[發明專利]沉積氮化硅膜的方法、晶硅太陽能電池及其制作方法

有效

• 申請號: 201210303193.9
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102789969A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 范志東;趙學玲;張小盼;解占壹;王濤;李永超
• 申請（專利權）人: 英利能源（中國）有限公司
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L21/318;H01L31/18;H01L31/0216
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;余剛

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，具體而言，涉及一種沉積氮化硅膜的方法、晶硅太陽能電池及其制作方法。

背景技術

晶硅太陽能電池已經被大規模應用到各個領域，其良好的穩定性和成熟的工藝流程是其大規模應用的基礎。晶硅太陽能電池的生產工藝流程如圖1所示，首先對硅片進行清洗，通過化學清洗達到對硅片表面的結構化處理；其次將清洗后的硅片進行擴散處理，硅片經硼擴散工藝形成p-n結；之后對形成p-n結的硅片進行周邊刻蝕工藝，以去掉在擴散工藝中硅片邊緣所形成的導電層；然后經過化學清洗工藝，以除去在擴散過程中在硅片表面形成的玻璃層；接著經PECVD（等離子體增強化學氣相沉積法）工藝沉積減反射膜—氮化硅膜；最后再依次經絲網印刷工藝、燒結工藝等制作得到符合要求的晶硅太陽能電池。

其中的氮化硅膜主要采用平板式PECVD和管式PECVD進行沉積，在工藝腔中，SiH₄和NH₃在高頻微波源作用下熱運動加劇，相互碰撞使分子電離，電離形成的離子反應形成SiNx，其中：

總反應式為：

相對管式PECVD，平板式PECVD有著均勻性好和產量高的特點，因此平板式PECVD設備被廣泛應用。目前平板式PECVD的工藝腔室一般包含有4條、6條或8條路氣路，每一個氣路分別接著流量計，從而分別進行每路氣體的流量控制。生產中，通常設定前半部分的氣路采用一個流量設置其中SiH₄和NH₃的體積比為1:1.7~1:3，后半部分的氣路采用一個流量設置其中SiH₄和NH₃的體積比為1:2.5~1:4，流量不同，形成的SiNx也不同，從而得到雙層氮化硅膜。

目前，隨著太陽能產量的增加，需要提高PECVD設備的帶速，使其沉積氮化硅膜的速度更快，然而隨著沉積速度的增加氮化硅膜質量將有所下降，從而影響著太陽電池的轉換效率。因此，在提高產量的背景下，如何保證在高帶速下沉積出高質量的氮化硅膜成為了工藝人員急需解決的問題。

發明內容

本發明旨在提供一種沉積氮化硅膜的方法、晶硅太陽能電池及其制作方法，從而實現了高帶速下得到高質量的氮化硅膜的效果。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種沉積氮化硅膜的方法，方法采用平板式PECVD沉積氮化硅膜，平板式PECVD的帶速為180~200cm/min，平板式PECVD的腔室包括2n條氣路，n為1<n<5的整數，硅片依次通過平板式PECVD的腔室的2n條氣路后沉積形成氮化硅膜，上述2n條氣路中，前（n-1）條氣路中每條氣路的反應氣體流量為Q₁且反應氣體中各氣體組分的體積比為a；后（n+1）條氣路中每條氣路的反應氣體流量為Q₂且反應氣體中各氣體組分的體積比為b，Q₁和Q₂不相等，a和b不相等。

進一步地，上述反應氣體中的氣體組分為SiH₄和NH₃，前（n-1）條氣路中，反應氣體中SiH₄和NH₃的體積比a為1:1.2~1:2，且SiH₄的流量為180~250sccm；后（n+1）條氣路中，反應氣體中SiH₄和NH₃的體積比b為1:3~1:4，且SiH₄的流量為90~130sccm。

進一步地，上述前（n-1）條氣路中和后（n+1）條氣路中，NH₃的流量均為300~450sccm。

進一步地，上述平板式PECVD的腔室包括6條氣路。

進一步地，上述平板式PECVD的腔室包括8條氣路。

根據本發明另一方面，還提供了一種晶硅太陽能電池的制作方法，包括：制絨、擴散、刻蝕、沉積氮化硅膜、絲網印刷電極和燒結，上述制作方法采用上述的方法沉積氮化硅膜。

根據本發明又一方面，還提供了一種晶硅太陽能電池，該晶硅太陽能電池采用上述的制作方法制作而成。

進一步地，上述晶硅太陽能電池中氮化硅膜未兩層，位于內層的氮化硅膜的厚度為25~40nm，位于外層的氮化硅膜的厚度為45~60nm。