[发明专利]一种沉积掺杂晶硅薄膜后真空腔体的清洁方法

说明书

本发明公开了一种沉积掺杂晶硅薄膜后真空腔体的清洁方法，包括如下步骤：S1.切断镀膜工艺后，将清洁用氧气通入到真空腔体中，压强为0.10‑100pa；S2.向腔体内供电；S3.停止供电、供氧；S4.将腔体回填氮气，腔体内压强为1×10⁴pa，并抽出腔体内气体至压强至5pa以下；S5.重复执行步骤S4；S6.将真空腔体回填至大气状态。本发明利用氧等离子体清洁真空腔体在沉积掺杂晶硅薄膜后所产生的含磷或含硼的副产物以及部分未完全分解的磷烷、硼烷，整个清洁流程仅需30min，显著缩短了开腔等待时间；氮气消耗量较常规手段降低了90％；相关残留物浓度可降至100PPB，较常规物理去除法残留物浓度降低了80％。

技术领域

本发明涉及太阳能制备技术领域，特别涉及一种沉积掺杂晶硅薄膜后真空腔体的清洁方法。

背景技术

晶硅太阳能电池的表面钝化一直是设计和优化的重中之重。近几年来，一种既能实现背面整面钝化且无需开孔接触的钝化技术成为研究热点。对HIT电池而言，通过在电池正反两面分别沉积本征非晶硅层和掺杂非晶硅层来构成选择性传输层；TOPCon电池技术则是通过在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，由此形成钝化接触结构，实现无需开孔的钝化接触。

在上述钝化接触技术中，掺杂晶硅薄膜无疑起到了至关重要的作用，提供了场致钝化并对载流子选择性透过，与硅基底形成良好的钝化接触，使得多数载流子可以穿透钝化层而少数载流子则被阻挡，从而实现最短的电流传输路径，极大地降低了传输电阻，从根本上消除了电流横向传输引起的损失，提升了电池的电流和填充因子。因此，掺杂晶硅薄膜的沉积也成为HIT、TOPCon等高效太阳能电池制程中的核心工艺。

目前，掺杂晶硅薄膜的沉积大多采用磷烷或硼烷作为掺杂剂，比如采用PVD方法沉积掺杂晶硅薄膜，在等离子体作用下磷烷或硼烷分解形成高活性的P或B离子，与由硅靶溅射出来的硅，共沉积形成Si-P或Si-B合金，由此制备N型或P型晶硅薄膜。然而，磷烷和硼烷均属于剧毒且易燃气体，在沉积过程中由磷烷、硼烷产生的含磷或含硼的副产物以及部分未完全分解的磷烷、硼烷统称为掺杂残留物，会聚集吸附在沉积腔体内壁，当开腔进行设备维修或者日常保养时，这些残留物一旦扩散到空气中，将对人体健康和环境造成很大危害。

为避免掺杂产生的残留物逸散到空气中，现有技术常采用物理去除法，具体是在开腔前，先向腔体中通入大量氮气进行吹扫，然后再将腔体中的气体抽出，同时也将残留物连带抽出，如此反复多次重复以上步骤，利用大量氮气的长时间吹扫达到清洁腔体的目的。现有腔体气氛清洁方法为物理去除法，主要依靠大量氮气的长时间吹扫达到清洁目的，不仅需要耗费大量氮气而导致清洁成本高，而且吹扫时间须长达2小时以上，在降低设备稼动率的同时，清洁效果也难以有效保障，经气体侦测计测量采用物理去除法清洁腔体后，相关残留物含量仍在500PPB左右。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种沉积掺杂晶硅薄膜后真空腔体的清洁方法，包括如下步骤：

S1.向镀膜工艺后的真空腔体内通入氧气，腔体内压强为0.10-100pa；

S2.向腔体内放电，电源功率为500-50000W，放电时间为10-20分钟，利用镀膜时的电极供电激发氧气产生等离子体，该过程中线性离子源将氧气离子化所形成的氧等离子体可以对腔体中集聚的含磷或含硼的副产物以及部分未完全分解的磷烷、硼烷进行充分清洁；

S3.关闭电源、关闭氧气管路，停止供电供氧；

S4.吹扫：向腔体内回填氮气至腔体内压强为1×10⁴pa，并抽出腔体内气体至压强下降到5pa以下；

S5.重复执行步骤S4，重复次数为15-30次；

S6.最后，将真空腔体回填至大气状态。