CN102856176A - 一种管式pecvd镀膜方法 - Google Patents

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王海超
王昭
赵辉
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Abstract

本发明公开了一种管式PECVD镀膜方法，在不增加管式PECVD机台数量的情况下，通过增加石墨舟舟片数量和改进沉积方法来提高单舟的生产能力，降低了太阳能电池的制造成本；同时本发明所述方法适合于缩小间距的窄间距石墨舟射频电场，改善等离子反应气场的稳定性，得到膜厚和折射率均匀分布氮化硅薄膜，满足大规模生产的品质要求。

Description

一种管式PECVD镀膜方法
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳能电池管式PECVD氮化硅薄膜沉积方法，具体涉及一种采用21舟片石墨舟的管式PECVD镀膜方法。
背景技术
对于晶体硅太阳能电池管式PECVD（等离子增强化学气相沉积技术）氮化硅薄膜沉积技术，采用氨气和硅烷作为等离子反应气体源，采用石墨舟片做为硅片的承载板和射频电极，常规的石墨舟由19片石墨舟片相间排列组装而成，产量较低，必须通过增加管式PECVD机台数来提高产量（一台捷佳创管式PECVD<4管>售价约500万元），由此使得电池制造成本大幅度上升。因此，通过增加舟片，增加硅片的承载数量来提高产能，其成本要比增加炉管低很多；不过，增加舟片后，舟片外形上会变宽，而石英炉管的直径有限，不能适用变宽的石墨舟，给改造带来困难。
为了保证整个舟的总宽度不变或变化不大，采取将舟片间的间距相应缩小来实现提高产能的目的。目前19片石墨舟相对舟片之间的间距为11mm，也就是射频正负端电极之间的距离为11mm，是行业内普遍采用的间距，镀膜均匀性也好；不过当间距进一步缩小时，会造成射频和等离子电场不稳定，氮化硅薄膜沉积效果随之变差，严重影响镀膜品质，因此采用缩小舟片间距石墨舟进行氮化硅薄膜沉积的方法显得很有必要。
发明内容
发明目的：是针对现有技术存在的不足，提供一种采用21片石墨舟的管式PECVD镀膜方法，该方法提高了单批产能，降低了太阳能电池生产成本。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供了一种管式PECVD镀膜方法，具体方法如下：
（1）石英炉管内放入21舟片石墨舟，石墨舟片间距为10mm；
（2）抽真空，石英炉管压力小于50mTorr；
（3）检漏，漏率低于40mTorr/min ；
（4）清洁表面：石墨舟及硅片表面用等离子清洗4min-5min； 
（5）预沉积：利用低流量氨气和硅烷在硅片表面形成极薄的氮化硅薄膜，为氮化硅薄膜的生长做准备 ；    
（6）氮化硅薄膜沉积：沉积过程中，射频功率：7500～9000w，氨气流量：7000～8500sccm，硅烷流量：600～800sccm，射频（RF）开关比为4/72，炉管压力1600～1800mTorr。
本发明在不增加管式PECVD机台数量的情况下，通过增加舟片数量和改进沉积方法来提高单舟的生产能力，降低了太阳能电池的制造成本；同时，本发明所述方法适合于缩小间距的窄间距石墨舟射频电场，改善等离子反应气场的稳定性，得到膜厚和折射率均匀分布氮化硅薄膜，满足大规模生产的质量要求。
有益效果：本发明所述的一种管式PECVD镀膜方法，与现有技术相比具有以下优点：
1、通过采用缩小间距的21片石墨舟，单批产能提高了11％，降低了太阳能电池生产成本；
2、采用本发明所述方法得到的硅片表面氮化硅薄膜的膜厚和折射率均匀性良好，也无色差片，产品质量符合要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例
设备：PD-380A型管式PECVD，多晶156-19-11mm石墨舟，由156-19-11mm石墨舟改造成的多晶156-21-10mm石墨舟。
在石墨舟外侧各增加1片舟片，舟片数由19片增加为21片，单批装片量由216片提升到240片，产量提升11％。
如果直接在156-19-11mm石墨舟上加2片外舟片，石墨舟间距11mm不变，石墨舟整体变宽，由于炉管的局限性石墨舟的高度也变高，导致不能满足机械手自动上下料，石墨舟在周转小车上也易侧翻，同时给人员操作带来不便。将石墨舟间距缩小至9.6mm，外形上变化不大，但影响了等离子的状态分布，工艺变得不稳定，整体膜厚均匀性太差；兼顾两方面，将舟片间距调整为10mm，保证了外形、机械、操作不发生变化，随机进行工艺调试及批量跑片验证。
从生产角度，156-21-10mm石墨舟与产线石墨舟（156-19-11mm）操作上基本无区别，批量跑片也未出现碎片；从设备角度， 156-21-10mm石墨舟自动上下舟和小车均无需调整；从工艺角度， 156-21-10mm石墨舟镀膜效果与156-19-11mm相同，电性能参数均接近产线石墨舟，且经过优化后效率达到与156-19持平。
本实施例适用于156和125规格的晶体硅管式镀膜。
采用上述21舟片石墨舟的管式PECVD镀膜方法，具体方法如下：
（1）石英炉管内放入21舟片石墨舟，石墨舟片间距为10mm；
（2）抽真空，石英炉管压力小于50mTorr；
（3）检漏，漏率低于40mTorr/min ；
（4）清洁表面：石墨舟及硅片表面用等离子清洗4min-5min； 
（5）预沉积：利用低流量氨气和硅烷在硅片表面形成极薄的氮化硅薄膜，为氮化硅薄膜的生长做准备 ；    
（6）氮化硅薄膜沉积：沉积过程中，射频功率：7500～9000w，氨气流量：7000～8500sccm，硅烷流量：600～800sccm，射频（RF）开关比为4/72，炉管压力1600～1800mTorr。

Claims (1)

1. 一种管式PECVD镀膜方法，其特征在于：具体方法如下：
（1）石英炉管内放入21片石墨舟，石墨舟片间距为10mm；
（2）抽真空，石英炉管压力小于50mTorr；
（3）检漏，漏率低于40mTorr/min ；
（4）清洁表面：石墨舟及硅片表面用等离子清洗4min-5min； 
（5）预沉积：利用低流量氨气和硅烷在硅片表面形成极薄的氮化硅薄膜，为氮化硅薄膜的生长做准备；    
（6）氮化硅薄膜沉积：沉积过程中，射频功率：7500～9000w，氨气流量：7000～8500sccm，硅烷流量：600～800sccm，射频（RF）开关比为4/72，炉管压力1600～1800mTorr。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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