[發明專利]一種TOPCon電池的氧化硅和摻雜非晶硅的一體式鍍膜方法

在審

• 申請號: 202010060931.6
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111243943A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 上官泉元;劉寧杰
• 申請（專利權）人: 江蘇杰太光電技術有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L31/18
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 吳倩

1.一種TOPCon電池的氧化硅和摻雜非晶硅的一體式鍍膜方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)首先提供一體式連續鍍膜設備，其包括依次一體設置的裝載腔、加熱腔、PECVD工藝腔、PVD工藝腔、冷卻腔及卸載腔，在PECVD工藝腔和PVD工藝腔之間設置有真空的隔離腔；

(2)在步驟(1)所述的一體式連續鍍膜設備中，經過清洗的硅片放置在載板上，載板經過裝載腔內裝載后進入加熱腔，在加熱腔內進行硅片和載板加熱；

(3)步驟(2)中經過加熱的硅片進入PECVD工藝腔進行SiO₂薄膜制備；

(4)步驟(3)中經過SiO₂鍍膜的硅片經過隔離腔后進入到PVD工藝腔進行摻雜非晶硅層鍍膜；

(5)步驟(4)中摻雜工藝完成后的硅片經卸載腔將硅片卸到其它載具上，然后經過下道退火工序后形成摻雜的多晶硅膜層。

2.根據權利要求1所述的一種TOPCon電池的氧化硅和摻雜非晶硅的一體式鍍膜方法，其特征在于，步驟(2)中，硅片和載板在加熱腔內采用多個紅外燈管共同加熱，或者使用加熱板加熱，或者采用紅外加熱和加熱板同時加熱；加熱溫度為100～500℃。

3.根據權利要求1所述的一種TOPCon電池的氧化硅和摻雜非晶硅的一體式鍍膜方法，其特征在于，步驟(3)中，在PECVD工藝腔內進行SiO₂薄膜制備時，離子源從上方通入O₂并在RF激發下生成活性氧原子，活性氧原子與硅片表面反應生產SiO₂薄膜，然后進入下一步的PVD工藝腔；其中，反應過程中，壓強為2～20Pa，沉積溫度為200～500℃，功率為10～1000W。

4.根據權利要求1所述的一種TOPCon電池的氧化硅和摻雜非晶硅的一體式鍍膜方法，其特征在于，步驟(4)中，在PVD工藝腔內進行摻雜非晶硅層制備時，使用Ar和磷烷的混合氣體在磁場中經等離子激發產生氬離子并濺射硅靶材，從而制作摻磷非晶硅薄膜；其中，反應過程中，功率為1000～30000W，壓力為0.1～10Pa，溫度為100～700℃，反應時間0.1～5min。

5.根據權利要求4所述的一種TOPCon電池的氧化硅和摻雜非晶硅的一體式鍍膜方法，其特征在于，步驟(4)中，所述靶材為旋轉式純硅柱靶材或摻磷硅靶材。

6.根據權利要求1-5任一項所述的一種TOPCon電池的氧化硅和摻雜非晶硅的一體式鍍膜方法，其特征在于，步驟(4)中，所述PVD工藝腔包括多個連續的腔體，多個腔體內的靶材均為旋轉式純硅柱靶材或具有相同或不同濃度的摻磷硅靶材，且多個腔體內的Ar和磷烷具有相同或不同的流量比，從而制作不同摻雜濃度的非晶硅薄膜；其中，基于多個腔體內使用旋轉式純硅柱靶材或相同濃度的摻磷硅靶材且Ar和磷烷具有相同摻雜比時，通過連續濺射鍍膜的方式獲得相同摻雜濃度的多層膜層；或者，基于多個腔體內使用旋轉式純硅柱靶材或相同濃度的摻磷硅靶材且Ar和磷烷具有不同摻雜比時，通過連續濺射鍍膜的方式獲得不同摻雜濃度的復合膜層尤其是梯度膜層；或者，基于多個腔體內使用旋轉式純硅柱靶材或不同濃度的摻磷硅靶材且Ar和磷烷具有相同摻雜比時，通過連續濺射鍍膜的方式獲得不同摻雜濃度的復合膜層尤其是梯度膜層。

7.根據權利要求6所述的一種TOPCon電池的氧化硅和摻雜非晶硅的一體式鍍膜方法，其特征在于，步驟(4)中，所述PVD工藝腔的多個連續的腔體之間均通過真空的隔離腔進行隔離以防止反應氣氛交叉污染而影響不同腔體內的不同鍍膜效果。

8.根據權利要求1-5任一項所述的一種TOPCon電池的氧化硅和摻雜非晶硅的一體式鍍膜方法，其特征在于，步驟(1)中，所述PVD工藝腔與卸載腔之間還設置有真空的隔離腔，通過隔離腔將PVD工藝腔與卸載腔隔離以防止卸載腔的殘余氣體進入PVD工藝腔。