[发明专利]用以沉积防反射层于基材上的方法

说明书

技术领域

本发明系关于防反射层之制造，且特别系关于在太阳能电池上制造防反射层。

背景技术

太阳能电池可将光子(通常为太阳光光子)转换成电能。然目前之该种转换过程效率仍不够高，而需加以进一步改良。

太阳能电池转换效率的一种改良方案系减小太阳能电池表面之光子反射。因此，更多光子进入太阳能电池并在其中转化为电能。

US 7,705,236B2揭示一种太阳能电池，其可具有由氮化硅构成之防反射层。设置该防反射层之目的在于减小太阳光射到该太阳能电池之硅表面时的反射损耗。同样，因为与发生在界面上的反射现象一样，太阳光会被防反射层所吸收，所以其降低太阳能电池效率。

但仍需做出进一步之改良，方能进一步提高防反射层之性能可靠性，且更进一步改良太阳能电池之效率。

发明内容

根据本发明，用以沉积防反射层于基材上的方法包括下列步骤。提供一具有多个太阳能电池结构之基材并将其布置于真空腔室内。该真空腔室具有一含硅固体，其中，该固体与接地电位之间可施加电压。在该固体与接地电位之间断开电压期间，将一含氮反应气体在该真空腔室内之流量调节至第一值。将该含氮反应气体之流量提高至第二值并在该固体与接地电位间施加电压，其中，以该含氮反应气体高于该第一值之流量将一个由硅及氮构成之层沉积于该基材上。

用于太阳能电池的防反射层可以使用许多种沉积过程来沉积。在本发明中，采用反应式溅射过程来沉积由SiN构成之防反射层。利用单基材系统可为晶片基单晶及多晶太阳能电池来以高产量制造此种基于氮化硅SiN之防反射层。

根据本发明，对气体流量，尤其是含氮反应气体的流量进行调节，以便将防反射层可靠地沉积于基材上。使得该含氮反应气体在沉积过程开始之前及进行过程中保持相似分压，较佳保持尽可能均匀的分压。

在该沉积过程进行期间，一部分含氮反应气体结合到已沉积层中。因此，接上电压后，该真空腔室内之含氮反应气体分压较之接电压前有所下降。本发明藉由调节该含氮气体之流量，特定言之系藉由沉积开始前的较低流量值以及藉由在沉积过程进行期间提高该流量来补偿上述分压下降。

因此，本发明系有关于又名“真空阴极溅射”之溅射过程中的气体调节。特定言之，本发明系有关于反应式溅射过程中的反应气体调节。本发明之另一重点为处理时间短且其开始阶段(下文将对此概念予以说明)之时长占处理时间较大比重的溅射过程。应用此类溅射过程可在太阳能电池上制造较薄之防反射层。

综上所述，本发明系提供一种适用于沉积过程的方法，该方法处理时间短，同时亦能稳定、可靠地沉积反应层，并确保该反应层易于改质。

阴极溅射，或曰“溅射”，为一物理过程，在此过程中，某一固体(亦称“靶材”)之原子因高能量离子(主要为某种工作气体之稀有气体离子)轰击而离开该固体并转变成气相。“溅射”通常仅指溅射沉积，PVD领域内的一种真空镀覆技术。“物理气相沉积”(physical vapor deposition，简称PVD)系一类直接藉由凝结母材之蒸汽来形成层的真空镀覆方法或薄膜技术，不同于CVD技术。

该技术有以下几点特征：

1、将成膜粒子气化(汽化)(“溅射”)

2、将蒸汽输送至基材

3、使蒸汽在基材上凝结以形成薄膜。

PVD方法常利用等离子体来将诸如氩气等工作气体电离成稀有气体离子。所用等离子体可在处理室内就地(原位)制造，亦可单独制造(远程等离子体源)。

反应式溅射系为PVD技术的一种变体，其中，溅射原子在输送或凝结过程中与被送入靶材与基材之间隙内的附加(反应)气体发生反应。

该真空腔室内之非反应性气体流量可调，且不受该含氮反应气体流量之影响。在一实施例中，在该固体与接地电位间被断开电压及被施加电压期间，非反应性气体近乎保持同等大小之流量。

在该实施例中，反应气体在真空腔室内的分压仅可藉由调节该反应气体之流量来加以调节。如此可简化反应气体在各处理步骤中的分压调节。

固体与接地电位间被断开电压的步骤可称之为“闲置状态”，固体与接地电位间被施加电压的步骤可称之为“溅射步骤”。

在断开固体与接地电位间之电压与在固体与接地电位间施加电压两步骤之间，可对含氮反应气体之流量进行调节，使得该含氮反应气体在真空腔室内之分压变化程度低于10％。

藉此方法可对氮在真空腔室之气氛内减少及在已沉积层中结合的不同速率进行补偿。