CN113629161B - 间歇等离子体氧化方法和装置、太阳电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种间歇等离子体氧化方法、TOPCon太阳电池的制备方法、间歇等离子体氧化装置及计算机可读存储介质，其中所述间歇等离子体氧化方法包括：通过激发信号使得等离子体处理腔室内的处理气体等离子体离化，从而使得所述处理腔室内的待处理体氧化而形成氧化物层，其中所述激发信号包括交替进行的开启状态和关闭状态，所述开启状态期间输出脉冲或正弦信号，所述关闭状态期间无功率输出，所述开启状态和所述关闭状态的持续时间大于脉冲或正弦信号周期。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种间歇等离子体氧化方法、TOPCon太阳电池的制备方法、等离子体氧化装置及计算机可读存储介质。
背景技术
TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触)太阳电池近年来受到光伏界广泛关注。一种典型的TOPCon太阳电池如图1所示，其包括衬底11，形成在衬底11的正面上的发射极12，形成在发射极12上的钝化减反层13和第一电极14，形成在衬底11的背面上的超薄氧化物层15，形成在超薄氧化物层15上的重掺杂多晶硅层16，以及形成在重掺杂多晶硅层16上的第二电极17。其中，衬底11例如可以是硅衬底，超薄氧化物层15例如可以是约1.5nm厚的氧化硅层。TOPCon技术的核心是利用超薄氧化硅层15和重掺杂多晶硅层16将太阳电池背面的金属接触17与衬底11在空间上分开，从而有效地降低了太阳电池中的金属/半导体接触复合，有效提高了太阳电池的效率。因此，超薄氧化物层和高电导率的重掺杂多晶硅层成为TOPCon太阳电池的核心。
目前规模量产TOPCon太阳电池以高温热氧化制备超薄氧化硅层和低气压化学气相沉积(LPCVD)制备多晶硅层相结合为主，其优点是氧化硅层和多晶硅层可以在同一石英管内实现，而这一技术的缺点主要表现在LPCVD沉积多晶硅层的过程中产生的绕镀，需要增加额外的去绕镀化学腐蚀清洗，从而增加了技术难度和生产成本。其次，利用LPCVD制备多晶硅层生产成本高、生产效率低；另外，LPCVD沉积过程中也将硅薄膜沉积到石英管壁上，降低石英管的使用寿命，增加设备的维护成本、降低设备的有效利用率。
等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是目前极具应用潜力的制备掺杂多晶硅层的技术，其可以在相对较低的温度下原位掺杂沉积a-Si:H，然后经过热退火形成具有良好钝化和接触性能的掺杂多晶硅层，且能够有效避免LPCVD技术中的绕镀问题。PECVD技术可以与多种制备氧化硅层的方法结合，例如热氧化法、PECVD法和等离子体增强原子层沉积(PEALD)法。热氧化法通常采用600-650℃的温度，在此温度下不能使用石墨舟而需要使用石英舟，这样在生产过程中氧化硅层和多晶硅层的制备需要在两个分离的反应室中完成，在热氧化完成后，需要将基板从石英舟中取出后放入石墨舟中进行多晶硅层的制备，这样既增加了额外的生产步骤，也引入了影响良率的不确定因素，比如基板取放过程中氧化硅层的损伤。对于PECVD法，本发明的发明人发现现有的PECVD法所制备的氧化硅层存在均匀性低的问题，其均匀性还没有达不到量产高效TOPCon太阳电池的要求。由于原子层沉积的特点，PEALD法可以得到大面积比较均匀的氧化硅层，但PEALD法需要利用有机硅基烷等气体作为前驱体，显著提高了TOPCon太阳电池的生产成本，另外本发明的发明人还发现PEALD法在氧化环节，含氧等离子体不仅氧化表面吸附的有机硅基烷，同时也氧化吸附层下面的基板，从而影响钝化的质量。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种间歇等离子体氧化方法、TOPCon太阳电池的制备方法、等离子体氧化装置及计算机可读存储介质，以解决上述现有技术中存在的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种间歇等离子体氧化方法，包括：通过激发信号使得等离子体处理腔室内的处理气体等离子体离化，从而使得所述处理腔室内的待处理体氧化而形成氧化物层，其中所述激发信号包括交替进行的开启状态和关闭状态，所述开启状态期间输出脉冲或正弦信号，所述关闭状态期间无功率输出，所述开启状态和所述关闭状态的持续时间大于脉冲或正弦信号周期。
