[发明专利]等离子体辅助的沉积方法和用于执行该方法的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体辅助的沉积方法以及一种适合用于执行该方法的设备，其中该等离子体辅助的沉积方法包括监测介电质层的沉积过程。本发明尤其涉及一种等离子体辅助的沉积方法，该方法具有对介电质层的沉积的一种原位处理控制，用于生产太阳能电池。

背景技术

在介电质层的沉积时，在太阳能晶片上作为减反射层或钝化层的、通过PECVD（等离子体增强的化学气相沉积）或PVD（物理气相沉积）（如磁控溅射方法）获得的例如氧化铝或氮化硅可能导致过程的不稳定，这导致令人无法满意的沉积作用。原因可能是气体的质量流量的波动、过程压力的波动和/或等离子体效率的波动，该气体在氮化硅层或三甲基铝的情况下是硅烷或氨气、或者在氧化铝层的情况下是笑气。过程不稳定性的结果是沿基片载体的层厚度的波动，这可能对太阳能电池的效率和光学外观（颜色印刷）产生负面影响。因为效率的测量首先在一个电池测试器上进行，所以该PECVD或PVD方法的过程波动在其出现之后首先可以通过显著的延时而检测到，这可能导致产品的损失。

迄今为止，在PECVD设备上的过程波动是通过检测重要的过程参数例如处理气体的质量流量、压力、等离子体效率以及温度而进行检测的。通常在超过控制限（Regelgrenzen）时将输出警告或报警，当在某一个时间段内控制区域受损时，这将导致过程中断。但对过程参数的检测可能造成在过程中的偏差，例如当构成层的处理气体（例如上面提及的气体硅烷或三甲基铝）的气体分布中的出孔在该设备的等待周期（数天到数周）之间在未注意时被堵塞的情况下。在氧化铝层的沉积时，这可能造成穿过气体进口的三甲基铝流量的波动，在开始时从质量流量控制器仍然难以注意到这一点。在晶片上的氮化硅减反射层和钝化层（典型的层厚度80mm）在PECVD方法之后直接通过彩色摄影机进行表征，这样发现了（通过数百个至上千个电池的统计数据）时间相对较近的层厚度的偏移（或间接地还有折射率的偏移），并且在某些情况下可以对PECVD方法的配方进行匹配。然而这种颜色测量的精确度是有限的，例如不能辨别出较小的折射率波动（Δn=0.05–0.1）。在氧化铝层的情况下，由于较小的层厚度（约10–30nm），通过摄像机检测是困难的。当此外在氧化铝层上还安置有一个氮化硅覆盖层、其中这两次沉积是在同一个PECVD工具中完成时，摄像机无法分辨在该氮化硅覆盖层之下是否有一个氧化铝层。因此，所希望的是一种通过等离子体辅助的方法而对介电质层沉积的监测。

发明内容

本发明的目的是，提供一种等离子体辅助的沉积方法，该方法能够有效地监测介电质层的沉积，而且还提供一种用于执行该方法的设备。

根据本发明，这个目的是通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求15所述的设备实现的。

本发明的有利的实施方案在各从属权利要求中给出。

本发明提供了一种等离子体辅助的沉积方法，用于将至少一个介电质层沉积在一个含硅的基片上，该方法具有以下步骤：

向一个沉积设备中供应至少一种适合用于产生介电质层的气体；

在至少一个第一波长或谱带上监测该气体的、在该沉积设备中产生的发射强度；

取决于在至少一个第一波长或谱带上监测的发射强度，产生一个信号；

将该信号传输给至少一个控制装置；并且

取决于该信号，通过该控制装置来控制至少一个影响该沉积的过程参数和/或将该基片供应到该沉积设备中。

该方法尤其包括监测介电质层在该基片上的沉积。该介电质层在该基片上的沉积过程将取决于该信号来进行原位控制。尤其是在该沉积方法的过程中，将该过程参数调节为一个预定的值。由此可以将这个或这些过程参数保持恒定。沉积可以在恒定的条件下进行，并且造成在该基片载体上的一种均匀的介电质层。替代性或附加性地，将基片供应到该沉积装置中是受控的。例如，当一个过程参数与一个预定的过程参数不对应时，就停止或暂停将新的基片加载到该沉积设备中，直到该过程参数被调节为该预定值。根据本发明的方法提供了不依赖于迄今为止的过程监测和/或在其他监测方式（例如通过摄影机）以外的控制可能性。根据本发明的方法的用途在于更好地监测产品，也就是说能够在早期发现该过程中不希望的波动并且采取相应的措施，例如停止过程或调节过程参数。这应当导致更高的效率和更好的电学和光学产率。根据本发明的方法的其他优点是，它非常快速，因为能够在数秒范围内进行过程监测，并且它是没有损伤的，因为与其他方法相比，等离子体是无干扰的，并且该监测系统相对廉价。