CN116666501B - 一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法及应用。本申请通过在氧化铝钝化膜的沉积过程中，创造性的在每组铝前驱体、氧前驱体以及吹扫气的通入后主动增加一个无干扰的中间处理步骤，能够有效提升氧化铝钝化膜沉积均匀性，减少了在氧化铝薄膜引入缺陷以及杂质的可能性，有效提高了薄膜的沉积质量和稳定性，从而能够有效满足太阳能电池领域对于氧化铝钝化膜的需求，提升产品质量。

Description

一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法及应用
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法及应用。
背景技术
在太阳能电池中，氧化铝钝化膜是一种具有绝缘性质的薄膜层，它形成在太阳能电池的P型硅基底上。氧化铝钝化膜的厚度通常在数纳米到几十纳米之间，它能够有效地隔离电池中的电子和离子，防止不受控制的扩散和反应。它具有良好的绝缘性能和化学稳定性，能够抵抗腐蚀和氧化，从而延长太阳能电池的寿命。除了作为电池内部的屏障，氧化铝钝化膜还具有反射光线并增加光的吸收的功能。太阳能电池依赖于光能转化为电能，而不均匀的钝化膜可能会影响光的吸收和转化效率。因此，稳定和均匀的氧化铝钝化膜对于太阳能电池的性能至关重要。
现有技术中用于在硅基底上形成氧化铝钝化膜的方法有很多，最常用的例如热氧化法、电化学氧化法、物理气相沉积法以及化学气相沉积法。但这些方法均存在一些不足之处，因而限制了其进一步应用。例如采用热氧化法或物理气相沉积法，制备得到的氧化铝钝化膜的厚度可能会有不均匀性以及增加表面粗糙度的问题，这可能导致太阳能电池中不同区域的性能差异，同时对后续光吸收和电子传输产生不利影响，导致光电转换效率下降，从而影响其整体效率。此外，采用氧化法制备氧化铝钝化膜，可能需要较长的制备时间，因而对生产效率和产量产生影响。
原子层沉积（Atomic Layer Deposition，简称ALD）是一种广泛应用的表面化学反应技术。它的核心思想是按照预定的顺序和方式将原子层沉积在基底表面，以形成具有精确厚度和组成的薄膜。作为一种高度可控的技术，ALD在微电子芯片制造和太阳能电池等领域发挥着重要作用。
首先，ALD具有高度的可控性。通过调整前驱体的浓度、温度和反应时间等参数，可以精确控制薄膜的厚度、组成和结构。这种可控性使得ALD能够制备高质量、均匀且致密的薄膜，满足材料表面性能的要求。
其次，ALD具有良好的均匀性。由于ALD是一种自组装薄膜技术，每个反应周期中只有少量的原子层会沉积在基底表面，确保了薄膜的均匀性。同时，ALD过程中的前驱体吸附、反应和产物排出等各个步骤可以交替重复，进一步提高薄膜的均匀性。
最后，ALD具有良好的控制能力和选择性。在极短的时间内进行化学反应，实现前驱体在基底表面的选择性吸附和反应。这种选择性使得ALD能够制备具有复杂结构和复合组分的薄膜，满足不同应用领域的需求。
基于原子层沉积具有的上述优势，在太阳能电池领域，ALD已经成为不可或缺的关键技术。太阳能电池的光吸收层用于吸收太阳光并产生光生电荷，ALD技术可制备具有精确厚度和组成的光吸收层，以提高太阳能电池的光吸收效率和电荷转移效率。太阳能电池还需要保护层来防止环境中的湿气和氧气对电池的腐蚀，ALD技术可制备具有良好化学稳定性的保护层，以提高太阳能电池的长期稳定性和耐久性。此外，ALD技术还可制备具有优异导电性能和透明性的透明导电薄膜，以提高太阳能电池的光电转换效率。
然而在ALD技术的应用过程中，仍然存在一些问题。例如在氧化铝薄膜的沉积过程中，在向沉积室中通入前驱体后，若前驱体与硅片表面未及时吸附或者未完全反应，则会导致在硅片的表面形成缺陷。此外，若前驱体在硅片表面反应后形成的副产物吸附在硅片的表面，则会阻碍钝化膜的形成。以上缺陷经过几十次的循环叠加之后则会大幅放大，在宏观上表现出沉积的氧化铝膜不均匀的现象，最终这一问题可能导致前驱体的浪费和氧化铝薄膜质量的不稳定。
例如公开号为CN112838143A 的专利公开了一种PERC电池中氧化铝膜的沉积方法，所述沉积方法对氧化铝膜沉积的沉积方法进行改进，使氧化退火后的电池片放入ALD管式炉，真空条件下交替通入三甲基铝与H2O进行沉积；所述交替通入的次数为20-32次。从而使获得的氧化铝膜的均匀性得到改善，且沉积时间短，且丝网印刷烧结后的EL黑边的比例较低，有利于提高PERC电池的转换效率。
