PECVD部門：生產技術部PECVD的介紹PECVD:PlasmaEnhanceChemicalVapourDeposition等離子增強化學氣相沉積等離子體：由于物質分子熱運動加劇，相互間的碰撞就會使氣體分子產生電離，這樣物質就會變成自由運動并由相互作用的正離子、電子和中性粒子組成的混合物。PECVD的目的在太陽電池表面沉積深藍色減反膜-SiN膜。減少光的反射，增加電池對光線的吸收。對電池的正表面進行H鈍化對電池正表面進行保護，防止氧化SiNx:HSiNx:H介紹正常的SiNx的Si/N之比為0.75，即Si3N4。但是PECVD沉積氮化硅的化學計量比會隨工藝不同而變化，Si/N變化的范圍在0.75-2左右。除了Si和N，PECVD的氮化硅一般還包含一定比例的氫原子，即SixNyHz或SiNx:HSi/N比對SiNx薄膜性質的影響1.電阻率隨x增加而降低2.折射率n隨x增加而增加3.腐蝕速率隨密度增加而降低PECVD的鈍化作用由于太陽電池級硅材料中不可避免的含有大量的雜質和缺陷，導致硅中少子壽命及擴散長度降低從而影響電池的轉換效率。H的鈍化機理:主要原因是:H能與硅中的缺陷或雜質進行反應，從而將禁帶中的能帶轉入價帶或者導帶。PECVD的鈍化作用鈍化太陽電池的受光面鈍化膜(介質)的主要作用是保護半導體器件表面不受污染物質的影響，半導體表面鈍化可降低半導體表面態密度。鈍化太陽電池的體內在SiN減反射膜中存在大量的H，在燒結過程中會鈍化晶體內部懸掛鍵。PECVD對電性能影響1.減反射膜提高了對太陽光的利用率，有助于提高光生電流密度，起到提高電流進而提高轉換效率的作用。2.薄膜中的氫對電池的表面鈍化降低了發射結的表面復合速率，減小了暗電流，提升了開路電壓，從而提高了光電轉換效率；在燒穿工藝中的高溫瞬時退火斷裂了一些Si-H、N-H鍵，游離出來的H進一步加強了對電池的鈍化。PECVD:直接式PECVD:間接式間接PECVD的特點：在微波激發等離子的設備里，等離子產生在反應腔之外，然后由石英管導入反應腔中。在這種設備里微波只激發NH3，而SiH4直接進入反應腔。間接PECVD的沉積速率比直接的要高很多，這對大規模生產尤其重要。PECVD的工藝原理通入的特氣（硅烷和氨氣）在高溫和微波源的激發下電離，形成等離子態，并沉積在硅片的表面。膜的厚度主要與溫度，腔體內微波源的功率和鍍膜時間有關。反應室通入反應氣體硅烷SiH4

氨氣NH3在微波源的激發下電離形成等離子態SiNx:H沉積在硅片上等離子體產生圖例SixNyHz的形成過程PECVD特氣的性質（1）氨氣（NH3）:是一種刺激性、無色、氣體。氨氣會嚴重灼傷眼、皮膚及呼吸道。當它在空氣中的濃度超過15%時有立即造成火災及爆炸的危險。暴露在氨氣中會對眼睛造成中度到重度的刺激。氨氣強烈地刺激鼻子、喉嚨和肺。癥狀包括灼傷感、咳嗽、喘息加重、氣短、頭痛及惡心。過度暴露會影響中樞神經系統并會造成痙攣和失去知覺。暴露在5000ppm下5分鐘會造成死亡。緊急救助眼睛接觸：用大量的水沖洗，立即進行醫療處理。吸入：將人員移到空氣清新處，若呼吸困難，則輸氧，并迅速進行醫務處理。皮膚接觸：用大量水沖洗，立即脫掉被污染的衣服，并立即進行藥物處理。PECVD特氣的性質（2）硅烷(SiH4):是一種無色、與空氣反應并會引起窒息的氣體。硅烷與空氣接觸會引起燃燒。它的首要危害是引起嚴重的熱灼傷。嚴重時會致命。如沒有自燃會非常危險，不要靠近，不要試圖在切斷氣源之前滅火。硅烷會刺激眼睛，硅烷分解產生的無定型二氧化硅顆粒會引起眼睛刺激。吸入高濃度的硅烷會引起頭痛、惡心、頭暈并刺激上呼吸道。過度吸入會引起肺炎和腎病。硅烷會刺激皮膚、硅烷分解產生無定型二氧化硅顆粒會引起皮膚刺激。緊急救助眼睛接觸：應立即用水沖洗至少15分鐘，水流不要太快，同時翻開眼瞼，立即尋求眼科處理；皮膚接觸：用大量的水清洗至少15分鐘，脫掉被污染的衣服，如果患者有持續的刺激感或其他影響需立即進行醫療處理。