用于在衬底上形成黄铜矿层的装置和方法

用于在衬底上形成黄铜矿层的装置和方法
【专利摘要】一种方法通常包括：给至少一个缓冲室中的衬底供热，并且经由传送机将衬底传送至连接至缓冲室的至少一个沉积室。该方法还包括：使用溅射，将第一组多种元素沉积在沉积室中的衬底的至少一部分上，并且使用蒸发，将第二组多种元素沉积在沉积室中的衬底的至少一部分上。本发明还提供了用于在衬底上形成黄铜矿层的装置和方法。
【专利说明】用于在衬底上形成黄铜矿层的装置和方法

【技术领域】
[0001]所公开的装置和方法涉及在用于制造光伏电池的黄铜矿层在衬底上的形成。

【背景技术】
[0002] 光伏电池或太阳能电池是用于通过阳光直接生成电流的光电组件。由于对清洁能 源的日益增长的需求，近年来太阳能电池的制造大幅扩展，并且继续进行扩展。多种类型的 太阳能电池存在并且继续被开发。当前存在多种太阳能收集模块。太阳能收集模块通常包 括大的平坦衬底，并且包括背面接触层、吸收层、缓冲层以及正面接触层。
[0003] 多个太阳能电池形成在一个衬底上，并且通过每个太阳能电池中的相应的互连结 构串联连接，以形成太阳能电池模块。吸收层吸收阳光，使用背面接触层将所吸收的阳光转 换为电流。同样地，通过用作形成吸收层的材料，半导体材料用于制造或生产至少一些已知 太阳能电池。更具体地，使用诸如(联)硒化铜铟镓的基于黄铜矿的半导体材料，以形成沉积 在衬底上的吸收层。例如，用于CIGS沉积的至少一些已知的技术包括金属前体的共蒸发和 砸化。
[0004] 然而，使用这样的技术时存在挑战和限制。例如，当使用共蒸发时，很难在较宽的 区域上方均匀地蒸发金属元素，诸如，铜、铟和镓。而且，铜的熔点约为相对很高的1084°c。 这样相对很高的温度可能导致相当高的加工成本，并且会对衬底温度产生不利影响。同样 地，当使用CIGS沉积的共蒸发时，存在关于商品化的限制。而且，当使用这样的技术时，由 于在加工期间生成硒和/或硫蒸汽或者由于形成诸如硒化氢或硫化氢的有毒气体，会导致 溅射金属靶的污染。


【发明内容】

[0005] 为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种用于在衬 底上形成黄铜矿层的方法，所述方法包括：向至少一个缓冲室中的衬底供热；将所述衬底 传送至经由传送机与所述至少一个缓冲室连接的至少一个沉积室；以及在所述至少一个沉 积室中，使用濺射将第一组多种元素沉积在所述衬底的至少一部分上，并且使用蒸发将第 二组多种元素沉积在所述衬底的至少一部分上。
[0006] 在该方法中，沉积所述第一组多种元素包括：沉积铜、锌、铟、铝、金和锡中的至少 一种，并且沉积所述第二组多种元素包括：使用蒸发，沉积镓、硒、硫和钠中的至少一种。
[0007] 在该方法中，在所述沉积期间，所述衬底的温度范围为约200°C至约650-C。
[0008] 该方法进一步包括：在至少一个后加工室中对形成在衬底上的所述黄铜矿层进行 加工，所述至少一个后加工室经由所述传送机连接至所述至少一个沉积室，其中，所述至少 一个后加工室中包括惰性气体、硒、硫或氢气。
[0009] 在该方法中，将所述衬底传送至所述至少一个沉积室进一步包括：将所述衬底传 送至第一沉积室、第二沉积室和第三沉积室中的至少一个。
[0010] 该方法进一步包括：控制相互独立的所述第一沉积室、所述第二沉积室和所述第 三沉积室中的每个内的至少一个操作参数。
[0011] 在该方法中，在第一预定义温度下，在所述第一沉积室中部分地执行所述沉积；以 及在第二预定义温度下，在所述第二沉积室中部分地执行所述沉积；以及在第三预定义温 度下，在所述第三沉积室中部分地执行所述沉积。
[0012] 该方法进一步包括：分别独立地控制所述第一沉积室、所述第二沉积室和所述第 三沉积室内的所述第一预定义温度、所述第二预定义温度和所述第三预定义温度中的每一 个。
[0013] 根据本发明的另一方面，提供了一种用于在衬底上形成黄铜矿层的装置，所述装 置包括：至少一个缓冲室，被配置成接收衬底并且给所述衬底供热；以及至少一个沉积室， 经由传送机连接至所述至少一个缓冲室，所述至少一个沉积室被配置成接收所述衬底，并 且所述至少一个沉积室被配置成使用溅射将第一组多种元素沉积在所述衬底的至少一部 分上，并且使用蒸发将第二组多种元素沉积在所述衬底的至少一部分上，以在所述衬底上 形成黄铜矿层。
[0014] 在该装置中，所述第一组多种元素包括铜、锌、铟、铝、金和锡中的至少一种。
[0015] 在该装置中，所述第二组多种元素包括镓、硒、硫和钠中的至少一种。
[0016] 在该装置中，所述至少一个沉积室被配置成在约200°C至约650°C之间的温度范 围的条件下，将所述第一组多种元素和第二组多种元素中的每一种都沉积在所述衬底的至 少一部分上。
[0017] 该装置进一步包括：经由所述传送机连接至所述至少一个沉积室的至少一个后加 工室，其中，所述至少一个后加工室中包括惰性气体、砸或硫，以对形成在所述衬底上的所 述黄铜矿层进行加工。
[0018] 在该装置中，所述至少一个沉积室包括第一沉积室、第二沉积室和第三沉积室，所 述第一沉积室、所述第二沉积室和所述第三沉积室中的每个都被配置成使用溅射将所述第 一组多种元素的至少一部分沉积在所述衬底的至少一部分上，并且使用蒸发将所述第二组 多种元素的至少一部分沉积在所述衬底的至少一部分上。
[0019] 该装置进一步包括：处理器，被配置成独立地控制所述第一沉积室、所述第二沉积 室和所述第三沉积室中的每个内的至少一个操作参数。
[0020] 该装置进一步包括：多个传送室，使得将所述多个传送室中的第一传送室设置在 所述第一沉积室和所述第二沉积室之间，并且将所述多个传送室中的第二传送室设置在所 述第二沉积室和所述第三沉积室之间。
[0021] 根据本发明的又一方面，提供了一种用于在衬底上形成黄铜矿层的方法，所述方 法包括：经由传送机将衬底从缓冲室传送至第一沉积室；在所述第一沉积室中，在第一预 定义温度下，使用濺射将第一组多种元素的至少一部分沉积在所述衬底的至少一部分上， 并且使用蒸发将第二组多种元素的至少一部分沉积在所述衬底的至少一部分上，使得第一 前体层沉积在所述衬底上；将所述衬底从所述第一沉积室传送至第二沉积室；以及在所述 第二沉积室中，在第二预定义温度下，使用溉射将所述第一组多种元素的至少一部分沉积 在所述衬底的至少一部分上，并且使用蒸发将所述第二组多种元素的至少一部分沉积在所 述衬底的至少一部分上，使得第二目U体层沉积在所述衬底上。
