用于钝化衬底表面的方法技术

本发明专利技术披露了一种用于钝化半导体衬底表面的至少一部分的方法，其中包括至少一种ＳｉＯ↓［ｘ］层的至少一个层在所述部分的衬底表面上通过以下步骤实现：－将衬底（１）置于加工室（５）中；－将加工室（５）中的压力保持在相对低的值；－使衬底（１）保持在特定衬底处理温度下；－通过距衬底表面特定距离（Ｌ）处安装在加工室（５）上的至少一个等离子体源（３）产生等离子体（Ｐ）；－将由每一个源（３）产生的等离子体（Ｐ）的至少一部分接触衬底表面的所述部分；以及，－将适合于ＳｉＯ↓［ｘ］实现的至少一种前体提供给等离子体（Ｐ）的所述部分；其中至少在衬底（１）上实现的至少一个层经受在气体环境中的温度处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于钝化半导体衬底表面的至少一部分的方法。这样的方法乂人实践是已知的。在已知的方法中，半导体坤于底的衬底表面通过在该村底上实现SiOx层，例如二氧化硅层被钝化。这 里，例如，可以在烤箱中利用氧化方法。另一种已知的方法包括溅 射SiOx层。而且，从实践已知的是通过化学气相沉积法将二氧化硅 沉积在衬底上。表面钝化的程度通常是通过表面复合速度(表面再结合速度， SRV)表示的。半导体衬底的良好表面钝化通常是指相对低的表面 复合速度。从文章Plasma-enhanced chemical-vapor-deposited oxide for low surface recombination velocity and high effective lifetime in silicon, Chen et al, Journal of Applied Physics 74(4), August 15， 1993, pp. 2856-2859，已知一种方法，其中可对基本上本征石圭的衬底获得4氐的 SRV(<2cm/s),其具有相对4交高的电阻率(>500 Qcm)。在这种 已知的方法中，利用直接等离子体增强的化学气相沉积(PECVD) 和后续的优选在350。C下、在合成气体(混合气，forming gas)中迄今，对于以相对较低电阻率适当钝化衬底，至少使得可以达 到相对低的表面复合速度，尤其是利用SiOx层的沉积，仍然还发现存在问题。这样的钝化半导体衬底例如对于制造太阳能电池是期望 的。本专利技术构思消除已知方法的上述缺陷。具体地，本专利技术设计一种用于钝化半导体衬底的方法，其中利用该方法获得的SiOx层具有相对较低的表面复合速度，同时该衬底尤其具有相对低的电阻率。为此，根据本专利技术的方法的特征在于，包括至少一个SiOx层的 沉积):一夸^于底置于力口工室(工艺室，process chamber )中； -将加工室中的压力保持在相对低的值；-将衬底保持在适合实现上述层的特定村底处理温度下；-通过距衬底表面特定距离安装在加工室上的至少一个源产生 等离子体；-使由每一个源产生的该等离子体的至少一部分与衬底表面的 上述部分4妾触；以及-将适合于SiOx实现的至少一种前体供全会等离子体的上述部分；而至少在衬底上实现的至少一个层在气体环境中经受温度处 理，而该温度处理特别包i舌合成气体退火处理。发现以这种方式可获得衬底、衬底表面的至少上述部分的良好地，在上述温度处理过程中，在衬底上实现的至少上述SiOx层被保 持在高于350。C的处理温度下。发现利用这样的温度处理可获得特 别良好的结构。处理温度可以例如在大约25(TC-1000。C的范围内， 尤其时在大约500。C-70(TC的范围内，更尤其是在大约55CTC-650 °C的范围内。温度处理可以例如进行少于大约20 min。在该温度处理之后，衬底可以例如#1冷却，可选地以强制方式。 另外，优选i也，气体流一皮供乡会至上述4十底或所实现的至少该SiOx 层和在上述温度处理过程中的一于底，以^是供上述气体环i竟。因此， 温度处理可以例如包4舌合成气体退火处理。气体环:境可以例如通过 将氮气和氢气的混合物供给衬底和/或在衬底上实现的至少 一 个层 来提供。在这种情形下，气体环境可以例如基本上(主要)包括氢 气-氮气环境。