[发明专利]一种HIT镀膜设备在线清洗后腔体寿命快速恢复方法

说明书

本发明公开了一种HIT镀膜设备在线清洗后腔体寿命快速恢复方法，包括如下工艺步骤：1)腔体在线清洗工艺：用NF₃为清洗气体，NF₃在射频电源能量作用下分解出氟原子，氟原子和残留的硅反应生成气态SiF₄，然后通过真空泵抽空排出；2)氢气等离子清洗工艺：氢气在射频电源能量作用下生产出还原性极强的氢原子，并与附着在腔体壁上的氟原子反应，生成HF，快速去除干法刻蚀气体的残留，工艺时间5分钟；3)预镀膜工艺：使用正常镀膜工艺覆盖清洗后的腔体，工艺时间15分钟。该发明适用范围广，清洗和恢复腔体的工艺可以在自动工艺下完成，工艺腔体恢复快，使用气体量少，能够快速恢复生产。

技术领域

本发明涉及HIT镀膜技术领域，特别涉及一种HIT镀膜设备在线清洗后腔体寿命快速恢复方法。

背景技术

晶硅太阳能电池具有工艺简单、太阳能转化效率较高等优点而被大规模应用，而今开始有取代传统化石能源的趋势。其中，更高发电量、度电成本更低的HIT电池，以低温工艺、优良的双面结构、高效率、高稳定性、无光致衰减、对称结构适于薄片化等特点引领光伏产业未来的发展。

制备HIT电池的核心工艺是非晶硅薄膜的沉积，其对工艺清洁度要求极高，量产过程中可靠性和可重复性是一大挑战。目前通常用板式(链式)PECVD法制备，PECVD机台在长时间的运行中，腔体内部会产生一层反应物覆盖层，尤其是等离子电离处，过厚的反应物覆盖层会严重影响工艺效果。

针对上述问题，设备厂商起初是将机台降温后由人工清理附着物。但是由于HIT产线对洁净度的要求以及提升产量降低成本的理念，现在大多数厂家采取使用刻蚀气体(NF₃或SF₆)在线清洗腔体以此来进行维护。但是腔体在线清洗后刻蚀气体的残留会影响镀膜后的少子寿命，故而需要长时间(约3小时)的镀膜工艺饱和，覆盖掉干法刻蚀气体的残余。

此外，上述现有技术长时间饱和也会带来不必要的成本损耗：HIT镀膜设备成本较高，降低设备运行成本是重中之重。镀膜设备在线清洗后，现有技术长时间的饱和，存在大量的特气和能源浪费。

本发明引入氢气等离子技术可以快速清除在线清洗后腔体残余的氟离子并降低成本损耗。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种HIT镀膜设备在线清洗后腔体寿命快速恢复方法，包括如下工艺步骤：

1)腔体在线清洗工艺：用NF₃为清洗气体，NF₃在射频电源能量作用下分解出氟原子，氟原子和残留的硅反应生成气态SiF₄，然后通过真空泵抽空排出；其中，射频功率和流量根据设备腔体大小进行调整，如NF₃流量1000sccm，射频功率1000W，工艺时间1小时；

2)氢气等离子清洗工艺：氢气在射频电源能量作用下生产出还原性极强的氢原子，并与附着在腔体壁上的氟原子反应，生成HF，快速去除干法刻蚀气体的残留；其中，射频功率和流量根据设备腔体大小进行调整，如氢气流量3000sccm，射频功率500W，工艺时间5分钟；

3)预镀膜工艺：使用正常镀膜工艺覆盖清洗后的腔体，工艺时间15分钟，然后自动恢复正常镀膜工艺。

通过上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

①适用范围广，可用于各式非晶硅镀膜机台，如本征非晶硅镀膜设备，或掺杂非晶硅(磷或硼)镀膜设备，且使用H₂耗量少、成本低；

②采用氢气等离子预饱和，可以快速去除F离子，提升腔体清洗后的洁净度，大气量预镀膜后迅速恢复少子寿命，工艺腔体恢复快，使用气体量少，能够快速恢复生产；

③清洗和恢复腔体的寿命的饱和工艺可以在自动工艺下完成；