[發(fā)明專(zhuān)利]制造硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的方法與設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710537333.1
• 申請(qǐng)日: 2012-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107142460B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·盛;L·張;Z·袁;R·王;A·佐
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C16/24
• 分類(lèi)號(hào): C23C16/24;C23C16/44;C23C16/458;C23C16/509;H01J37/32;H01L21/02;H01L31/0747;H01L31/18
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國(guó)

本申請(qǐng)公開(kāi)了制造硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的方法與設(shè)備。一種在等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)設(shè)備內(nèi)制造半導(dǎo)體層的方法。該P(yáng)ECVD設(shè)備包括界定處理區(qū)域的數(shù)個(gè)壁；基板支座；遮蔽框架；氣體分配噴灑頭；氣源，該氣源與該氣體分配噴灑頭及該處理區(qū)域流體連接；射頻電源，該射頻電源耦接至該氣體分配噴灑頭；以及一或多個(gè)VHF接地片，該一或多個(gè)VHF接地片電耦接至數(shù)個(gè)壁中的至少一個(gè)。VHF接地片于該數(shù)個(gè)壁中的至少一個(gè)以及遮蔽框架或基板支座的至少一個(gè)之間提供低阻抗電流路徑。該方法進(jìn)一步包括輸送半導(dǎo)體前體氣體與摻雜劑前體氣體以及輸送非常高頻(VHF)功率，以產(chǎn)生等離子體，而于該一或多個(gè)基板上形成第一層。

本申請(qǐng)是PCT國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2012/061162、國(guó)際申請(qǐng)日為2012年10月19日、進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的申請(qǐng)?zhí)枮?01280054453.1，題為“制造硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的方法與設(shè)備”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例一般性關(guān)于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)方法與設(shè)備。

背景技術(shù)

光電的(PV)或太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成為直流(DC)電功率的裝置。典型的PV電池包括p型硅晶圓或基板，厚度通常約小于0.3mm，且在p型基板頂面上設(shè)置有n型硅材料薄層。當(dāng)暴露于太陽(yáng)光時(shí)，p-n結(jié)會(huì)產(chǎn)生自由電子與空穴對(duì)。橫跨p-n結(jié)的勢(shì)壘區(qū)形成的電場(chǎng)會(huì)將自由空穴與自由電子分離，這些自由電子可流經(jīng)外部電路或電氣負(fù)載。由PV電池產(chǎn)生的電壓、或光電壓以及電流取決于p-n結(jié)的材料性質(zhì)、沉積層之間的界面性質(zhì)以及裝置的表面積。

現(xiàn)有的形成p-n結(jié)的方法通常包括經(jīng)由射頻(RF)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝來(lái)沉積n型和/或p型層，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝使用小于約30MHz的RF頻率。然而，現(xiàn)有的RF-PECVD工藝往往表現(xiàn)出較差的等離子體密度以及對(duì)沉積速率有限的控制，導(dǎo)致半導(dǎo)體層的沉積缺乏均勻性，并表現(xiàn)出不理想的摻雜效率。此外，試圖增加現(xiàn)有RF-PECVD工藝的摻雜效率通常會(huì)提高產(chǎn)生的薄膜中等離子體、電荷以及熱損傷的程度，產(chǎn)生較差的界面鈍化特性與降低的裝置性能。

如以上說(shuō)明的，在本技術(shù)領(lǐng)域中需要更有效的沉積太陽(yáng)能電池薄膜的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一般性包含用于實(shí)施半導(dǎo)體薄膜的非常高頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(VHF-PECVD)的技術(shù)，該半導(dǎo)體薄膜具有低的工藝引發(fā)損傷與高均勻度。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出一種在等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)設(shè)備內(nèi)制造半導(dǎo)體層的方法，該方法包括于該P(yáng)ECVD設(shè)備中定位一或多個(gè)基板。該P(yáng)ECVD設(shè)備包括界定處理區(qū)域的數(shù)個(gè)壁；基板支座；位于該基板支座上方的遮蔽框架；位于該基板支座上方且與該處理區(qū)域流體連接的氣體分配噴灑頭；與該氣體分配噴灑頭及該處理區(qū)域流體連接的氣源；耦接至該氣體分配噴灑頭的射頻電源；以及一或多個(gè)電耦接至該數(shù)個(gè)壁中的至少一者的VHF接地片。該一或多個(gè)VHF接地片于該數(shù)個(gè)壁中的至少一個(gè)以及遮蔽框架或基板支座的至少一個(gè)之間提供低阻抗電流路徑。該方法進(jìn)一步包括從該氣源通過(guò)該氣體分配噴灑頭輸送半導(dǎo)體前體氣體至該處理區(qū)域；從該氣源通過(guò)該氣體分配噴灑頭輸送摻雜劑前體氣體至該處理區(qū)域；以及輸送非常高頻(VHF)功率至該氣體分配噴灑頭，以從該半導(dǎo)體前體氣體與該摻雜劑前體氣體產(chǎn)生等離子體，而于該一或多個(gè)基板上形成第一層。

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提出一種制造半導(dǎo)體層的方法，該方法包括以下步驟：定位一或多個(gè)基板于基板支座上，該基板支座位于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)設(shè)備中的處理區(qū)域中；輸送含半導(dǎo)體前體氣體及摻雜劑前體氣體進(jìn)入該處理區(qū)域；于該處理區(qū)域中產(chǎn)生含有該半導(dǎo)體前體氣體及該摻雜劑前體氣體的非常高頻(VHF)等離子體。當(dāng)產(chǎn)生該VHF等離子體時(shí)，該P(yáng)ECVD設(shè)備的一或多個(gè)壁以及遮蔽框架和基板支座的至少一個(gè)之間的低阻抗電流路徑容許電流于該P(yáng)ECVD設(shè)備的一或多個(gè)壁以及遮蔽框架和基板支座的至少一個(gè)之間流動(dòng)。該方法進(jìn)一步包括變化該半導(dǎo)體前體氣體對(duì)該摻雜劑前體氣體的比率，以于該一或多個(gè)基板上形成漸變的半導(dǎo)體層。