一种晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法，对装载有晶体硅硅片的载体进行预热处理后，再送入至工艺腔室进行蒸镀减反射膜。本发明专利技术的晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法具有控制简单、提高生产效率以及保持温度稳定等优点。

Method for reducing reflection film by evaporation of crystal silicon wafer

The invention discloses a method for evaporating a antireflection coating on a crystalline silicon wafer. The carrier carrying the crystal silicon wafer is preheated and then fed into the process chamber to evaporate the antireflective film. The method for controlling the antireflection coating of the crystal silicon wafer of the invention has the advantages of simple control, improved production efficiency and stable temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法
本专利技术主要涉及光伏
，特指一种晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法。
技术介绍
光伏发电系统是一种利用太阳能电池半导体材料的“光伏效应”将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。太阳能电池，又称光伏电池，是光伏发电系统中最核心的器件。已知的可用于制造太阳能电池的半导体材料有十几种，例如，单晶硅，砷化镓，碲化镉等，因此太阳能电池的种类也很多。目前，技术最成熟，并具有商业价值的、市场应用最广的太阳能电池是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池。太阳光在晶体硅表面的反射损失率高达35％左右。晶体硅太阳能电池的常规生产制造工艺流程(如图2所示)中，需要蒸镀减反射膜，旨在减少晶体硅表面对太阳光的反射，增加太阳光的折射率。可采用真空镀膜法、气相沉积法或其它化学方法等工艺方法，在晶体硅表面蒸镀一层或多层二氧化硅或二氧化钛或氮化硅减反射膜。减反射膜不但可以减少晶体硅表面对太阳光的反射，而且还可以对晶体硅表面起到钝化和保护作用。不同的减反射膜当中，氮化硅减反射膜应用广泛，可以采用几种技术制备，应用最广泛的是化学气相沉积技术。其中等离子体增强化学气相沉积技术在众多化学气相沉积技术中是首选的，因为它在低压条件下，利用射频电场使反应气体产生辉光放电，电离出等离子体，促进反应活性基团的生成，从而使得硅烷和氨气能在较低的温度(200℃～450℃)下反应，减少了工艺的复杂性，并且有效防止了晶体硅太阳能电池寿命的衰减。应用等离子体增强化学气相沉积技术在晶体硅硅片表面蒸镀减反射膜的设备称为PECVD设备。目前应用最为广泛的，主要有管式PECVD和板式PECVD两种。典型管式PECVD设备如图1所示，主要由真空与压力系统1，气路系统2，控制系统3，射频系统4，工艺腔室6，管式加热炉体9和取放舟系统11组成。应用管式PECVD设备在晶体硅硅片表面蒸镀减反射膜时，成膜的化学反应是在密闭的工艺腔室6中进行的。管式PECVD设备采用管式加热炉体9，利用布置在管式加热炉体9内的加热电阻丝将电能转化为热能，先后通过辐射、传导、对流及对流换热的方式将热量传递给被加热对象—工艺腔室6、晶体硅硅片和石墨舟8。管式加热炉体9的温度控制过程具有非线性、时变性、滞后性等特点，是典型的过程控制。常采用PID控制算法对其进行控制，算法的数学表达式如下公式(1)所示：公式(1)中，Pout表示控制量输出；K表示比例系数；Δe表示温度偏差，即当前温度Tt与设定温度Ts的差值(Ts-Tt)；Ti表示积分时间常数；Td表示微分时间常数。通过设置不同的比例系数K，积分时间常数Ti和微分时间常数Td调节管式加热炉体9的温度控制过程，使得工艺腔室6，晶体硅硅片和石墨舟8能够按照蒸镀减反射膜的工艺要求由初始温度T0迅速升高并稳定到设定温度Ts，即蒸镀减反射膜工艺所要求的反应温度(450℃)。由此，将控制量输出Pout看作由比例项Pk，积分项Pi和微分项Pd组成，即Pout＝Pk+Pi+Pd。其中，比例项Pk对升温的速率和稳定性有很大的影响。要求升温快时，比例项Pk要大，但是，比例项Pk对偏差Δe有放大作用，比例项Pk太大，影响温度的稳定性。考虑管式加热炉体9的非线性和滞后性，比例项Pk太大时，容易造成温度超调严重。因而在实际应用过程中，通常牺牲升温速率而追求温度的稳定性，以保证满足蒸镀减反射膜工艺对反应温度的要求。比例项Pk较小时，升温速率慢，恒温时间(本领域所指的恒温时间即为温度由初始温度T0升高至设定温度Ts所需时间，下同)长。一般情况下，整个蒸镀减反射膜工艺时间为37～40min，而恒温时间为20～22min。可见恒温时间占据了整个蒸镀减反射膜工艺时间的50％～54％，恒温时间过长导致整个蒸镀减反射膜工艺时间长，严重影响单台管式PECVD设备的整体产能。