專利名稱：提高單晶硅太陽能電池減反射膜質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在單晶硅太陽能電池表面沉積高質(zhì)量SiN薄膜的方法。屬于 l陽能應(yīng)用領(lǐng)域 背景技術(shù)目前單晶硅太陽能電池片減反射膜的制造是采用PECVD方法在單晶硅電池 片襯底上沉積SiN薄膜。由于反應(yīng)氣體在反應(yīng)室各處的比例不同，使得薄膜在 沉積過程出現(xiàn)不均勻的情況。而且單晶硅片也存在晶界、點(diǎn)缺陷(空位、填隙原 子、金屬雜質(zhì)、氧、氮及他們的復(fù)合物)對(duì)材料表面和體內(nèi)缺陷的鈍化也是很重 要。本發(fā)明解決了單晶硅太陽能電池片體鈍化的問題，提供了一種能生產(chǎn)出致密 性好、均勻性好、附著性好的PECVD沉積SiN薄膜工藝。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決了單晶硅太陽能電池片體鈍化的問題，提供了一種能生產(chǎn)出致密 性好、均勻性好、附著性好的PECVD沉積SiN薄膜工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案如下1 、清潔單晶硅片將二次清洗工序流至PECVD工序的硅片清理干凈，保 持硅片表面清潔無水漬。2 、體鈍化鈍化工藝有多種方法，在這里我們采用熱氧化使硅懸掛鍵飽 和的方法，使Si-Si02界面的復(fù)合速度大大下降，其鈍化效果取決于發(fā)射區(qū)的表 面濃度、界面態(tài)密度和電子、空穴的浮獲截面。具體方法為將硅片放入PECVD 真空室內(nèi)，抽真空，并開始升溫至300r 40(TC,溫度達(dá)到后在反應(yīng)室內(nèi)通入適 量NH3氣體，開啟高頻電源放電5 10分鐘時(shí)間，目的是為了加速鈍化速度，使 鈍化效果更加明顯。該工藝可應(yīng)用于規(guī)?；a(chǎn)中。應(yīng)用此方法可使表面復(fù)合速 度小于20cm/s。3、沉積體鈍化后，在反應(yīng)室內(nèi)通入一定比例的SiH4和NH3氣體，保 持1~2分鐘時(shí)間，讓氣體在反應(yīng)室內(nèi)各處保持一致，然后開啟高頻電源放電2分鐘后，停止高頻放電，切斷氣體通入，將反應(yīng)室內(nèi)殘余氣體抽干凈。本方案通過工藝參數(shù)的調(diào)整解決了 PECVD沉積SiN薄膜的厚度和均勻性問 題，使SiN薄膜能夠很好的附著在硅片上。采用較低溫度下沉積和調(diào)整真空室放 電氣壓、反應(yīng)氣體比例、高頻電源功率等參數(shù)，并在完成薄膜沉積前進(jìn)行體鈍化， 使硅基體懸掛鍵飽和，從而讓制作的薄膜具有應(yīng)力小，附著性好、沉積效率高的 優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明制作的SiN薄膜，厚度可以達(dá)到600埃 667埃的厚度。具體實(shí)施方案清潔單晶硅片將二次清洗工序流至PECVD工序的硅片用氮?dú)獯蹈蓛?，?證表面干凈無水漬。體鈍化將清潔后的硅片插入石墨舟后，放入PECVD設(shè)備真空室內(nèi)，抽真 空，并開始升溫至40(TC，當(dāng)反應(yīng)室真空達(dá)到15Pa、溫度達(dá)到40(TC后，在反應(yīng) 室內(nèi)通入流量3500ml/minNH3氣體，使反應(yīng)室真空保持在200Pa左右，將高頻 電源功率設(shè)置為1400w并開啟，讓硅片在反應(yīng)室放電5分鐘時(shí)間后關(guān)閉高頻電 源，切斷NH3氣體。沉積體鈍化后，在反應(yīng)室內(nèi)通入流量245ml/min的SiH4氣體和2800ml/min 的NH3氣體，并使反應(yīng)室真空保持在265Pa左右1 2分鐘時(shí)間，目的是讓氣體 在反應(yīng)室內(nèi)各處保持一致，然后將高頻電源設(shè)置為1500w并開啟，讓硅片在反 應(yīng)室放電2分鐘后，停止高頻放電，切斷氣體通入，將反應(yīng)室內(nèi)殘余氣體抽干凈， 再充入氮?dú)夂蟪榭?，反?fù)3次后，便可將硅片從反應(yīng)室取出，沉積步驟完成。其中，氣體流量比例、沉積時(shí)間、高頻電源功率、反應(yīng)室溫度、反應(yīng)室壓力 均為重要參數(shù)，必須很好配合使用，才能制備最優(yōu)的SiN減反射膜。使用過程在單晶硅片上沉積600埃 667埃厚度的SiN薄膜后，再經(jīng)過絲 網(wǎng)印刷、燒結(jié)等工藝環(huán)節(jié)，便可制備出反射率<1%的太陽能電池片。 根據(jù)本發(fā)明制作的200~300微米厚度的單晶硅太陽能電池片，減反射SiN薄膜厚 度能控制在600埃 667埃之間，折射率為1.9左右，反射率〈1%，配合各道工 序工藝，最高轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到17%,平均轉(zhuǎn)化效率能達(dá)到16. 1%
權(quán)利要求
1. 一種PECVD沉積SiN薄膜工藝，其特征在于其工藝包括以下步驟(1)清潔單晶硅片將二次清洗工序流至PECVD工序的硅片清理干凈，保持硅片表面清潔無水漬。(2)體鈍化將硅片放入PECVD真空室內(nèi)，抽真空，并開始升溫至300℃～400℃，溫度達(dá)到后在反應(yīng)室內(nèi)通入適量NH3氣體，開啟高頻電源放電5～10分鐘時(shí)間。(3)沉積在反應(yīng)室內(nèi)通入一定比例的SiH4和NH3氣體，保持1～2分鐘時(shí)間，讓氣體在反應(yīng)室內(nèi)各處保持一致，然后開啟高頻電源放電2分鐘后，停止高頻放電，切斷氣體通入，將反應(yīng)室內(nèi)殘余氣體抽干凈。
全文摘要
一種PECVD沉積SiN薄膜工藝，是一種產(chǎn)品致密性好、均勻性好、附著性好的PECVD沉積SiN薄膜工藝。本發(fā)明經(jīng)過清潔單晶硅片、在PECVD設(shè)備真空室內(nèi)升溫至300℃～400℃并保持穩(wěn)定時(shí)，給真空室沖入流量3500ml/min的NH₃氣體至200Pa左右，并加高頻功率使其放電，進(jìn)行體鈍化，然后在反應(yīng)室內(nèi)通入流量245ml/min的SiH₄氣體和2800ml/min的NH₃氣體，并使反應(yīng)室真空保持在265Pa左右，并加高頻功率使其放電，進(jìn)行沉積，本發(fā)明可以制作出致密性好、均勻性好、附著性好的SiN薄膜，并可使薄膜厚度控制在600埃～667埃之間，具有沉積溫度低，沉積效率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C16/52GK101241953SQ20071006364
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者向小龍, 波 周, 唐景庭, 超 文 申請(qǐng)人:北京中科信電子裝備有限公司