本發(fā)明屬于太陽能電池制造領(lǐng)域，具體地說，涉及一種ALD成膜質(zhì)量的檢測方法。

背景技術(shù)：

近些年來，PERC(Passivated Emitter Rear contact solar Cells，鈍化發(fā)射區(qū)背面電池)技術(shù)得到了太陽能行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員的極大關(guān)注，成為行業(yè)未來發(fā)展的新趨勢。該技術(shù)的主要技術(shù)特征就是采用PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)或ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沉積)在硅片背表面沉積一層鈍化膜，目前行業(yè)內(nèi)多采用Al₂O₃作為鈍化膜。

ALD技術(shù)的原理是將物質(zhì)以單原子膜的形式一層一層地鍍在基底表面。由于采用單原子層逐層沉積，因此與PECVD方法相比，ALD方法沉積出的薄膜均勻性更好，性能更優(yōu)異。

在PERC電池制備過程中，使用ALD方法在硅片表面沉積的Al₂O₃鈍化膜的厚度在3nm～15nm之間，該厚度的Al₂O₃的鈍化膜用肉眼幾乎無法辨別，因此對成膜質(zhì)量的準(zhǔn)確監(jiān)控難以實現(xiàn)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，對ALD成膜質(zhì)量的監(jiān)控通常采用XRD(X射線衍射)方法。XRD方法通過衍射峰強(qiáng)度及半峰寬表征所制備薄膜的晶體質(zhì)量。但X射線使用時存在一定風(fēng)險，測試樣品時工藝繁瑣，且XRD設(shè)備價格較高，需要專業(yè)人員進(jìn)行操作，因此該測試方法不易普及。

綜上，ALD技術(shù)大量應(yīng)用到太陽能行業(yè)后急需一種簡單易操作的成膜質(zhì)量檢測方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有成膜質(zhì)量監(jiān)測的缺陷，本發(fā)明提供了一種低成本、易操作、高可信度的ALD成膜質(zhì)量的檢測方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種ALD成膜質(zhì)量的檢測方法，所述檢測方法包括步驟：

a)選取多個硅片作為襯底，所述硅片的電阻率在0.5Ωcm～6Ωcm；

b)對所述硅片進(jìn)行制絨操作，去除所述硅片表面的損傷層；

c)對所述硅片進(jìn)行清洗，并采用ALD法對所述硅片進(jìn)行雙面沉積，沉積Al₂O₃鈍化膜；

d)對所述硅片進(jìn)行退火操作；

e)對所述硅片進(jìn)行少子壽命檢測。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，采用微波光電導(dǎo)衰退法進(jìn)行少子壽命檢測。

根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施方式，所述微波光電導(dǎo)衰退法進(jìn)一步包括如下兩個步驟：

激光注入產(chǎn)生電子空穴對；

微波探測信號變化。

根據(jù)本發(fā)明的又一個具體實施方式，所述多個硅片的電阻率范圍為：1±0.1Ωcm。

根據(jù)本發(fā)明的又一個具體實施方式，所述Al₂O₃鈍化膜的厚度范圍為：3nm～15nm。

根據(jù)本發(fā)明的又一個具體實施方式，在所述步驟d)中，退火的溫度為300℃～900℃。

根據(jù)本發(fā)明的又一個具體實施方式，在所述步驟d)中，退火操作的時間為120s-240s。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案只需對采用ALD方法進(jìn)行薄膜沉積的硅片的少子壽命進(jìn)行檢測，就可以知道成膜質(zhì)量優(yōu)劣。少子壽命越大表明ALD的成膜質(zhì)量越好；少子壽命越低，ALD的成膜質(zhì)量越差；當(dāng)少子壽命異常低時，表明ALD工藝發(fā)生了異常。本方法工藝簡單、檢測速度快，無需額外增加價格高昂的檢測設(shè)備，只需進(jìn)行正常的工藝即可。此外，這種方法操作簡單，不需要配備專業(yè)的檢測人員，設(shè)備和人工成本都比較低，適合于大規(guī)模推廣使用。更為重要的是，由于本發(fā)明提供的檢測方法是無損檢測，因此檢測樣品在檢測后可直接投入后續(xù)生產(chǎn)，進(jìn)一步節(jié)約了生產(chǎn)成本。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明提供的一種ALD成膜質(zhì)量的檢測方法的一個具體實施方式的流程示意圖。

附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。

具體實施方式

下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發(fā)明省略了對公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。

