RU2614080C1 - Silicon wafer surface passivation by magnetron sputtering - Google Patents

Silicon wafer surface passivation by magnetron sputtering Download PDF

Info

Publication number
RU2614080C1
RU2614080C1 RU2015154031A RU2015154031A RU2614080C1 RU 2614080 C1 RU2614080 C1 RU 2614080C1 RU 2015154031 A RU2015154031 A RU 2015154031A RU 2015154031 A RU2015154031 A RU 2015154031A RU 2614080 C1 RU2614080 C1 RU 2614080C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silicon
hydrogen
passivation
magnetron
argon
Prior art date
Application number
RU2015154031A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Иванович Теруков
Алексей Валерьевич Кукин
Илья Александрович Няпшаев
Дмитрий Львович Орехов
Алексей Станиславович Абрамов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им. А.Ф. Иоффе", ООО "НТЦ ТПТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им. А.Ф. Иоффе", ООО "НТЦ ТПТ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им. А.Ф. Иоффе", ООО "НТЦ ТПТ"
Priority to RU2015154031A priority Critical patent/RU2614080C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614080C1 publication Critical patent/RU2614080C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: silicon wafers surface passivation includes cleaning of crystalline silicon wafers, silicon sputtering using a magnetron with a silicon target. Silicon target sputtering is performed in argon (Ar) medium with addition of hydrogen (H2) or in argon (Ar) medium with addition of organosilicon compounds, or in argon (Ar) medium with addition of hydrogen (H2) and organosilicon compounds to obtain the passivation layer of hydrogenated amorphous silicon of high quality, to passivate the wafer surface and reduce the surface recombination velocity of charge carriers. At least one chemical reactant selected from the group consisting of silane (SiH4), Si2H6, Si2H4, SiF4, Si2F6 and other silicon-containing compounds is used as the organosilicon compound.
EFFECT: invention allows to reduce defects and surface recombination of charge carriers, to increase charge carriers lifetime, to improve quality, technology and safety of the passivation process.
2 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к пассивации поверхности пластин кремния (моно- или поликристаллических) (варианты) для увеличения времени жизни носителей заряда, при производстве солнечных модулей с использованием магнетрона с атмосферой аргона с добавлением водорода и кремнийорганических соединений.The invention relates to passivation of the surface of silicon wafers (mono-or polycrystalline) (options) to increase the lifetime of charge carriers in the production of solar modules using a magnetron with an argon atmosphere with the addition of hydrogen and organosilicon compounds.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время для пассивации поверхности кремниевых пластин при производстве солнечных модулей на основе гетероперехода (HJT технологии) используется метод плазмохимического осаждения из газовой фазы. Данный метод подразумевает осаждение пленки аморфного гидрогенизированного кремния путем разложения силана, разбавленного водородом, в высокочастотной плазме тлеющего разряда. При этом особенности процесса и конструкции реактора исключают возможность использования конвейерной линии и требуют переворота пластин для пассивации каждой стороны. Данные ограничения замедляют процесс производства и вызывают необходимость применения дополнительного оборудования, такого как переворотчик пластин.Currently, the method of plasma-chemical vapor deposition is used to passivate the surface of silicon wafers in the production of solar modules based on heterojunction (HJT technology). This method involves the deposition of a film of amorphous hydrogenated silicon by decomposition of silane diluted with hydrogen in a high-frequency glow discharge plasma. The features of the process and reactor design exclude the possibility of using a conveyor line and require flipping the plates to passivate each side. These restrictions slow down the production process and necessitate the use of additional equipment, such as flip plates.

Известен способ получения фотоэлектрического элемента с нанесением пассивационного слоя методом PECVD процесса (см. [1] патент США №5935344, МПК H01L 31/04, опубл. 10.08.1999), однако недостатком такого нанесения является низкая производительность и необходимость переворота пластин для нанесения пассивационного покрытия с каждой стороны, а в случае применения реакторов большой площади необходимо применение дополнительных приспособлений, таких как держатели подложек.A known method of producing a photovoltaic cell with the application of a passivation layer by the PECVD process (see [1] US patent No. 5935344, IPC H01L 31/04, published 10.08.1999), however, the disadvantage of this application is the low productivity and the need to flip the plates for applying passivation coatings on each side, and in the case of large reactors, the use of additional devices, such as substrate holders, is necessary.