例如公开号为CN114420790A 的专利公开了一种基于ALD工艺制备叠层氧化铝膜层的方法，利用原子层沉积技术(即ALD工艺)，采用O3或H2O分别作为前驱体源，且优先使用O3为前驱源制得了性能优异的叠层氧化铝膜层，与现有技术中的单层氧化铝膜层相比，更大化的降低氧化铝的界面态密度，提升了退火后氧化铝的固定负电荷密度，进而提高了其化学钝化及场钝化的作用，使其能够满足一些高效硅材料太阳能电池的钝化要求，将其应用于太阳能电池结构中后，可以有效的提升电池转换效率。
综上所述，原子层沉积（ALD）作为一种表面化学反应技术，具有精确控制薄膜的厚度、组成和结构的优点，并在微电子芯片制造和太阳能电池等领域得到广泛应用。然而，ALD在应用过程中仍存在一些问题，例如氮气吹扫速度过快导致薄膜不均匀等。因此，需要进一步研究和改进ALD技术，以提高薄膜质量和稳定性，满足太阳能电池领域对于氧化铝钝化膜的需求。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中以原子层沉积技术制备太阳能电池的氧化铝钝化膜的过程中容易出现厚度不均匀的现象，从而导致太阳能电池的性能和稳定性出现下降的缺陷，因此提供了一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法以克服上述缺陷。
第一方面，本发明首先提供了一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法，包括以下步骤：
步骤（S.1）：将基底放置于原子层沉积室中，并对原子层沉积室进行抽真空以及升温处理；
步骤（S.2）：将基底暴露于含有水蒸气的环境中，从而对基底进行预处理；
步骤（S.3）：将三甲基铝通入原子层沉积室内部，并且在三甲基铝通入结束后进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.4）：将吹扫气通入原子层沉积室内部进行第一清洗步骤，从而去除未反应的三甲基铝，所述第一清洗步骤中，所述吹扫气的温度低于等于基底的温度；
步骤（S.5）：将原子层沉积室经过第一清洗步骤后，进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.6）：将水蒸气通入原子层沉积室内部，并且在水蒸气通入结束后进行无干扰的中间处理步骤，从而在基底表面形成氧化铝层；
步骤（S.7）：将吹扫气通入原子层沉积室内部进行第二清洗步骤，从而去除未反应的水蒸气以及反应过程中生成的副产物，所述第二清洗步骤中，所述吹扫气的温度高于等于基底的温度；
步骤（S.8）：将原子层沉积室经过第二清洗步骤后，进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.9）：将步骤（S.3）-步骤（S.8）进行循环重复，从而在基底表面形成均匀的氧化铝钝化膜。
现有技术中（如背景技术中所举例的两篇公开专利文本）通过原子层沉积方法制备氧化铝钝化膜的一个典型周期通常包括如下步骤：通三甲基铝（TMA）→惰性气体吹扫→通水（H2O）→惰性气体吹扫。从上述现有公开技术中可知，现有技术中在通过原子层沉积方法制备氧化铝钝化膜的周期内，各个步骤之间往往都是无缝衔接的，在完成一个步骤之后便立即进行下一个步骤。
然而，申请人在日常生产中意外发现，采用现有技术中的原子层沉积方法，在某些情况下其仍然会出现沉积均匀性不高，从而造成良品率降低的问题。针对该问题申请人进行了深入且细致的探究，申请人发现，出现该问题的一般原因包括以下几点：（1）原子层沉积过程中向原子层沉积室中通入三甲基铝（TMA）以及水（H2O）后吹扫气吹扫速度过快，导致有一部分前驱体气体还未完全沉积在基底表面即被吹扫气吹散，因而在未沉积的部位便形成了缺陷；（2）三甲基铝（TMA）、水（H2O）以及两者反应后生成的产物与基底的结合力较强，在扫气吹吹扫后无法一次性吹扫干净，导致未被吹扫干净的区域产生厚度增大或减少的缺陷。基于上述原因，导致在多个重复的原子层沉积周期过程中这些缺陷会被不断放大，从而出现氧化铝膜沉积不均匀的现象，即氧化铝膜的各个位置的沉积厚度出现偏差。
针对上述原因，本发明申请人意外发现，当每次向原子层沉积室中通入前驱体气体以及吹扫气之后增加一个无干扰的中间处理步骤，能够有效提升最终得到的氧化铝钝化膜的沉积均匀性。
本申请中的各个所述的无干扰的中间处理步骤其具体作用以及原理各不相同，各个步骤的作用分别如下所述：
本申请步骤（S.3）以及（S.6）过程中三甲基铝（TMA）以及水（H2O）通入结束后进行无干扰的中间处理步骤，其原因在于，在通入三甲基铝以及水后，有效增加了三甲基铝以及水体的扩散以及吸附时间，从而有效提升了两种前驱体气体在基底表面的沉积以及反应效率，从而避免了因为前驱体气体未被基底吸附沉积前便已经被吹扫气所吹散带走的情形，因此使得得到的每一层氧化铝薄膜均能够实现单层饱和吸附的目的。
