專利名稱：磁控等離子濺射硅薄膜技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系以PVD方式制作出的非晶硅薄膜，利用再結(jié)晶技術(shù)才可得到微晶硅或多晶硅。其目的在使用物理氣相沉積PVD制程容易、低成本、無污染、無危險性的優(yōu)點，取代化學(xué)氣相沈積法CVD設(shè)備昂貴，且使用有毒性氣體的缺點。
背景技術(shù)：
目前制作含氫之微晶硅薄膜之主流制程為以電漿輔助之化學(xué)氣相沈積法(PECVD)，但其缺點在于設(shè)備成本高，且使用SiH4等有毒氣體。雖以射頻磁控濺鍍法來制作則可免除這些缺點，但一般以射頻磁控濺鍍法所制作出的都是非晶硅，故本發(fā)明中運(yùn)用在較低之基板溫度條件下(Ts = 250) °C，能使用氫氣混入氬氣之方式鍍制出含氫之微晶硅薄膜。又目前主流之制程技術(shù)以化學(xué)氣相沈積法(CVD)為主，但其最大之缺點在於系統(tǒng)設(shè)備 昂貴、使用之氣體具有毒性，因此本研究目的在使用物理氣相沈積法(PVD)直接沈積多晶硅，此方式優(yōu)點為制程容易、低成本、無污染、無危險性。因微晶硅薄膜太陽能電池之可靠度較佳，且較無光劣化效應(yīng)之問題，故如何以PVD方式制作出微晶硅薄膜為吾之研究目標(biāo)；而在成本與可行性方面之考量下，本實驗以混通氫氫，并使用反應(yīng)磁控濺鍍之方式成長微晶硅薄膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的一方面主要在探討以磁控濺鍍方式直接沈積微晶硅薄膜時，各實驗參數(shù)(例如電源功率、基板溫度、氫氣流量)和薄膜結(jié)晶情況之關(guān)系；另一方面在評估所鍍制出的薄膜應(yīng)用于薄膜太陽能電池之可能性，所以最后還需測量出薄膜導(dǎo)電率，并與現(xiàn)今以電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沈積法(PECVD)得到之結(jié)果做比較。
具體實施例方式茲將本發(fā)明配合附圖，詳細(xì)說明如下請參閱第一圖.而在開始鍍制之前，必須先作好基板之前置準(zhǔn)備，鍍制樣品所使用的基板有兩種，一種是B270玻璃基板，規(guī)格為5cmX 5cm，另一種是雙面拋光wafer，使用于FTIR之量測。因考慮第二階段之量測分析，樣品須鍍制四片，在鍍制之前，先準(zhǔn)備四片玻璃基板和一塊大于1.5CmX1.55Cm之雙面拋光wafer，用稀釋過的洗潔精將表面的油脂與塵粒清洗掉，用純水沖洗干凈，最后用氮氣槍將基板吹干，在其中一片玻璃基板中心處及靠近兩邊緣處黏貼耐熱膠帶，以便alpha-st印之量測，并將準(zhǔn)備好之雙面拋光wafer用耐熱膠帶固定于第二片玻璃基板中心處，始可放進(jìn)鍍膜機(jī)鍍制樣品。第一階段，在樣品鍍制方面，請參閱第二圖，先利用機(jī)械幫浦搭配渦輪分子幫浦之抽真空系統(tǒng)，在鍍膜前，先將氣壓抽至低于8X 10-6torr ;使用射頻(13. 56MHz)電源供應(yīng)器和磁控濺鍍槍(直徑3時之硅鈀材)，濺鍍槍至基板的距離為8公分，基板holder轉(zhuǎn)速每分鐘約30轉(zhuǎn)；制鍍時，分為三個部份之參數(shù)設(shè)定，第一個部份射頻電源輸出為200W，基板溫度加熱至250°C，固定通入氬氣流量為lOsccm，并混入氫氣，混入的氫氣流量從2sccm調(diào)變至9sccm,調(diào)變間距為Isccm,對應(yīng)總氣壓值范圍從4X 10_3torr至1.8X10-2torr ;第二個部份將基板溫度加熱至350°C，其余參數(shù)與第一部份相同；第三個部份將射頻電源輸出設(shè)定為400W，其余參數(shù)與第一部份相同。以上說明，對本發(fā)明而言只是說明性的，非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修正、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明之動作流程方塊示意圖。圖2是本發(fā)明之射頻派鍍系統(tǒng)(RF sputtering system)示意圖。 主要組件符號說明I …RF Power2…Matching Box3…Gun and Target4 …Μ·Ρ5 …Τ· Μ· P6…Mair valve7 …Heater8... Gas ring9…Substrate holder
權(quán)利要求
1.本發(fā)明主要目的在提供另一種制作硅薄膜太陽能膜層的方法。其系統(tǒng)主要包含power supply、腔體機(jī)臺本體、matching box、機(jī)械幫浦、高速幫浦、加熱板。目前一般制作硅薄膜主流之制程技術(shù)以化學(xué)氣相沈積法(CVD)為主，但其缺點爲(wèi)系統(tǒng)設(shè)備昂貴、使用之氣體具有毒性，故本研究目的在使用物理氣相沈積法(PVD)直接沈積多晶硅，不僅制程容易，且低成本、無污染、無危險性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述射頻派鍍系統(tǒng)(RFsputtering system)基本上是使用真空抽氣設(shè)備，將真空室(chamber)抽至高真空環(huán)境中，再充入工作氣體(working gas)于真空室內(nèi)，工作氣體一般是氬氣，借著互相對應(yīng)的陰極(靶材)和陽極(基板和真空室壁)，施加頻率13. 56MHz的交流電壓于此系統(tǒng)內(nèi)，使得真空室。
3.根據(jù)權(quán)利要求I一方面主要在探討以磁控濺鍍方式直接沈積微晶硅薄膜時，各實驗參數(shù)(例如電源功率、基板溫度、氫氣流量)和薄膜結(jié)晶情況之關(guān)系；另一方面在評估所鍍制出的薄膜應(yīng)用于薄膜太陽能電池之可能性，所以最后還需測量出薄膜導(dǎo)電率，并與現(xiàn)今以電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沈積法(PECVD)得到之結(jié)果做比較。
全文摘要
本發(fā)明主要在提供另一種制作硅薄膜太陽能膜層的方法。此發(fā)明主要包含power supply、腔體機(jī)臺本體、matching box、機(jī)械幫浦、高速幫浦、加熱板。由於一般制作硅薄膜主流之制程技術(shù)主要以化學(xué)氣相沈積法(CVD)為主，其缺點在於系統(tǒng)設(shè)備昂貴、且所使用之氣體具有毒性，故本發(fā)明目的在使用物理氣相沈積法(PVD)直接沈積多晶硅，不僅制程容易、且低成本、無污染、無危險性。又微晶硅薄膜太陽能電池之可靠度較佳，且較無光劣化效應(yīng)之問題，故在成本與可行性方面之考量下，本發(fā)明以混通氫氫，并使用反應(yīng)磁控濺鍍之方式成長微晶硅薄膜。
文檔編號H01L31/18GK102867737SQ20111019073
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者陳誼浩, 劉幼海, 劉吉人 申請人:吉富新能源科技(上海)有限公司