可选地，所述开启状态持续时间为1-50秒，所述关闭状态持续时间为1-50秒；所述开启状态持续时间优选为10-20秒，所述关闭状态持续时间优选为10-20秒。
可选地，所述处理气体包括氧化气体，所述氧化气体优选地包括氧气(O2)、笑气(N2O)、二氧化碳(CO2)、水汽(H2O)中的至少一个。
可选地，所述处理气体还包括非氧化气体，所述非氧化气体优选地包括稀有气体、氮气(N2)中的至少一个，所述稀有气体优选地包括氩气(Ar)。
可选地，在管式PECVD系统中进行所述间歇等离子体氧化方法，所述脉冲或正弦信号频率范围为40-400kHz；或者在板式PECVD系统中进行所述间歇等离子体氧化方法，所述脉冲或正弦信号频率范围为10-65MHz。
可选地，所述待处理体为硅基板，所述氧化物层包括氧化硅、氮氧化硅或碳氧化硅。
可选地，所述被处理体被加热至200-500℃，优选地为350-450℃。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种TOPCon太阳电池的制备方法，包括：采用上述第一方面中任一项所述的间歇等离子体氧化方法在基板表面形成氧化物层；在所述氧化物层上形成掺杂多晶硅层。
可选地，所述形成氧化物层的步骤和所述形成掺杂多晶硅层的步骤在PECVD系统的同一处理腔室内进行，且无需更换基板载具。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种等离子体氧化装置，包括：处理腔室，用于容纳待处理体；激发源，用于生成激发信号，以使得所述处理腔室内的处理气体等离子体离化，从而使得所述处理腔室内的所述待处理体氧化而形成氧化物层；控制部，用于控制所述激发源生成所述激发信号，所述激发信号包括交替进行的开启状态和关闭状态，所述开启状态期间输出脉冲或正弦信号，所述关闭状态期间无功率输出，所述开启状态和所述关闭状态的持续时间大于脉冲或正弦信号周期。
可选地，所述间歇等离子体氧化装置为PECVD系统，优选地为管式PECVD系统或板式PECVD系统。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令在执行时，控制等离子体氧化装置的激发源生成激发信号，以使得所述等离子体氧化装置的处理腔室内的处理气体等离子体离化，从而使得所述处理腔室内的所述待处理体氧化而形成氧化物层，其中所述激发信号包括交替进行的开启状态和关闭状态，所述开启状态期间输出脉冲或正弦信号，所述关闭状态期间无功率输出，所述开启状态和所述关闭状态的持续时间大于脉冲或正弦信号周期。
根据本发明实施例的间歇等离子体氧化方法、TOPCon太阳电池的制备方法、等离子体氧化装置及计算机可读存储介质，通过激发信号使得等离子体处理腔室内的处理气体等离子体离化，从而使得处理腔室内的待处理体氧化而形成氧化物层，该激发信号包括交替进行的开启状态和关闭状态，该开启状态期间输出脉冲或正弦信号，该关闭状态期间无功率输出，该开启状态和该关闭状态的持续时间大于脉冲或正弦信号周期。与现有的热氧化法相比，本发明实施例的间歇等离子体氧化方法能够与后续的制备多晶硅的工艺步骤在同一处理腔室内进行，无需出舟和换舟，实现了制备氧化物层的工艺步骤与制备多晶硅的工艺步骤的无缝对接，简化了工艺流程，提高了产能，降低了生产成本；与现有的PECVD法相比，本发明实施例的间歇等离子体氧化方法能够改善氧化物膜的均匀性；与现有的PEALD法相比，无需前驱体以及前驱体的吸附过程，降低了提升器件的生产成本，并缩短了工艺时间，且制备得到的隧穿钝化层的钝化质量高。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了一种典型的TOPCon太阳电池的示意图；
图2示出了根据本发明实施例的等离子体氧化装置的示意图；
图3示出了位于本发明实施例的处理腔室内的基板和基板载具的示意图；
