一種真空鍍膜設(shè)備中Zn雜質(zhì)元素的去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種真空鍍膜設(shè)備中Zn雜質(zhì)元素 的去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)能電池膜層質(zhì)量對(duì)太陽(yáng)能電池性能有關(guān)鍵性影響，高的膜層質(zhì)量是保證電池 性能的必備要素，為了保證高的膜層質(zhì)量，除了控制各種反應(yīng)氣體的純度外，還要防止任何 的其它污染源。
[0003] 當(dāng)今工業(yè)上廣泛使用的PECVD系統(tǒng)，采用一對(duì)平板形狀相互平行的電極來(lái)激發(fā)等 離子體，并提供薄膜沉積或蝕刻表面。這兩個(gè)電極板分別為接地的正極和用來(lái)激發(fā)等離子 體的激發(fā)電極(負(fù)極)。常規(guī)的激發(fā)方式為射頻（RF)和極高頻（VHF)，當(dāng)今工業(yè)上非微晶硅 等薄膜電池前電極一般采用BZ0等作為透明導(dǎo)電材料。沉積非晶硅時(shí)，非晶硅膜層覆蓋玻 璃基底之前，鍍有BZ0的前板玻璃會(huì)有Zn元素在RF的濺射下，很容易被濺射出來(lái)，粘附在 反應(yīng)腔上部，并在薄膜的沉積過(guò)程過(guò)落下來(lái)，當(dāng)Zn元素在反應(yīng)腔上部積累到一定程度時(shí)， 會(huì)對(duì)膜層有明顯的影響。針對(duì)被濺射出來(lái)的Zn元素，用PECVD自帶的清潔系統(tǒng)很難清除干 凈。
[0004] 現(xiàn)有的PECVD自帶的清潔系統(tǒng)，其反應(yīng)腔清洗技術(shù)主要為了清洗殘留的Si元素， 主要采用即 3和Ar氣在高的射頻功率下，離化成等離子體對(duì)殘留Si膜層進(jìn)行腐蝕。這對(duì) Zn元素的清洗作用非常有限，達(dá)不到對(duì)Zn元素的清洗效果，目前還沒(méi)有專門針對(duì)Zn元素的 有效清洗方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種真空鍍膜設(shè)備中Zn雜質(zhì)元素的去除方法，具有Zn雜質(zhì) 元素去除效果好、操作方便、成本低廉和生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)： 本發(fā)明公開了一種真空鍍膜設(shè)備中Zn雜質(zhì)元素的去除方法，在沉積非微晶硅薄膜電 池過(guò)程中同時(shí)在反應(yīng)腔中通入氧源氣體、氫源氣體和碳源氣體，其具體步驟包括： 第一步、向反應(yīng)腔通入氫源氣體和氧源氣體，將反應(yīng)腔的基板溫度保持在1〇〇~ 115° C之間，調(diào)節(jié)射頻放電功率密度進(jìn)行輝光放電對(duì)體系進(jìn)行反應(yīng)活化，控制氣壓在 1. 5~3mbar，使氫源氣體、氧源氣體與Zn元素反應(yīng)生成Zn的化合物，控制反應(yīng)持續(xù)50~ 200秒之間，停止輝光放電，將殘余氣體抽出真空腔； 第二步、向反應(yīng)腔通入碳源氣體，將反應(yīng)腔基板溫度保持在100~115° C之間，調(diào)節(jié)射 頻放電功率密度進(jìn)行輝光放電對(duì)體系進(jìn)行反應(yīng)活化，繼續(xù)使碳源氣體與Zn元素反應(yīng)生成 Zn的化合物，控制氣壓在0. 5~2mbar，反應(yīng)持續(xù)50~200秒之間，停止輝光放電，將殘余 氣體抽出真空腔； 所述第一步和第二步交替進(jìn)行。
[0007] 在進(jìn)行去除Zn雜質(zhì)元素操作步驟的第一步和第二步之前先通入即3和Ar氣去除 殘余Si元素，并徹底排除殘余氣體。
[0008] 所述第一步和第二步的射頻放電功率密度為10~60mw/cm2。
[0009] 所述氫源氣體為H20氣體，所述氧源氣體的02,所述碳源氣體為C0 2。
[0010] 所述氧源氣體的流量為3~5 sccm，所述碳源氣體的流量為3~5 seem。