而为适应高产能管式PECVD设备的发展，需要尽可能的缩短蒸镀减反射膜工艺的时间，因而需要尽可能缩短恒温时间。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种生产效率高的晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法，对装载有晶体硅硅片的载体进行预热处理后，再送入至工艺腔室进行蒸镀减反射膜。作为上述技术方案的进一步改进：对装载有晶体硅硅片的载体预热至温度T′z0后，再送入至工艺腔室进行蒸镀减反射膜，其中T′z0>200℃。在载体等待进入工艺腔室的等待时间内，对载体进行预热处理。所述载体送入工艺腔室进行蒸镀减反射膜的具体步骤为：S01、将载体推送至工艺腔室内部的恒温区，密闭工艺腔室；S02、对密闭的工艺腔室抽真空作业，同时对工艺腔室进行加热；S03、当工艺腔室温度到达预设温度Ts时，向工艺腔室内充入反应气体，并对工艺腔室的压力进行控制，以满足工艺要求；S04、在工艺腔室内形成射频电场，反应气体反应后，在晶体硅硅片上沉积减反射膜。在步骤S01中，首先将晶体硅硅片装载于载体内，再进行预热处理，预热处理后的载体放置于取放舟系统的承载区，开启工艺腔室，经由取放系统将载体推送至工艺腔室内部的恒温区，密闭工艺腔室。步骤S04中的晶体硅硅片沉积减反射膜后，还包括以下步骤：S05、抽空工艺腔室内的残余反应气体；S06、向工艺腔室内充入惰性气体，对工艺腔室进行吹扫、清洗；S07、向工艺腔室内充入惰性气体，使工艺腔室内的气压回复到与大气压强相同；S08、开启工艺腔室，将载体从工艺腔室内取出；S09、待载体冷却后，卸载载体中的晶体硅硅片。所述载体为石墨舟。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法，对载体先行预加热处理，提高载体的初始温度，从而能够减少温度控制过程中的初始温度与设定温度之间的差值，继而减少PECVD设备中加热炉体的温度控制时间，最终减少晶体硅硅片表面蒸镀减反射膜工艺的时间，提高设备的产能；相对于常规方法，本方案不改变加热炉体的加热特性及PID温度控制算法，不影响温度的稳定性，恒温时间短，单台设备的总体产能高。附图说明图1为现有技术中管式PECVD设备的结构示意图。图2为现有技术中常规晶体硅太阳能电池的工艺流程图。图3为本专利技术的蒸镀减反射膜的工艺流程图。图4为本专利技术的管式PECVD设备中的温度分布示意图。图中标号表示：1、真空与压力系统；2、气路系统；3、控制系统；4、射频系统；5、终端电极；6、工艺腔室；7、恒温区；8、石墨舟；9、加热炉体；10、承载区；11、取放舟系统。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。如图3和图4所示，本实施例中的晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法，对装载有晶体硅硅片的载体进行预热处理后，再送入至工艺腔室6进行蒸镀减反射膜。本专利技术的晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法，对载体先行预加热处理，提高载体进入工艺腔室6的温度，从而能够减少温度控制过程中的初始温度与设定温度之间的差值，继而减少PECVD设备中加热炉体9的温度控制时间，最终减少晶体硅硅片表面蒸镀减反射膜工艺的时间，提高设备的产能；相对于常规方法，本方案不改变加热炉体的加热特性及PID温度控制算法，不影响温度的稳定性，恒温时间短，单台设备的总体产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法，其特征在于，对装载有晶体硅硅片的载体进行预热处理后，再送入至PECVD设备的工艺腔室(6)进行蒸镀减反射膜。

【技术特征摘要】
1.一种晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法，其特征在于，对装载有晶体硅硅片的载体进行预热处理后，再送入至PECVD设备的工艺腔室(6)进行蒸镀减反射膜。2.根据权利要求1所述的晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法，其特征在于，对装载有晶体硅硅片的载体预热至温度T′z0后，再送入至工艺腔室(6)进行蒸镀减反射膜，其中T′z0>200℃。3.根据权利要求1所述的晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法，其特征在于，在载体等待进入工艺腔室(6)的等待时间内，对载体进行预热处理。4.根据权利要求1或2或3所述的晶体硅硅片蒸镀减反射膜的方法，其特征在于，所述载体送入工艺腔室(6)进行蒸镀减反射膜的具体步骤为：S01、将载体推送至工艺腔室(6)内部的恒温区，密闭工艺腔室(6)；S02、对密闭的工艺腔室(6)抽真空作业，同时对工艺腔室(6)进行加热；S03、当工艺腔室(6)温度到达预设温度Ts时，向工艺腔室(6)内充入反应气体，并对工艺腔室(6)的压力进行控制，以满足工艺要求；S04、在工艺腔室(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，吴得轶，成秋云，
申请(专利权)人：湖南红太阳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43