图4示出了根据本发明实施例的间歇等离子体氧化方法中所采用的激发信号的示意波形图，其中激发源是脉冲或正弦信号；
图5A示出了现有技术中的连续PECVD法制备的氧化硅层的PL图；
图5B示出了根据本发明实施例的间歇等离子体氧化方法制备的氧化硅层的PL图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2示出了根据本发明实施例的等离子体氧化装置，如图2所示，该等离子体氧化装置包括用于容纳至少一个待处理体22的处理腔室21，该待处理体22例如可以是基板，基板22由诸如石墨舟等的基板载具(未示出)来承载，在下文中将会详细描述。需要注意的是，基板22可以如图1所示那样水平方向放置，也可以竖直方向放置，甚至可以沿任何角度方向放置，在此不作任何限定。该间歇等离子体氧化装置的处理气体例如可以由处理腔室21的上方进入处理腔室21，而从处理腔室21的下方排出，然而图2仅仅只是作为示例，处理气体的入口和出口可以任意设置，在此不做任何限定。本发明实施例的等离子体氧化装置可以是PECVD系统，优选地为管式PECVD系统或板式PECVD系统。
在本发明实施例中，该处理气体可以包括氧化气体和非氧化气体，其中氧化气体可以包括氧气(O2)、笑气(N2O)、二氧化碳(CO2)、水汽(H2O)中的至少一个；所述非氧化气体可以包括稀有气体、氮气(N2)中的至少一个，其中稀有气体可以包括氩气(Ar)。
图3中示出了位于本发明实施例的处理腔室内的基板和基板载具的示意图，在图3中，基板22由基板载具23所承载，基板载具23例如可以是管式PECVD系统中的石墨舟、也可以是板式PECVD系统中的样品载板。同样地，虽然在图3的示例中，基板22水平方向放置，但事实上，配合适当的基板载具，基板22可以沿任何角度方向放置，在此不作任何限定。相邻两个基板载具23之间电连接有激发源24，控制部25用于控制激发源24生成激发信号，以使得处理腔室内2的处理气体等离子体离化，从而使得处理腔室内21的待处理体22氧化而形成氧化物层。在图3的示例中，激发源24使得相邻两个基板22之间产生交变电场，当向处理腔室21内通入处理气体时，相邻两个基板22之间的交变电场使得相邻两个基板22之间的处理气体等离子体离化，从而可以在相邻两个基板22的相对表面上形成氧化物层。作为一种可选实施方式，上述基板22可以是硅基板，所形成的氧化物层可以包括氧化硅、氮氧化硅或碳氧化硅。
在图3的示例中仅示出了两块基板22，事实上，为了降低制造成本，处理腔室21内通常会放置多个基板，在此情况下，例如可以使奇数层的基板载具之间互相电连接，并且使偶数层的基板载具之间也互相电连接，激发源的两极分别与奇数层的基板载具和偶数层的基板载具电连接，从而可以在奇数层的基板与偶数层的基板之间产生交变电场，以对多个基板同时进行氧化处理。
在本发明实施例的间歇等离子氧化方法中，控制部25激发源24发出激发信号如图4所示，激发信号包括交替进行的开启状态(On-time)和关闭状态(Off-time)，在开启状态期间输出脉冲或正弦信号，在关闭状态期间无功率输出。在开启状态期间，激发源24输出的脉冲或正弦信号使得处理气体等离子体离化；在关闭状态期间，激发源24停止功率输出，等离子体处于暗态，该开启状态和该关闭状态的持续时间大于脉冲或正弦信号周期。
在本发明实施例的间歇等离子氧化方法中，开启状态持续时间和关闭状态持续时间相对于脉冲或正弦信号的周期足够长，保证在开启状态期间有足够多的交变周期，以形成稳定的等离子体；同时关闭状态期间也足够长，使所形成的等离子体彻底熄灭，保证在此期间没有等离子体。在本发明实施例的等离子氧化方法中，开启状态持续时间为1-50秒，优选为10-20秒；关闭状态持续时间为1-50秒，优选为10-20秒。
若在管式PECVD系统中实施本发明实施例的间歇等离子体氧化方法，激发信号中的脉冲或正弦信号优选为中低频(MLF)，其频率范围可以为40-400kHz；若在板式PECVD系统中实施本发明实施例的间歇等离子体氧化方法，激发信号中的脉冲或正弦信号可以为射频(RF)或超高频(VHF)，其频率范围可以为10-65MHz。
