NL1020634C2 - Werkwijze voor het passiveren van een halfgeleider substraat. - Google Patents
Werkwijze voor het passiveren van een halfgeleider substraat. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1020634C2 NL1020634C2 NL1020634A NL1020634A NL1020634C2 NL 1020634 C2 NL1020634 C2 NL 1020634C2 NL 1020634 A NL1020634 A NL 1020634A NL 1020634 A NL1020634 A NL 1020634A NL 1020634 C2 NL1020634 C2 NL 1020634C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- substrate
- plasma
- range
- treatment chamber
- source
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 54
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 22
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 20
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004469 SiHx Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000003678 scratch resistant effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
- C23C16/345—Silicon nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/513—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/958—Passivation layer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
Titel: Werkwijze voor het passiveren van een halfgeleider substraat
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het passiveren van een halfgeleider substraat.
Een dergelijke werkwijze is uit de praktijk bekend, zie de publicatie "A high throughput PECVD reactor for deposition of passivating 5 SiN layers", gepresenterd op het 16e EPVSEC (European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition) in mei 2000 te Glasgow door W.J. Soppe et al. Bij deze werkwijze wordt een SiNx:H laag door middel van een plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) proces gelijktijdig op een relatief groot aantal substraten gedeponeerd. Daarbij worden silaan en 10 ammoniak gebruikt als reactie gassen.
Ten behoeve van het uitvoeren van de werkwijze wordt gebruik gemaakt van een in een behandelingskamer opgestelde plasmabron van Roth&Rau. Deze bron is voorzien van twee parallelle kwarts pijpen met een koperen antenne. Tijdens gebruik worden de te behandelen substraten in 15 die behandelingskamer onder de plasmabron gebracht. Vervolgens wordt door de genoemde bron een plasma opgewekt, waarbij de genoemde procesgassen silaan en ammoniak aan dat plasma worden toegevoerd. Onder invloed van onder andere het plasma en sterke elektromagnetische velden dissociëren de procesgassen in verschillende radicalen die op het 20 substraatoppervlak de groei van de SiNx:H laag bewerkstelligen. De EM velden worden door RF wisselspanningen opgewekt.
De op de substraten gedeponeerde SiNx:H lagen zijn relatief hard en krasvast en bovendien nagenoeg impermeabel voor water. Verder kunnen deze SiNx lagen elk bijvoorbeeld dienen als een anti-reflectie laag, 25 waarbij de laag een ongewenste reflectie van op het substraat invallend licht reduceert. Dergelijke reflectie is bijvoorbeeld ongewenst bij toepassing van het substaat in een zonnecel.
1 0 ?08 3 4 2
Verder zijn de SiNx:H lagen voordelig in verband met herstel van zich in de substraten bevindende kristalfouten. Deze kristalfouten kunnen namelijk althans gedeeltelijk op bekende wijze door middel van waterstof-passivatie met uit de SiNx:H laag afkomstige atomaire waterstof wórden 5 gerepareerd. Daardoor kan een substraat worden verkregen met goede foto-elektrische eigenschappen.
De genoemde waterstof passivatie kan zowel bulk- als oppervlaktepassivatie omvatten, waarbij roosterfouten in de bulk resp. het oppervlak van het substraat worden gerepareerd. Een goede 10 oppervlaktepassivatie wordt doorgaans gerelateerd aan een goede blauw-respons van het substraat. Dat wil zeggen dat daarbij een relatief grote hoeveelheid op het substraat invallend blauw licht, dat doorgaans slechts over een korte afstand in het substraat kan binnendringen,, ladingsdragers in het substraat vrijmaakt. De ladingsdragers kunnen vrije elektronen in de 15 geleidingsband en/of gaten in de valentieband omvatten. Een substraat dat zowel een goede roodrespons als blauwrespons vertoont is bijvoorbeeld zeer geschikt om het basismateriaal van een efficiënte zonnecel te vormen.