同时前驱体后通源结束后，由于多余的前驱体气体以及前驱体之间反应后产生的副产物在基底表面有可能在氧化铝薄膜的表面进行吸附，因而在通源结束后需要进行解吸附的步骤，通常而言这些多余的前驱体气体以及副产物在氧化铝薄膜的表面吸附能力较弱，但仍然需要一定的解吸附时间，因此在三甲基铝以及通入结束后进行无干扰的中间处理步骤还能够减少多余的前驱体气体以及反应后产生的副产物在氧化铝薄膜的表面的吸附，从而提升了后续吹扫气对于这些多余的前驱体气体以及前驱体之间反应后产生的副产物的吹扫效率，并减少了在氧化铝薄膜引入缺陷以及杂质的可能性。
本申请步骤（S.5）以及步骤（S.8）中在第一清洗步骤以及第二清洗步骤结束后进行无干扰的中间处理步骤，其原因在于：（1）由于在通入前驱体气体以及吹扫气体之后，基底的表面温度会发生波动，从而影响氧化铝薄膜的沉积；（2）同时在吹扫气吹扫之后，整个原子层沉积室内部的气压无法短时回复至所需要的气压环境下，从而对下一层氧化铝薄膜的沉积产生一定的影响；（3）此外，由于吹扫气体在吹扫后，仍然有可能在原子层沉积室内部内部残留一定的吹扫气，这部分吹扫气极有可能混入到前驱体气体中，从而影响氧化铝膜的沉积均匀性。基于上述三点原因，本申请在第一清洗步骤以及第二清洗步骤结束后进行无干扰的中间处理步骤能够使得整个腔体相对恢复至所需的适宜温度状态以及底压状态，然后再通入前驱体，不至于因腔体内的吹扫气未除净，而导致吹扫气混入前驱体中，影响成膜的均匀性的问题。
作为优选，所述步骤（S.1）结束后，所述原子层沉积室内的气压为0.05-0.5Torr，温度为200-350℃。
作为优选，所述步骤（S.3）中铝前驱体在通入过程中用于输送铝前驱体的管道压力维持在20-70Torr，通入时间为3-7s。
作为优选，所述步骤（S.6）中氧前驱体的在通入过程中用于输送氧前驱体的管道压力维持在20-70Torr，通入时间为3-7s。
作为优选，所述步骤（S.4）以及步骤（S.7）中吹扫气的吹扫流量为10-30L/min，吹扫时间为3-15s。
作为优选，所述步骤（S.4）中吹扫气的温度低于基底温度的0-10℃。
作为优选，所述步骤（S.7）中吹扫气的温度高于基底温度的10-25℃。
本申请的申请人在日常生产中意外发现，吹扫气的温度对于氧化铝薄膜的沉积具有显著的影响。当吹扫气温度过低时，大通量以及长时间的对基底进行吹扫，会导致基底温度的迅速下降，从而导致在后续薄膜沉积的过程中的无法为反应提供足够的能量，导致成膜效果下降。同时若吹扫气的温度过高，则会导致沉积的薄膜脱离基底的吸附，进而影响了薄膜沉积的均匀性。
本申请将步骤（S.4）中的吹扫气的温度设定为低于基底温度的0-10℃区间范围内，其能够确保在对未反应的三甲基铝起到良好的吹扫作用外，还能够防止吸附于基底最顶部未形成氧化铝薄膜的铝前驱体被吹扫剥离，从而产生缺陷。经过实际的测试后发现，当步骤（S.4）中吹扫气的温度低于基底温度以下10℃时，未反应的三甲基铝可能会存在一定的残留，进而使得在后续的沉积过程中位于该处的氧化铝薄膜出现厚度增加的问题。而当吹扫气的温度高于基底温度时，则会导致吸附于基底最顶部的铝前驱体被吹扫剥离，进而使得在后续的沉积过程中位于该处的氧化铝薄膜出现厚度减小的问题。
而本申请步骤（S.7）中吹扫气的温度设定为高于基底温度的10-25℃区间范围内，其能够确保对未反应的水以及反应后形成的副产物（例如甲烷）起到彻底的吹扫作用，同时防止最顶端的羟基结构之间的相互缩合。经过实际的测试后发现，当步骤（S.7）中吹扫气的温度低于基底温度以上10℃时，未反应的水由于与基底最顶部的羟基之间由于氢键的作用，从而导致仍然可能会存在一定的残留，进而影响后续的沉积过程。而当吹扫气的温度高于基底温度以上25℃时，则会导致吸附于羟基结构之间的相互缩合，从而减少了与三甲基铝的结合位点，进而使得在后续的沉积过程中位于该处的氧化铝薄膜出现厚度减小的问题。
作为优选，所述步骤（S.5）-（S.8）中所述的无干扰的中间处理步骤的维持时间为1-3s。
作为优选，所述步骤（S.9）中步骤（S.3）-步骤（S.8）循环重复次数为15-40次。
因此，本申请具有以下有益效果：
（1）本申请通过在氧化铝钝化膜的沉积过程中，创造性的在每组铝前驱体、氧前驱体以及吹扫气的通入后主动增加一个无干扰的中间处理步骤，能够有效提升氧化铝钝化膜沉积均匀性，减少了在氧化铝薄膜引入缺陷以及杂质的可能性，有效提高了薄膜的沉积质量和稳定性；
（2）本申请还针对使用吹扫气对原子层沉积室内部的清洗步骤进行了改进，通过限定了第一清洗步骤以及第二清洗步骤的吹扫气的温度参数，进一步提升了氧化铝钝化膜的沉积质量；