在本发明实施例的间歇等离子氧化方法中，基板22的温度可以在较宽范围内可调，例如可以将基板22加热至200-500℃，优选地为350-450℃。因此，本发明实施例的间歇等离子氧化方法的基板温度显著低于热氧化法所需的600-650℃，可以使用石墨舟进行，从而可以与后续的制备多晶硅的工艺步骤在同一处理腔室内进行，且无需出舟和换舟，实现了制备氧化物层的工艺步骤与制备多晶硅的工艺步骤的无缝对接，简化了工艺流程，提高了产能，降低了生产成本。
在形成氧化物层的过程中，需要根据所要形成的氧化物层的厚度来确定本发明实施例的间歇等离子氧化方法中开启状态和关闭状态的循环次数，例如循环次数可以是2-100次。对于形成TOPCon太阳电池中的隧穿钝化层的情况，实验证实优选循环次数在5-20次。
在下文中，通过若干具体实施例和对比例来详细说明根据本发明实施例的间歇等离子体氧化方法相对于现有技术中的氧化方法的有益效果。
对比例1：采用166mm的n型硅片，与现有技术中连续PECVD法制备的氧化硅层的方法相同，形成连续稳定的等离子体以氧化硅片表面，所得到的样品的PL图边缘有明显的黑边，如图5A所示，表明氧化硅的均匀性有待改善。
实施例1：同样采用166mm的n型硅片，通过本发明实施例的间歇等离子体氧化方法，即采用交替进行的开启状态和关闭状态的激发信号使得处理气体等离子体离化以氧化n型硅片表面，所得到的样品的PL图明显较图5A中的样品均匀，如图5B所示。
本发明的发明人经研究后发现，等离子体开启的初始阶段电场分布比较均匀，而随着时间推移，等离子体中电荷的分布发生变化影响电场的分布，特别是被限制在等离子体中的带负电荷的离子的聚集形成大颗粒，致使所生产的氧化硅薄膜不均匀。本发明实施例的间歇等离子体氧化方法所采用的激发信号包括交替进行的开启状态和关闭状态，从而能够在上述情况发生之前将等离子体关掉，在等待一段时间(Off-time)之后重新开启等离子体，避免电场分布随时间发生变化，这样循环反复，从而能够改善氧化物膜的均匀性。本发明的发明人还发现在开启状态期间输出脉冲或正弦信号，可以防止带负电的大颗粒被限制在等离子体中，对氧化物层产生负面影响，同时避免等离子体中大颗粒粉尘的形成。
现有技术中还存在一种利用脉冲状微波激发等离子体以形成氧化膜的方法，然而由于激发源是微波，该方法必须利用微波波导管将微波接入金属的反应腔室内，这样才能将微波限制在其中，因此该方法不能适用于石英管结构的低成本管式PECVD设备，无法实现大面积大产量、低成本的太阳电池的生产。
现有的PEALD法需要利用有机硅基烷等气体作为前驱体，并使得前驱体吸附到待氧化的基板表面，这样会大大提升器件的生产成本和工艺时间。本发明的发明人在研究中发现，PEALD法在硅基板上制备氧化硅层的过程中，含有原子氧的等离子体不仅氧化被吸附的单原子层硅，同时还氧化吸附层下面的硅基板，对硅基板的氧化是PEALD法制备氧化硅层中不可避免的，在一般的情况下有大约1nm左右的硅基板被氧化，而TOPCon太阳电池所需的超薄氧化硅层也只有1.5-2.0nm，从而会影响隧穿钝化层的钝化质量。因此，本发明实施例的等离子体氧化方法与现有技术中的PEALD法相比，无需前驱体以及前驱体的吸附过程，降低了提升器件的生产成本，并缩短了工艺时间，且制备得到的隧穿钝化层的钝化质量高。此外，本发明的发明人还发现，现有的PEALD法中，硅基烷在硅基板表面的吸附能力随基板温度的上升急剧下降，所以基板加热温度范围较窄，一般在200-300℃左右，无法与PECVD制备掺杂a-Si:H在同一石英管内实现无缝连接。
实施例2：在TOPCon太阳电池中，影响电池效率的主要因素是钝化质量和接触电阻(ρc)，而钝化质量通常用有效少子寿命(τeff)、隐含开路电压(iVoc)和饱和复合电流(J0,s)来表征。表1列出了当处理气体为氧气(O2)和氩气(Ar)混合气体时，采用本发明实施例的间歇等离子体氧化方法，在n型硅基板的双面进行氧化形成氧化物层，然后在氧化物层上形成多晶硅层和电极层，以测试氧化物层的钝化质量特征参数。表1中实施例2A、实施例2B和实施例2C工艺条件的差别是间歇等离子体氧化过程中的氧气(O2)/氩气(Ar)的流量分别是3000sccm/1000sccm、2000sccm/2000sccm和1000sccm/3000sccm，其它工艺条件都相同。表1中对比例2还示出了利用现有的热氧化法在600℃对n型硅基板双面进行热氧化，并同样形成多晶硅层和电极层所测得的钝化质量特征参数。
