[發明專利]微晶硅薄膜的沉積方法及等離子體輔助沉積的監控裝置

有效

• 申請號: 200910261946.2
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN102108494A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 杜陳忠;李升亮;梁沐旺;黃振榮;張家豪
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: C23C16/24
• 分類號: C23C16/24;C23C16/513;C23C16/52
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本發明涉及一種薄膜沉積技術，特別是涉及一種微晶硅薄膜沉積方法。?

背景技術

串疊式(tandem)的硅薄膜型太陽電池一般是使用微晶硅(μc-Si)薄膜，其具有提高薄膜太陽電池的光電轉換效率(photoelectric?conversion?efficiency)的優點。微晶硅薄膜一般通過等離子體輔助化學氣相沉積(PECVD)技術制作，然而過低的沉積速率(約?)常常造成應用上的重大瓶頸，尤其，薄膜太陽電池所需的微晶硅薄膜膜厚高達1-2μm，鍍膜時間往往超過1個小時以上，特別是在大面積沉積制作工藝應用時，所使用的制作工藝參數是以能獲得穩定的結晶品質為優先考慮，因此也造成產量低、電池每瓦發電成本高等不利影響，所以若能在獲得穩定的結晶率的制作工藝條件下，發展增進沉積速率的制作工藝方法成為硅薄膜產業重要的研究課題。?

已知技術日本專利JP?2005183620號是于沉積制作工藝初始階段以能量較小的等離子體，使微晶硅在低的沉積速率下形成起始層，之后，再以能量較高的等離子體，提高薄膜沉積速率完成整層，最終獲得高沉積速率的微晶硅薄膜。專利JP?20030421313號雖然借著選擇分段脈沖等離子體作用，以達到提高微晶硅薄膜沉積速率與結晶率的目的，然而，其采用預設多階段的制作工藝條件方式，對使用者而言，容易導致制作工藝操作復雜化以及制作工藝調校困難。此外，專利JP?20030421313號的技術為開回路制作工藝，在微晶硅薄膜制作工藝初期之后的沉積過程，由于無法實時對于等離子體場中活性物種變化偵測進行制作工藝條件調變，致使沉積速率仍會受限于過多的Hα產生大量蝕刻作用的疑慮。?

發明內容

根據上述，本發明提供一種微晶硅薄膜的沉積方法，包括：以開回路且?未調變制作工藝參數的方式進行等離子體輔助沉積；在該開回路沉積制作工藝使薄膜結晶率達到穩定后，接續以閉回路且調變制作工藝參數的方式進行等離子體輔助沉積，其中該閉回路方式為監控該等離子體中的SiH*和Hα活性物種，并調整該等離子體輔助沉積中的制作工藝參數，使該等離子體中的SiH*和Hα活性物種的成分濃度維持在穩定范圍內，提高鍍膜沉積速率。?

本發明提供一種等離子體輔助沉積的監控裝置，包括等離子體輔助沉積裝置、連接該等離子體輔助沉積裝置的等離子體成分分析裝置、制作工藝調變系統，連接該等離子體成分分析儀裝置和該等離子體輔助沉積裝置。?

為讓本發明的上述目的、特征及優點能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下：?

附圖說明

圖1為一般等離子體輔助化學氣相沉積(PECVD)制作工藝在沉積微晶硅薄膜的沉積時間與光譜強度的關系圖；?

圖2為本發明實施例制作工藝在沉積微晶硅薄膜的沉積時間與光譜強度的關系圖；?

圖3為本發明實施例包括制作工藝調變系統的等離子體薄膜沉積裝置的示意圖；?

圖4為本發明實施例微晶硅薄膜的沉積方法的流程圖；?

圖5為結晶率和鍍膜時間關系的曲線圖。?

附圖標記說明?

302～真空腔體；?

304～上電極；?

306～下電極；?

308～第一氣體質量流量控制器；?

310～第二氣體質量流量控制器；?

312～基板；?

314～等離子體成分光譜分析儀；?

316～制作工藝調變系統；?

318～光感測頭；?

320～等離子體光譜計；?

322～功率產生器。?

具體實施方式