[0022] 在该方法中，所述第一前体层是富铜前体层，并且所述第二前体层是贫铜前体层。
[0023]该方法进一步包括：使用惰性气体对所述第一前体层和所述第二前体层进行退 火。
[0024] 在该方法中，所述第一预定义温度包括约400°C至约450°C之间的温度范围，并且 所述第二预定义温度包括约500°C至约650°C之间的温度范围。

【专利附图】

【附图说明】
[0025]图1是包括衬底和黄铜矿吸收层的示例性太阳能电池的截面图。
[0026]图2是用于将黄铜矿层形成在图1所示的太阳能电池的衬底上的示例性装置的框 图。
[0027]图3是用于使用图2所示的装置将衬底上形成黄铜矿层的示例性方法的流程图。 [0028] 图4是用于在图1所示的太阳能电池的衬底上形成黄铜矿层的可选装置的框图。 [0029]图5是用于使用图4所示的装置在衬底上形成黄铜矿层的示例性方法的流程图。 [0030] 图6是用于在图1所示的太阳能电池的衬底上形成黄铜矿层的另一个可选装置的 框图。
[0031]图7是用于使用图6所示的装置在衬底上形成黄铜矿层的示例性方法的流程图。

【具体实施方式】
[0032] 在说明书中，诸如"下部"、"上部"、"水平的"、"垂直的"、"在...之上"、"在...之 下"、"向上"、"向下"、"顶部"和"底部"及其派生词(例如，"水平地"、"向下地"、"向上地"等） 的空间相对位置的术语应该被解释为是指随后所述的或论述的附图所示的定向。这些空间 相对位置的术语用于便于说明并且不要求装置以特定定向构建或操作。除非另外明确地描 述，否则关于诸如"连接"和"互连"的附接、親合等的术语是指结构相互直接固定或附接或 者通过中间结构相互间接地固定或附接的关系，以及可移动或刚性附接或关系。
[0033]旨在结合附图阅读示例性实施例的该说明，附图被认为是整个编写的说明书的一 部分。附图未按比例绘制。在多幅附图中，除非在文本中另外明确地指示，否则类似参考数 字指示类似元件。
[0034] 本文中描述的示例性装置和方法克服了用于通过提供便于混合连续式溅射 (hybrid in-line sputtering)工艺以及蒸发工艺的装置和方法，在衬底上形成诸如(联)砸 化铜铟镓（CIGS)的基于黄铜矿的半导体层的其他技术的至少一些缺陷。更具体地，例如， 最初通过在缓冲室内加热衬底的缓冲室内的工艺来制备衬底。然后，将衬底传送至经由例 如传送机连接至缓冲室的至少一个沉积室。在沉积室中，使用溅射，将包括例如铜、锌、铟、 铝、金和/或锡的第一组多种元素沉积在衬底的至少一部分上，同时使用蒸发，将包括例如 镓、硒、硫和/或钠的第二组多种元素沉积在衬底的至少一部分上。更具体地，第一组元素 是金属靶并利用溅射，以通过蒸发向靶提供第二组元素。如此，可以在衬底上形成黄铜矿薄 膜或层。在沉积室中，通过使用溅射以及蒸发，可以基本完全混合或结合每种吸收组分。而 且，这样的技术能够实现按比例容易地增加到更高批量的相对的大批量生产。
[0035]图1示出包括具有背面接触层120和正面接触层122的衬底110的示例性太阳能 电池 100。吸收层13〇位于背面接触层120上，并且缓冲层140位于吸收层130上。正面 接触层122位于缓冲层140上方。在一些实施例中，衬底11〇是玻璃衬底，诸如，钠钙玻璃。 在其他实施例中，衬底110是柔性金属箔或聚合物(例如，聚酰亚胺)。在一些实施例中，衬 底110具有的厚度在约0. 1mm至约5mm的范围内。
[0036] 在一些实施例中，背面接触层120由钼形成，在其上可以形成吸收层130。在一些 实施例中，通过溅射形成背面接触层120。其他实施例包括诸如铀、金、银或铜的其他合适背 面接触材料来代替钼。例如，在一些实施例中，提供铜或镍的背面接触层，在其上方可以形 成碲化镉吸收层。在形成背面接触层以后，P1划线形成在背面接触层120中并且用吸收层 材料填充P1划线。在一些实施例中，背面接触层120的厚度为约1〇 μ m至约300 μ m。
[0037] 在背面接触层120上形成吸收层130。在示例性实施例中，吸收层13〇具有约1微 米以上的厚度，并且是包括CIGS的基于黄铜矿的吸收层。如以下参考图2至图7更详细描 述的，通过使用混合在线溅射工艺以及蒸发工艺，在背面接触层120上沉积吸收层130。在 一些实施例中，缓冲层140可以是由CdS、ZnS、In 2S3、In2Se3以及Zni_ xMgx0 (例如，ZnO)所组 成的组中的一个。可以使用其他合适缓冲层材料。在一些实施例中，缓冲层140的厚度为 约lnm至约500nm。
[0038] 图2示出可以用于在衬底110上形成基于黄铜矿的半导体吸收层130 (如图1所 示)的装置2〇〇。在示例性实施例中，装置200包括缓冲室2〇2,其被配置成接收衬底110并 且在其中制备衬底110用于进一步加工。例如，缓冲室202可以包括真空(未示出）、加热器 (未示出)和/或热交换器(未示出），以便于向衬底110提供热能，使得衬底被加热并且准备 经受进一步加工。沉积室204经由例如环形传送机205连接至缓冲室202,并且沉积室204 被配置成经由环形传送机205从缓冲室202接收衬底110。
[0039] 在一些实施例中，沉积室204被配置成便于其中的溅射和蒸发。例如，沉积室204 可以被配置成便于射频（RF)溅射、交流（AC)溅射以及脉冲直流模式（PDC)溅射。这样，沉 积室204可以包括波形发生器(未示出），其被配置成例如通过惰性气体发送至少一个射频 波，以生成阳离子。例如，沉积室204可以被配置成便于蒸发，其利用RF、IBAD或微波裂解 的Se原子团代替传统蒸发的Se，用于相同室中的增强型结合功能的离解。在一些实施例 中，沉积室204还包括真空泵或真空端口（未示出）、加热器(未示出）、和/或热交换器(未示 出），以便于在其中蒸发。在一些实施例中，沉积室204被配置成分别经由溅射和蒸发将第 一组多种元素201以及第二组多种元素203沉积在衬底110的至少一部分上，以在衬底110 上形成半导体吸收层130。在一些实施例中，第一组元素201包括铜、锌、铟、铝、金和/或 锡，并且第二组元素203包括镓、硒、硫和/或钠。
[0040] 装置2〇〇还包括经由环形传送机205连接至沉积室204的后加工室206。在一些 实施例中，后加工室206被配置成对衬底110上形成的吸收层130进行冷却和/或退火。例 如，后加工室206可以包括冷却流设备，诸如，风扇，其被设置为接近衬底110上的层130,使 得可以将气流引导至层130和衬底110上。后加工室206还可以包括惰性气体、硒、硫和/ 或硫磺(硫族元素)，用于形成衬底110上的吸收层130的退火。
