晶硅PECVD工艺培训课件.ppt

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1、SiNx:H减反射膜和PECVD技术技术部：屈良钱1目录SiNx:H简介SiNx:H在太阳电池中的应用PECVD原理光学特性和钝化技术系统结构及安全事项2SiNx:H简介正常的SiNx的Si/N之比为0.75，即Si3N4。但是PECVD沉积氮化硅的化学计量比会随工艺不同而变化，Si/N变化的范围在0.75-2左右。除了Si和N，PECVD的氮化硅一般还包含一定比例的氢原子，即SixNyHz或SiNx:H。3SiNx:H简介物理性质和化学性质：结构致密，硬度大能抵御碱金属离子的侵蚀介电强度高耐湿性好耐一般的酸碱，除HF和热H3PO44S

2、iNx:H简介Si/N比对SiNx薄膜性质的影响电阻率随x增加而降低折射率n随x增加而增加腐蚀速率随密度增加而降低5SiNx在太阳电池中的应用自从1981年（Hezel），SiNx开始应用于晶体硅太阳电池：*减反射膜*钝化薄膜（n+发射极）6SiNx在太阳电池中的应用SiNx的优点：优良的表面钝化效果高效的光学减反射性能（厚度和折射率匹配）低温工艺（有效降低成本）含氢SiNx:H可以对mc-Si提供体钝化7SiNx在太阳电池中的应用8PECVDPECVD=PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition即“等离子

3、增强型化学气相沉积”，是一种化学气相沉积，其它的有HWCVD，LPCVD，MOCVD等。PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。9PECVD——等离子体定义地球上，物质有三态，即：固，液，气。其共同点是由原子或分子组成，即基本单元是原子和分子，且为电中性。等离子体：气体在一定条件下受到高能激发，发生电离，部分外层电子脱离原子核，形成电子、正离子和中性粒子混合组成的一种形态，这种形态就称为等离子态，即第四态。等离子体从宏观来说也是电中性

4、，但是在局部可以为非电中性。10PECVD原理PECVD技术原理是利用低温等离子体作能量源，样品置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电（或另加发热体）使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄膜。PECVD方法区别于其它CVD方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基团，因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围，使得原来需要在高温下才能进行的C

5、VD过程得以在低温下实现。11板式PECVD设备12板式PECVD工控机控制桌面13板式PECVD(间接)桌面控制14CVD各工艺条件的比较其它方法的沉积温度：APCVD—常压CVD，700-1000℃LPCVD—低压CVD，750℃，0.1mbar对比PECVD—300-450℃，0.1mbar15PECVD的特点PECVD的一个基本特征是实现了薄膜沉积工艺的低温化（<450℃）。因此带来的好处：节省能源，降低成本提高产能减少了高温导致的硅片中少子寿命衰减16PECVD种类PECVD的种类：直接式—基片位于一个电极上，直接接触等离子体（

6、低频放电10-500kHz或高频13.56MHz）间接式—基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）17PECVD种类直接式的PECVD18管式（直接）PECVD设备19管式PECVD石墨舟20PECVD种类21PECVD种类间接式的PECVD22PECVD种类间接PECVD的特点：在微波激发等离子的设备里，等离子产生在反应腔之外，然后由石英管导入反应腔中。在这种设备里微波只激发NH3，而SiH4直接进入反应腔。间接PECVD的沉积速率比直接的要高很多，这对大规模生产尤其重要。23镀膜前的硅片24待镀膜的多晶硅片25不良片（药液

7、残留）26镀膜后的多晶硅片27典型色差片28光学参数29光学参数厚度的均匀性(nominal约85nm)同一硅片+/-5%同一片盒内的硅片+/-5%不同片盒内的硅片+/-5%折射率(nominal约2.08)同一硅片+/-0.5%同一片盒内的硅片+/-0.5%不同片盒内的硅片+/-0.5%30钝化技术对于Mc—Si，因存在较高的晶界、点缺陷（空位、填隙原子、金属杂质、氧、氮及他们的复合物）对材料表面和体内缺陷的钝化尤为重要，除前面提到的吸杂技术外，钝化工艺一般分表面氧钝化和氢钝化。表面氧钝化：通过热氧化使硅悬挂键饱和是一种比较常用的方法，

8、可使Si-SiO2界面的复合速度大大下降，其钝化效果取决于发射区的表面浓度、界面态密度和电子、空穴的俘获截面。在氢气氛围中退火可使钝化效果更加明显。31钝化技术氢钝化：钝化硅体内的悬挂键等缺陷