在另一方面，气体环境可以例如基本上(主要)包括 氢气，例如通过将氢气流供给衬底和/或在衬底上实现的至少 一个 层。然后，气体或气体混合物优选具有基本上相同的上述衬底处理才艮据本专利技术的一个方面， 一种用于钝化半导体衬底表面的至少 一部分的方法的特征在于，包括至少一个SiOx层的至少一个层在衬 底表面的上述部分上通过以下步骤实现-将衬底置于加工室中；-将加工室中的压力保持在相对低的值；-将衬底保持在特定处理温度下；-通过距衬底表面特定距离安装在加工室上的至少一个源产生 等离子体；吏由每一个源产生的等离子体的至少 一部分与衬底表面的上述部分4妄触；以及-将适合于SiOx实现的至少一种前体供给等离子体的上述部分；然后，同时将Hb或H2和惰性气体(例如N2或Ar )的混合物 供给上述等离子体，尤其是用于退火该至少一个层和/或用于增大H2在该至少一个层中的扩散。本专利技术进一步提供一种太阳能电池，其至少被提供有根据本发 明的方法获得的衬底的至少 一部分。这样的太阳能电池可以以有利 的方式利用改进的性能，例如衬底表面相对低的表面复合速度，这 有利于该太阳能电池的性能。本专利技术的进一步详尽细节在下文中进行描述。本专利技术现在将基 于非限制的示例性实施方式并参照附图加以阐明，其中附图说明图1示出了用于处理一于底的装置的示意性截面图；和图2示出了在图1中示出的截面图的细节，其中示出了等离子 体级联源。在本专利申请中，相同或相应的4晉施(部件)用相同或相应的 标记符号指代。在本申请中，用术语如大约、基本上、约 或类似术语提供的数值可被理解为处于在 一 方面该数值减去5 %的 数值和另 一方面该数值加上5%的数值之间的范围内。图1和2示出了一种装置，在才艮据本专利技术的方法中，利用该装 置可实施将至少一个SiOx层，以及例如一个或多个其他的层至少沉 积或实现在村底上。该装置例如非常适合用于在线工艺。图1和图2示出的装置设置(提供)有加工室5，加工室5上设置了 DC (直 流电)等离子体级联源3。可替换地，可以使用不同类型的等离子 体源。示例性实施方式的DC等离子体级4关源3净皮i殳置成利用DC 电压产生等离子体。该装置在加工室5中正对等离子体源3的流出 开口 4设置有用于夹持一个衬底1的衬底夹持器8。该装置进一步 包括用于在处理过程中加热衬底1的加热装置(未示出)。如图2所示，等离子体级耳关源3被i殳置有位于前室11中的阴 才及10和^立于临近加工室5的源3侧边的阳才及12。前室11经由相对 窄的通道13和上述等离子体流出开口 4通向加工室5。装置例如一皮 尺寸化以^吏在衬底1和等离子体流出开口 4之间的距离L为大约 200 mm-300 mm。因此，该装置可具有相对紧凑的设计。通道13 可通过相互电绝缘的级联板14和上述阳极12结合在一起。在处理 衬底过程中，加工室5被保持在相对较低的压力下，特别是低于5000 Pa，并且优选低于500Pa。当然，尤其是加工室的处理压力和尺寸 需要为如此以使生长过程可仍然发生。实践中，利用本专利技术示例性 实施方式的加工室，发现用于该目的的处理压力为至少大约0.1 mbar。需要用来获得上述处理压力的泵送装置在附图中没有示出。 在源3的阴极10和阳极12之间，等离子体在利用(例如通过惰性 气体的点火)如其中存在的氩气过程中产生。当等离子体已在源3 中产生时，前室11中的压力高于加工室5中的压力。这个压力可 例如大致为大气压并在0.5-1.5 bar的范围内。因为加工室5中的压 力显著低于前室11中的压力， 一部分产生的等离子体P扩展以使 其经由相对较窄的通道7从上述流出开口 4延伸到力。工室5中以接 触4于底1的表面。扩展的等离子体部分可以例如达到一个超声速。