[0041] 在一些实施例中，控制系统214连接至装置200,并且控制系统214被配置成控制 装置200内的多种操作参数，诸如，温度和压力。在一些实施例中，控制系统214包括可操 作地连接的控制器220,以根据编程控制方案或算法，作为由响应于诸如温度和压力的参数 的传感器所确定的值以及这样的参数的变化率的函数来改变装置200的操作。更具体地， 在一些实施例中，例如，控制器220连接至缓冲室202中的至少一个阀(未示出）、沉积室204 中的至少一个阀(未示出）以及后加工室206中的至少一个阀(未示出）。
[0042] 在一些实施例中，控制器220能够经由包括但不限于接收输入、发送输出以及发 送打开和关闭命令的部件，便于每个阀的操作特征（operative feature)。这样，例如，控制 器220能够独立地控制缓冲室202、沉积室204以及后加工室206中的每个室内的压力。类 似地，例如，控制器220可以连接至缓冲室202中的热交换器、沉积室204中的热交换器以 及后加工室206中的冷却装置，使得控制器能够便于热交换器和/或冷却装置中的每个的 操作特征。这样，例如，控制器220能够独立地控制缓冲室202、沉积室204以及后加工室 206中的每个室内的温度。
[0043] 在一些实施例中，控制器220可以是实时控制器，并且可以包括：任何合适的 基于处理器或基于微处理器的系统，诸如计算机系统，其包括微控制器、精简指令集电路 (RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路和/或能够执行本文中描述的功能的任何其他电 路或处理器。在一个实施例中，控制器120可以是包括只读存储器（ROM)和/或随机存取 存储器（RAM)的微处理器，例如，具有2M比特ROM和64K比特RAM的32位微型计算机。如 本文中使用的，术语"实时"是指在输入变化影响结果之后，在充分短时间段内产生的结果， 时间段是可以基于结果的重要性和/或系统处理输入以生成结果的能力选择的设计参数。 [0044] 在一些实施例中，控制器220包括存储器件230，其存储可执行指令和/或表示和 /或指示缓冲室202、沉积室204以及后加工室206的操作条件的一个或多个操作参数。控 制器220还包括经由系统总线234连接至存储器件230的处理器232。在一些实施例中， 处理器232可以包括处理单元，诸如但不限于集成电路（1C)、专用集成电路（ASIC)、微型计 算机、可编程逻辑控制器（PLC)和/或任何其他可编程电路。可选地，处理器232可以包括 多个处理单元(例如，为多核结构)。以上实例仅是示例性的，因此不旨在以任何方式对术语 "处理器"的定义和/或意义进行限定。
[0045] 而且，在一些实施例中，控制器220包括连接至缓冲室202、沉积室204以及后加 工室206的控制接口 236。更具体地，控制接口 236连接至诸如缓冲室2〇2、沉积室2〇4以 及后加工室206内的阀、热交换器和/或冷却装置的组件，并且控制接口 236被配置为控制 阀、热交换器和/或冷却装置的操作。例如，处理器232可以进行编程，以生成发送至控制 接口 236的一个或多个控制参数。然后，例如，控制接口 236可以发送控制参数，以调节、打 开或关闭阀。
[0046] 控制接口 236与缓冲室202、沉积室204和后加工室206之间可使用多种连接。 这样的连接包括但不限于电导体、诸如推荐标准（RS) 232或RS-485的低电平串行数据 连接；诸如USB、现场总线、ROFIBUS?、或电气和电子工程师协会（IEEE) 1394 (a/k/ a FIREWIRE)的高电平串行数据连接；诸如IEEE1284或IEEE488的并行数据连接；诸如 BLUETOOTH的短程无线通信信道(个人局域网）；和/或有线的或无线的专用（例如，不可 访问外部系统）网络连接。PR0FIBUS 是 Arizona 的 Profibus Trade Organization of Scottsdale 的注册商标。IEEE 是纽约的 Institute of Electrical and Electronics Engineers有限公司的注册商标。BLUETOOTH是华盛顿柯克兰的蓝牙SIG公司的注册商标。
[0047] 在一些实施例中，控制系统214还包括连接至缓冲室2〇2、沉积室204以及后加工 室206的传感器219。更具体地，在一些实施例中，控制器 22〇包括连接至传感器219的传 感器接口 240。在一些实施例中，传感器219被配置成检测缓冲室2〇2、沉积室204以及后 加工室206中的每个室内的多种操作参数，诸如，温度和/或压力。传感器219均将与它们 的检测参数相对应的信号发送到控制器220。例如，传感器219均可以连续地、周期性地或 仅一次地发送信号。在其他实施例中，不同基准（base)被用于信号定时。而且，传感器219 均可以发送模拟形式或数字形式的信号。多种连接可用于传感器接口 240和传感器219之 间。这样的连接可以包括但不限于电导体、诸如RS232或RS-485的低电平串行数据连接、诸 如USB或IEEE?13M的高电平串行数据连接、诸如IEEE1284或IEEE488的并行数据连接、 诸如BLUETOOTHt的短程无线通信信道(个人局域网）和/或有线的或无线的专用（例 如，不可访问外部系统）网络连接。
[0048] 控制系统214还可以包括用户计算设备250,其经由网络249连接至控制器220。 更具体地，计算设备250包括通信接口 251，该通信接口 251连接至包含在控制器220内的 通信接口 253。用户计算设备250包括用于执行指令的处理器252。在一些实施例中，将可 执行指令存储在存储设备254中。处理器252可以包括一个或多个处理单元(例如，为多核 结构)。存储设备254是允许诸如可执行指令和/或其他数据的信息被存储和取回的任何 设备。用户计算设备 25〇还包括用于将信息提供给用户使用的至少一个媒体输出组件256。 媒体输出组件256是能够将信息传送给用户的任何组件。媒体输出组件256可以包括但不 限于显示设备(未示出）（例如，液晶显示器（LCD)、有机发光二极管（0LED)显示器或音频输 出设备(例如，扬声器或耳机)）。
[0049]而且，在一些实施例中，用户计算设备250包括用于从用户接收输入的输入接口 260。例如，输入接口 260可以包括键盘、定点设备、鼠标、指示笔、触敏面板(例如，触控板或 触摸屏)、陀螺仪、加速计、位置检测器和/或音频输入设备。诸如触摸屏的单个组件可以用 作媒体输出组件256的输出设备和输入接口 260。
