[发明专利]控制氧化硅膜厚度的方法

说明书

相关申请

本申请要求给予张元昌（Yuanchang Zhang）2011年3月29日申请的、申请号为61/468,696美国临时专利的权益，在这里通过引用一并被包括进来。

技术领域

本发明涉及通过晶片分隔控制膜厚度的技术，具体地，涉及控制氧化硅膜厚度的方法。

背景技术

目前晶体硅太阳能电池仍然是光伏行业最受欢迎的产品，但同时其它低成本的替代产品也开始兴起，然而，到现在为止这些替代产品的效率还是比较低。另外，产业开始趋向于更薄的晶片。通用产业的硅太阳能电池遇到了全区域铝（Al）背面场（BSF）的高背面复合和低内反射的问题。1989年，Blackers等人提出了一种钝化发射极和背面电池（PERC）的太阳能电池。通过将低的表面复合与高的内反射进行结合，PERC相对于Al-BSF技术明显提高了转换效率。

最令人期望的是在PERC太阳能电池的工业生产时可以获得低成本高效率的涂膜方法。对于电池背面，需要厚的SiO_x层（～100nm）以获得较好的钝化和内反射，而对于正面，SiN_x或SiO_x/SiN_x堆栈的单层之一（～10nm薄的SiO_x的中间层被插入到硅表面和SiN_x之间）被期望用于钝化和减反射目的。位于SiN_x单层上的SiO_x/SiN_x堆栈的改进硅表面的钝化已经在许多论文中被提到。

另外，近来，黑硅太阳能电池技术表明将20nm热SiO_x钝化层应用到黑硅表面（一种化学蚀刻的多孔硅表面，这种表面可以使得表面反射减少到整个太阳光光谱的2～3%）可以潜在地替代PECVD SiN_x镀硅（Si）表面，从而获得低成本晶体硅的、效率损耗减少的太阳能电池。将黑硅表面潜在整合到PERC太阳能电池制造中会提高涂层工艺的需求，使得在单个沉积步骤中，正面的SiO_x薄膜和背面的SiO_x厚膜同步生长。

尽管如此，在一个生长步骤中将薄的SiO_x膜和厚的SiO_x膜分别涂覆到硅太阳能电池的正面和背面上对于通常使用的热氧化系统来说是比较困难的。可选地，通常情况下可通过两个涂层工艺步骤来实现。首先，使用热氧化法在两个表面进行SiO_x薄膜（～10到20nm）生长。然后，通过化学气相沉积（PECVD）法在背面沉积一SiO_x厚膜（～100nm）。这种两步生长工艺提高了生产的成本，并明显增加了生产时间。因此，急需一种新的工艺方法，以用于在一个生长步骤中，以不同的厚度将SiO_x沉积到硅太阳能电池正面和背面。

发明内容

在本发明一示意性实施例中，提供了一种在一个生长步骤中在衬底正面、背面分别涂覆不同厚度膜的方法。其中，沉积膜的厚度可以通过控制所述方法中衬底间的分隔进行控制，通过在相同化学浴中的衬底之间提供不同分隔距离，可以在衬底的正、背面得到不同厚度的膜。

在另一示意性实施例中，提供了在一个生长步骤中分别在硅片的正、背面涂覆不同SiO_x厚度膜的方法。SiO_x沉积的厚度可以通过硅片间分隔距离进行控制。通过在相同化学浴中的晶片之间提供不同分隔距离，可以在晶片的正、背面得到不同厚度的SiO_x膜。在一些实施例中，所述距离可以沿着晶片的表面发生改变。在一些实施例中，一个晶片可以放置在靠近一挡屏或类似物处，以获得期望的分隔距离或距离。该方法可以方便太阳能电池的制造，在这些电池中期望在其正面沉积一薄的SiO_x膜、背面沉积一厚的SiO_x膜。该方法还可以用于在单个表面沉积厚度可变的膜。除了硅太阳能电池应用，所述方法还可以被延伸到任何期望在不同面上获得不同厚度膜的设备中。

前面已经对本发明各种特征大的轮廓进行了描述，这样，后续详细的描述将更容易理解。本发明附加的特征和优点将在后续进行描述。

附图说明

为了方便对本发明及其优点进行更完整的理解，下面将参考附图对本发明的具体实施例进行详细描述，其中：

图1为一组晶片的示意性实施例，该实施例可在晶片的正、背面获得不同的膜厚度；