Известны способы формирования и получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента (см. [2] патент РФ №2454751, МПК H01L 31/042, опубл. 27.06.2012; [3] патент РФ №2435874, МПК H01L 31/18, опубл. 10.12.2011), включающие использование горелки с высокочастотной индуктивно-связанной плазмой с индукционной катушкой; введение плазменного газа, выбранного из группы, состоящей из гелия, неона, аргона, водорода и их смесей; в упомянутую горелку с высокочастотной индуктивно-связанной плазмой для формирования плазмы внутри упомянутой катушки впрыскивание химического реагента, например, состоящего из SiCl4, SiH4, SiHCl3 и SiF4-соединений, содержащих кремний, в упомянутую горелку; и осаждение тонкопленочного слоя на поверхность кремниевой подложки при помощи горелки. Индуктивно-связанная плазма позволяет получить слои p-i-n- и n-i-p-типа.Known methods for the formation and preparation of silicon thin-film modules of a solar cell (see [2] RF patent No. 2454751, IPC H01L 31/042, publ. 27.06.2012; [3] RF patent No. 2435874, IPC H01L 31/18, publ. 10.12 .2011), including the use of a torch with a high-frequency inductively coupled plasma with an induction coil; the introduction of a plasma gas selected from the group consisting of helium, neon, argon, hydrogen and mixtures thereof; in said burner with a high-frequency inductively coupled plasma to form a plasma inside said coil, injection of a chemical reagent, for example consisting of SiCl 4 , SiH 4 , SiHCl 3 and SiF 4 compounds containing silicon, into said burner; and depositing a thin film layer on the surface of the silicon substrate using a burner. Inductively coupled plasma provides pin- and nip-type layers.

Недостатками известных решений по сравнению с заявленным является использование индуктивно-связанной плазмы, что не позволяет получить пассивирующий слой аморфного гидрогенизированного кремния. При этом используют атмосферное давление, что может затруднить получение пассивирующих слоев. При использовании горелки подразумевается наличие факела (его температура будет выше 200°С), что приведет к созданию дефектов на поверхности пластины.The disadvantages of the known solutions compared with the claimed is the use of inductively coupled plasma, which does not allow to obtain a passivating layer of amorphous hydrogenated silicon. At the same time, atmospheric pressure is used, which may make it difficult to obtain passivating layers. When using a burner, it means the presence of a torch (its temperature will be above 200 ° C), which will lead to the creation of defects on the surface of the plate.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Технической задачей является получение пассивирующего слоя в виде аморфного гидрогенизированного кремния (a-Si:H).The technical task is to obtain a passivating layer in the form of amorphous hydrogenated silicon (a-Si: H).

Техническим результатом является уменьшение дефектов и поверхностной рекомбинации носителя заряда, повышение времени жизни носителей заряда, повышение качества, технологичности и безопасности процесса пассивации.The technical result is to reduce defects and surface recombination of the charge carrier, increase the lifetime of the charge carriers, increase the quality, manufacturability and safety of the passivation process.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного результата предлагается пассивация поверхности кремниевых пластин, включающая очистку пластин кристаллического кремния, распыление кремния магнетроном с кремниевой мишенью, при этом процесс распыления кремниевой мишени выполняют в атмосфере аргона (Ar) с добавлением водорода (Н2), или в атмосфере аргона (Ar) с добавлением кремнийорганических соединений, или в атмосфере аргона (Ar) с добавлением водорода (Н2) и кремнийорганических соединений, с получением пассивирующего слоя аморфного гидрогенизированного кремния повышенного качества, для пассивации поверхности пластины и сниженной скоростью поверхностной рекомбинации носителей заряда. В качестве кремнийорганического соединения используют, по меньшей мере, один химический реагент, выбранный из группы, состоящей из силан (SiH4), Si2H6, Si2H4, SiF4, Si2F6 и других соединений, содержащих кремний.To solve the problem and achieve the stated result, it is proposed to passivate the surface of silicon wafers, including cleaning crystalline silicon wafers, sputtering silicon with a magnetron with a silicon target, while the process of sputtering the silicon target is performed in an argon atmosphere (Ar) with the addition of hydrogen (H 2 ), or an atmosphere of argon (Ar) with the addition of organosilicon compounds, or in an atmosphere of argon (Ar) with the addition of hydrogen (H 2 ) and organosilicon compounds, to obtain a passivating layer of amorphous hydrogenated silicon of high quality for passivation of the wafer surface and a reduced rate of surface recombination of charge carriers. At least one chemical reagent selected from the group consisting of silane (SiH 4 ), Si 2 H 6 , Si 2 H 4 , SiF 4 , Si 2 F 6 and other compounds containing silicon is used as the organosilicon compound.