[0050] 图3是用于使用装置200 (在图2中示出）将诸如吸收层(在图1中示出）的半导 体层形成在诸如衬底110 (在图1、图2、图4和图6中示出）的衬底上的示例性方法的流程 图3〇〇。在步骤3〇2中，经由环形传送机205 (在图2中示出)将衬底110传送至缓冲室202 (在图2中示出）。在步骤303中，在缓冲室202内加热衬底110,准备用于进一步加工。在 步骤304中，在环形传送机 2〇5上将衬底110从缓冲室202传送至沉积室204(在图2中示 出)。
[0051] 在步骤305中，使用溅射将包括例如铜、锌、铟、铝、金和/或锡的第一组元素201 (在图2中示出）沉积在衬底11〇的至少一部分上，同时使用蒸发将包括例如镓、硒、硫和/ 或钠的第二组元素203 (在图2中示出）沉积在衬底110的至少一部分上，以在衬底11〇上 形成半导体吸收层130 (在图1中示出）。更具体地，在一些实施例中，第一组元素201 (即， 铜、铟、锌、铝、金和/或锡）是金属靶，并且利用溅射以通过蒸发向靶提供镓、硒、硫和/或 钠。在室温或者在约 2〇0°C至约650°C之间的温度范围的条件下执行使用溉射沉积第一组 元素201以及使用蒸发沉积第二组元素203。优选地，在一些实施例中，在室温或者在约 450°C至约650°C之间的温度范围的条件下执行沉积。而且，可以同时或者顺序地进行的第 一组元素和第二组元素中的金属元素的沉积。例如，在一个实施例中，可以经由溉射将铜和 铟同时沉积在衬底110上，以及经由蒸发将镓和硒同时沉积在衬底110上。可选地,首先可 以经由溅射将铜沉积在衬底110上，以及经由蒸发将硒沉积在衬底110上。然后，可以经由 溅射沉积铟，以及经由蒸发沉积镓。而且，在一些实施例中，溅射和蒸发速率可以在整个沉 积工艺过程中发生改变或者保持恒定，其中，可以由例如控制系统214 (在图2中示出）控 制速率。类似地，沉积室204内的温度可以在整个沉积工艺过程中保持恒定或者发生改变， 其中，温度也可以由控制系统214进行控制。
[0052] 当执行沉积时，在衬底110上形成层130。在步骤306中，将在衬底110上形成的 层130传送至后加工室206 (在图2中示出）。在步骤307中，在衬底110上形成的层130 通过使用后加工室206中的冷却设备(未示出）或通过使用例如具有或不具有硒、硫和/或 硫磺(硫族元素）的惰性气体环境，在后加工室206中经受冷却和/或退火。在一些实施例 中，通过在沉积室204中使用溅射以及蒸发，在衬底110上形成吸收层130,吸收组分中的每 一种（即，元素 2〇1和2〇3)都可以充分完全混合或结合。而且，可以实现容易地按比例增加 到较高批量的相对的大批量生产。
[0053] 而且，在一些实施例中，可以经由控制系统214独立地控制缓冲室202、沉积室204 以及后加工室206中的每个室内的操作参数。更具体地，用户可以在步骤302之前，最初输 入用于缓冲室202、沉积室204以及后加工室206中的每个的操作参数的预定义阈值。例 如，用户可以经由输入接口 260,最初输入用于缓冲室202、沉积室204以及后加工室206(在 图2中示出）中的每个的温度或压力的预定义值。可以通过用户输入设备同样地，在装置 200和其中的每个室的操作期间，可以通过在每个相应的室内连接的传感器219,检测缓冲 室202、沉积室204、以及后加工室206中的每个内的的参数，诸如温度和压力。然后，传感 器219将表示检测参数的信号发送给控制器220 (在图2中示出）。
[0054] 根据检测值小于、大于还是等于用于缓冲室202、沉积室204以及后加工室206中 的每个的预定义值，控制器220可以将控制参数发送至缓冲室202、沉积室204、以及后加工 室206中的每个。例如，在一些实施例中，如果沉积室204内的温度超过预定义温度值，则 控制器220将控制参数发送至例如沉积室204内的热交换器(未示出）或者沉积室204内 的加热器(未示出），使得温度可以基本降低至预定义温度值。类似地，如果后加工室206内 的压力超过预定义压力值，则控制器220将控制参数发送至例如后加工室206内的阀(未示 出），使得控制室206内的流体流，以便于将其中的压力充分降低到预定义压力值。
[0055] 图4示出可以用于代替装置200 (在图2中示出）的装置400的实施例。在一些 实施例中，装置400包括具有第一端部403和第二端部404的环形传送机401。装置400还 包括至少两个装载锁（load lock)或容器405和406,使得一个装载锁405被定位在环形传 送机401的第一端部403,并且另一个装载锁406被定位在传送机401的第二端部404。在 一些实施例中，每个装载锁405和406都被配置成将诸如衬底110的衬底从一个环境传送 至另一个环境。例如，装载锁405被配置成将衬底110从大气环境传送至加工环境。在一 些实施例中，装载锁405经由传送机401连接至第一缓冲室或传送室408。第一传送室408 被配置成接收衬底110并且诸如通过加热其中的衬底110制备衬底110,用于进一步加工。 例如，传送室408可以包括真空(未示出）、加热器(未示出）和/或热交换器(未示出）。
[0056] 第一沉积室414经由例如传送机401连接至第一传送室408,并且第一沉积室414 被配置成经由传送机401从第一传送室408接收衬底110。在一些实施例中，沉积室414被 配置成便于在其中进行溅射和蒸发。例如，第一沉积室414可以被配置成便于射频（RF)溅 射。同样地，第一沉积室414可以包括波发生器(未示出），其被配置成通过例如惰性气体发 送至少一个能量波，以生成阳离子。在一些实施例中，第一沉积室414还可以包括真空(未 示出）、加热器(未示出）和/或热交换器(未示出）。在一些实施例中，第一沉积室414被配 置成分别经由溉射和蒸发，将第一组多种兀素411的至少一部分和第二组多种元素413的 至少一部分沉积在衬底110的至少一部分上，以在衬底110上形成半导体吸收层130的至 少一部分(在图1中不出）。在一些实施例中，第一组元素411包括铜、锌、铟、招、金和/或 锡，并且第二组元素413包括镓、硒、硫和/或钠。
