[發明專利]襯底薄膜燒蝕方法及其設備

有效

• 申請號: 00805977.2
• 申請日: 2000-04-07
• 公開（公告）號: CN1346517A
• 公開（公告）日: 2002-04-24
• 發明（設計）人: 赫爾穆特·沃格特;弗朗茨·卡格
• 申請（專利權）人: 西門子太陽公司
• 主分類號: H01L27/142
• 分類號: H01L27/142;H01L31/048;B23K26/00;B23K26/06
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 方挺,余朦

1.一種用于對襯底進行薄膜燒蝕，更具體地說，是對薄膜太陽能電池進行表面層燒蝕的設備，該設備包括：

激光諧振腔，用于產生其脈沖寬度小于100ns、脈沖能量密度在0.1J/cm²至10J/cm²范圍內的光脈沖加工光束；

光學系統，用于以基本上均勻的功率分布，將激光諧振腔產生的加工光束成像到在1mm²至1cm²范圍內的表面區域內的待加工表面上；

第一定位器，用于工件與所述加工光束之間預定的相對運動；以及

控制器，用于發出信號以命令所述第一定位器，利用基本上恒定的能量對所述工件待燒蝕的表面區域的各單元進行照射。

2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，通過調節泵浦功率產生所述光脈沖。

3.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，利用調Q方法產生所述光脈沖。

4.根據權利要求1至3之任一項所述的設備，其特征在于，所述光脈沖優選包括約25ns的脈沖寬度。

5.根據上述權利要求1至4之任一項所述的設備，其特征在于，用于模式混合的加工光束通過光纖纜線傳輸，以便所述功率分布的概況與截斷圓錐的輪廓近似。

6.根據上述權利要求1至5之任一項所述的設備，其特征在于，所述相對運動的速度與所述光脈沖的脈沖重復速率互相適應，從而在待燒蝕的所述薄膜層被去除后，不再有所述加工光束照射表面區域單元。

7.根據權利要求6所述的設備，其特征在于，所述第一定位器以約1cm/s的速度行進，而所述激光諧振腔的脈沖重復頻率為50Hz的數量級。

8.根據權利要求6或7所述的設備，其特征在于，基本上利用單一光脈沖或利用幾個光脈沖對表面區域單元進行照射。

9.根據權利要求1至8之任一項所述的設備，其特征在于，所述激光諧振腔的波長與待燒蝕的所述表面層相適應，以便所述光脈沖被待燒蝕的所述表面層基本吸收，而基本上不被所述襯底吸收。

10.根據權利要求9所述的設備，其特征在于，所述激光諧振腔是波長為1.064μm的Nd：YAG激光諧振腔。

11.根據權利要求1至10之任一項所述的設備，其特征在于，設置一第二定位器，用于在所述加工光束的光軸與待燒蝕的表面區域各單元的垂直線之間設置恒定加工角度。

12.一種用于對襯底進行薄膜燒蝕的方法，更具體地說，是對薄膜太陽能電池進行表面層燒蝕的方法，該方法包括步驟：

產生其脈沖寬度小于100ns并且脈沖能量密度在0.1J/cm²至10J/cm²范圍內的光脈沖加工光束；

利用基本上均勻的功率分布，將所述加工光束成像到在1mm²至1cm²范圍內的表面區域內的待加工的表面上；

這樣在所述工件與所述加工光束之間進行相對運動，即利用基本上恒定的能量對所述工件的待燒蝕表面區域的各單元進行照射。

13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，通過調制泵浦功率產生所述光脈沖。

14.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，利用調Q方法產生所述光脈沖。

15.根據權利要求12至14之任一項所述的方法，其特征在于，所述光脈沖優選包括25ns數量級的脈沖寬度。

16.根據權利要求12至15之任一項所述的方法，其特征在于，所述用于模式混合的加工光束通過光纖纜線傳輸，以便所述功率分布的概況與截斷圓錐的輪廓近似。

17.根據權利要求12至16之任一項所述的方法，其特征在于，所述相對運動的速度與所述光脈沖的脈沖重復速率互相適應，從而在待燒蝕的所述表面層被去除后，不再有所述加工光束照射表面區域單元。

18.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一定位器以約1cm/s的速度行走，而所述激光諧振腔的脈沖重復頻率約為50Hz。