Материал, получаемый методом магнетронного распыления кремниевой мишени, при введении водорода или кремнийорганических соединений - гидрогенизированный аморфный кремний (a-Si:H), причем являющийся пассивирующим слоем.The material obtained by magnetron sputtering of a silicon target with the introduction of hydrogen or organosilicon compounds is hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H), which is a passivating layer.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1 - Структура с использованием метода магнетронного распыления для пассивации поверхности кристаллического кремния аморфным гидрогенизированным кремнием.FIG. 1 - Structure using the method of magnetron sputtering to passivate the surface of crystalline silicon with amorphous hydrogenated silicon.

Позиции, указанные на фиг.1:The positions indicated in figure 1:

1 - пластина кристаллического кремния;1 - a plate of crystalline silicon;

2 - пассивационный слой, выполненный методом магнетронного распыления кремниевой мишени в атмосфере аргона с добавлением водорода и(или) силана или других кремнийорганических соединений;2 - passivation layer made by magnetron sputtering of a silicon target in an argon atmosphere with the addition of hydrogen and (or) silane or other organosilicon compounds;

3 - p-слой;3 - p-layer;

4 - n-слой;4 - n-layer;

5 - токосъемные слои.5 - current collector layers.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Обычным способом пассивации пластин кремния в процессе производства солнечных модулей являет PECVD способ. В процессе PECVD растут слои, сильно насыщенные водородом, что позволяет уменьшить количество дефектов в полученных слоях. Уменьшение количества дефектов происходит за счет пассивации оборванных связей кремния (которые и образуют дефекты) атомами водорода. Уменьшение дефектов снижает поверхностную рекомбинацию носителей заряда, что дает возможность применять материал для пассивации пластин кремния. При пассивации на оборванные поверхностные связи кремния (в кремниевой пластине) присоединяются атомы водорода. В результате происходит уменьшение поверхностной рекомбинации носителей заряда. Для стабилизации эффекта сверху на пассивированные связи осаждается слой аморфного гидрогенизированного кремния (a-Si:H). При использовании магнетрона с инертной атмосферой (атмосферой аргона) не происходит пассивация связей, так как в атмосфере не содержится водород. Также получаемый слой аморфного кремния (a-Si) является весьма дефектным и не насыщенным водородом, что также не дает эффекта пассивации. Однако добавление в состав атмосферы водорода и(или) кремнийорганического соединения, например силана, как в заявленном решении, позволяет решить эту проблему, т.е. начинает происходить пассивация связей.The usual way to passivate silicon wafers during the production of solar modules is the PECVD method. In the PECVD process, highly saturated hydrogen layers grow, which reduces the number of defects in the resulting layers. The decrease in the number of defects occurs due to the passivation of dangling silicon bonds (which form the defects) by hydrogen atoms. The reduction of defects reduces the surface recombination of charge carriers, which makes it possible to use the material for passivation of silicon wafers. During passivation, hydrogen atoms are attached to dangling silicon surface bonds (in a silicon wafer). As a result, the surface recombination of charge carriers decreases. To stabilize the effect from above, a layer of amorphous hydrogenated silicon (a-Si: H) is deposited on passivated bonds. When using a magnetron with an inert atmosphere (argon atmosphere), passivation of bonds does not occur, since the atmosphere does not contain hydrogen. Also, the resulting layer of amorphous silicon (a-Si) is very defective and not saturated with hydrogen, which also does not give the effect of passivation. However, the addition of hydrogen and (or) an organosilicon compound, for example, silane, to the atmosphere, as in the claimed solution, allows solving this problem, i.e. passivation of connections begins to occur.

