[發(fā)明專利]薄膜沉積方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810084627.4
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101265573A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊與勝;張迎春
• 申請（專利權(quán)）人: 福建鈞石能源有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/513
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種薄膜沉積的方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體制造工藝被不斷地應(yīng)用于新型太陽能電池的制造中。目前，市場對更大面積、更輕更薄且生產(chǎn)成本更低的新型太陽能電池的需求日益增加，在這些新型太陽能電池中，薄膜太陽能電池、特別是大面積薄膜太陽能電池的開發(fā)已受到世界范圍的廣泛關(guān)注。薄膜太陽能電池用硅量極少，更容易降低成本。同時，它既是一種高效能源產(chǎn)品，又是一種新型建筑材料，更容易與建筑完美結(jié)合。在國際市場硅原材料持續(xù)緊張的情況下，薄膜太陽電池已成為太陽能電池發(fā)展的新趨勢和新熱點。

薄膜太陽能電池是多層器件，不同層在整個結(jié)構(gòu)中具有不同特點和作用。一個典型的薄膜太陽能電池通常具有由p、i和n型半導(dǎo)體硅薄膜組成的p-i-n結(jié)構(gòu)，其中p、i和n分別為p型摻雜、i型(非摻雜的層)和n型摻雜的薄膜硅層。這個p-i-n三層組合稱為一個光電單元，或一個“結(jié)”。單結(jié)光電器件含有單一的光電單元，而多結(jié)光電器件(多結(jié)太陽能電池)含有兩個或更多個疊加在一起緊密相連的光電單元。摻雜層p層和n層在i層之間建立一個內(nèi)部電場。基于硅的i層直接將入射光能轉(zhuǎn)換成電能。將基于薄膜硅的p-i-n硅半導(dǎo)體層夾在導(dǎo)電薄膜電極和透明材料基板(例如玻璃)之間，就形成了一個完整的太陽能電池。

在薄膜太陽能電池的制造過程中，一個重要工藝即為在薄膜沉積裝置中實施等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝在太陽能電池基板表面沉積薄膜硅層。圖1為說明現(xiàn)有技術(shù)中薄膜的沉積方式示意圖。如圖1所示，在真空室10中，置有兩個極性相反的平行板狀電極，分別為激勵電極11和接地電極12，它們之間的區(qū)域17是等離子體的激勵形成區(qū)域。激勵電極11置于盒罩16中，盒罩16中用來控制等離子體區(qū)域和反應(yīng)氣體(源氣體混合物)的流向。在盒罩16上開有進氣口19，用來為等離子體沉積區(qū)提供含有需沉積物質(zhì)的反應(yīng)氣體。真空室10具有出氣口18，用于將反應(yīng)后的氣體從真空室10中排出。激勵電極板11通常設(shè)有適當(dāng)密度的通孔，其背后放置一個與盒罩16相連的噴淋板13，以便讓反應(yīng)氣體被輸送并均勻分布在整個等離子體區(qū)域17，因此激勵電極11上不能放置基板，基板15通常被放置在接地電極12表面。為了使沉積的膜層具有良好的均勻性，載有基板15的接地電極12背面置有一個加熱器14以將基板15的溫度保持在一個所需的范圍內(nèi)。生成等離子體的通行手段是采用射頻(RF)功率源為激勵電極11提供能量，將反應(yīng)氣體激發(fā)為等離子體，從而在基板15表面沉積上含有源氣體物質(zhì)的膜層。

由于上述方法一次只能對一個和接地電極12大小相當(dāng)?shù)幕?5沉積膜層，因此其生產(chǎn)效率受到了限制。此外，由于環(huán)繞等離子體區(qū)域的盒罩16的內(nèi)壁、真空室10的部分內(nèi)壁和激勵電極11直接暴露在等離子體輝光放電中，在沉積薄膜太陽能電池的p層或n層膜時，p型硼摻雜的硅材料或n型磷摻雜的硅材料會在激勵電極11、真空室10和盒罩16的內(nèi)壁上聚積，當(dāng)在同一個真空室10中沉積非摻雜硅i層時，從暴露表面上的沉積層釋放的相關(guān)殘留摻雜劑會對i層造成嚴(yán)重的交叉污染，從而影響光電轉(zhuǎn)換單元的性能。為了克服交叉污染問題，現(xiàn)有的方法是配備分別專用于沉積非摻雜型和摻雜型薄膜硅的沉積室，在多個不同的含有獨立等離子體反應(yīng)器的真空室中分別沉積i層，p層和/或n層。這樣的多個真空室不可互換使用，這大大增加了制造成本，降低了生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜沉積方法，能夠大幅度提高薄膜沉積的生產(chǎn)效率和產(chǎn)能，并可降低沉積層之間的交叉污染。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的薄膜沉積方法，包括：

在反應(yīng)室中等距、平行、間隔交替放置激勵電極板和接地電極板；

將基板卡固于所述激勵電極板和接地電極板的兩側(cè)表面；

將所述基板加熱至預(yù)定溫度；

向所述反應(yīng)室中引入反應(yīng)氣體，并將反應(yīng)氣體激發(fā)為等離子體，在基板表面沉積薄膜。

所述方法還包括向反應(yīng)室內(nèi)引入另一種反應(yīng)氣體，并將反應(yīng)氣體激發(fā)為等離子體，在基板表面沉積另一層所需的薄膜的步驟。

在各所述激勵電極板的兩側(cè)均設(shè)置所述接地電極板，利用射頻激勵源為所述激勵電極板提供射頻能量。

在所述反應(yīng)室頂部設(shè)置噴淋板。

在所述激勵電極板和接地電極板的上、下端部設(shè)置卡固部件，用于卡固需要沉積薄膜的基板。

所述卡固部件為卡槽或滾輪。

所述基板為大面積太陽能電池基板。

所述反應(yīng)氣體的流量為10～100000sccm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：