[0057] 装置400还包括经由传送机401连接至第一沉积室414的第二传送室416,其中， 第二传送室416被配置成经由传送机401从第一沉积室414接收衬底110。在一些实施例 中，第二传送室416被配置成接收衬底110以及新形成的层，并且制备衬底和新形成的层， 用于进一步加工。例如，第二传送室41 6还可以包括真空(未示出）、加热器(未示出)和/或 热交换器(未示出）。同样地，可以向衬底110和新形成的层提供热能，使得制备衬底110和 新形成的层，用于进一步加工。
[0058] 第二沉积室418经由传送机401连接至第二传送室416,并且第二沉积室418被配 置成经由传送机401从第二传送室416接收衬底110以及新形成的层。在一些实施例中， 第二沉积室418还被配置成便于在其中溅射和蒸发。在实施例中，第二沉积室418被配置 成分别经由溅射和蒸发，将第一组元素 411的至少一部分和第二组元素413的至少一部分 沉积在衬底110的至少一部分上，以在衬底110上形成半导体吸收层130的至少一部分。 [0059] 在一些实施例中，第三传送室42〇经由传送机401连接至第二沉积室418,并且被 配置成经由传送机401从第二沉积室41 8接收衬底110和新形成的层。在一些实施例中， 第三传送室42〇被配置成制备衬底110和新形成的层，用于进一步加工。例如，第三传送室 420还可以包括真空(未示出）、加热器(未示出）和/或热交换器(未示出）。同样地，可以向 具有新形成的层的衬底110提供热能。
[0060] 第三沉积室422经由传送机401连接至第三传送室420,并且第三沉积室422被配 置成经由传送机401从第三传送室4 2〇接收衬底110和新形成的层。在一些实施例中，第 三沉积室422还被配置成便于在其中溅射和蒸发。在一些实施例中，第三沉积室422被配 置成分别经由溅射和沉积，将第一组元素411的至少一部分和第二组元素413的至少一部 分沉积在衬底110的至少一部分上，以在衬底110上形成半导体吸收层130的至少一部分。
[0061] 后加工室426经由传送机401连接至第三沉积室422。在一些实施例中，后加工 室426被配置成对在衬底110上形成的吸收层130进行冷却和/或退火。例如，后加工室 似6可以包括例如冷却流设备，诸如，风扇，其被定位为接近衬底110上的层130,使得气流 可以直接引导至层130和衬底110上。后加工室426还可以包括惰性气体、硒、硫和/或硫 磺(硫族元素)，用于对在衬底110上形成的吸收层130进行退火。
[0062] 虽然在图4中示出了装置400的三个沉积室和三个传送室，但是装置400可以包 括任何数量的沉积室和传送室。例如，装置400可以包括四个沉积室，其包括每两个沉积室 之间的一个传送室。
[0063] 而且，在一些实施例中，诸如控制系统214 (在图2中示出）的控制系统连接至装 置400,使得控制系统214能够控制装置400内的多种操作参数，诸如，温度和压力。更具体 地，控制系统214被配置成独立地控制用于装置400的每个室内的多种操作参数，诸如，温 度和压力。例如，控制器220 (在图2中示出）可以连接至装置400的每个室内的至少一个 阀(未示出）。如上所述，控制器220能够经由包括但不限于接收允许输入、发送允许输出以 及发送打开和关闭命令的部件，便于每个阀的操作特征。同样地，控制器220能够独立地控 制例如每个室内的压力。类似地，控制器220可以连接至例如装置400的每个室中的加热 器、热交换器和/或冷却装置，使得控制器 22〇能够便于加热器、热交换器、和/或冷却装置 的操作特征。同样地，控制器220能够独立地控制例如每个室内的温度。
[0064] 图5是使用装置400 (在图4中示出)将半导体材料形成在诸如衬底110 (在图1、 图2、图4和图6中示出）的衬底上的示例性方法的流程图500。在步骤502中，将衬底110 传送至装载锁405 (在图4中示出）。在步骤503中，在装载锁405中，准备用于加工环境的 衬底110。在步骤5〇4中，将衬底110从装载锁405传送至第一缓冲或传送室408 (在图4 中示出）。在步骤5〇5中，在第一传送室408内加热衬底110,准备用于进一步加工。在步骤 506中，将衬底110从第一传送室408传送至第一沉积室414 (在图4中示出）。
[0065] 当衬底110位于第一沉积室414中时，使用溅射，将第一组元素411的至少一部分 沉积在衬底110的至少一部分上，同时使用蒸发，将第二组元素413的至少一部分沉积在衬 底110的至少一部分上，以在衬底110上形成半导体层130 (在图1中示出)的至少一部分。 在一些实施例中，在步骤507中，使用溅射，将第一组元素411 (锌、铟、铝和/或锡）沉积在 衬底110的至少一部分上，并且使用蒸发，将第二组元素413 (镓、硒、硫、和/或钠）沉积在 衬底110的至少一部分上，其中，在约200°C至约400°C之间的温度范围的条件下，在第一沉 积室中执行元素411和413的沉积。更具体地，在一些实施例中，锌、铟、铝和/或锡是金属 靶，并且利用溅射，以通过蒸发向靶提供镓、硒、硫和/或钠。而且，可以同时或顺序地进行 第一元素和第二组元素中的金属元素沉积。例如，在一个实施例中，可以经由溉射将锌和铟 同时沉积在衬底110上，以及经由蒸发将镓和硒同时沉积在衬底110上。可选地，可以经 由溅射，首先将锌沉积在衬底110上，以及经由蒸发，将砸沉积在衬底110上，并且然后，可 以接下来经由溅射沉积铟，以及经由蒸发沉积镓。而且，在一些实施例中，溅射和蒸发速率 可以在整个沉积工艺过程中发生改变或者保持恒定，其中，速率可以通过例如控制系统214 (在图2中示出）进行控制。类似地，第一沉积室414内的温度可以在整个沉积工艺过程中 保持恒定或者发生改变，其中，温度也可以由控制系统214进行控制。
[0066] 当第一沉积室414中的沉积完成时，则在步骤508中，将衬底110和新形成的层传 送至第二传送室416 (在图4中示出）。在步骤509中，在传送室416中加热衬底110和新 形成的层，使得它们可以准备用于进一步加工。在步骤510中，将新形成的层和衬底110传 送至第二沉积室418 (在图4中示出）。
[0067] 当衬底110和层130位于第二沉积室418中时，然后分别使用溅射和蒸发将第一 组元素411和第二组元素413的至少一部分沉积在衬底110的至少一部分上。更具体地， 在步骤511中，使用溅射，将第一组元素411 (铜和/或金）沉积在衬底110的至少一部分 上，同时使用蒸发，将第二组元素413 (硒、硫、和/或钠）沉积在衬底110的至少一部分上， 以在衬底110上形成半导体层130的至少一部分，其中，在约400°C至约650°C之间的温度 范围的条件下执行沉积。更具体地，在一些实施例中，铜和/或金是金属靶，并且利用溅射， 以通过蒸发向靶提供硒、硫和/或钠。而且，可以同时或顺序地进行第一组元素和第二组元 素中的金属元素的沉积。如以上步骤507所述，还可以经由溅射和蒸发在第二沉积室418 中沉积铟和镓。而且，在一些实施例中，溅射和蒸发速率可以在整个沉积工艺过程中发生 改变或者保持恒定，其中，速率可以通过例如控制系统214进行控制。类似地，第二沉积室 418内的温度可以在整个沉积工艺过程中保持恒定或者发生改变，其中，温度也可以由控制 系统214进行控制。