По первому варианту, при введении только водорода происходит реакция водорода и кремния в магнетронной плазме, а также разложение и ионизация молекул и атомов водорода. Образовавшиеся радикалы и ионы пассивируют поверхность кремниевых пластин, а образуемые слои аморфного гидрогенизированного кремния (a-Si:H) обладают достаточным качеством для получения необходимого эффекта пассивации поверхности. Данная модификация технологии позволяет применять способ магнетронного распыления кремниевой мишени для получения пассивации поверхности кремниевой пластины при производстве гетероструктурных солнечных элементов. Применение технологии магнетронного распыления позволяет повысить скорость производства данных солнечных модулей за счет применения конвейерной линии и(или) двухсторонних магнетронов. Последнее исключает необходимость применения дополнительной процедуры и дополнительного оборудования (переворотчик пластин) в процессе производства солнечных модулей на основе гетероперехода.According to the first option, when hydrogen is introduced only, the reaction of hydrogen and silicon in the magnetron plasma takes place, as well as the decomposition and ionization of hydrogen molecules and atoms. The resulting radicals and ions passivate the surface of silicon wafers, and the formed layers of amorphous hydrogenated silicon (a-Si: H) are of sufficient quality to obtain the desired surface passivation effect. This modification of the technology makes it possible to use the method of magnetron sputtering of a silicon target to obtain passivation of the surface of a silicon wafer in the production of heterostructured solar cells. The use of magnetron sputtering technology can increase the production rate of these solar modules through the use of a conveyor line and (or) double-sided magnetrons. The latter eliminates the need for additional procedures and additional equipment (flip plate) in the production of solar modules based on heterojunction.

По второму варианту, в случае введения кремнийорганических соединения, таких как силан, происходят его разложение и образование водорода и радикалов кремния с водородом. В данном варианте при использовании водородсодержащих кремниевых соединений в составе атмосферы магнетрона, водород может не применяться (причинно-следственная связь между признаками по второму варианту и техническим результатом аналогична первому варианту).According to the second option, in the case of the introduction of organosilicon compounds, such as silane, its decomposition and the formation of hydrogen and silicon radicals with hydrogen occur. In this embodiment, when using hydrogen-containing silicon compounds in the atmosphere of a magnetron, hydrogen may not be used (a causal relationship between the features of the second embodiment and the technical result is similar to the first embodiment).

По третьему варианту, при введении водорода и кремнийорганических соединений, происходит разложение кремнийорганических соединений с образованием ионов водорода и кремнийорганических соединений, а также радикалов кремнийорганических соединений. В результате этого, а также наличия в составе атмосферы водорода, пленки аморфного кремния, получаемые в результате процесса, насыщены водородом (причинно-следственная связь между признаками по третьему варианту и техническим результатом аналогична первому варианту).According to the third option, with the introduction of hydrogen and organosilicon compounds, decomposition of organosilicon compounds occurs with the formation of hydrogen ions and organosilicon compounds, as well as radicals of organosilicon compounds. As a result of this, as well as the presence of hydrogen in the atmosphere, the amorphous silicon films obtained as a result of the process are saturated with hydrogen (a causal relationship between the features of the third embodiment and the technical result is similar to the first embodiment).

Сначала выполняют подготовительные процессы, включающие очистку пластин кристаллического кремния, шлюзование и загрузку пластин в магнетрон.First, preparatory processes are performed, including cleaning the crystalline silicon wafers, locking and loading the wafers into a magnetron.

Пассивация производится с помощью магнетрона с кремниевой мишенью (магнетронное нанесение слоев, в том числе пассивирующего), причем процесс распыления кремниевой мишени производится в атмосфере аргона (Ar) и водорода (Н2). Также возможно добавление в состав атмосферы силана (SiH4) или других кремнийорганических соединений, например Si2H6, Si2H4, SiF4, Si2F6 и пр. В случае применения водородсодержащих кремниевых соединений, в составе атмосферы, водород может не применяться. Данное техническое решение позволяет получить пассивирующий слой гидрогенизированного аморфного кремния (a-Si:H).Passivation is carried out using a magnetron with a silicon target (magnetron deposition of layers, including passivating), and the process of sputtering a silicon target is carried out in an atmosphere of argon (Ar) and hydrogen (H 2 ). It is also possible to add silane (SiH 4 ) or other organosilicon compounds to the atmosphere, for example, Si 2 H 6 , Si 2 H 4 , SiF 4 , Si 2 F 6 , etc. In the case of using hydrogen-containing silicon compounds in the atmosphere, hydrogen can not apply. This technical solution allows to obtain a passivating layer of hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H).