（3）通过本申请中的方法，能够有效满足太阳能电池领域对于氧化铝钝化膜的需求，提升了产品质量。
附图说明
图1为本发明在制备氧化铝钝化膜过程中的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
下述实施例以及对比例中制备得到的氧化铝钝化膜的沉积均匀性，测试方法以及计算方法如下所示：
氧化铝钝化膜的均匀性测试方法：激光椭偏仪直接测量膜厚，测试位置分别为硅片的四角及中心处。
均匀性计算公式如下：
片内均匀性=[(片内膜厚最大值-最小值)/(2*片内膜厚平均值)]*100%；
批内均匀性=[(每批硅片膜厚平均值最大值-最小值)/(2*批内膜厚平均值)]*100%。
实施例1
一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法，其具体流程如图1所示，其包括以下步骤：
步骤（S.1）：将硅基底放置于原子层沉积室中，并对原子层沉积室进行抽真空至气压为0.05Torr,同时升温至250℃；
步骤（S.2）：向原子层沉积室中通入水蒸气，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在50Torr，通入时间为4s，从而将硅基底暴露于含有水蒸气的环境中，水蒸气通入结束后立即用N2吹扫，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而完成对基底的预水处理工序；
步骤（S.3）：将三甲基铝（TMA）通入原子层沉积室内部, 通入过程中用于输送三甲基铝的管道压力维持在40Torr，通入时间为5s，并且在铝前驱体通入结束后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.4）：将N2通入原子层沉积室内部进行第一清洗步骤，N2温度为250℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的铝前驱体；
步骤（S.5）：将原子层沉积室经过第一清洗步骤后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.6）：将水蒸气通入原子层沉积室内部，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在50Torr，通入时间为5s，并且在水蒸气通入结束后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤，从而在基底表面形成氧化铝层；
步骤（S.7）：将N2通入原子层沉积室内部进行第二清洗步骤，N2温度为270℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的氧前驱体以及反应过程中生成的副产物；
步骤（S.8）：将原子层沉积室经过第二清洗步骤后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.9）：将步骤（S.3）-步骤（S.8）进行循环重复40次，从而在基底表面形成均匀的氧化铝钝化膜。
实施例1中的氧化铝钝化膜的均匀性测试结果如下表1所示。
表1
。
实施例2
一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法，包括以下步骤：
步骤（S.1）：将硅基底放置于原子层沉积室中，并对原子层沉积室进行抽真空至气压为0.1Torr,同时升温至300℃；
步骤（S.2）：向原子层沉积室中通入水蒸气，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在20Torr，通入时间为7s，从而将硅基底暴露于含有水蒸气的环境中，水蒸气通入结束后立即用N2吹扫，N2吹扫流量为10L/min，吹扫时间为5s，从而完成对基底的预水处理工序；
步骤（S.3）：将三甲基铝（TMA）通入原子层沉积室内部, 通入过程中用于输送三甲基铝的管道压力维持在20Torr，通入时间为75s，并且在铝前驱体通入结束后静置3s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.4）：将N2通入原子层沉积室内部进行第一清洗步骤，N2温度为300℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的铝前驱体；
