成轻度经掺杂区域1242。于一具体实施例中，在含氧氯化磷(POCl3)气体存在下，基板被加热至介于约
800°C及约1300°C之间的温度，持续约1至约120分钟。

[0132] 于一具体实施例中，在方块1308中进行的工艺完成后，为移除任何非期望残留物及/或形成钝化表面，于基板250上进行可供选择的清洁工艺。于一具体实施例中，通过以清洁溶液弄湿基板的表面来进行清洁工艺。于一具体实施例中，通过以清洁溶液弄湿基板来进行清洁工艺，清洁溶液如SC1清洁溶液、SC2清洁溶液、HF最终型态清洁溶液、臭氧化水清洁溶液、氢氟酸(HF)以及过氧化氢(H2O2)溶液，或其它适合且具成本效益的清洁溶液。清洁工艺可于基板上进行约5秒至约600秒，如约30秒至约240秒，例如，约120秒。

[0133] 于方块1310，如图12D及13所示，抗反射层1245形成于表面251上。于一具体实施例中，抗反射层1245包括薄钝化/抗反射层(例如，氧化硅、氮化硅层)。于另一具体实施例中，抗反射层1245包括薄钝化/抗反射层(例如，氧化硅、氮化硅层)。于一具体实施例中，钝化/抗反射层可包括薄(例如， 本质非晶硅(i-a-Si:H)层，接着是ARC层(例如，氮化硅)，ARC层可藉物理气相沉积工艺(PVD)或化学气相沉积工艺的使用而被沉积。

[0134] 于方块1312中，如图12E及图13所示，抗反射层1245的部分视情况被蚀刻，以暴露基板250的表面上的多个图案化区域1251，使得在后续步骤中，后续沉积的(多个)金属层可被置放以密切接触基板250的表面。可被使用来图案化抗反射层1245的典型蚀刻工艺可包含，但不限于，图案化及干式蚀刻技术、激光剥蚀技术、图案化及湿式蚀刻技术，或其它类似工艺。于一具体实施例中，激光1290被使用来剥蚀见于钝化层1245中的材料层，并再融化或移除基板250材料的一部分，所述操作通常也创造了比方块1306中所形成的纹理化表面更平滑的表面。于一实例中，激光1290为脉冲IR波长激光，所述脉冲IR波长激光跨越基板250的表面进行扫描，以形成图案化区域1251。于一具体实施例中，形成图案化区域1251的工艺的部分包含下列步骤：通过图案化技术的使用，形成一或多个对准标记(例如，图9A至9D、11B及11G)于基板250的表面的区域上。

[0135] 于方块1314，如图12F及图13所示，在含掺杂剂气体存在下，基板被加热至大于约800°C的温度，以造成含掺杂剂气体中的掺杂元素扩散进入图案化区域1251，以形成重度掺杂区域1261。当作用为倾向防止基板表面的其它区域被掺杂的屏蔽，钝化层1245因而让暴露的图案化区域1251的重度掺杂可进行。于一配置中，薄二氧化硅或氮化硅钝化层1245被使用作为牺牲遮蔽层(sacrificial masking layer)，牺牲遮蔽层于后续步骤中被移除。
于方块1314中所进行的工艺的一实例中，在含氧氯化磷(POCl3)气体存在下，结晶p-型掺杂基板被加热至介于约800°C及约1300°C之间的温度，持续约3至约120分钟。

[0136] 于工艺序列1300的另一具体实施例中，于方块1312及1314所进行的工艺被结合于单一步骤中。在这样的例子中，重度掺杂区域1261形成于联合方块1312所讨论的步骤期间所执行的工艺期间，所述工艺在这里称为激光掺杂工艺。于此配置中，通过将基板安置于含掺杂剂气体环境中形成重度掺杂区域1261，而使用激光剥蚀工艺将图案化区域1251形成于基板250的表面上。于一具体实施例中，通过于激光剥蚀工艺期间传递至经掺杂非晶硅(i-a-Si:H)层以及基板表面的热的使用，于钝化层1245中的经掺杂非晶硅(i-a-Si:H)层被使用以协助形成重度掺杂区域1261。