[0068]当第二沉积室418中的沉积完成时，在步骤512中，将新形成的层和衬底110传送 至第三传送室420 (在图4中示出）。在步骤513中，在传送室420中加热新形成的层和衬 底110,使得它们将准备用于进一步加工。在步骤514中，经由传送机401将新形成的层和 衬底110传送至第三沉积室422 (在图4中示出）。
[0069]当衬底110和新形成的层位于第三沉积室422中时，然后，分别使用溅射和沉积， 将第一组元素 411和第二组元素的至少一部分沉积在衬底110上。在一些实施例中，在步 骤515中，使用溅射，将第一组元素 411 (铟、铝、锡和锌）沉积在衬底11〇的至少一部分上， 同时使用蒸发，将第二组元素 413 (镓、硒、硫和/或钠）沉积在衬底11〇的至少一部分上， 以在衬底110上形成半导体层130的至少一部分，其中，在约40(TC至约65(TC之间的温度 范围的条件下执行沉积。更具体地，在一些实施例中，铟、铝、锡和锌是金属靶，并且利用溅 射，以通过蒸发向靶提供镓、硒、硫和/或钠。而且，可以分别同时或顺序地进行第一组元素 411和第二组元素 413中的金属元素的沉积。在一些实施例中，在步骤515之后，将吸收层 130完全形成在衬底110上。而且，在一些实施例中，溅射和蒸发速率可以在整个沉积工艺 过程中发生改变或者保持恒定，其中，速率可以由例如控制系统214进行控制。类似地，第 三加工室422内的温度可以在整个沉积工艺过程中保持恒定或者发生改变，其中，温度也 可以由控制系统214进打控制。
[0070] 在步骤516中，将吸收层130和衬底110传送至后加工室426 (在图4中示出）。 在步骤517中，吸收层130和衬底110在后加工室426中经受冷却和/或退火，其中，后加 工室426使用具有或不具有硒、硫和/或硫磺(硫族元素）的惰性气体环境。在一些实施例 中，氢气也可以被添加到用于退火的后加工室426中。虽然一些实施例示出使用硒、硫、氢 气和/或硫磺(硫族元素）的后加工室4 26,但是应该注意，用于装置400的任何传送室也可 以使用这样的成分控制每个室内的环境。然后，在步骤518中，将衬底11上的层130传送 至装载锁4〇 6,其中，在步骤519中，衬底110上的层130可以准备用于环境。
[0071] 而且，在一些实施例中，可以经由控制系统214独立地控制装置400的每个室内的 操作参数。更具体地，用户可以最初输入用于每个室的操作参数的预定义阈值。例如，用户 可以经由输入接口 260 (在图2中示出）最初输入用于每个室的温度或压力的预定义阈值。 可以通过用户计算设备250和/或控制器220对预定义阈值进行编程。同样地，在装置400 和其中的每个室的操作期间，可以通过连接在每个相应的室内的传感器(未示出）来检测每 个室内的参数，诸如，温度和压力。然后，传感器将表示检测参数值的信号传送给控制器220 (在图2中示出）。
[0072] 根据检测的值是小于、大于还是等于用于装置400中的每个室的预定义阈值，控 制器220将控制参数发送至每个室。例如，在一些实施例中，如果第一沉积室414内的温度 超过预定义温度值，则控制器220将控制参数发送至例如沉积室414内的热交换器(未示 出）或者沉积室414内的加热器(未示出)，使得温度可以充分降低到预定义温度值。类似 地,如果例如第二传送室416内的压力超过预定义压力值，则控制器220将控制参数发送至 例如传送室416内的阀(未示出）以控制传送室416内的流体流，和/或使用硒、硫、氢气和 /或硫磺(硫族元素）以控制传送室416内的压力。
[0073] 图6示出可以用于代替装置200 (在图2中示出）或装置400 (在图4中示出）的 装置600。在一些实施例中，装置600包括具有第一端部603和第二端部604的传送机601。 装置600还包括至少两个装载锁或容器605和606,使得一个装载锁605被定位在传送机 601的第一端部603上，而另一个装载锁606被定位在传送机601的第二端部604上。在一 些实施例中，每个装载锁605都被配置成将诸如衬底110的衬底从一个环境传送至另一个 环境。例如，装载锁 6〇5被配置成将衬底110从大气传送至加工环境。在一些实施例中，装 载锁6〇5经由传送机601连接至第一缓冲室或传送室608。第一传送室608被配置成接收 衬底110并且制备衬底110用于进一步加工。例如，传送室608可以包括真空(未示出）、加 热器(未示出)和/或热交换器(未示出）。同样地，可以向衬底110提供热能，使得制备衬底 110用于进一步加工。
[0074] 第一沉积室614经由例如传送机601连接至第一传送室608,并且第一沉积室614 被配置成经由传送机601从第一传送室608接收衬底110。在一些实施例中，沉积室614被 配置成便于其中的溅射和蒸发。例如，第一沉积室614可以被配置成便于射频（RF)溅射。 同样地，第一沉积室614可以包括波发生器(未示出)，其被配置成通过例如惰性气体传输至 少一个能量波，以生成阳离子。在一些实施例中，第一沉积室614还可以包括真空(未示出）、 加热器(未示出)和/或热交换器(未示出），以便于其中的蒸发。在一些实施例中，第一沉积 室614被配置成在衬底层110上沉积前体层，通过经由溅射和蒸发分别将第一组多种元素 611的至少一部分和第二组多种元素613的至少一部分沉积在衬底110的至少一部分上以 在衬底110上形成半导体吸收层130 (在图1中示出）的至少一部分。在一些实施例中，第 一组元素611包括铜、锌、铟、铝和/或锡，并且第二组元素613包括镓、砸、硫和/或钠。而 且，在一些实施例中，前体层包括富铜前体层或贫铜前体层。
[0075] 装置600还包括经由传送机601连接至第一沉积室614的第二传送室616,并且被 配置成经由传送机601从第一传送室614接收衬底110。在一些实施例中，第二传送室616 被配置成接收衬底110和新形成的层，使得它们可以制备用于进一步加工。例如，第二传送 室616还可以包括真空(未示出）、加热器(未示出)和/或热交换器(未示出）。同样地，可以 向衬底110提供热能，使得制备衬底用于进一步加工。