Nadeel van de bekende werkwijze is, dat met het daarbij gebruikte remote PECVD proces slechts een relatieve lage groeisnelheid, 1 nm/s, van 20 de SiNx:H laag kan worden bereikt. Verder wordt ten behoeve van het uitvoeren van die werkwijze een inrichting gebruikt die een relatief grote plasmabron omvat welke is voorzien van een relatief lange quartz buis met een koperen antenne, waarbij de buis zich langs de substraat-behandelingskamer uitstrekt. Dit bemoeilijkt reparatie en/of vervanging 25 van die plasmabron. Bovendien is een dergelijke bron niet voordelig wanneer slechts één enkel substraat behandeld dient te worden in verband met een bijkomend hoog energie-, silaan- en ammoniakverbruik. Daarnaast dient de door de genoemde bron gebruikte HF wisselspanning tijdens het groeien telkens te worden bijgesteld om een constante groeisnelheid te 30 verkrijgen. Deze voortdurende bijregeling van de wisselspanning is onder i n 9 Π o a -· c. -j Kt J 4 3 andere te wijten aan een verandering van de bron-impedantie ten gevolge van het groeien van de elektrisch isolerende laag op het substaat.
De onderhavige uitvinding beoogt een werkwijze waarmee de genoemde nadelen worden op geheven. In het bijzonder beoogt de uitvinding 5 een werkwijze waarmee op een eenvoudige manier een SiNx:H laag op een substraat kan worden gedeponeerd.
Hiertoe wordt de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen van conclusie 1.
Op deze manier kan de SiNx:H laag relatief snel op het substraat 10 worden aangebracht. Doordat het substraat in een behandelingskamer wordt geplaatst waarvan de druk relatief laag is, kan de depositie onder relatief schone omstandigheden plaatshebben, zodat daarbij relatief weinig vervuiling is de laag wordt ingebouwd. De genoemde plasma-cascadebron kan het plasma generen bij een relatief hoge, interne werkdruk» De relatief 15 lage druk van de behandelingskamer heeft het verdere voordeel, dat het uit de plasma-cascadebron afkomstige plasma met een relatief hoge snelheid, in het bijzonder nagenoeg supersoon, de op de behandelingskamer opgestelde plasmabron kan verlaten ten behoeve van de behandeling van het substraat. Daardoor kan het plasma goed worden gebundeld en op het substraat 20 worden gericht, hetgeen verder leidt tot de gewenste, relatief hoge groeisnelheid van de genoemde laag. Deze bundelmethode maakt een in-line werkwijze voor het aanbrengen van de SiHx:N laag op het substraat mogelijk. De plasma-cascadebron is bovendien een relatief eenvoudig te onderhouden bron. Deze werkwijze is bijzonder goed geschikt om één enkel 25 substraat te behandelen, omdat de cascadebron een goed op de afmetingen van het substraatoppervlak afgestemde plasmabundel kan genereren.
Procesparameters van het PECVD proces, althans de genoemde behandelingskamerdruk, de debieten silaan en ammoniak, de substraattemperatuur, de dimensies van de behandelingskamer en de 30 afstand tussen de ten minste ene plasmabron en het substraatoppervlak * o £06 34 4 zijn bij voorkeur zodanig, dat een SiNx:H laag op het substraat wordt gedeponeerd met een groeisnelheid die hoger is dan 5 nm/s, in het bijzonder hoger dan 15 nm/s. Hiertoe hebben de procesparameters bij voorkeur de volgende waarden: 5 - het debiet silaan per bron is hoger dan 0,05 sim (standaard liter per minuut) en ligt in het bijzonder in het bereik van 0,05-1,0 sim -het debiet ammoniak per bron is hoger dan circa 0,2 sim en ligt in het bijzonder in het bereik van 0,2-2,5 sim -de afstand tussen een plasma-uitstroomopening van de ten minste 10 ene bron en het substraat ligt in het bereik van 100 mm - 750 mm -de substraattemperatuur ligt in het bereik van 350-450°C.
, De met de volgens de werkwijze volgens de uitvinding verkregen
SiNx'.H laag blijkt tot goede bulk- en oppervlakte passivatie van het substraat te kunnen leiden, zodanig dat een goede blauwrespons wordt 15 waargenomen. Met deze werkwijze is een substraat met een open klemspanning van circa 610 mV verkregen, welk substraat zowel een rood-als blauwrespons geeft.
Nadere uitwerkingen van de uitvinding zijn beschreven in de volgconclusies.