步骤（S.5）：将原子层沉积室经过第一清洗步骤后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.6）：将水蒸气通入原子层沉积室内部，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在20Torr，通入时间为7s，并且在水蒸气通入结束后静置3s，从而进行无干扰的中间处理步骤，从而在基底表面形成氧化铝层；
步骤（S.7）：将N2通入原子层沉积室内部进行第二清洗步骤，N2温度为310℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的氧前驱体以及反应过程中生成的副产物；
步骤（S.8）：将原子层沉积室经过第二清洗步骤后静置1s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.9）：将步骤（S.3）-步骤（S.8）进行循环重复40次，从而在基底表面形成均匀的氧化铝钝化膜。
实施例2中的氧化铝钝化膜的均匀性测试结果如下表2所示。
表2
。
实施例3
一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法，包括以下步骤：
步骤（S.1）：将硅基底放置于原子层沉积室中，并对原子层沉积室进行抽真空至气压为0.5Torr,同时升温至200℃；
步骤（S.2）：向原子层沉积室中通入水蒸气，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在70Torr，通入时间为3s，从而将硅基底暴露于含有水蒸气的环境中，水蒸气通入结束后立即用N2吹扫，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而完成对基底的预水处理工序；
步骤（S.3）：将三甲基铝（TMA）通入原子层沉积室内部, 通入过程中用于输送三甲基铝的管道压力维持在70 Torr，通入时间为7s，并且在铝前驱体通入结束后静置3s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.4）：将N2通入原子层沉积室内部进行第一清洗步骤，N2温度为195℃，N2吹扫流量为30L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的铝前驱体；
步骤（S.5）：将原子层沉积室经过第一清洗步骤后静置1s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.6）：将水蒸气通入原子层沉积室内部，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在70Torr，通入时间为5s，并且在水蒸气通入结束后静置3s，从而进行无干扰的中间处理步骤，从而在基底表面形成氧化铝层；
步骤（S.7）：将N2通入原子层沉积室内部进行第二清洗步骤，N2温度为115℃，N2吹扫流量为30L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的氧前驱体以及反应过程中生成的副产物；
步骤（S.8）：将原子层沉积室经过第二清洗步骤后静置1s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.9）：将步骤（S.3）-步骤（S.8）进行循环重复40次，从而在基底表面形成均匀的氧化铝钝化膜。
实施例3中的氧化铝钝化膜的均匀性测试结果如下表3所示。
表3
。
实施例4
一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法，包括以下步骤：
步骤（S.1）：将硅基底放置于原子层沉积室中，并对原子层沉积室进行抽真空至气压为0.05Torr,同时升温至250℃；
步骤（S.2）：向原子层沉积室中通入水蒸气，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在50Torr，通入时间为4s，从而将硅基底暴露于含有水蒸气的环境中，水蒸气通入结束后立即用N2吹扫，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而完成对基底的预水处理工序；
步骤（S.3）：将三甲基铝（TMA）通入原子层沉积室内部, 通入过程中用于输送三甲基铝的管道压力维持在40Torr，通入时间为5s，并且在铝前驱体通入结束后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.4）：将N2通入原子层沉积室内部进行第一清洗步骤，N2温度为240℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的铝前驱体；
