[发明专利]采用等离子体增强化学气相沉积制备减反射膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造领域，具体地说涉及一种采用等离子体增强化学气相沉积制备减反射膜的方法。

背景技术

等离子体增强化学气相沉积法（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，继而在基片上沉积出所期望的薄膜的方法。由于采用PECVD技术在硅片表面沉积的减反射膜具有沉膜均匀，绝缘钝化效果好，工艺速度快等优点，目前PECVD技术在晶硅太阳能行业制造过程中被广泛使用。

参考图1（a）和图2（a），在具体操作过程中，将载有硅片的载板置入一个真空的腔体，并向腔体内通入反应气体，然后采用等离子源进行激发，使气体反应为等离子体沉积在硅片表面，在硅片表面形成一层致密的减反射膜。由此可见，在实践生产过程中，长期使用的载板会被沉积到一部分减反射膜，增加了载板与硅片的接触电阻，使得沉积速率变慢。在同等工艺时间条件下，沉积的减反射膜的厚度会逐渐变薄。在载板的整个使用周期内，减反膜厚度的变化范围在8nm左右（相当于总膜厚的10%）。对于大规模生产来说，如果不对这种厚度差异进行调整，会使后续产品的一致性不易控制。在相同的工艺条件下，PECVD沉积的减反射膜的厚度与沉积时间、等离子射频功率和载板电阻的关系如下：

D_沉积厚度=T×V_deposit=(a×Prf)/(R₁+R₂)       （1）

其中，T为工艺时间；V_deposit是沉积速率（V_deposit的数值范围为0.1nm/s～0.5nm/s）；a为工艺系数；Prf为等离子射频功率；R₁为等离子气电阻；R₂为载板电阻。

参考公式（2）：

R₂=c×lnⁿ                （2）

其中，c为比例系数；n为使用时间。可以看出R₂会随着工艺次数的增加而增加。

参考图1（b），图2（b）以及公式（1）和公式（2）可以看出，随着载板使用次数的增多，载板电阻R₂会慢慢变大。这直接影响了等离子沉积的速率和激发的等离子体的多少，而导致最终减反射膜的沉积厚度D有所变化，即随着R₂变大，D会变小。进而，由于减反膜沉积厚度的变化，会使得太阳能电池的光电转换效率产生变化，不够稳定。

因此，需要一种能够在同一载板的使用周期内，利用PECVD制备的减反射膜膜厚基本一致的方法。

发明内容

为了能够在采用PECVD工艺获得减反射膜时，在同一载板的使用周期内获得减反射膜膜厚能够保持均匀，本发明提供了一种采用等离子气相沉积制备减反射膜的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种采用等离子气相沉积制备减反射膜的方法，包括如下步骤：

S101，将硅片放置在载板上，并将所述载板置于反应腔内；

S102，向所述反应腔内通入反应气体；

S103，通过等离子源激发，在所述硅片表面形成减反射膜；

其特征在于，

在所述载板的使用周期内，多次执行所述步骤S101～所述步骤S103，执行所述步骤S103的时间与所述载板使用次数之间的关系如下：

T=t₁+d×lnⁿ

其中：

T为每次执行步骤S103的工艺时间；

t₁为初次使用所述载板执行所述步骤S103的工艺时间；

d为参考系数；

n为所述载板的使用次数。

根据本发明的一个具体实施方式，所述反应气体包括：硅烷和氨气。

根据本发明的另一个具体实施方式，所述硅烷的气体通量为0.2slm～2slm。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述氨气的气体通量为2slm～10slm。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述步骤S103的执行温度为350℃～450℃。

根据本发明的又一个具体实施方式，在进行等离子源激发时，等离子射频功率为2000W～8000W。