[發明專利]等離子體輔助的沉積方法和用于執行該方法的設備

無效

• 申請號: 201210207764.9
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102864438A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 阿克塞爾·施瓦百迪森;安德莉亞斯·艾夫勒;尤爾根·席爾巴赫
• 申請（專利權）人: Q-電池公司
• 主分類號: C23C16/52
• 分類號: C23C16/52
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 陳酩;翟羽

技術領域

本發明涉及一種等離子體輔助的沉積方法以及一種適合用于執行該方法的設備，其中該等離子體輔助的沉積方法包括監測介電質層的沉積過程。本發明尤其涉及一種等離子體輔助的沉積方法，該方法具有對介電質層的沉積的一種原位處理控制，用于生產太陽能電池。

背景技術

在介電質層的沉積時，在太陽能晶片上作為減反射層或鈍化層的、通過PECVD（等離子體增強的化學氣相沉積）或PVD（物理氣相沉積）（如磁控濺射方法）獲得的例如氧化鋁或氮化硅可能導致過程的不穩定，這導致令人無法滿意的沉積作用。原因可能是氣體的質量流量的波動、過程壓力的波動和/或等離子體效率的波動，該氣體在氮化硅層或三甲基鋁的情況下是硅烷或氨氣、或者在氧化鋁層的情況下是笑氣。過程不穩定性的結果是沿基片載體的層厚度的波動，這可能對太陽能電池的效率和光學外觀（顏色印刷）產生負面影響。因為效率的測量首先在一個電池測試器上進行，所以該PECVD或PVD方法的過程波動在其出現之后首先可以通過顯著的延時而檢測到，這可能導致產品的損失。

迄今為止，在PECVD設備上的過程波動是通過檢測重要的過程參數例如處理氣體的質量流量、壓力、等離子體效率以及溫度而進行檢測的。通常在超過控制限（Regelgrenzen）時將輸出警告或報警，當在某一個時間段內控制區域受損時，這將導致過程中斷。但對過程參數的檢測可能造成在過程中的偏差，例如當構成層的處理氣體（例如上面提及的氣體硅烷或三甲基鋁）的氣體分布中的出孔在該設備的等待周期（數天到數周）之間在未注意時被堵塞的情況下。在氧化鋁層的沉積時，這可能造成穿過氣體進口的三甲基鋁流量的波動，在開始時從質量流量控制器仍然難以注意到這一點。在晶片上的氮化硅減反射層和鈍化層（典型的層厚度80mm）在PECVD方法之后直接通過彩色攝影機進行表征，這樣發現了（通過數百個至上千個電池的統計數據）時間相對較近的層厚度的偏移（或間接地還有折射率的偏移），并且在某些情況下可以對PECVD方法的配方進行匹配。然而這種顏色測量的精確度是有限的，例如不能辨別出較小的折射率波動（Δn=0.05–0.1）。在氧化鋁層的情況下，由于較小的層厚度（約10–30nm），通過攝像機檢測是困難的。當此外在氧化鋁層上還安置有一個氮化硅覆蓋層、其中這兩次沉積是在同一個PECVD工具中完成時，攝像機無法分辨在該氮化硅覆蓋層之下是否有一個氧化鋁層。因此，所希望的是一種通過等離子體輔助的方法而對介電質層沉積的監測。

發明內容

本發明的目的是，提供一種等離子體輔助的沉積方法，該方法能夠有效地監測介電質層的沉積，而且還提供一種用于執行該方法的設備。

根據本發明，這個目的是通過根據權利要求1所述的方法和根據權利要求15所述的設備實現的。

本發明的有利的實施方案在各從屬權利要求中給出。

本發明提供了一種等離子體輔助的沉積方法，用于將至少一個介電質層沉積在一個含硅的基片上，該方法具有以下步驟：

向一個沉積設備中供應至少一種適合用于產生介電質層的氣體；

在至少一個第一波長或譜帶上監測該氣體的、在該沉積設備中產生的發射強度；

取決于在至少一個第一波長或譜帶上監測的發射強度，產生一個信號；

將該信號傳輸給至少一個控制裝置；并且

取決于該信號，通過該控制裝置來控制至少一個影響該沉積的過程參數和/或將該基片供應到該沉積設備中。

該方法尤其包括監測介電質層在該基片上的沉積。該介電質層在該基片上的沉積過程將取決于該信號來進行原位控制。尤其是在該沉積方法的過程中，將該過程參數調節為一個預定的值。由此可以將這個或這些過程參數保持恒定。沉積可以在恒定的條件下進行，并且造成在該基片載體上的一種均勻的介電質層。替代性或附加性地，將基片供應到該沉積裝置中是受控的。例如，當一個過程參數與一個預定的過程參數不對應時，就停止或暫停將新的基片加載到該沉積設備中，直到該過程參數被調節為該預定值。根據本發明的方法提供了不依賴于迄今為止的過程監測和/或在其他監測方式（例如通過攝影機）以外的控制可能性。根據本發明的方法的用途在于更好地監測產品，也就是說能夠在早期發現該過程中不希望的波動并且采取相應的措施，例如停止過程或調節過程參數。這應當導致更高的效率和更好的電學和光學產率。根據本發明的方法的其他優點是，它非常快速，因為能夠在數秒范圍內進行過程監測，并且它是沒有損傷的，因為與其他方法相比，等離子體是無干擾的，并且該監測系統相對廉價。