[发明专利]一种在半导体衬底上制备双层氮化硅薄膜的方法

说明书

本发明公开了一种在半导体衬底上制备双层氮化硅薄膜的方法，包括以下步骤：（1）准备材料：准备干净的半导体衬底；（2）制备底层薄膜：将所述的半导体衬底放入沉积设备中，在沉积腔中通入反应气体SiH₄和NH₃并通过设置第一沉积条件，在所述半导体衬底上沉积底层氮化硅薄膜；（3）制备外层薄膜：设置第二沉积条件控制SiH₄反应气体的流量逐渐减小、NH₃反应气体的流量均匀变化，在所述底层氮化硅薄膜的外表面形成外层氮化硅薄膜，最终形成双层氮化硅薄膜结构。本发明的一种在半导体衬底上制备双层氮化硅薄膜的方法消除了传统双层氮化硅薄膜生产工艺中底层和外层薄膜间的界面差异，提高了光的吸收，提升了钝化和减反射效果，提高太阳电池的效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种在半导体衬底上制备双层氮化硅薄膜的方法。

背景技术

随着光伏技术不断的发展，作为将太阳能转化为电能的半导体器件的太阳能电池产品得到了快速的开发。PECVD（等离子体增强化学气相沉积法）工艺是硅晶太阳能电池制备过程中的重要环节，主要具有以下优点：减反射作用；钝化硅片表面从而降低表面复合速率；薄膜中丰富的氢可以起到钝化效果。但是单层氮化硅薄膜减反射和钝化效果较差，而现有技术中的双层氮化硅薄膜因为两层膜间的NH₃/SiH₄比例相差较大，导致了底层薄膜和顶层薄膜间的界面差异大，提高了返工片的比例，降低了产出。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种在半导体衬底上制备双层氮化硅薄膜的方法，该制备方法消除了传统双层氮化硅薄膜生产工艺中底层和外层薄膜间的界面差异，并且提升了光吸收和钝化的效果。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种在半导体衬底上制备双层氮化硅薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）准备材料：准备半导体衬底；

（2）制备底层薄膜：将所述的半导体衬底放入沉积设备中，在所述沉积设备的沉积腔中通入反应气体SiH₄和NH₃并通过设置第一沉积条件，在所述半导体衬底上沉积底层氮化硅薄膜；

（3）制备外层薄膜：在步骤（2）结束后继续在所述沉积腔中通入反应气体SiH₄和NH₃，设置第二沉积条件控制反应气体SiH₄和NH₃的流量呈线性变化，在所述底层氮化硅薄膜的外表面形成外层氮化硅薄膜，最终形成双层氮化硅薄膜结构。

优选地，步骤（2）中所述第一沉积条件为：沉积功率为6000-8000W，压强为1500-2000mTorr，时间为100-200s，NH₃的流量为4-8slm，SiH₄的流量为800-1800sccm。控制NH₃和SiH₄流量固定并淀积一定厚度的底层薄膜，保证底层薄膜的钝化效果。mTorr为压强单位，为微米汞柱的压强，即毫米汞柱压强的千分之一，1mTorr等于0.133Pa。slm和sccm都是气体质量流量单位， sccm（standard cubic centimeter per minute）是标准状态下(也就是1个大气压，25℃下)每分钟1立方厘米(1ml/min)的流量，slm（standard litre per minute）是标准状态下1L/min的流量。

更加优选地，步骤（2）中所述第一沉积条件为：沉积功率为6000W，压强为1500mTorr，时间为200s，NH₃的流量为4 slm，SiH₄的流量为1000sccm。