[發(fā)明專利]用于遠程等離子體源輔助的含硅膜沉積的方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080065504.1
• 申請日: 2010-03-17
• 公開（公告）號: CN102892922A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安納馬萊·拉克師馬納;方俊;唐建設(shè);達斯廷·W·霍;福蘭斯馬爾·斯楚彌特;艾倫·曹;湯姆·周;布賴恩·西-元·施赫;哈里·K·波奈卡恩提;克里斯·埃博斯帕希爾;原錚
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;H01L21/205
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 王安武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例涉及用于形成太陽能電池的裝置和方法。更具體地，本發(fā)明的實施例涉及用于形成在太陽能電池應(yīng)用中使用的非晶和微晶硅層的裝置和方法。

背景技術(shù)

光伏(PV)器件或太陽能電池是將太陽光轉(zhuǎn)換成直流(DC)電力的器件。通常的薄膜PV器件或薄膜太陽能電池具有一個或多個p-i-n結(jié)。每個p-i-n結(jié)包括p型層、本征型層以及n型層。當(dāng)太陽能電池的p-i-n結(jié)暴露于(由來自光子的能量組成的)太陽光時，太陽光經(jīng)由PV效應(yīng)而被轉(zhuǎn)換成電力。太陽能電池可以鋪設(shè)成更大的太陽能陣列。

通常，薄膜太陽能電池包括有源區(qū)或光電轉(zhuǎn)換單元、以及被設(shè)置成前電極和/或后電極的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)膜。光電轉(zhuǎn)換單元包括p型硅層、n型硅層、以及夾在p型硅層和n型硅層之間的本征型(i型)硅層。包括微晶硅膜(μc-Si)、非晶硅膜(a-Si)、多晶硅膜(poly-Si)等的多種類型的硅膜可以被用于形成光電轉(zhuǎn)換單元的p型層、n型層和/或i型層。背側(cè)電極可以包括一個或多個導(dǎo)電層。

非晶硅膜和微晶硅膜目前都被用于形成太陽能電池。但是，在用于沉積這些膜的當(dāng)前的生成設(shè)備和方法中存在問題。例如，在常規(guī)熱化學(xué)氣相沉積和等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝中，硅和氫的低能氣相結(jié)合導(dǎo)致形成聚合的硅與氫結(jié)構(gòu)，這會導(dǎo)致產(chǎn)生顆粒、膜沉積不充分、以及在物理和電氣上低劣并不穩(wěn)定的沉積膜。

因此，需要改進的用于沉積非晶和微晶硅膜的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一個實施例中，用于沉積含硅膜的方法包括：遠離處理室產(chǎn)生氫自由基；將氫自由基的流動引導(dǎo)至處理室的處理區(qū)域中，其中襯底設(shè)置在處理區(qū)域中；將含硅氣體的流動引導(dǎo)至處理室的處理區(qū)域中；和在襯底上沉積硅膜。遠程產(chǎn)生的氫自由基在到達處理區(qū)域之前不與含硅氣體混合。

在另一實施例中，用于沉積含硅膜的方法包括：在遠程等離子體源中建立氬氣的流動；在遠程等離子體源內(nèi)激發(fā)出等離子體；在遠程等離子體源中建立氫氣的流動以使得形成氫自由基的流動；將氫自由基的流動傳送到處理室的處理區(qū)域中，其中，襯底位于處理區(qū)域中；產(chǎn)生進入到處理室的處理區(qū)域中的含硅氣體的流動；和在襯底上沉積硅膜。氫自由基在到達處理室的處理區(qū)域之前不與含硅氣體混合。

在本發(fā)明的另一實施例中，用于沉積含硅膜的裝置包括：處理室，其具有在處理室內(nèi)限定出處理區(qū)域的多個壁、噴頭以及襯底支撐件；含硅氣體源，其經(jīng)由設(shè)置成穿過噴頭的多個第一氣體通道而連接到處理區(qū)域；遠程等離子體源，其連接到氫氣源并構(gòu)造成在遠程等離子體源內(nèi)產(chǎn)生多個氫自由基；視線管，其將遠程等離子體源連接到處理室，其中視線管包括惰性材料；和供給管，其將視線管連接到處理區(qū)域以使得由供給管傳送的氫自由基在進入處理區(qū)域之前不與含硅氣體混合。

附圖說明

可以參照實施例對上文簡要總結(jié)的本發(fā)明進行更具體地描述，以便于詳細地理解本發(fā)明的上述特征，實施例中的一些在附圖中示出。然而應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅示出了本發(fā)明的典型實施例并且因此不被認為是對本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明可以允許有其他等效實施例。

圖1是可以部分地使用根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法和裝置形成的單結(jié)非晶硅太陽能電池的簡化示意圖。

圖2是可以部分地使用根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法和裝置形成的多結(jié)太陽能電池的另一實施例的示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于沉積非晶和微晶膜的處理室的示意性橫截面圖。

圖4是根據(jù)另一實施例的用于分別將來自遠程等離子體源的氫自由基(hydrogen?radical)和來自處理氣體源的處理氣體輸送到處理室的處理區(qū)域中的噴頭的示意性橫截面圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于氫自由基產(chǎn)生的處理流的示意圖。

為便于理解，盡可能使用相同的附圖標(biāo)記來表示附圖中共有的相同元件。可以想到一個實施例中公開的元件可以被有利地利用在其他實施例中，而不用專門詳述。

具體實施方式