[0076] 第二沉积室618经由传送机601连接至第二传送室616,并且第二沉积室618被 配置成经由传送机6〇1从第二传送室616接收衬底110。在一些实施例中，沉积室618还 被配置成便于在其中进行溅射和蒸发。在一些实施例中，第二沉积室418被配置成在衬底 110上沉积前体层，通过分别经由溅射和蒸发将第一组元素611的至少一部分和第二组元 素613的至少一部分沉积在衬底110的至少一部分上，以在衬底11〇上形成半导体吸收层 130的至少一部分。
[0077] 在一些实施例中，后加工室620经由传送机601连接至第二沉积室618,并且被配 置成经由传送机401从第二沉积室618接收具有吸收层130的衬底110。在一些实施例中， 后加工室620可以包括例如冷却流设备，诸如，风扇，其被定位为接近衬底110上的层130， 使得可以将气流引导至层130和衬底110。后加工室620还可以包括惰性气体、硒、硫和/ 或硫磺(硫族元素)，用于对衬底110上形成的吸收层130进行退火。应该注意，虽然在图6 中示出用于装置600的两个沉积室和两个传送室，但是装置600可以包括任何合适数量的 沉积室和传送室。
[0078] 而且，在一些实施例中，诸如控制系统214(在图2中示出）的控制系统连接至装置 6〇0。同样地，控制系统214被配置成控制装置600内的多种操作参数，诸如，温度和压力。 更具体地，控制系统614被配置成独立地控制装置600的每个室内的多种操作参数，诸如， 温度和压力。例如，控制器220 (在图2中示出）可以连接至例如装置600的每个室内的至 少一个阀(未示出）。如上所述,控制器220能够经由包括但不限于接收允许输入、发送允许 输出以及发送打开和关闭命令的部件，便于每个阀的操作特征。同样地，例如，控制器220 能够独立地控制每个室内的压力。类似地，控制器220可以连接至例如装置600的每个室 中的热交换器、加热器和/或冷却装置，使得控制器能够便于热交换器、加热器和/或冷却 装置中的每个的操作特征。同样地，控制器220能够独立地控制例如每个室内的温度。
[0079] 图7是用于使用装置600 (在图6中示出）将到半导体材料形成在诸如衬底110 (在图1、图2、图4和图6中示出）的衬底上的示例性方法的流程图700。在步骤 702中，将 衬底110传送至装载锁605(在图4中示出）。在步骤703中，制备衬底110用于装载锁605 中的工艺环境。在步骤704中，将衬底110从装载锁405传送至第一缓冲室或传送室608 (在图6中示出）。在步骤705中，在第一传送室608中加热衬底110,准备用于进一步加工。 在步骤706中，将衬底110从第一传送室 6〇8传送至第一沉积室614 (在图6中示出）。
[0080] 当衬底110位于第一沉积室614中时，在步骤707中，使用溅射以及蒸发，将富铜 前体层沉积在衬底110上。更具体地，在步骤707中，使用溅射,将包括例如金、铜、锌、铟、 铝和/或锡的第一组元素611的至少一部分(在图6中示出)沉积在衬底110的至少一部分 上，同时使用蒸发，将包括例如镓、硒、硫、和钠的第二组元素613的至少一部分(在图6中示 出）沉积在衬底110的至少一部分上，使得将富铜前体层沉积在衬底110的至少一部分上。 更具体地，在一些实施例中，金、铜、锌、铟、铝和/或锡是金属靶，并且利用溅射，以通过蒸 发向靶提供镓、砸、硫和/或钠。在步骤707中，在约400?至约450°C之间的温度范围的条 件下，在第一沉积室614中执行富铜前体层的沉积。而且，可以同时或顺序地进行第一组元 素和第二组元素中的金属元素的沉积。在步骤707中，溅射和蒸发速率可以在整个沉积工 艺过程中发生改变或者保持恒定，其中，速率可以由例如控制系统214 (在图2中示出）进 行控制。类似地，在步骤707中，第一沉积室614内的温度可以在整个沉积工艺过程中保持 恒定或者发生改变，其中，温度也可以由控制系统214进行控制。
[0081] 当在第一沉积室614中的沉积完成时，然后，在步骤708中，将新形成的层和衬底 110传送至第二传送室616 (在图6中示出）。在步骤709中，在传送室616中加热新形成 的层和衬底110,使得将它们制备用于进一步加工。在步骤710中，将新形成的层和衬底层 110传送至第二沉积室618 (在图6中示出）。
[0082] 当衬底110和新形成的层位于第二沉积室618中时，在步骤711中，使用溅射以及 蒸发，在衬底110上沉积贫铜前体层。更具体地，使用溅射,将包括例如金、铜、锌、铟、铝和/ 或锡的第一组元素61的至少一部分沉积在衬底110和贫铜前体层的至少一部分上，同时使 用蒸发，将包括例如镓、硒、硫和钠的第二组元素613的至少一部分沉积在衬底110的至少 一部分上，使得贫铜前体层沉积在衬底110的至少一部分上。更具体地，在一些实施例中， 金、铜、锌、铟、铝和/或锡是金属靶，并且利用溅射，以通过蒸发向靶提供镓、硒、硫和/或 钠。在步骤711中，在约 5〇0°C至约650°C之间的温度范围的条件下，在第一沉积室614中 执行贫铜前体层的沉积。而且，可以同时或顺序地进行第一组元素和第二组元素中的金属 元素的沉积。
[0083] 在一些实施例中，在步骤711中，吸收层130完全形成在衬底110上。而且，在一 些实施例中，在步骤Π 1中，溅射和蒸发速率可以在整个沉积工艺过程中发生改变或者保 持恒定，其中，可以通过例如控制系统214控制该速率。类似地，第二沉积室618内的温度 可以在整个沉积工艺过程中保持恒定或者发生改变，其中，也可以通过控制系统214来控 制温度。
[0084] 在步骤Π 2中，将层13〇和衬底11〇传送至后加工室620 (在图6中示出）。在步 骤713中，层130和衬底110在后加工室620中经受冷却和/或退火，其中，后加工室620 使用具有或不具有硒、硫和/或硫磺(硫族元素)的惰性气体环境。在一些实施例中，还可以 将氢气添加到用于退火的后加工室620。虽然一些实施例示出使用砸、硫、氢气和/或硫磺 (硫族元素）的后加工室620,但是应该注意，此外，装置600的任何传送室都可以使用这样 的组分来控制每个室内的环境。
