一种防止爆膜的制造技术

本发明专利技术提供一种防止爆膜的

【技术实现步骤摘要】
一种防止爆膜的PECVD沉积非晶硅的方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，具体是一种防止爆膜的
PECVD
沉积非晶硅的方法
。

技术介绍

[0002]在制备
TOPCon
电池的过程中，其中有一个步骤是在硅片的背面沉积非晶硅层，一般采用
PECVD
设备进行沉积
。
[0003]PECVD
采用等离子辉光放电制备非晶硅层，会产生以下缺陷：
1、PECVD
沉积非晶硅膜层时，大量
H
进入非晶硅膜层，在之后的晶化退火过程，
H
聚集以氢气形式在薄膜内部形成空腔，高温激发氢气快速逸出，导致薄膜破裂；
2、
在沉积过程中，部分位置发生相变，在薄膜内部及与氧化硅界面产生了集中应力，最终导致薄膜爆裂脱落
。
上述现象会导致该区域无非晶硅钝化或非晶硅钝化效果变差，影响电池的效率及良率
。

技术实现思路

[0004]为解决
技术介绍
中的技术问题，本专利技术公开了一种防止爆膜的
PECVD
沉积非晶硅的方法
。
[0005]本专利技术提供一种防止爆膜的
PECVD
沉积非晶硅的方法，包括以下步骤：
S1、
将
N
型硅片垂直插入石墨舟内，然后放入炉管；
S2、
炉管内加热并保温；
S3、
炉管内抽真空；
S4、
在硅片背面沉积遂穿氧化层；
S5、
在隧穿氧化层上沉积第一非晶硅层；
S6、
在第一非晶硅层上沉积掺杂磷原子和碳原子的第二非晶硅层；
S7、
炉管内充入氮气，直至炉管内的压力与大气压相等，然后从炉管内取出石墨舟，完成遂穿氧化层和原位掺杂碳原子磷原子的非晶硅薄膜的制备
。
[0006]本专利技术通过在沉积非晶硅薄膜的同时掺杂入碳原子，薄膜中的氢原子与碳原子形成碳氢键，在退火时碳氢键不易断裂，从而避免了短时间有大量的氢气释放导致爆膜的发生；同时碳原子还降低了非晶硅薄膜的晶化率，从而减少非晶硅薄膜内应力的积累，可以有效的抑制爆膜
。
[0007]第一非晶硅层对隧穿氧化层起到保护作用，避免退火晶化时，磷原子和碳原子进入隧穿氧化层，破坏遂穿氧化层的钝化效果
。
[0008]加热温度过高，遂穿氧及非晶硅沉积速度较快，容易造成遂穿氧化层非晶硅层不致密，成膜质量较差，钝化效果较差；加热温度过低，反应速度过慢，会增加工艺时间，增加生成成本，基于此，进一步的设计是：
S2
中加热温度为
410
‑
430℃。
[0009]保温时间过长，增加工艺时间，增加生成成本，保温时间过短，石英管内温度分布不均匀性，容易出现不同温区之间温度差异较大，基于此，进一步的设计是：保温时间为3‑
4min。
[0010]如隧穿氧化层的过薄，影响钝化效果；过厚，无法实现载流子的遂穿，基于此，进一步的改进在于：隧穿氧化层的厚度为1‑
2nm。
[0011]退火晶化时，第二非晶硅层中的磷原子会扩散进入第一非晶硅层；如第一非晶硅层过厚，回形成部分盲区，此区域磷原子难以扩散进入；如第一非晶硅层过薄，磷原子会直接进入遂穿氧化层中，降低遂穿氧化层的钝化效果，基于此，进一步的改进在于：第一非晶硅层的厚度为
10
‑
20nm。
[0012]生成第一非晶硅层的具体条件为：沉积气体为
SiH4，流量为
2000
‑
4000sccm。
[0013]第二非晶硅层过厚，会增加非晶硅的寄生吸收，降低太阳能电池的电流密度，过薄，限制烧结过程中烧结工艺窗口，烧结过程中容易出现烧穿现象，基于此，进一步的改进在于：第二非晶硅层的厚度为
120nm。
[0014]生成第二非晶硅层的具体条件为：沉积气体为
SiH4，流量为
3000sccm
；掺杂磷原子的沉积气体为