表1：实施例2中氧化物层对n型晶体硅钝化质量特征参数
从表1中的实验结果来看，本实施例的间歇等离子体氧化方法制备的氧化硅层和现有的热氧化法制备的氧化硅层具有同等的钝化质量。随着氧化过程中O2/Ar比值的降低，氧化质量略有降低，但总体而言在较宽的工艺窗口内，钝化质量都很高，表明本发明实施例的间歇等离子体氧化方法可以在太阳电池的生产过程中稳定应用。
实施例3：表2列出了当处理气体为笑气(N2O)和氮气(N2)混合气体时，采用本发明实施例的间歇等离子体氧化方法对n型硅基板进行氧化的钝化质量特征参数，样品结构与实施例2相同，同样也是在n型硅基板的双面进行氧化形成氧化物层，然后在氧化物层上形成多晶硅层和电极层，以测试氧化物层的钝化质量特征参数。表2中实施例3A、实施例3B和实施例3C样品制备过程中笑气(N2O)和氮气(N2)的流量都是2000sccm/2000sccm，工艺条件的不同之处是实施例3A、实施例3B和实施例3C所对应的等离子体开启时间分别是5秒、10秒和20秒，其它工艺条件都相同。表2中对比例3还示出了利用现有的热氧化法在600℃对n型硅基板进行热氧化，同样的样品结构所测得的钝化质量特征参数。
从表2中的实验结果来看，本实施例的间歇等离子体氧化方法制备的氧化硅层和现有的热氧化法制备的氧化硅层具有同等的钝化质量。需要注意的是，笑气不与硅烷反应，从而可以在同一石英管内与磷掺杂a-Si:H的沉积先后完成，能够有效提高设备的产能、降低生产成本。由于本实施例的氧化过程中等离子体中既有原子氧也有原子氮，所以制备的氧化物层中含有一定的氮原子，所以也可以认为是氮氧化硅(SiOxNy)。
表2：实施例3中氧化物层对n型晶体硅钝化质量特征参数
| 工艺条件 | τeff(ms) | iVoc(mV) | J0,s(fA/cm2) |
| 对比例3 | 2.153 | 746 | 2.50 |
| 实施例3A | 1.857 | 739 | 3.26 |
| 实施例3B | 1.758 | 741 | 3.83 |
| 实施例3C | 1.456 | 737 | 3.45 |
实施例4：表3列出了当处理气体为笑气(N2O)时，采用本发明实施例的间歇等离子体氧化方法对p型晶体硅基板进行氧化的钝化质量特征参数，样品结构与实施例2、3相同，但所用的多晶硅层是硼(B)掺杂的p型多晶硅(p-poly-Si)。表3中实施例4A、实施例4B和实施例4C工艺条件的差别是对应的等离子体开启时间分别为5秒、10秒和20秒，其它工艺条件都相同。表3中对比例4还列出了利用现有的热氧化法在对p型晶体硅基板进行氧化的钝化质量特征参数。
p型晶体硅基板占硅片市场的大部分份额，而且p型晶体硅基板价格便宜，制备p-TOPCon太阳电池的成本更低。从表3中的实验结果来看，本实施例的间歇等离子体氧化方法制备的氧化硅层和现有的热氧化法制备的氧化硅层在钝化p型晶体硅方面也具有同等的钝化质量。
表3：实施例4中氧化物层对p型晶体硅的钝化质量特征参数
| 工艺条件 | τeff(μs) | iVoc(mV) | J0,s(fA/cm2) |
| 对比例4 | 150 | 675 | 18.5 |
| 实施例4A | 137 | 668 | 20.6 |
| 实施例4B | 165 | 685 | 16.8 |
| 实施例4C | 155 | 677 | 17.5 |
实施例5：与上文中实施例1-4制备的样品不同，本实施例中实施例5A、实施例5B、实施例5C以及对比例5所制备的样品为n型TOPCon太阳电池。如上文中所述，对于TOPCon太阳电池而言，其性能在很大程度上取决于背面的钝化质量。表征TOPCon太阳电池特性的参数包括开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、填充因子(FF)和光电转换效率(Eff)。表4中实施例5A、实施例5B和实施例5C工艺条件的差别是对应的氧化过程中所对应的氧气(O2)/氩气(Ar)的流量分别是3000sccm/1000sccm、2000sccm/2000sccm，和1000sccm/3000sccm，其它工艺条件都相同。表4中的对比例5是利用热氧在600℃进行氧化制备的氧化硅层所对应的n-TOPCon太阳电池的性能参数。从表4中的实验结果可以看出，本实施例的间歇等离子体氧化方法制备的氧化硅层和现有的热氧化法制备的氧化硅层在电池性能上表现出同等效果，都能制备出良好的TOPCon太阳电池。