20 De uitvinding zal thans worden verduidelijkt aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en de tekening. Daarin toont: fig. 1 een schematisch doorsnede-aanzicht van een inrichting voor het behandelen van een substraat; en fig. 2 een detail van het in fig. 1 weergegeven doorsnede-aanzicht, 25 waarin de plasma-cascadebron is weergegeven.
De in de figuren 1 en 2 getoonde inrichting is voorzien van een PECVD behandelingskamer 5 waarop een DC (direct current) plasma-cascadebron 3 is aangebracht. De DC plasma-cascadebron 3 is ingericht om met gelijkspanning een plasma te genereren. De inrichting is voorzien van 30 een substraathouder 8 om één substraat 1 tegenover een uitstroomopening 4 5 ö 20634 5 van de plasmabron 3 in de behandelingskamer 5 te houden. De inrichting omvat verder niet weergegeven verwarmingsmiddelen om het substraat 1 tijdens de behandeling te verwarmen.
Zoals in fïg. 2 is weergegeven, is de plasma-cascadebron 3 voorzien 5 van een kathode 10 die zich in een voorkamer 11 bevindt en een anode 12 die zich aan een naar de behandelingskamer 5 toegekeerde zijde van de bron 3 bevindt. De voorkamer 11 mondt via een relatief nauw kanaal 13 en de genoemde plasma-uitstroomopening 4 uit in de behandelingskamer 5. De inrichting is zodanig'gedimensioneerd dat de afstand L tussen het substraat 10 1 en de plasma-uitstroomopening 4 circa 200 mm - 300 mm bedraagt.
Daardoor kan de inrichting relatief compact worden uitgevoerd. Het kanaal , 13 wordt begrensd door onderling elektrisch van elkaar geïsoleerde cascadeplaten 14 en de genoemde anode 12. Tijdens behandeling van een substraat wordt de behandelingskamer 5 op een relatief lage druk 15 gehouden, in het bijzonder lager dan 5000 Pa, en bij voorkeur lager dan 500 Pa. Vanzelfsprekend dienen onder andere de behandelingsdruk en de afmetingen van de behandelingskamer daarbij zodanig te zijn dat het groeiproces nog kan plaatsvinden. In de praktijk blijkt de behandelingsdruk bij een behandelingskamer van het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld 20 hiertoe ten minste circa 0,1 mbar te bedragen. De voor het verkrijgen van de genoemde behandelingsdruk benodigde pompmiddelen zijn niet in de tekening weergegeven. Tussen de kathode 10 en anode 12 van de bron 3 wordt een plasma gegenereerd, bijvoorbeeld door ontsteking van een zich daartussen bevindend edelgas, zoals argon. Wanneer het plasma in de bron 25 3 is gegenereerd, is de druk in de voorkamer 11 hoger dan de druk in de behandelingskamer 5. Deze druk kan bijvoorbeeld in hoofdzaak atmosferisch zijn en liggen in het bereik van 0,5-1,5 bar. Doordat de druk in de behandelingskamer 5 aanzienlijk lager is dan de druk in de voorkamer 6 expandeert een deel van het gegenereerd plasma P zodanig, dat het zich via 30 het relatief nauwe kanaal 7 vanuit de genoemde uitstroomopening 4 tot in '020634 6 de behandelingskamer 5 uitstrekt om contact te maken met het oppervlak van het substraat 1.
De inrichting is voorzien van gastoevoermiddelen 6, 7 om debieten ammoniak resp. silaan aan het plasma P in de anodeplaat 12 van de bron 3 5 reps, in de behandelingskamer 5 toe te voeren. De ammoniak- toevoermiddelen omvatten een ammoniak-injector 6 die is ingericht om ammoniak nabij de in de plasmabron 3 in het plasma P te brengen. De silaan-toevoermiddelen 7 zijn voorzien van een douchekop 7 om silaan stroomafwaarts van de genoemde plasma-uitstroomopening 4 nabij het 10 substraat 1 aan het plasma P toe te voeren. De inrichting is voorzien van niet weergegeven ammoniak- en silaangasbronnen die via gasdebiet-regelmiddelen op de genoemde gastoevoermiddelen 6, 7 zijn aangesloten. In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld worden tijdens gebruik geen reactieve gassen, zoals silaan, ammoniak, waterstof en/of stikstof, in de bron 3 aan 15 het plasma toegevoerd, zodat de bron 3 niet door dergelijke gassen kan worden aangetast.