PH3，流量为
800sccm
；掺杂碳原子的沉积气体为
CH4，流量为
2000
‑
6000sccm。
具体实施方式
[0015]实施例一：本专利技术公开一种防止爆膜的
PECVD
沉积非晶硅的方法，包括以下步骤：
S1、
将
N
型硅片垂直插入石墨舟内，然后将石墨舟放入炉管内；
S2、
炉管内加热至
410
‑
430℃
后，保温3‑
4min
；本实施例中加热至
420℃
，保温
3min
；加热温度的设置，可避免加热温度过高，遂穿氧及非晶硅沉积速度较快，造成遂穿氧化层非晶硅层不致密，成膜质量较差，钝化效果较差；避免加热温度过低，反应速度过慢，会增加工艺时间，增加生成成本；保温时间的设置，可避免保温时间过长，增加工艺时间，增加生成成本；避免保温时间过短，石英管内温度分布不均匀性，容易出现不同温区之间温度差异较大；
S3、
炉管内抽真空；
S4、
在硅片背面沉积遂穿氧化层，厚度为1‑
2nm
，本实施例中厚度为
1.3nm
；如此设置，避免隧穿氧化层的过薄，影响钝化效果；避免厚度过厚，无法实现载流子的遂穿；
S5、
在隧穿氧化层上沉积第一非晶硅层，厚度为
10
‑
20nm
；本实施例汇总厚度为
10nm
，沉积气体为
SiH4，流量为
3000sccm
；第一非晶硅层的厚度设置，其理由为：退火晶化时，第二非晶硅层中的磷原子会扩散入第一非晶硅层；如第一非晶硅层过厚，回形成部分盲区，此区域磷原子难以扩散进入；如第一非晶硅层过薄，磷原子会直接进入遂穿氧化层中，降低遂穿氧化层的钝化效果；
S6、
在第一非晶硅层上沉积掺杂磷原子和碳原子的第二非晶硅层，厚度为
110
‑
130nm
；本实施例中厚度为
120nm
；生成第二非晶硅层的沉积气体为
SiH4，流量为
3000sccm
；掺杂磷原子的沉积气体为
PH3，流量为
800sccm
；掺杂碳原子沉积气体为
CH4，流量为
3000sccm
；
SiH4、PH3和
CH4同时输入至炉管内，掺杂磷原子和碳原子的结深均为
120nm
；第二非晶硅层的厚度设置，其理由为：第二非晶硅层过厚，会增加非晶硅的寄生吸收，降低太阳能电池的电流密度，过薄，限制的烧结过程中烧结工艺窗口，烧结过程中容易出现烧穿现象；
S7、<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种防止爆膜的
PECVD
沉积非晶硅的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
将
N
型硅片垂直插入石墨舟内，然后放入炉管；
S2、
炉管内加热并保温；
S3、
炉管内抽真空；
S4、
在硅片背面沉积遂穿氧化层；
S5、
在隧穿氧化层上沉积第一非晶硅层；
S6、
在第一非晶硅层上沉积掺杂磷原子和碳原子的第二非晶硅层；
S7、
炉管内充入氮气，直至炉管内的压力与大气压相等，然后从炉管内取出石墨舟，完成遂穿氧化层和原位掺杂碳原子磷原子的非晶硅薄膜的制备
。2.
根据权利要求1所述的一种防止爆膜的
PECVD
沉积非晶硅的方法，其特征在于：
S2
中加热温度为
410
‑
430℃。3.
根据权利要求2所述的一种防止爆膜的
PECVD
沉积非晶硅的方法，其特征在于：保温时间为
3min。4.
根据权利要求1所述的一种防止爆膜的
PECVD
沉积非晶硅的方法，其特征在于：隧穿氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖奇，胡琴，张飞，孙铁囤，
申请(专利权)人：常州亿晶光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：