[0137] 于方块1316，于一具体实施例中，在完成方块1314中进行的工艺后，为移除钝化层1245中的非晶硅(i-a-Si:H)层；移除来自于方块1314所进行的工艺的任何残留物及/或于暴露的图案化区域1251上形成钝化表面，于基板250上进行可选择的清洁工艺。于一具体实施例中，清洁工艺可通过以清洁溶液弄湿基板的表面而进行。于一具体实施例中，清洁工艺可通过以清洁溶液弄湿基板而进行，所述清洁溶液如SC1清洁溶液、SC2清洁溶液、HF最终型态清洁溶液、臭氧化水清洁溶液、氢氟酸(HF)以及过氧化氢(H2O2)溶液，或其它适合且具成本效益的清洁溶液。清洁工艺可于基板上进行约5秒至约600秒，如约30秒至约240秒，例如约120秒。于一具体实施例中，如图12G所示，清洁工艺也可包含基板250的表面252的机械抛光或研磨步骤，以自表面移除非所需材料。于一具体实施例中，如本文所讨论的的任何清洁工艺中，可于漂洗/自旋干式装置中使用喷洒/喷雾化学清洁工艺来进行湿式清洁工艺。

[0138] 于方块1318，如图12H及13所描述，导电特征1270以图案方式被沉积于基板250的表面251的重度掺杂区域1261上。于一具体实施例中，所形成的导电特征1270的厚度约500至约50,000埃 宽度约10μm至约200μm，并含有金属，如铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、钴(Co)、铼(Rh)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钯(Pd)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)或铬(Cr)。于一实例中，导电特征1270为金属糊状物，含有银(Ag)或锡(Sn)。

[0139] 于方块1318期间进行的工艺的一具体实施例中，如上所讨论，使用系统100及可见于工艺序列700中的工艺步骤将导电特征1270网版印刷于基板250的表面251上。于此工艺中，借着辐射源402及/或403中的一所发射并由照相机401A所接收的电磁辐射的期望波长的使用，光学检验系统400被用来检测重度掺杂区域1261的图案。于另一具体实施例中，因为在基板的纹理化表面与图案化区域1251之间创造出表面粗糙度变异的缘故，光学检验组件200能使用环境光或来自惯用的灯泡或灯管的光检测所形成的图案。接下来，系统控制器101以及致动器102A接着使用由系统控制器所接收的数据，将形成有期望的网版印刷图案的网版印刷掩模，导向并对准形成于基板250上的重度掺杂区域1261。一旦网版印刷掩模被对准，通过通过形成于网版印刷掩模102B中的特征传递导电层糊状物或胶状物，将导电特征1270设置于重度掺杂区域1261上。

[0140] 进而，于方块1318期间进行的工艺的一具体实施例中，使用惯用的沉积工艺，如网版印刷或PVD工艺，于基板250的表面252上形成背面金属层1271。于一具体实施例中，所形成的背面金属层1271的厚度约500至约50,000埃 并含有金属，如铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、钴(Co)、铼(Rh)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钯(Pd)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)或铬(Cr)。

[0141] 于方块1320，热被传递至导电特征1270以及基板250，以造成导电特征1270中的金属与重度掺杂区域1261形成电气连接。如上所讨论，可于邻近系统100的网版印刷部的加热炉中进行加热工艺。

