晶体硅太阳电池设计-减反膜基础

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1、PECVD培训资料1、镀膜的各种方式1、PVD=物理气相沉积（溅射）2、CVD=化学气相沉积•通过反应气体沉淀在固体层上3、APCVD=常压气相沉积•不需要真空泵•气体消耗量大4、LPCVD低压气相沉积•真空低压使得CVD过程更安全，效果更好•通过真空稀释：减少气体消耗5、PEVCD等离子增强化学气相沉积•LPCVD的改良•通过等离子的释放來控制活化和沉积2、LPCVD的特点LPCVD低压化学气相沉积，主要沉积多晶硅及各种无定形介质膜。•压力控制在30mTorr一2Torr•温度控制在400°C-800°C•热激活反应物•平均自由行程1mm-lcm•热分子运动速率1

2、100-1300m/s3、PECVD的特点所有的LPCVD的特点☆等离子提供激活能量，沉积也主要由等离子参数控制。☆低温：300-500°C•间接等离子：等离子没有直接和硅片接触（Roth&Rau,岛津）•直接等离子：等离子直接接触硅片（Centrotherm）4、什么是等离子？等离子体是由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样物质就会变成自由运动并由相互作用的正离子、电子和屮性粒子组成的混合物。5、等离子体的形成尾波功率从微波源输出后，传输到等离子体反应腔，在高压击穿的情况下激发携带气体或低压反应气体。气体分子一旦被加热，X和Y间的振动就会

3、变得剧烈。当振动能超过结合能时，就会使用分子离解。女口：Si-H键，N-H键.若碰撞电子的能量足够高，分子中绕核运动的低能电子，就会在碰撞中获得充足的能量,使其脱离核的束缚而成为自由电子，即分子发生了电离。6.基木CVD系统PlasmaGeneratorremoteplasma7、直接与间接间接等离子直接等离子等离子不直接接触硅片等离子直接接触硅片，会对硅片表面造成轰击等离子高能量密度等离子低能量密度高效的间接激活方式point-of-use的激活方式downstream丧失有活性的反应物downstream短，反应物可以被激活高频限制沉积区域低频可以满足较大的沉积

4、区域存在混合和沉积的均匀性问题混合和沉积降至最低的不均匀硅片不会影响等离子的控制硅片会影响等离子的控制，会造成色差等影响没有等离子加热等离子加热硅片，钝化效果会加强只会由于机器本身产生色差片除了机器本身，还有其他原因产生色差片8、NH3分解NH3分裂产生激活能量^―►间接PECVD：NH3分解直接PECVD：过剩的NH3形成SilkNIly执八、、分解“氢钝化120-110-i%UO一Qooss-PecOUJUJeblueray=improvedEvenson214L10-100・90・80-70-60-50・40-30・20・40000-•—remoteplasm

5、a/antennacavityNHj-FIoaf200seemT=500°C.PUnp100%♦remoteplasma/bluerayN也・Flow=200scanT=500°C.Pump100%•directplasma(cold)NH^.Rcmf5000seem.T=209Pbnp100%▲directplasma(heated)NH^-Flow=5000scanT=450°C.Pump100%02040608010012014010000200003plasmapowerdensity[VWI]9、氮化硅膜的减反效果减反膜是利用了光的干涉原理。两个振幅相同，

6、波程相同的光波叠加，结果光波的振幅加强。如果有两个光波振幅相同，波程相差X/2,则这两个光波叠加，结果相互抵消了。减反膜就是利用了这个原理。在硅片的表面镀上薄膜，使得在薄膜的前后两个表面产生的反射光相互干扰，从而抵消了反射光，达到减反射的效果。10、计算最佳折射率以及膜厚为了得到最低的反射率，我们需要调整折射率來满足我们的要求。如图3•所示，理论上由多光束干涉可算出止入射情况下，对特定波长，单层减反射膜最优折射率为n=,最优膜厚为入/4n。然而在斜入射条件下，这些公式并不适用。对两种不同偏振光，当反射光相消吋有以下公式成立:n2=nfsin2&+®切A（垂直偏振）n

7、2=(2A)_1[1士Jl一sin2^]（平行偏振）其中&为入射角，A=(Z2]/?2)_Icos&Jlsin?&膜厚要满足：El和E2光程差为半波长而反相。所以可得:3__2qdtanqsin&=2（由于半波损失，自动满足E2,E3,E4…同相）cosq211、氮化硅膜的氢钝化效果在SixNy薄膜的氮对固定正电荷的形成起重要作用，其主要原因是氮的含量决定匕离子的密度，也就间接决定了固定正电荷的密度。固定正电荷密度较高，会在硅片表面形成反型层，对硅片表面钝化起到一定的作用。少子寿命的增加和表面复合速度的减少，主要是因为界面态密度的减小、SixNy薄膜中正电荷对S