表4：实施例5制备的n-TOPCon太阳电池的特征参数。
| 工艺条件 | Voc(mV) | Jsc(mA/cm2) | FF(％) | Eff(％) |
| 对比例5 | 708 | 41.1 | 82.3 | 23.9 |
| 实施例5A | 705 | 40.9 | 83.1 | 24.0 |
| 实施例5B | 706 | 40.8 | 82.0 | 23.6 |
| 实施例5C | 707 | 40.6 | 81.8 | 23.5 |
通过上述实施例2-5可知，本发明实施例的间歇等离子体氧化方法制备的氧化硅层与现有技术的热氧化法制备的氧化硅层具有同等的钝化质量，但是现有技术的热氧化法需要将基板加热至600-650℃的温度，在此温度下不能使用石墨舟而需要使用石英舟，因此还需要出舟和换舟的步骤，而本发明实施例的间歇等离子氧化方法仅需要将基板加热至200-500℃，优选地为350-450℃，就可以获得与热氧化法同等的钝化质量，能够与后续的制备多晶硅的工艺步骤在同一处理腔室内进行，无需出舟和换舟，实现了制备氧化物层的工艺步骤与制备多晶硅的工艺步骤的无缝对接，简化了工艺流程，提高了产能，降低了生产成本。
本发明实施例还提供了一种TOPCon太阳电池的制备方法，该TOPCon太阳电池可以是n型TOPCon太阳电池，也可以是p型TOPCon太阳电池。
仍然参考图1，本发明实施例的TOPCon太阳电池的制备方法可以包括：
S1：在基板11的表面形成氧化物层15。
基板11例如是硅基板，该硅基板可以是n型硅基板，也可以是p型硅基板。形成氧化物层15的方式可以采用上文中所述的本发明实施例的间歇等离子体氧化方法。
S2：在氧化物层15上形成掺杂多晶硅层16。
可以采用PECVD法制备掺杂多晶硅层16，该PECVD法首先在氧化物层15上沉积掺杂a-Si:H，然后经过热退火形成具有良好钝化性能的掺杂多晶硅层16。
作为本发明实施例的一种可选实施方式，上述步骤S1和S2可以在PECVD系统的同一处理腔室内进行。如上文所述，上述步骤S1在氧化过程中仅需要将基板22加热至200-500℃，优选地为350-450℃，从而上述步骤S1可以使用石墨舟进行，而后续的步骤S2同样采用石墨舟作为基板载具，因此上述步骤S1和S2可以在同一处理腔室内进行，无需出舟和换舟，实现了制备氧化物层的工艺步骤与制备多晶硅的工艺步骤的无缝对接，简化了工艺流程，提高了产能，降低了生产成本。
上述步骤S1的具体细节可以对应参阅图2至图5B所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本发明实施例的等离子体氧化装置的控制部可以由处理器和存储器来实现。其中，处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在本发明实施例中，处理器通过执行存储器中存储的计算机指令，控制等离子体氧化装置的激发源生成激发信号，以使得等离子体氧化装置的处理腔室内的处理气体等离子体离化，从而使得处理腔室内的待处理体氧化而形成氧化物层，该激发信号包括交替进行的开启状态和关闭状态，所述开启状态期间输出脉冲或正弦信号，所述关闭状态期间无功率输出，所述开启状态和所述关闭状态的持续时间大于脉冲或正弦信号周期。
上述处理器通过执行存储器中存储的计算机指令，以控制等离子体氧化装置的激发源生成激发信号，完成图2至图5B所示的等离子体氧化方法实施例中的各个方法步骤，其具体细节可以对应参阅上文中间歇等离子体氧化方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (9)
1.一种TOPCon太阳电池的制备方法，其特征在于，包括：
通过激发信号使得等离子体处理腔室内的处理气体等离子体离化，从而使得所述处理腔室内的待处理体氧化而形成氧化物层；所述待处理体为硅基板，所述氧化物层包括氧化硅、氮氧化硅或碳氧化硅，所述待处理体被加热至200-500℃，其中