[0011] 本發(fā)明一種真空鍍膜設(shè)備中Zn雜質(zhì)元素的去除方法，具有如下的有益效果： 第一、Zn雜質(zhì)元素去除效果好，通過(guò)氧源氣體、氫源氣體、碳源氣體在輝光條件下使Zn 形成Zn化合物，有效去除Zn雜質(zhì)元素； 第二、操作方便，在對(duì)Zn雜質(zhì)元素的控制過(guò)程中，只需要控制氧源氣體、氫源氣體、碳 源氣體的氣體流量及輝光反應(yīng)的功率、時(shí)間即可對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行控制，需要調(diào)節(jié)的參數(shù)少， 簡(jiǎn)化操作控制環(huán)節(jié)； 第三、成本低廉，反應(yīng)所需要的原料氧源氣體、氫源氣體、碳源氣體來(lái)源廣泛，節(jié)省材料 成本，輝光反應(yīng)時(shí)間短，能耗成本低； 第四、生產(chǎn)效率高，充分利用反應(yīng)腔在去除Si雜質(zhì)元素的輝光反應(yīng)的條件，直接在反 應(yīng)腔充入氧源氣體、氫源氣體、碳源氣體即可開啟去除過(guò)程，反應(yīng)操作設(shè)置在Si雜質(zhì)元素 去除之后，無(wú)需轉(zhuǎn)序，有效提升了生產(chǎn)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例及對(duì)本 發(fā)明產(chǎn)品作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0013] 實(shí)施例1 本發(fā)明公開了一種真空鍍膜設(shè)備中Zn雜質(zhì)元素的去除方法，在沉積非微晶硅薄膜電 池過(guò)程中同時(shí)在反應(yīng)腔中通入氧源氣體、氫源氣體和碳源氣體，在進(jìn)行去除Zn雜質(zhì)元素操 作步驟的第一步和第二步之前先通入NF#P Ar氣去除殘余Si元素，并徹底排除殘余氣體， 然后按照以下步驟進(jìn)行： 第一步、向反應(yīng)腔通入氫源氣體和氧源氣體，所述氧源氣體的流量為3 seem將反應(yīng)腔 的基板溫度保持在100° C，調(diào)節(jié)射頻放電功率密度在60mW/cm2進(jìn)行輝光放電對(duì)體系進(jìn)行 反應(yīng)活化，控制氣壓在3mbar，使氫源氣體、氧源氣體與Zn元素反應(yīng)生成Zn的化合物，控制 反應(yīng)持續(xù)200秒，停止輝光放電，將殘余氣體抽出真空腔，所述氫源氣體為H 20氣體，所述氧 源氣體的〇2; 第二步、向反應(yīng)腔通入碳源氣體，所述碳源氣體的流量為5 seem，將反應(yīng)腔基板溫度保 持在100 ° C，調(diào)節(jié)射頻放電功率密度在60mw/cm2進(jìn)行輝光放電對(duì)體系進(jìn)行反應(yīng)活化，繼續(xù) 使碳源氣體與Zn元素反應(yīng)生成Zn的化合物，控制氣壓在lmbar,反應(yīng)持續(xù)50秒，停止輝光 放電，將殘余氣體抽出真空腔，所述碳源氣體為C0 2; 所述第一步和第二步交替進(jìn)行。
[0014] 實(shí)施例2 本發(fā)明公開了一種真空鍍膜設(shè)備中Zn雜質(zhì)元素的去除方法，在沉積非微晶硅薄膜電 池過(guò)程中同時(shí)在反應(yīng)腔中通入氧源氣體、氫源氣體和碳源氣體，在進(jìn)行去除Zn雜質(zhì)元素操 作步驟的第一步和第二步之前先通入NF#P Ar氣去除殘余Si元素，并徹底排除殘余氣體， 然后按照以下步驟進(jìn)行： 第一步、向反應(yīng)腔通入氫源氣體和氧源氣體，所述氧源氣體的流量為3Sccm將反應(yīng)腔 的基板溫度保持在110° C，調(diào)節(jié)射頻放電功率密度在40mW/cm2進(jìn)行輝光放電對(duì)體系進(jìn)行 反應(yīng)活化，控制氣壓在1. 5mbar，使氫源氣體、氧源氣體與Zn元素反應(yīng)生成Zn的化合物，控 制反應(yīng)持續(xù)100秒，停止輝光放電，將殘余氣體抽出真空腔，所述氫源氣體為H 20氣體，所述 氧源氣體的〇2; 第二步、向反應(yīng)腔通入碳源氣體，所述碳源氣體的流量為5 sccm，將反應(yīng)腔基板溫度保 持在115 ° C，調(diào)節(jié)射頻放電功率密度在60mw/cm2進(jìn)行輝光放電對(duì)體系進(jìn)行反應(yīng)活化，繼續(xù) 使碳源氣體與Zn元素反應(yīng)生成Zn的化合物，控制氣壓在2mbar，反應(yīng)持續(xù)200秒，停止輝 光放電，將殘余氣體抽出真空腔，所述碳源氣體為C0 2; 所述第一步和第二步交替進(jìn)行。
[0015] 實(shí)施例3 本發(fā)明公開了一種真空鍍膜設(shè)備中Zn雜質(zhì)元素的去除方法，在沉積非微晶硅薄膜電 池過(guò)程中同時(shí)在反應(yīng)腔中通入氧源氣體