Данный процесс позволяет эффективно применять процесс магнетронного распыления для пассивации поверхности кремниевых пластин. Пассивация кремниевых пластин необходима в процессе производства солнечных модулей на основе монокристаллического или поликристаллического кремния, для повышения времени жизни носителей заряда.This process makes it possible to effectively use the magnetron sputtering process to passivate the surface of silicon wafers. Passivation of silicon wafers is necessary in the production of solar modules based on single-crystal or polycrystalline silicon, to increase the lifetime of charge carriers.

Применение магнетрона на данном этапе производства солнечных модулей позволяет применить конвейер. Также данная технология позволяет применение двухсторонних магнетронов, что позволяет исключить необходимость переворачивания пластин кремния, что необходимо в случае использования PECVD процесса. Данные возможности позволяют повысить производительность процесса и сделать его более технологичным и безопасным.The use of a magnetron at this stage of production of solar modules allows the use of a conveyor. This technology also allows the use of double-sided magnetrons, which eliminates the need for flipping silicon wafers, which is necessary when using the PECVD process. These features allow you to increase the productivity of the process and make it more technological and safe.

Процесс пассивации состоит из следующих операций:The passivation process consists of the following operations:

1. Подготовка пластины, включая очистку;1. Preparation of the plate, including cleaning;

2. Шлюзование пластины перед пассивацией и загрузка в магнетрон;2. Locking of the plate before passivation and loading into the magnetron;

3. Магнетронное нанесение слоев гидрогенизированного аморфного кремния;3. Magnetron deposition of hydrogenated amorphous silicon layers;

4. Шлюзование и выгрузка из магнетрона.4. Locking and unloading from a magnetron.

В случае применения одностороннего магнетрона производится переворачивание пластины и повторение пунктов 2-4.In the case of using a one-sided magnetron, the plate is turned over and steps 2-4 are repeated.

Этапы подготовки пластин для пассивации и последующей их обработки могут варьироваться.The steps involved in preparing plates for passivation and subsequent processing may vary.

ПримерExample

1. Удаление органических загрязнений с поверхности пластин путем отмывки пластин (моно) или поликристаллического кремния. Отмывка пластин может осуществляется в слабом растворе плавиковой (HF) и азотной (HNO3) кислот при температуре 70°С в течение 1-5 минут. После чего производится отмывка в деионизированной воде.1. Removing organic contaminants from the surface of the wafers by washing the wafers (mono) or polycrystalline silicon. The plates can be washed in a weak solution of hydrofluoric (HF) and nitric (HNO 3 ) acids at a temperature of 70 ° C for 1-5 minutes. After that, washing is carried out in deionized water.

2. Удаление нарушенного слоя (слоя, возникающего в процессе резки пластин из слитка). Удаление нарушенного слоя может производиться путем выдержки в растворе едкого калия (KOH) при температуре 70°С. После чего производится очистка пластин путем отмычки в деионизированной воде.2. Removing the damaged layer (the layer that occurs during the cutting of plates from the ingot). Removing the damaged layer can be done by exposure to a solution of caustic potassium (KOH) at a temperature of 70 ° C. After that, the plates are cleaned by using a master key in deionized water.

3. Текстурирование пластин. Путем анизотропного травления на поверхности пластины формируется текстура, позволяющая изменить оптический дизайн фотопреобразователя с целью повысить конечные характеристики, такие как ток. В качестве травителя используется 15-30% раствор едкого калия (KOH) с добавлением текстурирующей добавки. В качестве добавки могут использоваться изопропиловый спирт (СН3СН(ОН)СН3), текстурирующая добавка промышленного производства или любая другая текстурирующая добавка, предназначенная для улучшения качества текстуры. После чего производится отмывка в деионизированной воде.3. Texturing the plates. By anisotropic etching, a texture is formed on the surface of the wafer that allows you to change the optical design of the photoconverter in order to increase the final characteristics, such as current. A 15-30% potassium hydroxide (KOH) solution with the addition of a texturing additive is used as an etchant. As an additive, isopropyl alcohol (CH 3 CH (OH) CH 3 ), a texturizing additive of industrial production, or any other texturing additive designed to improve the quality of the texture can be used. After that, washing is carried out in deionized water.