[0142] 可供替代的选择性发射极形成工艺

[0143] 图14A至14D描述本发明的一可供替代的具体实施例，描述于被使用来形成太阳能电池器件的有源区域的工艺序列的不同阶段之间，太阳能电池基板1410的概要剖面视图。描述于图15中的工艺序列1600对应图14A至14D中所描述的阶段，且工艺序列1600可被使用，以于太阳能电池器件(如太阳能电池1400)的前表面1401上形成选择的发射极结构。于一具体实施例中，如图14D所示，被形成的太阳能电池1400通常含有基板1410、重度掺杂区域1420以及接触层1414，接触层1414设置于基板1410的背表面1402上。于一实例中，基板1410为p-型掺杂结晶硅基板。于一配置中，接触层1414设置覆盖电介质层1411，如二氧化硅层、氮化硅层或氮氧化硅层，电介质层1411被形成或沉积于背表面1402上。于一具体实施例中，接触层1414包括金属，金属厚度介于约2000埃 及约50,000埃之间。于一具体实施例中，接触层1414为耐火金属(refractory metal)或耐火金属合金层，如钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、氮化钨(WN)及/或氮化钼(MoN)。含有耐火金属或耐火金属合金的接触层1414因而能存在于以下讨论的工艺序列1600中的某些高温工艺步骤期间。然而，既然于某些例子中，接触层1414可于执行高温工艺之后才被沉积，含有耐火金属或耐火金属合金的接触层1414的存在并非欲限制本发明的范畴。于一具体实施例中，前表面1412被纹理化以增进所形成的太阳能电池1400的光捕捉(light trapping)。

[0144] 于方块1602，如图14A及15所示，第一掺杂剂材料1419被沉积于基板1410的前表面1401上。于一具体实施例中，藉喷墨印刷、橡胶印花、网版印刷或其它类似工艺的使用，将第一掺杂剂材料1419沉积或印刷成期望的图案。第一掺杂剂材料1419起初可为液体、糊状物或胶状物，将被使用来形成经掺杂区域。于某些例子中，在设置第一掺杂剂材料1419后，基板被加热至期望的温度，以确保第一掺杂剂材料1419维持于前表面1401上，并造成掺杂剂材料1419硬化、增密及/或与前表面1401形成键结。于一具体实施例中，第一掺杂剂材料1419为胶状物或糊状物，含有n-型掺杂剂，用来重度掺杂基板1410。典型使用于硅太阳能电池制造中的n-型掺杂剂为，例如，磷(P)、砷(As)或锑(Sb)等元素。于一具体实施例中，第一掺杂剂材料1419为含磷掺杂糊状物，被沉积于基板1410的前表面1401上，且基板被加热至介于约80°C及约500°C之间的温度。于一具体实施例中，第一掺杂剂材料1419可能含有选自由聚磷酸、磷硅玻璃前驱物、磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)及/或上述多种铵盐所组成的群组中的材料。于一具体实施例中，第一掺杂剂材料
1419为胶状物或糊状物，含有约原子百分比为6%至约30%的磷。

[0145] 如先前所描述并于图3A所示，描述于方块1602中的工艺可于位在系统100内的网版印刷腔室102中进行。于一具体实施例中，使用网版印刷工艺将掺杂层沉积于基板上，网版印刷工艺可由自美国加州圣克拉拉的应用材料公司的Baccini S.p.A部门所获得的TMSoftline 工具进行。网版印刷腔室102以及系统100的实例进一步详述于2009年4月6日所递交的美国临时专利申请序号第12/418,912号(代理人文件编号第APPM/13541号，名称为“NEXTGENERATION SCREEN PRINTING SYSTEM”)，以及于2008年11月19日所提申的美国专利公告号第2009/0142880号，名称为“SOLAR CELL CONTACT FORMATION PROCESS USING A PATTERNED ETCHANT MATERIAL”，所述文献以全文引用方式纳入本文中。

[0146] 于方块1604，如图14B及15所示，基板被加热至大于约750°C的温度，以造成第一掺杂剂材料1419中的掺杂元素扩散进入基板1410的前表面1401，因而形成基板1410内的重度掺杂区域1420。各个所形成的重度掺杂区域1420可因而被使用作为与太阳能电池1400的前表面构成良好电气连接的重度掺杂区域。于一实例中，对所形成的重度掺杂区域
1420而言理想的是，具有每平方面积约10至50欧姆的薄片电阻。于方块1604所进行的工艺的一具体实施例中，基板在氮气(N2)、氧气(O2)、氢气(H2)、空气或上述组合物存在的情况下，被加热至介于约750°C及约1300°C之间的温度，持续约1分钟至约120分钟。于一实例中，基板于快速热退火(RTA)腔室中的富含氮气(N2)的环境中被加热至约1000°C，持续约5分钟。