步骤（S.5）：将原子层沉积室经过第一清洗步骤后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.6）：将水蒸气通入原子层沉积室内部，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在50Torr，通入时间为5s，并且在水蒸气通入结束后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤，从而在基底表面形成氧化铝层；
步骤（S.7）：将N2通入原子层沉积室内部进行第二清洗步骤，N2温度为270℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的氧前驱体以及反应过程中生成的副产物；
步骤（S.8）：将原子层沉积室经过第二清洗步骤后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.9）：将步骤（S.3）-步骤（S.8）进行循环重复30次，从而在基底表面形成均匀的氧化铝钝化膜。
实施例4中的氧化铝钝化膜的均匀性测试结果如下表4所示。
表4
。
实施例5
一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法，包括以下步骤：
步骤（S.1）：将硅基底放置于原子层沉积室中，并对原子层沉积室进行抽真空至气压为0.1Torr,同时升温至350℃；
步骤（S.2）：向原子层沉积室中通入水蒸气，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在30Torr，通入时间为4s，从而将硅基底暴露于含有水蒸气的环境中，水蒸气通入结束后立即用N2吹扫，N2吹扫流量为25L/min，吹扫时间为15s，从而完成对基底的预水处理工序；
步骤（S.3）：将三甲基铝（TMA）通入原子层沉积室内部, 通入过程中用于输送三甲基铝的管道压力维持在50Torr，通入时间为4s，并且在铝前驱体通入结束后静置3s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.4）：将N2通入原子层沉积室内部进行第一清洗步骤，N2温度为340℃，N2吹扫流量为15L/min，吹扫时间为3s，从而去除未反应的铝前驱体；
步骤（S.5）：将原子层沉积室经过第一清洗步骤后静置3s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.6）：将水蒸气通入原子层沉积室内部，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在60Torr，通入时间为3s，并且在水蒸气通入结束后静置3s，从而进行无干扰的中间处理步骤，从而在基底表面形成氧化铝层；
步骤（S.7）：将N2通入原子层沉积室内部进行第二清洗步骤，N2温度为375℃，N2吹扫流量为10L/min，吹扫时间为3s，从而去除未反应的氧前驱体以及反应过程中生成的副产物；
步骤（S.8）：将原子层沉积室经过第二清洗步骤后静置3s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.9）：将步骤（S.3）-步骤（S.8）进行循环重复15次，从而在基底表面形成均匀的氧化铝钝化膜。
实施例5中的氧化铝钝化膜的均匀性测试结果如下表5所示。
表5
。
对比例1
一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法，包括以下步骤：
步骤（S.1）：将硅基底放置于原子层沉积室中，并对原子层沉积室进行抽真空至气压为0.05Torr,同时升温至250℃；
步骤（S.2）：向原子层沉积室中通入水蒸气，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在50Torr，通入时间为4s，从而将硅基底暴露于含有水蒸气的环境中，水蒸气通入结束后立即用N2吹扫，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而完成对基底的预水处理工序；
步骤（S.3）：将三甲基铝（TMA）通入原子层沉积室内部, 通入过程中用于输送三甲基铝的管道压力维持在40Torr，通入时间为5s；
步骤（S.4）：将N2通入原子层沉积室内部进行第一清洗步骤，N2温度为250℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的铝前驱体；