4. Выдержка в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 60 секунд, для насыщения поверхности водородом и удаления остаточных загрязнений и ополаскивание в деионизированной воде. Данный этап необходим для повышения качества пассивации поверхности кремниевых пластин. При этом промежуток между данным этапом и нанесением пассивирующего слоя не должен превышать 1 часа, так как в случае значительного превышения этого времени качество пассивации поверхности снижается.4. Exposure in a 5% solution of hydrofluoric acid for 60 seconds, to saturate the surface with hydrogen and remove residual contaminants and rinse in deionized water. This stage is necessary to improve the quality of passivation of the surface of silicon wafers. In this case, the interval between this step and the application of the passivating layer should not exceed 1 hour, since in the case of a significant excess of this time, the quality of surface passivation decreases.

5. Сушка пластины (удаление жидкости с поверхности).5. Drying the plate (removing liquid from the surface).

6. Нанесение пассивирующих слоев методом магнетронного распыления.6. Application of passivating layers by magnetron sputtering.

7. Формирование структуры (нанесение n- и p-слоев).7. Formation of the structure (deposition of n- and p-layers).

8. Нанесение токосъемных слоев.8. Application of slip layers.

В случае, если в атмосфере магнетрона нет содержания силана, водорода или другого кремнийорганического соединения, содержащего водород, с помощью магнетрона невозможно выполнить пассивацию.If the atmosphere of the magnetron does not contain silane, hydrogen or other organosilicon compounds containing hydrogen, passivation cannot be carried out using a magnetron.

При применении предложенного технического решения (введения в атмосферу аргона силана, водорода или другого кремнийорганического соединения) с помощью магнетрона можно получить слои аморфного кремния, необходимого для пассивации качества. Применение магнетрона позволяет применить конвейер и, в случае применения двухстороннего магнетрона, исключить необходимость переворота пластин. Уменьшение габаритов также является следствием применения магнетронов вместо PECVD реакторов (при применении PECVD реактора невозможно применение конвейера и в процессе необходимо переворачивать пластины (т.к. PECVD реакторы устроены таким образом, что пластины подложек должны быть расположены на одном из электродов)).When applying the proposed technical solution (introducing silane, hydrogen or another organosilicon compound into the atmosphere of argon) with the help of a magnetron, it is possible to obtain layers of amorphous silicon, which is necessary for passivation of quality. The use of a magnetron allows the use of a conveyor and, in the case of a double-sided magnetron, to eliminate the need for plate overturn. The downsizing is also a consequence of the use of magnetrons instead of PECVD reactors (when using a PECVD reactor, it is impossible to use a conveyor and the plates must be turned over in the process (since PECVD reactors are designed in such a way that the substrate plates should be located on one of the electrodes)).

Claims (2)

1. Пассивация поверхности кремниевых пластин, включающая очистку пластин кристаллического кремния, распыление кремния магнетроном с кремниевой мишенью, отличающаяся тем, что процесс распыления кремниевой мишени выполняют в атмосфере аргона (Ar) с добавлением водорода (H2), или в атмосфере аргона (Ar) с добавлением кремнийорганических соединений, или в атмосфере аргона (Ar) с добавлением водорода (H2) и кремнийорганических соединений, с получением пассивирующего слоя аморфного гидрогенизированного кремния повышенного качества, для пассивации поверхности пластины и снижения скорости поверхностной рекомбинации носителей заряда.1. Passivation of the surface of silicon wafers, including cleaning crystalline silicon wafers, sputtering silicon magnetron with a silicon target, characterized in that the process of sputtering the silicon target is performed in an argon atmosphere (Ar) with the addition of hydrogen (H 2 ), or in an argon atmosphere (Ar) with the addition of organosilicon compounds, or argon (Ar) with the addition of hydrogen (H 2) and organosilicon compounds, to obtain the passivation layer of hydrogenated amorphous silicon of high quality, to passivate and the wafer surface and reducing the surface recombination velocity of charge carriers. 2. Пассивация по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве кремнийорганического соединения используют по меньшей мере один химический реагент, выбранный из группы, состоящей из силан (SiH4), Si2H6, Si2H4, SiF4, Si2F6 и других соединений, содержащих кремний.2. Passivation according to claim 1, characterized in that at least one chemical reagent selected from the group consisting of silane (SiH 4 ), Si 2 H 6 , Si 2 H 4 , SiF 4 , Si is used as an organosilicon compound. 2 F 6 and other compounds containing silicon.
RU2015154031A 2015-12-16 2015-12-16 Silicon wafer surface passivation by magnetron sputtering RU2614080C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154031A RU2614080C1 (en) 2015-12-16 2015-12-16 Silicon wafer surface passivation by magnetron sputtering