[0085] 然后，在步骤714中，将层130和衬底110传送至装载锁606 (在图6中示出），其 中，在步骤715中，可以制备衬底110上的层130用于环境。而且，在一些实施例中，可以经 由控制系统214 (在图2中示出）独立地控制装置600的每个室内的操作参数。更具体地， 用户可以最初输入用于每个室的操作参数的预定义阈值。例如，用户可以经由输入接口 260 (在图2中示出)最初输入用于每个室的温度或压力的预定义阈值。可以通过用户计算设备 250和/或控制器220对预定义阈值进行编程。同样地，在装置600和其中的每个室的操作 期间，可以通过连接在每个相应的室内的传感器(未示出）检测每个室内的参数，诸如，温度 和压力。然后，传感器将表示检测的参数值的信号传送给控制器220 (在图2中示出）。 [0086] 根据检测的值是小于、大于还是等于用于装置600中的每个室的预定义阈值，控 制器220将控制参数发送给每个室。例如，在一些实施例中，如果第一沉积室614内的温度 超过预定义温度值，则控制器220将控制参数发送至例如沉积室614内的热交换器(未示 出）或者沉积室614内的加热器(未示出），使得温度可以充分减小到预定义温度值。类似 地，如果例如第二传送室616内的压力超过预定义压力值，则控制器220将控制参数发送至 例如传送室616内的阀(未示出），以控制传送室616内的流体流和/或使用硒、硫、氢气和 /或硫磺(硫族元素）控制传送室616内的压力。
[0087] 在一些实施例中，方法包括：给至少一个缓冲室中的衬底供热，并且将衬底传送至 经由传送机连接至缓冲室的至少一个沉积室。该方法还包括：使用溅射，将第一组多种元素 沉积在沉积室中的衬底的至少一部分上，以及使用蒸发，将第二组多种元素沉积在沉积室 中的衬底的至少一部分上。
[0088] 在一些实施例中，用于在形成衬底上的黄铜矿层的装置包括：至少一个缓冲室，被 配置成接收衬底并且给衬底供热。该装置还包括：至少一个沉积室，经由传送机连接至缓 冲室。沉积室被配置成接收衬底并且使用溅射将第一组多种元素沉积在衬底的至少一部分 上，并且使用蒸发将第二组多种元素沉积在衬底的至少一部分上，以在衬底上形成黄铜矿 层。
[0089] 在一些实施例中，一种方法包括：经由传送机将衬底从缓冲室传送至第一沉积室。 该方法还包括：在第一预定义温度的条件下，使用溅射，将第一组多种元素的至少一部分沉 积在第一沉积室中的衬底的至少一部分上，并且使用蒸发，将第二组多种元素的至少一部 分沉积在第一沉积室中的衬底的至少一部分上，使得将第一前体层沉积在衬底上。将衬底 从第一沉积室传送至第二沉积室。而且，该方法包括：在第二预定义温度的条件下，使用溉 射，将第一组元素的至少一部分沉积在第二沉积室中的衬底的至少一部分上，并且使用蒸 发，将第二组元素的至少一部分沉积在第二沉积室中的衬底的至少一部分上，使得将第二 前体层沉积在衬底上。
[0090] 虽然根据示例性实施例描述了本文中所述的装置和方法，但是它们不限于此。而 是，所附权利要求应该被广泛地解释为包括在不背离系统和方法的等同物的精神和范围的 情况下，可以由本领域技术人员作出的所披露的系统和方法的变型例和其他实施例。
【权利要求】
1. 一种用于在衬底上形成黄铜矿层的方法，所述方法包括： 向至少一个缓冲室中的衬底供热； 将所述衬底传送至经由传送机与所述至少一个缓冲室连接的至少一个沉积室；以及 在所述至少一个沉积室中，使用溅射将第一组多种元素沉积在所述衬底的至少一部分 上，并且使用蒸发将第二组多种元素沉积在所述衬底的至少一部分上。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，沉积所述第一组多种元素包括：沉积铜、锌、铟、 铝、金和锡中的至少一种，并且沉积所述第二组多种元素包括：使用蒸发，沉积镓、硒、硫和 钠中的至少一种。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，在所述沉积期间，所述衬底的温度范围为约 200°C 至约 650°C。
4. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在至少一个后加工室中对形成在衬底上 的所述黄铜矿层进行加工，所述至少一个后加工室经由所述传送机连接至所述至少一个沉 积室，其中，所述至少一个后加工室中包括惰性气体、硒、硫或氢气。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，将所述衬底传送至所述至少一个沉积室进一步 包括：将所述衬底传送至第一沉积室、第二沉积室和第三沉积室中的至少一个。
6. 根据权利要求5所述的方法，进一步包括：控制相互独立的所述第一沉积室、所述第 二沉积室和所述第三沉积室中的每个内的至少一个操作参数。
7. 根据权利要求5所述的方法，其中： 在第一预定义温度下，在所述第一沉积室中部分地执行所述沉积；以及 在第二预定义温度下，在所述第二沉积室中部分地执行所述沉积；以及 在第三预定义温度下，在所述第三沉积室中部分地执行所述沉积。
8. 根据权利要求7所述的方法，进一步包括：分别独立地控制所述第一沉积室、所述第 二沉积室和所述第三沉积室内的所述第一预定义温度、所述第二预定义温度和所述第三预 定义温度中的每一个。
9. 一种用于在衬底上形成黄铜矿层的装置，所述装置包括： 至少一个缓冲室，被配置成接收衬底并且给所述衬底供热；以及 至少一个沉积室，经由传送机连接至所述至少一个缓冲室，所述至少一个沉积室被配 置成接收所述衬底，并且所述至少一个沉积室被配置成使用溅射将第一组多种元素沉积在 所述衬底的至少一部分上，并且使用蒸发将第二组多种元素沉积在所述衬底的至少一部分 上，以在所述衬底上形成黄铜矿层。
10. -种用于在衬底上形成黄铜矿层的方法，所述方法包括： 经由传送机将衬底从缓冲室传送至第一沉积室； 在所述第一沉积室中，在第一预定义温度下，使用溅射将第一组多种元素的至少一部 分沉积在所述衬底的至少一部分上，并且使用蒸发将第二组多种元素的至少一部分沉积在 所述衬底的至少一部分上，使得第一前体层沉积在所述衬底上； 将所述衬底从所述第一沉积室传送至第二沉积室；以及 在所述第二沉积室中，在第二预定义温度下，使用溅射将所述第一组多种元素的至少 一部分沉积在所述衬底的至少一部分上，并且使用蒸发将所述第二组多种元素的至少一部 分沉积在所述衬底的至少一部分上，使得第二前体层沉积在所述衬底上。
【文档编号】H01L31/18GK104241438SQ201310347540
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年6月7日
【发明者】严文材, 吴忠宪, 江济宇, 陈世伟, 李文钦 申请人:台积太阳能股份有限公司