參考圖1，本發(fā)明提供的一種ALD成膜質(zhì)量的檢測方法具體包括如下步驟：

步驟S101，選取多個硅片作為襯底，所述硅片的電阻率在0.5Ωcm～6Ωcm。

優(yōu)選的，所述多個硅片的電阻率范圍為：1±0.1Ωcm。

步驟S102，對已經(jīng)選取的所述硅片進(jìn)行制絨操作，去除所述硅片表面的損傷層。在硅片的表面形成絨面，可以有效提高硅片的陷光作用。常用的制絨方法有兩大類，一類是濕法制絨，采用腐蝕性溶液對硅片的表面進(jìn)行腐蝕，以形成絨面。一般情況下，用堿性溶液處理后，可在硅片的表面得到金字塔狀絨面；用酸性溶液處理后，可在硅片的表面得到蟲孔狀絨面。絨面大小為微米級尺寸。另一類是干法制絨，如反應(yīng)離子刻蝕制絨，其形成的絨面尺寸在納米量級。

制絨后，繼續(xù)執(zhí)行步驟S103，對所述硅片進(jìn)行清洗，并采用ALD法對所述硅片進(jìn)行雙面沉積，沉積溫度為200-400℃，沉積時間為10-30s沉積Al ₂O₃鈍化膜。沉積工藝的好壞能夠直接決定成膜的生長速率和厚度，對電池效率影響也很大。

表面鈍化越好，Al₂O₃鈍化膜的厚度越厚，測試得到的少子壽命也就越高；但是這并不能說明電池效率一定是最好的。因此需要嚴(yán)格選擇Al₂O₃鈍化膜的厚度，以便在電池效率最好的ALD工藝條件對少子壽命進(jìn)行測試。

優(yōu)選的，所述Al₂O₃鈍化膜的厚度范圍為：3nm～15nm，例如：3nm、7nm或者15nm。更為優(yōu)選的，所述Al ₂O₃鈍化膜的厚度范圍為：7nm～10nm。在該厚度范圍內(nèi)可得到最佳的電池效率，所以采用此厚度的膜厚進(jìn)行少子壽命測試能更直觀的體現(xiàn)生產(chǎn)工藝的好壞。

鍍膜之后，繼續(xù)執(zhí)行步驟S104，對所述硅片進(jìn)行退火操作。為了達(dá)到更好的效果，需要控制退火工藝的參數(shù)。優(yōu)選的，退火的溫度為300℃～900℃，例如：300℃、600℃或者900℃。更為優(yōu)選的，退火的溫度為450℃～600℃。退火操作的時間為120s-240s，例如：120s、180s或者240s。更為優(yōu)選的，退火操作的時間為160s-210s。

經(jīng)過退火之后的硅片竟可以執(zhí)行步驟S105，對所述硅片進(jìn)行少子壽命檢測。優(yōu)選的，采用微波光電導(dǎo)衰退法進(jìn)行少子壽命檢測。進(jìn)一步地，所述微波光電導(dǎo)衰退法包括如下兩個步驟：激光注入產(chǎn)生電子空穴對和微波探測信號變化。

少子壽命越大表明ALD的成膜質(zhì)量越好；少子壽命越低，ALD的成膜質(zhì)量越差；當(dāng)少子壽命異常低時，表明ALD工藝發(fā)生了異常。用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行少子壽命檢測時，當(dāng)少子壽命大于100μs時認(rèn)為ALD成膜質(zhì)量好，少子壽命在80-100μs之間時ALD成膜質(zhì)量較差，而低于80μs時認(rèn)為是ALD工藝發(fā)生了異常。

本發(fā)明提供的檢測方法，不會對硅片產(chǎn)生損傷，檢測后的硅片可以進(jìn)一步投入到后續(xù)工藝中。該方法操作簡單，不用額外增加設(shè)備和人工，成本低、效果好，有利于大面積推廣使用。

雖然關(guān)于示例實施例及其優(yōu)點已經(jīng)詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍的情況下，可以對這些實施例進(jìn)行各種變化、替換和修改。對于其他例子，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易理解在保持本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的同時，工藝步驟的次序可以變化。

此外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于說明書中描述的特定實施例的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟。從本發(fā)明的公開內(nèi)容，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地理解，對于目前已存在或者以后即將開發(fā)出的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟，其中它們執(zhí)行與本發(fā)明描述的對應(yīng)實施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結(jié)果，依照本發(fā)明可以對它們進(jìn)行應(yīng)用。因此，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在將這些工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟包含在其保護(hù)范圍內(nèi)。