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154031A RU2614080C1 (en) 2015-12-16 2015-12-16 Silicon wafer surface passivation by magnetron sputtering

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2614080C1 true RU2614080C1 (en) 2017-03-22

Family

ID=58453075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015154031A RU2614080C1 (en) 2015-12-16 2015-12-16 Silicon wafer surface passivation by magnetron sputtering

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614080C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2658105C1 (en) * 2017-06-19 2018-06-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) Method for preliminary preparation of surface of silicon substrate for technological processes

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0177115A1 (en) * 1984-09-04 1986-04-09 The Standard Oil Company Dual ion beam deposition of amorphous semiconductor films
US6618409B1 (en) * 2000-05-03 2003-09-09 Corning Incorporated Passivation of semiconductor laser facets
EP2088630A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-12 Applied Materials, Inc. Photovoltaic device comprising a sputter deposited passivation layer as well as method and apparatus for producing such a device
WO2011133965A2 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 Solexel, Inc. Passivation methods and apparatus for achieving ultra-low surface recombination velocities for high-efficiency solar cells
RU2509175C2 (en) * 2008-07-04 2014-03-10 Абб Текнолоджи Аг Method to apply coating for passivation of silicon plates
US8916768B2 (en) * 2005-04-14 2014-12-23 Rec Solar Pte. Ltd. Surface passivation of silicon based wafers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0177115A1 (en) * 1984-09-04 1986-04-09 The Standard Oil Company Dual ion beam deposition of amorphous semiconductor films
US6618409B1 (en) * 2000-05-03 2003-09-09 Corning Incorporated Passivation of semiconductor laser facets
US8916768B2 (en) * 2005-04-14 2014-12-23 Rec Solar Pte. Ltd. Surface passivation of silicon based wafers
EP2088630A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-12 Applied Materials, Inc. Photovoltaic device comprising a sputter deposited passivation layer as well as method and apparatus for producing such a device
RU2509175C2 (en) * 2008-07-04 2014-03-10 Абб Текнолоджи Аг Method to apply coating for passivation of silicon plates
WO2011133965A2 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 Solexel, Inc. Passivation methods and apparatus for achieving ultra-low surface recombination velocities for high-efficiency solar cells

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2658105C1 (en) * 2017-06-19 2018-06-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) Method for preliminary preparation of surface of silicon substrate for technological processes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7741144B2 (en) Plasma treatment between deposition processes
KR101654691B1 (en) A method for cleaning the surface of a silicon substrate
WO2010005439A1 (en) Solar cells and methods and apparatuses for forming the same
WO2011028349A2 (en) Remote hydrogen plasma source of silicon containing film deposition
CN109273557B (en) Processing method of silicon wafer for solar cell
Moreno et al. Dry fabrication process for heterojunction solar cells through in-situ plasma cleaning and passivation
JP5410714B2 (en) Antireflection film forming method and antireflection film forming apparatus
TW201733150A (en) Method for manufacturing photoelectric conversion device
EP2884544B1 (en) Solar cell production method
CN112011788A (en) Preparation method of intrinsic amorphous silicon film layer of silicon heterojunction solar cell
WO2010023991A1 (en) Method for producing photoelectric conversion device, photoelectric conversion device, and system for producing photoelectric conversion device
CN102569497B (en) Method for forming anti-reflecting film on base plate as well as solar cell and preparation method thereof
RU2614080C1 (en) Silicon wafer surface passivation by magnetron sputtering
CN108431967B (en) Method for manufacturing photoelectric conversion device
CN112018217A (en) Preparation method of silicon heterojunction solar cell and solar cell
JP2009272428A (en) Antireflective film coating method and antireflective film coating apparatus
KR101915161B1 (en) Method for manufacturing Solar Cell
JP2001291882A (en) Method of manufacturing thin film
WO2012092051A2 (en) Photovoltaic device structure with primer layer
JP2011199156A (en) Plasma cleaning method of vacuum chamber and plasma cvd film-deposition device
JP2009164518A (en) Antireflection film forming method, antireflection film forming apparatus, and solar cell
JP2928538B2 (en) Substrate processing method
CN113990980A (en) Preparation method of solar cell and solar cell
WO2023167810A1 (en) Silicon-containing layers with reduced hydrogen content and processes of making them
CN113707764A (en) Manufacturing method of solar cell adopting inverted pyramid suede