一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法

文档序号:9411969
一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域,具体为一种真空镀膜设备中Zn杂质元素 的去除方法。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池膜层质量对太阳能电池性能有关键性影响,高的膜层质量是保证电池 性能的必备要素,为了保证高的膜层质量,除了控制各种反应气体的纯度外,还要防止任何 的其它污染源。
[0003] 当今工业上广泛使用的PECVD系统,采用一对平板形状相互平行的电极来激发等 离子体,并提供薄膜沉积或蚀刻表面。这两个电极板分别为接地的正极和用来激发等离子 体的激发电极(负极)。常规的激发方式为射频(RF)和极高频(VHF),当今工业上非微晶硅 等薄膜电池前电极一般采用BZ0等作为透明导电材料。沉积非晶硅时,非晶硅膜层覆盖玻 璃基底之前,镀有BZ0的前板玻璃会有Zn元素在RF的溅射下,很容易被溅射出来,粘附在 反应腔上部,并在薄膜的沉积过程过落下来,当Zn元素在反应腔上部积累到一定程度时, 会对膜层有明显的影响。针对被溅射出来的Zn元素,用PECVD自带的清洁系统很难清除干 净。
[0004] 现有的PECVD自带的清洁系统,其反应腔清洗技术主要为了清洗残留的Si元素, 主要采用即 3和Ar气在高的射频功率下,离化成等离子体对残留Si膜层进行腐蚀。这对 Zn元素的清洗作用非常有限,达不到对Zn元素的清洗效果,目前还没有专门针对Zn元素的 有效清洗方法。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的是提供一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法,具有Zn杂质 元素去除效果好、操作方便、成本低廉和生产效率高的特点。
[0006] 本发明可以通过以下技术方案来实现: 本发明公开了一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法,在沉积非微晶硅薄膜电 池过程中同时在反应腔中通入氧源气体、氢源气体和碳源气体,其具体步骤包括: 第一步、向反应腔通入氢源气体和氧源气体,将反应腔的基板温度保持在1〇〇~ 115° C之间,调节射频放电功率密度进行辉光放电对体系进行反应活化,控制气压在 1. 5~3mbar,使氢源气体、氧源气体与Zn元素反应生成Zn的化合物,控制反应持续50~ 200秒之间,停止辉光放电,将残余气体抽出真空腔; 第二步、向反应腔通入碳源气体,将反应腔基板温度保持在100~115° C之间,调节射 频放电功率密度进行辉光放电对体系进行反应活化,继续使碳源气体与Zn元素反应生成 Zn的化合物,控制气压在0. 5~2mbar,反应持续50~200秒之间,停止辉光放电,将残余 气体抽出真空腔; 所述第一步和第二步交替进行。
[0007] 在进行去除Zn杂质元素操作步骤的第一步和第二步之前先通入即3和Ar气去除 残余Si元素,并彻底排除残余气体。
[0008] 所述第一步和第二步的射频放电功率密度为10~60mw/cm2。
[0009] 所述氢源气体为H20气体,所述氧源气体的02,所述碳源气体为C0 2。
[0010] 所述氧源气体的流量为3~5 sccm,所述碳源气体的流量为3~5 seem。
[0011] 本发明一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法,具有如下的有益效果: 第一、Zn杂质元素去除效果好,通过氧源气体、氢源气体、碳源气体在辉光条件下使Zn 形成Zn化合物,有效去除Zn杂质元素; 第二、操作方便,在对Zn杂质元素的控制过程中,只需要控制氧源气体、氢源气体、碳 源气体的气体流量及辉光反应的功率、时间即可对反应过程进行控制,需要调节的参数少, 简化操作控制环节; 第三、成本低廉,反应所需要的原料氧源气体、氢源气体、碳源气体来源广泛,节省材料 成本,辉光反应时间短,能耗成本低; 第四、生产效率高,充分利用反应腔在去除Si杂质元素的辉光反应的条件,直接在反 应腔充入氧源气体、氢源气体、碳源气体即可开启去除过程,反应操作设置在Si杂质元素 去除之后,无需转序,有效提升了生产效率。
【具体实施方式】
[0012] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合实施例及对本 发明产品作进一步详细的说明。
[0013] 实施例1 本发明公开了一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法,在沉积非微晶硅薄膜电 池过程中同时在反应腔中通入氧源气体、氢源气体和碳源气体,在进行去除Zn杂质元素操 作步骤的第一步和第二步之前先通入NF#P Ar气去除残余Si元素,并彻底排除残余气体, 然后按照以下步骤进行: 第一步、向反应腔通入氢源气体和氧源气体,所述氧源气体的流量为3 seem将反应腔 的基板温度保持在100° C,调节射频放电功率密度在60mW/cm2进行辉光放电对体系进行 反应活化,控制气压在3mbar,使氢源气体、氧源气体与Zn元素反应生成Zn的化合物,控制 反应持续200秒,停止辉光放电,将残余气体抽出真空腔,所述氢源气体为H 20气体,所述氧 源气体的〇2; 第二步、向反应腔通入碳源气体,所述碳源气体的流量为5 seem,将反应腔基板温度保 持在100 ° C,调节射频放电功率密度在60mw/cm2进行辉光放电对体系进行反应活化,继续 使碳源气体与Zn元素反应生成Zn的化合物,控制气压在lmbar,反应持续50秒,停止辉光 放电,将残余气体抽出真空腔,所述碳源气体为C0 2; 所述第一步和第二步交替进行。
[0014] 实施例2 本发明公开了一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法,在沉积非微晶硅薄膜电 池过程中同时在反应腔中通入氧源气体、氢源气体和碳源气体,在进行去除Zn杂质元素操 作步骤的第一步和第二步之前先通入NF#P Ar气去除残余Si元素,并彻底排除残余气体, 然后按照以下步骤进行: 第一步、向反应腔通入氢源气体和氧源气体,所述氧源气体的流量为3Sccm将反应腔 的基板温度保持在110° C,调节射频放电功率密度在40mW/cm2进行辉光放电对体系进行 反应活化,控制气压在1. 5mbar,使氢源气体、氧源气体与Zn元素反应生成Zn的化合物,控 制反应持续100秒,停止辉光放电,将残余气体抽出真空腔,所述氢源气体为H 20气体,所述 氧源气体的〇2; 第二步、向反应腔通入碳源气体,所述碳源气体的流量为5 sccm,将反应腔基板温度保 持在115 ° C,调节射频放电功率密度在60mw/cm2进行辉光放电对体系进行反应活化,继续 使碳源气体与Zn元素反应生成Zn的化合物,控制气压在2mbar,反应持续200秒,停止辉 光放电,将残余气体抽出真空腔,所述碳源气体为C0 2; 所述第一步和第二步交替进行。
[0015] 实施例3 本发明公开了一种真空镀膜设备中Zn杂质元素的去除方法,在沉积非微晶硅薄膜电 池过程中同时在反应腔中通入氧源气体
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