步骤（S.5）：将水蒸气通入原子层沉积室内部，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在50Torr，通入时间为5s；
步骤（S.6）：将N2通入原子层沉积室内部进行第二清洗步骤，N2温度为270℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的氧前驱体以及反应过程中生成的副产物；
步骤（S.7）：将步骤（S.3）-步骤（S.8）进行循环重复40次，从而在基底表面形成均匀的氧化铝钝化膜。
对比例1中的氧化铝钝化膜的均匀性测试结果如下表6所示。
表6
。
对比例2
一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法，包括以下步骤：
步骤（S.1）：将硅基底放置于原子层沉积室中，并对原子层沉积室进行抽真空至气压为0.05Torr,同时升温至250℃；
步骤（S.2）：向原子层沉积室中通入水蒸气，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在50Torr，通入时间为4s，从而将硅基底暴露于含有水蒸气的环境中，水蒸气通入结束后立即用N2吹扫，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而完成对基底的预水处理工序；
步骤（S.3）：将三甲基铝（TMA）通入原子层沉积室内部, 通入过程中用于输送三甲基铝的管道压力维持在40Torr，通入时间为5s，并且在铝前驱体通入结束后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.4）：将N2通入原子层沉积室内部进行第一清洗步骤，N2温度为230℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的铝前驱体；
步骤（S.5）：将原子层沉积室经过第一清洗步骤后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.6）：将水蒸气通入原子层沉积室内部，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在50Torr，通入时间为5s，并且在水蒸气通入结束后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤，从而在基底表面形成氧化铝层；
步骤（S.7）：将N2通入原子层沉积室内部进行第二清洗步骤，N2温度为250℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的氧前驱体以及反应过程中生成的副产物；
步骤（S.8）：将原子层沉积室经过第二清洗步骤后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.9）：将步骤（S.3）-步骤（S.8）进行循环重复40次，从而在基底表面形成均匀的氧化铝钝化膜。
对比例2中的氧化铝钝化膜的均匀性测试结果如下表7所示。
表7
。
对比例3
一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法，包括以下步骤：
步骤（S.1）：将硅基底放置于原子层沉积室中，并对原子层沉积室进行抽真空至气压为0.05Torr,同时升温至250℃；
步骤（S.2）：向原子层沉积室中通入水蒸气，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在50Torr，通入时间为4s，从而将硅基底暴露于含有水蒸气的环境中，水蒸气通入结束后立即用N2吹扫，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而完成对基底的预水处理工序；
步骤（S.3）：将三甲基铝（TMA）通入原子层沉积室内部, 通入过程中用于输送三甲基铝的管道压力维持在40Torr，通入时间为5s，并且在铝前驱体通入结束后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.4）：将N2通入原子层沉积室内部进行第一清洗步骤，N2温度为260℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的铝前驱体；