装置纟皮特别设置有供应装置6、 7,用于供应适合的处理流体流 到在例如源3的阳拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于钝化半导体衬底表面的至少一部分的方法，其中包括至少一个ＳｉＯ↓［ｘ］层的至少一个层在所述衬底表面的所述部分上通过以下步骤被实现：－将所述衬底（１）置于加工室（５）中；－将所述加工室（５）中的压力保持在相对低的值； －将所述衬底（１）保持在适合于实现所述层的特定衬底处理温度下；－通过以距所述衬底表面特定距离（Ｌ）安装在所述加工室（５）上的至少一个等离子体源（３）来产生等离子体（Ｐ）；－使由每一个源（３）产生的所述等离子体（Ｐ）的至少 一部分与所述衬底表面的所述部分接触；以及－将适合于ＳｉＯ↓［ｘ］实现的至少一种前体供应给所述等离子体（Ｐ）的所述部分；其中至少在所述衬底（１）上实现的所述至少一个层在气体环境中经受温度处理，其中所述温度处理特别包括合成气体退 火处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NL 2005-7-29 10296471.一种用于钝化半导体衬底表面的至少一部分的方法，其中包括至少一个SiOx层的至少一个层在所述衬底表面的所述部分上通过以下步骤被实现-将所述衬底(1)置于加工室(5)中；-将所述加工室(5)中的压力保持在相对低的值；-将所述衬底(1)保持在适合于实现所述层的特定衬底处理温度下；-通过以距所述衬底表面特定距离(L)安装在所述加工室(5)上的至少一个等离子体源(3)来产生等离子体(P)；-使由每一个源(3)产生的所述等离子体(P)的至少一部分与所述衬底表面的所述部分接触；以及-将适合于SiOx实现的至少一种前体供应给所述等离子体(P)的所述部分；其中至少在所述衬底(1)上实现的所述至少一个层在气体环境中经受温度处理，其中所述温度处理特别包括合成气体退火处理。2. 才艮据冲又利要求1所述的方法，其中，在所述温度处理过程中， 在所述衬底(1)上实现的至少一个层被保持在高于35CTC的 处理温度下。3. 才艮据片又利要求1或2所述的方法，其中，所述处理温度在大约 250。C-1000。C的范围内，尤其是在大约50CTC-700。C的范围内， 更尤其是在大约550。C-650。C的范围内，例如大约600°C。4. 才艮据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述温度处理进行少于大约20 min。5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述温度处 理过禾呈中，气体流一皮供乡会所述4十底(1 )或至少在所述^f底(1 ) 上实现的所述至少一个层，用于纟是供所述气体环境。6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述气体环境 基本上包括氮气和氢气的混合物。7. 根据权利要求6所述的方法，其中在所述混合物中氮气:氢气 的比率在大约75:25至99:1的范围内，尤其是在大约85:15至 95:5的范围内，并且例如是大约90:10。8. 才艮据^f又利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述气体环境 基本上包含氢气。9. 4艮据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一种 前体选自以下物质构成的组-SiH4;-02;-N02;-CH3SiH3 (IMS); -2(CH3)SiH2 (2MS); -3(CH3)SiH (3MS); -石圭氧烷； -六曱基硅氧烷； -八甲基三硅氧烷；-双(三曱基甲硅烷氧基)曱基硅烷； -八曱基四硅氧烷(D4);和 -TEOS。10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述衬底(1 ) 本身具有相对4交j氐的电阻率，例如^氐于大约10 Qcm的电阻率，尤其是大约2 Dcm或更^氐的电阻率。11. 根据前述权利要求中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁迪南拜克尔，布拉姆霍克斯，威廉默斯马思艾斯玛丽凯塞尔斯，毛里蒂乌斯科内利斯玛丽亚范德桑登，
申请(专利权)人：OTB集团有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]