Ten behoeve van het passiveren van het substraat 1 wordt door de cascadebron 3 op de beschreven wijze een plasma P opgewekt, zodanig dat het plasma P contact maakt met het substraatoppervlak van het substraat 20 1. Debieten silaan en ammoniak worden in een bepaalde verhouding silaan/ammoniak aan het plasma P toegevoerd via de gastoevoermiddelen 6, 7. De procesparameters van het PECVD proces, althans de genoemde behandelingskamerdruk, de substraattemperatuur, de afstand L tussen de plasmabron 3 en het substraat 1, en het silaan- en ammoniakdebiet zijn 25 daarbij zodanig, dat de SiNx:H laag op het substraat 1 wordt gedeponeerd met een voordelige snelheid van meer dan 5 nm/s.
Aangezien de plasma-cascadebron onder gelijkspanning werkt om het plasma op te wekken, kan de SiNx:H laag eenvoudig, in hoofdzaak zonder bijregeling tijdens depositie, met een constante groeisnelheid worden 30 gegroeid. Dit is voordelig ten opzichte van toepassing van een op HF
10 206 3 4 7 werkende plasmabron, aangezien Verder kan met een DC plasma-cascadebron een relatief hoge groeisnelheid worden verkregen.
Voorbeeld 5
Een passiverende SiNx:H laag is met een werkwijze volgens de uitvinding op een substraatoppervlak van een polykristallijn silicium substraat gedeponeerd met een groeisnelheid van circa 20 nm/s. Daarbij zijn de procesparameters op de in tabel 1 weergegeven waarden ingesteld. Na de 10 depositie bleek in de SiNx:H laag ongeveer 15-20 atoom% waterstof te zijn ingebouwd, terwijl de atomaire stik stof/silicium ratio x in de SiNx:H laag in het bereik van 1,0-1,5 lag. Vervolgens werd het substraat onderworpen aan een temperatuurbehandeling, waarbij de SiNx:H laag gedurende een relatief korte verwarmingsperiode op een temperatuur in het bereik van 700-1000 C 15 is gehouden. Het substraat bleek na deze temperatuurbehandeling zowel een goede bulk- als oppervlaktepassivatie te hebben ondergaan en zowel een rood- als een blauwrespons te vertonen. Bovendien had het op deze wijze verkregen substraat een open klemspanning van circa 610 mV. Een dergelijk substraat is bijvoorbeeld zeer geschikt om te worden toegepast in 20 een zonnecel in verband met een aan de klemspanning gerelateerd hoog zonnecel-rendement. Daarbij kan de SiNx:H laag eenvoudig dienen als anti-reflectie-laag.
debiet silaan 0,15 sim debiet ammoniak 0,8 sim substraatbehandelingstemperatuur 400° C afstand L (bron-substraat) 230 mm
Tabel 1. Procesparameters 25 10 2 0 5 3 4 ..8
Het spreekt vanzelf dat diverse wijzigingen mogelijk zijn binnen het raam van de uitvinding zoals is verwoord in dé navolgende conclusies.
Zo kan de dikte van de door het PECVD proces op het substraat gedeponeerde SiNx:H laag bijvoorbeeld in het bereik van 10 - 1000 nm 5 liggen.
Verder kunnen substraten van diverse halfgeleider materialen worden gebruikt om met de werkwijze volgens de uitvinding te passiveren.
Daarnaast kan de werkwijze bijvoorbeeld worden uitgevoerd onder gebruikmaking van meer dan één op de behandelingskamer gemonteerde 10 plasmabron.
Voorts kan het substraat bijvoorbeeld in de behandelingskamer 5 worden geladen vanuit een vacuümomgeving, zoals een aan de behandelingskamer gemonteerde, op vacuüm gebrachte load-lock. In dat geval kan de druk in de behandelingskamer 5 tijdens het laden een 15 gewenste lage waarde behouden. Daarnaast kan het substraat bijvoorbeeld in de behandelingskamer 5 worden gebracht wanneer die kamer 5 zich op atmosferische druk bevindt, waarbij de kamer 5 vervolgens wordt gesloten en door de pompmiddelen tot de gewenste druk wordt afgepompt.