所述激发信号包括交替进行的开启状态和关闭状态，所述开启状态期间输出脉冲或正弦信号，所述关闭状态期间无功率输出，所述开启状态和所述关闭状态的持续时间大于脉冲或正弦信号周期；所述开启状态持续时间为10-20秒，所述关闭状态持续时间为10-20秒，保证在开启状态期间有足够多的交变周期，以形成稳定的等离子体，同时保证在关闭状态期间没有等离子体；
在所述氧化物层上形成掺杂多晶硅层；
所述形成氧化物层的步骤和所述形成掺杂多晶硅层的步骤在PECVD系统的同一处理腔室内进行，且无需更换基板载具。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理气体包括氧化气体，所述氧化气体包括氧气(O2)、笑气(N2O)、二氧化碳(CO2)、水汽中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述处理气体还包括非氧化气体，所述非氧化气体包括稀有气体、氮气(N2)中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述稀有气体包括氩气(Ar)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PECVD系统为管式PECVD系统，所述脉冲或正弦信号频率范围为40-400kHz；或者
所述PECVD系统为板式PECVD系统，所述脉冲或正弦信号频率范围为10-65MHz。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述待处理体被加热至350-450℃。
7.一种PECVD系统，其特征在于，包括：
处理腔室，用于容纳待处理体；
激发源，用于生成激发信号，以使得所述处理腔室内的处理气体等离子体离化，从而使得所述处理腔室内的所述待处理体氧化而形成氧化物层；所述待处理体为硅基板，所述氧化物层包括氧化硅、氮氧化硅或碳氧化硅，所述待处理体被加热至200-500℃；
控制部，用于控制所述激发源生成所述激发信号，所述激发信号包括交替进行的开启状态和关闭状态，所述开启状态期间输出脉冲或正弦信号，所述关闭状态期间无功率输出，所述开启状态和所述关闭状态的持续时间大于脉冲或正弦信号周期，以形成所述氧化物层；所述控制部还用于控制在所述氧化物层上形成掺杂多晶硅层；所述开启状态持续时间为10-20秒，所述关闭状态持续时间为10-20秒，保证在开启状态期间有足够多的交变周期，以形成稳定的等离子体，同时保证在关闭状态期间没有等离子体；
所述形成氧化物层的步骤和所述形成掺杂多晶硅层的步骤在所述PECVD系统的同一处理腔室内进行，且无需更换基板载具。
8.根据权利要求7所述的PECVD系统，其特征在于，所述PECVD系统为管式PECVD系统或板式PECVD系统。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令在执行时，控制PECVD系统执行权利要求1-6中任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Jingbo Inventor after: Wang Yuming Inventor after: Yan Baojie Inventor after: Sun Ye Inventor after: Ye Jichun Inventor after: Zhou Yulong Inventor after: Zeng Yuheng Inventor after: Zhang Wenbo Inventor after: Zhang Qingshan Inventor before: Liu Jingbo Inventor before: Sun Ye Inventor before: Ye Jichun Inventor before: Zhou Yulong Inventor before: Zeng Yuheng Inventor before: Zhang Wenbo Inventor before: Yan Baojie Inventor before: Wang Yuming Inventor before: Zhang Qingshan |