[0147] 于方块1604所进行的工艺的一具体实施例中，以期望的掺杂剂原子(例如，n-型掺杂剂)掺杂所沉积的第一掺杂剂材料1419之间的基板1410前表面1401的区域，以形成经掺杂区域1430。于一具体实施例中，将第一掺杂剂材料1419驱入基板的前表面1401的工艺的部分期间，前表面被暴露于含掺杂剂蒸气或气体中，以形成经掺杂区域1430。于一实例中，于热工艺期间，通过一些第一掺杂剂材料1419的蒸气制造含掺杂剂蒸气的至少一部分。于另一实例中，于热工艺期间，前表面1401暴露于磷酸中，以于n-型太阳能电池基板中形成经掺杂区域1430。于再一实例中，当基板于管式炉(tube furnace)进行热工艺时，基板的前表面1401暴露于POCl3或其它期望的含掺杂剂气体中。虽然未于此描述，但人们将注意到，接触层1414一般认为能有利地形成可靠的屏蔽，可防止背表面1402被含任何非所需掺杂剂蒸气所掺杂，所述蒸气可被使用以形成重度掺杂区域1420以及经掺杂区域1430，或为形成重度掺杂区域1420以及经掺杂区域1430的副产物。于一实例中，对所形成的经掺杂区域1430而言理想的是，具有每平方面积约80至200欧姆的薄片电阻。

[0148] 通过可附属于系统100的热处理模块或第二工艺模块，来进行方块1604中所描述的驱入(drive-in)工艺。于一具体实施例中，热处理模块为快速热退火(RTA)腔室，如可TM自美国加州圣克拉拉的应用材料公司获得的Vantage RadiancePlus RTP腔室。其它处理腔室，如退火腔室、管式炉或带状炉(belt furnace)腔室也可被使用来实施本发明。于一具体实施例中，处理腔室包含于设置在可自美国加州圣克拉拉的应用材料公司的Baccini TM
S.p.A部门所获得的Softline 工具内部的工艺模块中。

[0149] 于方块1606，如图14C及15所示，抗反射层1431形成于基板的前表面1401上。于一具体实施例中，抗反射层1431包括薄钝化/抗反射层(例如，氮化硅、氧化硅)。尽管图14C描述的抗反射层1431为单一层，但此配置并非意欲限制本文所述的本发明的范畴，而仅意欲示范抗反射层的一个实例。于一实例中，薄钝化/抗反射层包括两个或更多个层，所述层包括氮化硅，或二氧化硅或氮化硅。于方块1606中所描述的抗反射层的沉积，可通过安置于系统100内的第四沉积工艺模块来进行。于一具体实施例中，使用PVD腔室或CVD腔TM
室来沉积抗反射层。如上所讨论，可使用自美国加州圣克拉拉的应用材料公司获得的ATON工具，将抗反射层形成于太阳能电池基板的一或多个表面上。于一具体实施例中，可使用第三工艺模块，例如，附属于系统100的等离子体增强CVD沉积模块，来进行抗反射层形成工艺。

[0150] 于方块1608，如图14D及15所示，图案化导电层1432被沉积覆盖抗反射层1431。于一具体实施例中，所形成的导电层1432的厚度介于约2000埃 及约50,000埃 之间，并含有金属。于一具体实施例中，所形成的导电层1432由含金属糊状物，如网版印刷于基板的前表面1401上的含银(Ag)糊状物所形成。于一具体实施例中，导电层1432的期望图案沉积覆盖于形成的重度掺杂区域1420上，使得于方块1610进行后续热工艺之后，导电层1432将与重度掺杂区域1420形成良好的电气接触。于一具体实施例中，理想的是于重度掺杂区域1420上沉积导电层1432之前，移除设置覆盖于重度掺杂区域1420上的抗反射层1431的部分。通常，将导电层1432与重度掺杂区域1420对准及安置的工艺可使用前述的一或多个工艺，如于图7所描述的工艺序列700。于一具体实施例中，导电层1432为含银材料，含银材料通过在连接系统100的第四工艺模块中使用网版印刷工艺、喷墨印刷或其它类似工艺，而被沉积为期望的图案。