Daarnaast kan door de cascadebron bijvoorbeeld een plasma 20 worden gegenereerd dat uitstuitend argon bevat.
1020694
Claims (16)
1. Werkwijze voor het passiveren van een halfgeleider substraat, waarbij een SiNx:H laag op een oppervlak van het substraat (1) wordt gedeponeerd door middel van een PECVD proces dat de volgende stappen omvat: 5. het substraat (1) wordt in een behandelingskamer (5) die bepaalde interne behandelingskamer-dimensies, zoals ten minste één interne lengte, breedte, hoogte, en/of diameter heeft, geplaatst -de druk in de behandelingskamer wordt op een relatief lage waarde gehouden; 10. het substraat (1) wordt op een bepaalde behandelingstemperatuur gehouden; - een plasma (P) wordt opgewekt door ten minste één op een bepaalde afstand (L) van het substraatoppervlak op de behandelingskamer (5) gemonteerde plasma-cascadebron (3); 15. althans een deel van het door elke bron (3) gegenereerde plasma (P) wordt in contact gebracht met het substraatoppervlak; en - debieten silaan en ammoniak worden aan het genoemde deel van het plasma (P) toegevoerd.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 20 procesparameters van het PECVD proces, althans de genoemde behandelingskamerdruk, de debieten silaan en ammoniak, de substraattemperatuur, de dimensies van de behandelingskamer (5) en de afstand (L) tussen de ten minste ene plasmabron (3) en het substraatoppervlak zodanig zijn, dat een SiNx:H laag op het substraat (1) 25 wordt gedeponeerd met een groeisnelheid die hoger is dan 5 nm/s, in het bijzonder hoger dan 15 nm/s. lÜ 206 34
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het debiet silaan per cascadebron (3) hoger is dan circa 0,05 sim en in het bijzonder ligt in het bereik van 0,05-1,0 sim, meer in het bijzonder in het bereik van 0,lr0,2 sim.
4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het debiet ammoniak per cascadebron (3) hoger is dan circa 0,2 sim en in het bijzonder ligt in het bereik van 0,2-2,5 sim, meer in het bijzonder in het bereik van 0,5-1,0 sim.
5. Werkwijze volgens althans conclusie 2, met het kenmerk, dat de 10 afstand (L) tussen de ten minste ene plasmabron (3) en het substraatoppervlak ligt in het bereik van circa 100 mm - 750 mm, meer in , het bijzonder in het bereik van circa 100 mm - 300 mm.
6. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ammoniak nabij de ten minste ene plasmabron (3) in de 15 behandelingskamer (5) aan het plasma (P) wordt toe gevoerd.
7. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het silaan nabij het substraat (1) in de behandelingskamer (5) aan het plasma (P) wordt toegevoerd.
8. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het 20 kenmerk, dat de genoemde substraattemperatuur ligt in het bereik van 350-450°C, meer in het bijzonder in het bereik van 380-420°C.
9. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de behandelingskamerdruk lager is dan 5000 Pa, in het bijzonder lager dan 500 Pa.
10. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de procesparameters, althans de verhouding silaandebiet/ammoniakdebiet, zodanig zijn, dat ongeveer 15-20 atoom% waterstof in de SiNx:H laag wordt ingebouwd tijdens de depositie van die laag. 10 20634
11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de genoemde verhouding silaandebiet/ammoniakdebiet ligt in het bereik van 0,15-0,25.
12. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het 5 kenmerk, dat de procesparameters zodanig zijn dat de atomaire stikstof/silicium ratio x in de SiNx:H laag in het bereik van 1,0-1,5 ligt.
13 Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat althans de op het substaat (1) gedeponeerde SiNx:H laag een temperatuurbehandeling ondergaat waarbij de laag gedurende een bepaalde 10 verwarmingsperiode op een temperatuur in het bereik van 700-1000 C wordt gehouden.
14. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de dikte van de door het PECVD proces op het substraat (1) gedeponeerde SiNx:H laag ligt in het bereik van 10 - 1000 nm.
15. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, het substraat (1) een polykristallijn silicium substraat is.
16. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een gelijkspanning in elke plasmacascadebron wordt gebruikt om het plasma op te wekken. 20 0 20634
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1020634A NL1020634C2 (nl) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | Werkwijze voor het passiveren van een halfgeleider substraat. |
| KR1020030032409A KR101056300B1 (ko) | 2002-05-21 | 2003-05-21 | 반도체 기질을 부동태화하는 방법 |
| TW092113743A TWI252523B (en) | 2002-05-21 | 2003-05-21 | Method for passivating a semiconductor substrate |
| JP2003143908A JP4441607B2 (ja) | 2002-05-21 | 2003-05-21 | 半導体基板を不動態化する方法 |
| EP03076530A EP1365042A1 (en) | 2002-05-21 | 2003-05-21 | Method for passivating a semiconductor substrate |
| US10/452,929 US6946404B2 (en) | 2002-05-21 | 2003-06-03 | Method for passivating a semiconductor substrate |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1020634A NL1020634C2 (nl) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | Werkwijze voor het passiveren van een halfgeleider substraat. |
| NL1020634 | 2002-05-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1020634C2 true NL1020634C2 (nl) | 2003-11-24 |
Family
ID=29398575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1020634A NL1020634C2 (nl) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | Werkwijze voor het passiveren van een halfgeleider substraat. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6946404B2 (nl) |
| EP (1) | EP1365042A1 (nl) |
| JP (1) | JP4441607B2 (nl) |
| KR (1) | KR101056300B1 (nl) |
| NL (1) | NL1020634C2 (nl) |
| TW (1) | TWI252523B (nl) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100330748A1 (en) | 1999-10-25 | 2010-12-30 | Xi Chu | Method of encapsulating an environmentally sensitive device |
| US20070196682A1 (en) * | 1999-10-25 | 2007-08-23 | Visser Robert J | Three dimensional multilayer barrier and method of making |
| US6866901B2 (en) * | 1999-10-25 | 2005-03-15 | Vitex Systems, Inc. | Method for edge sealing barrier films |
| US20090191342A1 (en) * | 1999-10-25 | 2009-07-30 | Vitex Systems, Inc. | Method for edge sealing barrier films |
| US7198832B2 (en) | 1999-10-25 | 2007-04-03 | Vitex Systems, Inc. | Method for edge sealing barrier films |
| US20090208754A1 (en) * | 2001-09-28 | 2009-08-20 | Vitex Systems, Inc. | Method for edge sealing barrier films |
| US8900366B2 (en) * | 2002-04-15 | 2014-12-02 | Samsung Display Co., Ltd. | Apparatus for depositing a multilayer coating on discrete sheets |
| US8808457B2 (en) | 2002-04-15 | 2014-08-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Apparatus for depositing a multilayer coating on discrete sheets |
| NL1020923C2 (nl) * | 2002-06-21 | 2003-12-23 | Otb Group Bv | Werkwijze alsmede inrichting voor het vervaardigen van een katalysator. |
| US7510913B2 (en) * | 2003-04-11 | 2009-03-31 | Vitex Systems, Inc. | Method of making an encapsulated plasma sensitive device |
| US7648925B2 (en) * | 2003-04-11 | 2010-01-19 | Vitex Systems, Inc. | Multilayer barrier stacks and methods of making multilayer barrier stacks |
| NL1025096C2 (nl) * | 2003-12-21 | 2005-06-23 | Otb Group Bv | Werkwijze alsmede inrichting voor het vervaardigen van een functionele laag bestaande uit ten minste twee componenten. |
| NL1029647C2 (nl) * | 2005-07-29 | 2007-01-30 | Otb Group Bv | Werkwijze voor het passiveren van ten minste een deel van een substraatoppervlak. |
| US7767498B2 (en) | 2005-08-25 | 2010-08-03 | Vitex Systems, Inc. | Encapsulated devices and method of making |
| DE102006043943A1 (de) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Leybold Optics Gmbh | Verfahren zum Aufbringen von Schichten auf Substraten mit gekrümmten Oberflächen |
| USH2207H1 (en) * | 2007-01-05 | 2007-12-04 | Bijker Martin D | Additional post-glass-removal processes for enhanced cell efficiency in the production of solar cells |
| JP5095524B2 (ja) * | 2008-06-26 | 2012-12-12 | 株式会社ユーテック | プラズマｃｖｄ装置及び磁気記録媒体の製造方法 |