步骤（S.5）：将原子层沉积室经过第一清洗步骤后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.6）：将水蒸气通入原子层沉积室内部，水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在50Torr，通入时间为5s，并且在水蒸气通入结束后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤，从而在基底表面形成氧化铝层；
步骤（S.7）：将N2通入原子层沉积室内部进行第二清洗步骤，N2温度为280℃，N2吹扫流量为20L/min，吹扫时间为10s，从而去除未反应的氧前驱体以及反应过程中生成的副产物；
步骤（S.8）：将原子层沉积室经过第二清洗步骤后静置2s，从而进行无干扰的中间处理步骤；
步骤（S.9）：将步骤（S.3）-步骤（S.8）进行循环重复40次，从而在基底表面形成均匀的氧化铝钝化膜。
对比例3中的氧化铝钝化膜的均匀性测试结果如下表8所示。
表8
。
从上述实施例以及对比例的测试结果中可知，本申请通过在氧化铝钝化膜的沉积过程中，创造性的在每组铝前驱体、氧前驱体以及吹扫气的通入后主动增加一个无干扰的中间处理步骤，相较于对比例1而言，通过本申请中的方法能够有效提升氧化铝钝化膜沉积均匀性，减少了在氧化铝薄膜引入缺陷以及杂质的可能性，有效提高了薄膜的沉积质量和稳定性。
同时从对比例2以及对比例3中可以看出，本申请中的第一清洗步骤以及第二清洗步骤的吹扫气的温度参数对于最终得到的氧化铝薄膜的沉积均匀性也有明显的影响。
因此，综上所述，通过本申请中的方法，能够有效满足太阳能电池领域对于氧化铝钝化膜的需求，提升了产品质量。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种提升氧化铝钝化膜沉积均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤（S.1）：将基底放置于原子层沉积室中，并对原子层沉积室进行抽真空以及升温处理；
步骤（S.2）：将基底暴露于含有水蒸气的环境中，从而对基底进行预处理；
步骤（S.3）：将三甲基铝通入原子层沉积室内部，并且在三甲基铝通入结束后通过静置的方式进行无干扰的中间处理步骤，所述的无干扰的中间处理步骤的维持时间为1-3s；
步骤（S.4）：将吹扫气通入原子层沉积室内部进行第一清洗步骤，从而去除未反应的三甲基铝，所述第一清洗步骤中，所述吹扫气的温度低于基底温度的0-10℃，吹扫气的吹扫流量为10-30L/min，吹扫时间为3-15s；
步骤（S.5）：将原子层沉积室经过第一清洗步骤后，通过静置的方式进行无干扰的中间处理步骤，所述的无干扰的中间处理步骤的维持时间为1-3s；
步骤（S.6）：将水蒸气通入原子层沉积室内部，并且在水蒸气通入结束后通过静置的方式进行无干扰的中间处理步骤，从而在基底表面形成氧化铝层，所述的无干扰的中间处理步骤的维持时间为1-3s；
步骤（S.7）：将吹扫气通入原子层沉积室内部进行第二清洗步骤，从而去除未反应的水蒸气以及反应过程中生成的副产物，所述第二清洗步骤中，所述吹扫气的温度高于基底温度的10-25℃，吹扫气的吹扫流量为10-30L/min，吹扫时间为3-15s；
步骤（S.8）：将原子层沉积室经过第二清洗步骤后，通过静置的方式进行无干扰的中间处理步骤，所述的无干扰的中间处理步骤的维持时间为1-3s；
步骤（S.9）：将步骤（S.3）-步骤（S.8）进行循环重复，从而在基底表面形成均匀的氧化铝钝化膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤（S.1）结束后，所述原子层沉积室内的气压为0.05-0.5Torr，温度为200-350℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤（S.3）中三甲基铝在通入过程中用于输送三甲基铝的管道压力维持在20-70Torr，通入时间为3-7s。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤（S.6）中水蒸气的在通入过程中用于输送水蒸气的管道压力维持在20-70Torr，通入时间为3-7s。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述（S.9）中步骤（S.3）-步骤（S.8）循环重复次数为15-40次。
6.如权利要求1~5中任意一项所述的方法在制备太阳能电池中的应用。
7.一种太阳能电池，其特征在于，包含有如权利要求1~5中任意一项所述的方法制备得到的氧化铝钝化膜。
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