太阳能电池PECVD工艺.ppt

Page 1PECVD工艺介绍技术部 Page 2目录PECVD工艺目的介绍等离子体产生的设备结构介绍工艺介绍所用材料/物品工艺原理工艺趋势常见问题及对策检验检查方法总结Page 3SiNx:H膜的简介v正常的SiNx的Si/N之比为0.75，即Si3N4。但是PECVD沉积氮化硅的化学计量比会随工艺不同而变化。除了Si和N，PECVD的氮化硅一般还包含一定比例的氢原子，即SixNyHz或SiNx:H。v物理性质和化学性质：结构致密，硬度大能抵御碱金属离子的侵蚀介电强度高耐湿性好耐一般的酸碱，除HF和热H3PO4Page 4工艺目的介绍在电池片正表面镀一层减反增透膜，减少光的反射，增加电池对光线的吸收。对电池的正表面进行H钝化对电池正表面进行保护，防止氧化。Page 5CVD工艺的分类 APCVD常压CVD，700-1000 LPCVD低压CVD，750，0.1mbar PECVD 300-450，0.1mbar PECVD的一个基本特征是实现了薄膜沉积工艺的低温化（450）。因此带来的好处：节省能源，降低成本提高产能减少了高温导致的硅片中少子寿命衰减Page 6什么是Plasma 如果温度升高到10e4K甚至10e5K，分子间和原子间的运动十分剧烈，彼此间已难以束缚，原子中的电子因具有相当大的动能而摆脱原子核对它的束缚，成为自由电子，原子失去电子变成带正电的离子。这样，物质就变成了一团由电子和带正电的的离子组成的混合物。这种混合物叫等离子体等离子体等离子体等离子体。它也被称为物质的第四态。Page 7PECVD简单原理PECVD 技术原理是利用强电场或者磁场使所需的气体源分子电离产生等离子体，等离子体中含有很多活性很高的化学基团，这些集团经一系列化学和等离子体反应，在样品表面形成固态薄膜。PECVD方法区别于其它CVD方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基团，因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围，使得原来需要在高温下才能进行的CVD过程得以在低温实现。Page 8PECVD种类 直接式基片位于一个电极上，直接接触等离子体（低频放电10-500kHz或高频13.56MHz）代表：管式PECVD 间接式基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）代表：板式PECVDPage 9PECVD系统简介目前公司所用设备：生产公司：Roth&Rau AGSiNA 是德文Silizium（硅）-Nitrid（氮）-Anlage（处理系统）的缩写。它是专门利用PECVD过程来沉积氮化硅薄膜的系统。等离子产生方式：微波（2.45GHz）Page 10设备示意图Page 11设备核心Page 12PECVD等离子体产生图例Page 13特气流量（sccm）SiH4460NH31690压强敷层所需压强（mbar）2.7e-1工艺开启所需压强（mbar）2.0e-2加热器温度（）加热器123：400加热时间（s）35等离子体源功率（W）3200脉冲时间（ms）818功率（W）3000脉冲时间（ms）817功率（W）3200脉冲时间（ms）817功率（W）3000脉冲时间（ms）818功率（W）3200脉冲时间（ms）818功率（W）3000脉冲时间（ms）817功率（W）3200脉冲时间（ms）817功率（W）3000脉冲时间（ms）818传输速度（cm/min）83目前工艺Page 14面板介绍Page 15面板介绍Page 16工艺参数调节Page 17钝化技术 对于McSi，因存在较高的晶界、点缺陷（空位、填隙原子、金属杂质、氧、氮及他们的复合物）对材料表面和体内缺陷的钝化尤为重要，除吸杂技术外，钝化工艺一般分表面氧钝化和氢钝化。表面氧钝化：通过热氧化使硅悬挂键饱和是一种比较常用的方法，可使Si-SiO2界面的复合速度大大下降，其钝化效果取决于发射区的表面浓度、界面态密度和电子、空穴的俘获截面。在氢气氛围中退火可使钝化效果更加明显。Page 18v氢钝化：钝化硅体内的悬挂键等缺陷。在晶体生长中受应力等影响造成缺陷越多的硅材料，氢钝化的效果越好。氢钝化可采用离子注入或等离子体处理。在多晶硅太阳电池表面采用PECVD法镀上一层氮化硅减反射膜，由于反应物分解时产生氢离子，对多晶硅可产生氢钝化的效果。应用PECVD Si3N4可使表面复合速度小于20cm/s。Page 19钝化效果比较热氧化二氧化硅和PECVD氮化硅钝化效果的比较Page 20膜厚对效率影响Page 21检验方法在线生产时，下片需要检查膜色的均匀性和色差斑痕现象，及早发现情况。工艺监控，可以用单波长椭偏仪测试生产片，监控参数：膜厚&折射率Page 22PECVD安全本设备的工艺气体为SiH4和NH3，二者均有毒，且SiH4易燃易爆；本设备运行时产生微波辐射，每次维护后和停机一段时间再开机前都要检测微波是否泄漏。Page 23PECVD安全标示 夹伤 烫伤 危险 带电 辐射 移动物伤害 手套 眼镜 防毒面具 防护服 保护靴Page 24 谢谢！Page 25 直接式的PECVDPage 26 间接式的PECVD