| US7915154B2 (en) | 2008-09-03 | 2011-03-29 | Piwczyk Bernhard P | Laser diffusion fabrication of solar cells |
| WO2010064303A1 (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池セルの製造方法 |
| US9337446B2 (en) * | 2008-12-22 | 2016-05-10 | Samsung Display Co., Ltd. | Encapsulated RGB OLEDs having enhanced optical output |
| US9184410B2 (en) | 2008-12-22 | 2015-11-10 | Samsung Display Co., Ltd. | Encapsulated white OLEDs having enhanced optical output |
| US20100167002A1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-01 | Vitex Systems, Inc. | Method for encapsulating environmentally sensitive devices |
| DE102009036982A1 (de) | 2009-08-12 | 2011-02-17 | Q-Cells Se | Verfahren und Vorrichtung zur plasmaunterstützten Gasphasenabscheidung für photovoltaisches Element |
| US8590338B2 (en) | 2009-12-31 | 2013-11-26 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Evaporator with internal restriction |
| US20120235274A1 (en) * | 2011-03-14 | 2012-09-20 | Doyle Brian S | Semiconductor structure having an integrated double-wall capacitor for embedded dynamic random access memory (edram) and method to form the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4664747A (en) * | 1985-03-28 | 1987-05-12 | Anelva Corporation | Surface processing apparatus utilizing local thermal equilibrium plasma and method of using same |
| EP0887437A2 (en) * | 1997-06-26 | 1998-12-30 | General Electric Company | Protective coating by high rate arc plasma deposition |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4223048A (en) | 1978-08-07 | 1980-09-16 | Pacific Western Systems | Plasma enhanced chemical vapor processing of semiconductive wafers |
| JPH02250974A (ja) * | 1989-03-23 | 1990-10-08 | Sony Corp | 光反応装置 |
| EP0569470B1 (en) * | 1991-01-30 | 1999-04-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Process for making a polysilicon thin film transistor |
| JPH0555207A (ja) * | 1991-08-29 | 1993-03-05 | Nikko Kyodo Co Ltd | 半導体装置 |
| JP3211302B2 (ja) * | 1991-11-07 | 2001-09-25 | カシオ計算機株式会社 | 窒化シリコン膜 |
| JPH05190575A (ja) * | 1992-01-13 | 1993-07-30 | Murata Mfg Co Ltd | 化合物半導体ｍｅｓｆｅｔにおけるｌｄｄ構造の形成方法 |
| JPH06204138A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-22 | Canon Inc | 薄膜形成方法および薄膜形成装置および半導体素子 |
| JPH06216121A (ja) * | 1993-01-14 | 1994-08-05 | Nippondenso Co Ltd | 装置保護膜 |
| JPH08227834A (ja) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Sony Corp | 半導体ウェーハ及びその製造方法 |
| JP3220645B2 (ja) * | 1996-09-06 | 2001-10-22 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US5871591A (en) * | 1996-11-01 | 1999-02-16 | Sandia Corporation | Silicon solar cells made by a self-aligned, selective-emitter, plasma-etchback process |
| US6091021A (en) | 1996-11-01 | 2000-07-18 | Sandia Corporation | Silicon cells made by self-aligned selective-emitter plasma-etchback process |
| EP0887737B1 (en) | 1997-06-26 | 2003-01-22 | Hewlett-Packard Company, A Delaware Corporation | Reversible connectors |
| US6213049B1 (en) * | 1997-06-26 | 2001-04-10 | General Electric Company | Nozzle-injector for arc plasma deposition apparatus |
| KR100458842B1 (ko) * | 1997-12-01 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 및 제조 방법 |
| TW457555B (en) * | 1998-03-09 | 2001-10-01 | Siemens Ag | Surface passivation using silicon oxynitride |
| DE19812558B4 (de) | 1998-03-21 | 2010-09-23 | Roth & Rau Ag | Vorrichtung zur Erzeugung linear ausgedehnter ECR-Plasmen |
| WO2000003425A1 (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-20 | Applied Materials, Inc. | Plasma process to deposit silicon nitride with high film quality and low hydrogen content |
| JP2000174019A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-06-23 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP4496401B2 (ja) * | 2000-09-14 | 2010-07-07 | 三菱電機株式会社 | プラズマｃｖｄ装置および太陽電池の製造方法 |
| JP2002100791A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-04-05 | Canon Inc | 太陽電池の製造方法 |