吸入：盡快移到空氣清新處，如有必要須進行輸氧或人工呼吸。PECVD的影響因素1．頻率射頻PECVD系統大都采用50kHz~13.56MHz的工業頻段射頻電源。較高頻率（>4MHz）沉積的氮化硅薄膜具有更好的鈍化效果和穩定性。2．射頻功率增加RF功率通常會改善SiN膜的質量。但是，功率密度不宜過大，超過1W/cm2時器件會造成嚴重的射頻損傷。3．襯底溫度PECVD膜的沉積溫度一般為250～400℃。這樣能保證氮化硅薄膜在HF中有足夠低的腐蝕速率，并有較低的本征壓力，從而有良好的熱穩定性和抗裂能力。低于200℃下沉積的氮化硅膜，本征應力很大且為張應力，而溫度高于450℃時膜容易龜裂。PECVD的影響因素4．氣體流量影響氮化硅膜沉積速率的主要氣體是SiH4。為了防止富硅膜，選擇NH3/SiH4=2~20（體積比）。氣體總流量直接影響沉積的均勻性。為了防止反應區下游反應氣體因耗盡而降低沉積速率，通常采用較大的氣體總流量，以保證沉積的均勻性。5．反應氣體濃度SiH4的百分比濃度及SiH4/NH3流量比，對沉積速率、氮化硅膜的組分及物化性質均有重大影響。理想Si3N4的Si/N＝0.75，而PECVD沉積的氮化硅的化學計量比會隨工藝不同而變化，但多為富硅膜，可寫成SiN。因此，必須控制氣體中的SiH4濃度，不宜過高，并采用較高的SiN比。除了Si和N外，PECVD的氮化硅一般還包含一定比例的氫原子，即SixNyHZ或SiNx:H。6．反應壓力、和反應室尺寸等都是影響氮化硅薄膜的性能工藝參數。PECVD設備設備結構晶片裝載區爐體特氣柜真空系統控制系統PECVD設備結構PECVD晶片裝載區槳、LIFT、抽風系統、SLS系統。槳：由碳化硅材料制成，具有耐高溫、防變形等性能。作用是將石墨舟放入或取出石英管。LIFT：機械臂系統，使舟在機械臂作用下在小車、槳、儲存區之間互相移動。抽風系統：位于晶片裝載區上方，初步的冷卻石墨舟和一定程度的過濾殘余氣體SLS系統：軟著落系統，控制槳的上下，移動范圍在2—3厘米PECVD爐體石英管、加熱系統、冷卻系統石英管：爐體內有四根石英管，是鍍膜的作業區域，耐高溫、防反應。加熱系統：位于石英管外，有五個溫區。冷卻系統：是一套封閉的循環水系統，位于加熱系統的金屬外殼，四進四出并有一個主管道，可適量調節流量大小。冷卻系統的優點:沒有消耗凈室空氣不同管間無熱干涉爐環境的溫度沒有被熱空氣所提升空氣運動（通風裝置）沒有使房間污染噪音水平低PECVD真空系統真空系統真空泵：每一根石英管配置一組泵，包括主泵和輔助泵。蝶閥：可以根據要求控制閥門的開關的大小，來調節管內氣壓的PECVD控制系統控制系統CMI:是Centrotherm研發的一個控制系統，其中界面包括Jobs（界面）、System（系統）、Catalog（目錄）、Setup（軟件）、Alarms（報警）、Help（幫助）.Jobs:機器的工作狀態。System:四根管子的工作狀態，舟的狀態以及手動操作機器臂的內容。Datalog:機器運行的每一步。PECVD控制系統Setup:舟的資料的更改，工藝內容的更改，使用權限的更改，LIFT位置的更改，CMS安區系統（安裝的感應器將監控重要系統的運行情況，而一旦不受管的計算機的控制，CMS將會發生作用，所有的錯誤信息也都會在CIM上得以簡潔的文本方式顯示出來）的更改等。Alarms：警報內容Help:簡要的說了一下解除警報以及其他方面的方法CESAR:控制電腦，每一個系統都安裝了CESAR控制電腦及CESAR控制軟件，此控制電腦獨立于主電腦系統中。PECVD控制系統示意圖PECVD電池片檢驗標準看顏色是否合格（合格的顏色為深藍，藍色，淡藍）色差和水印不超過整體面積的1%鍍膜后的折射率在1.95—2.10，膜厚在80±5nm（生產過程中取每批次任意6片進行折射率和膜厚的測定）27光學參數厚度的均勻性(nominal約70nm)同一硅片+/-5%同一片盒內的硅片

+/-5%不同片盒內的硅片+/-5%折射率(nom