[0151] 描述于方块1608中的导电层的沉积可通过安置在系统100上的第四沉积工艺模块执行。第四沉积工艺模块可包含，但不限于，物理气相沉积(PVD)腔室、溅镀腔室、化学气相沉积(CVD)腔室、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室。于一具体实施例中，使用可自美国加州圣克拉拉的应用材料公司获得的PVD腔室来沉积导电层。其它处理腔室，如热线化学气相沉积(HWCVD)腔室、离子注入/掺杂腔室、原子层沉积(ALD)腔室或快速热氧化(RTO)腔室等，也可被使用来实施本发明。

[0152] 于方块1610，基板通常被加热至大于400°C及/或小于约800°C的温度，以造成导电层1432增密及/或扩散进入基板1410的前表面1401，以与重度掺杂区域1420的部分形成期望的欧姆接触。于方块1610进行的工艺的一具体实施例中，在氮气(N2)、氧气(O2)、氢气(H2)、空气或上述组合物存在下，基板被加热至介于约400°C及约500°C之间的温度，持续约1分钟至约120分钟。于一具体实施例中，基板于安置在系统100内的第五沉积工艺模块中加热。于一实例中，如上所讨论，第五沉积工艺模块为设置在可自美国加州TM圣克拉拉的应用材料公司的Baccini S.p.A部门所获得的Softline 工具内部的处理腔室。或者，安置于系统100内的热处理模块可被用来加热基板。在这样的例子中，可使用退火腔室、管式炉或带状炉腔室。既然形成于导电层1432间的电气连接将具有低接触电阻，且将不会通过“钉(spiking)”穿透形成的发射极至下方的p-型材料，而损坏形成的太阳能电池接点，本文所述的具体实施例相较于其它惯用技术更具有优势。于本文所揭露的配置中，使用安置于系统100上的烧炉(firing furnace)模块，通过抗反射层及/或电介质层，烧制导电层1432。于一实例中，烧炉模块为适于加热基板至期望温度的炉，使基板与形成于基板表面上的图案化金属层形成期望接触。示范性烧炉模块的实例进一步详尽揭露于2009年3月3日提申的美国专利申请序号第61/157,179号(代理人文件编号第APPM/14258L号，名称“CRYSTALLINE SILICON SOLAR CELL PRODUCTION LINE HAVING A WAFER SAWING MODULE”)，上述专利案以全文引用方式纳入本文中。

[0153] 虽然上述工艺序列1600提供了形成太阳能电池器件的有源区域的可供选择的手段，上述处理步骤的数量及顺序并非欲限制本文所述的本发明的范畴。于一实例中，于方块1602前的分离处理步骤中，第一掺杂剂材料1419被沉积于轻度掺杂或中等掺杂n-型区域上，且所述n-型区域形成在p-型掺杂基板1410中。于另一实例中，可于方块1602至1604中的处理步骤之前，进行方块1606中的工艺。

[0154] 尽管以上多数讨论内容着重于使用网版印刷腔室及系统的讨论，以协助描述本发明的一或多个具体实施例，但既然在不悖离本文所描述的本发明的基本范畴下，其它图案化材料沉积工艺及系统也可联合本文所述的光学检验系统以及太阳能电池工艺方法而被使用，本文所述的配置并非欲限制本发明的范畴。

[0155] 前述说明针对本发明的具体实施例，然而在不悖离本发明基本范畴下，亦可推得其它或进一步的具体实施例，且本发明范围由所附的权利要求予以限定。