| US6641673B2 (en) * | 2000-12-20 | 2003-11-04 | General Electric Company | Fluid injector for and method of prolonged delivery and distribution of reagents into plasma |
| JP2004047634A (ja) * | 2002-07-10 | 2004-02-12 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法及び成膜装置 |
-
2002
- 2002-05-21 NL NL1020634A patent/NL1020634C2/nl not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-05-21 JP JP2003143908A patent/JP4441607B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-05-21 TW TW092113743A patent/TWI252523B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-05-21 EP EP03076530A patent/EP1365042A1/en not_active Withdrawn
- 2003-05-21 KR KR1020030032409A patent/KR101056300B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-06-03 US US10/452,929 patent/US6946404B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4664747A (en) * | 1985-03-28 | 1987-05-12 | Anelva Corporation | Surface processing apparatus utilizing local thermal equilibrium plasma and method of using same |
| EP0887437A2 (en) * | 1997-06-26 | 1998-12-30 | General Electric Company | Protective coating by high rate arc plasma deposition |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GRAAF DE A ET AL: "AMORPHOUS HYDROGENATED CARBON NITRIDE FILMS DEPOSITED VIA AN EXPANDING THERMAL PLASMA AT HIGH GROWTH RATES", THIN SOLID FILMS, ELSEVIER-SEQUOIA S.A. LAUSANNE, CH, vol. 333, no. 1/2, 23 November 1998 (1998-11-23), pages 29 - 34, XP000669163, ISSN: 0040-6090 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040029334A1 (en) | 2004-02-12 |
| EP1365042A1 (en) | 2003-11-26 |
| TW200400552A (en) | 2004-01-01 |
| KR101056300B1 (ko) | 2011-08-11 |
| US6946404B2 (en) | 2005-09-20 |
| JP2005005280A (ja) | 2005-01-06 |
| KR20030091733A (ko) | 2003-12-03 |
| JP4441607B2 (ja) | 2010-03-31 |
| TWI252523B (en) | 2006-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL1020634C2 (nl) | Werkwijze voor het passiveren van een halfgeleider substraat. | |
| US4832981A (en) | Method and apparatus for forming non-single crystal layer | |
| US4262631A (en) | Thin film deposition apparatus using an RF glow discharge | |
| EP2080216B1 (en) | Method for forming a film with a graded bandgap by deposition of an amorphous material from a plasma | |
| US6230650B1 (en) | Microwave enhanced CVD system under magnetic field | |
| EP0411317B1 (en) | Method and apparatus for continuously forming functional deposited films with a large area by microwave plasma CVD | |
| EP0536664B1 (en) | A method for forming a thin film | |
| US20090095425A1 (en) | Apparatus for the formation of a metal film | |
| EP0478984A1 (en) | Plasma enhanced chemical vapor processing system using hollow cathode effect | |
| Schlemm et al. | Industrial large scale silicon nitride deposition on photovoltaic cells with linear microwave plasma sources | |
| US4292343A (en) | Method of manufacturing semiconductor bodies composed of amorphous silicon | |
| US20030104141A1 (en) | Dielectric barrier discharge process for depositing silicon nitride film on substrates | |
| US8216642B2 (en) | Method of manufacturing film | |
| JPH0541705B2 (nl) | ||
| US6673722B1 (en) | Microwave enhanced CVD system under magnetic field | |
| JPH1154441A (ja) | 触媒化学蒸着装置 | |
| JP6364079B2 (ja) | 少なくとも１つの機能層を有する複合体を生産するための方法、または電子もしくは光電子部品をさらに生産するための方法 | |
| JP2758247B2 (ja) | 有機金属ガス利用薄膜形成装置 | |
| JP2652676B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH10209479A (ja) | 半導体薄膜及び光起電力素子の作製装置 | |
| JP2726149B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| Yu et al. | Large area VUV source for thin film processing | |
| JPH03264676A (ja) | 連続堆積膜形成装置 | |
| JP2650046B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPS6289874A (ja) | 薄膜形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| SD | Assignments of patents |
Owner name: OTB SOLAR B.V. Effective date: 20091022 |
|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20180601 |