一种基于ALD叠层优化的TOPCon硅片镀膜方法与流程

本发明属于太阳能电池制备，具体涉及一种基于ald叠层优化的topcon硅片镀膜方法。

背景技术：

1、现有的太阳能电池技术中，通常会在硅片表面沉积氧化铝钝化薄膜，氧化铝钝化薄膜具有较高的固定负电荷密度和较低的界面缺陷密度,因此能够同时具备良好的化学钝化和场化钝化作用，氧化铝的沉积方式大多数都是微导管式沉积既（ald）沉积方式，反应化学方程式al(ch3)3+3h2o→al2o3+3ch4。

2、ald工艺反应物分两个阶段进入，当前驱体物质a脉冲到反应室内，与内部的材料表面接触，两者发生化学反应形成饱和和吸附；第二步，当前驱体物质b脉冲到反应室内，会与之前吸附在基底上的前驱体物质a发生反应，生成目的材料并释放副产物，直到吸附的物质a完全反应，反应自动停止，这是原子层沉积的化学反应自限性，实际反应中，前驱体物质通过与基底表面上羟基等基团发生反应形成吸附，后续物质接着与之前吸附在基底表面的前驱体反应，生成所需产物，实现材料的生长。ald具有衬底温度较低、可精确控制膜厚、大面积生长、薄膜均匀性好、可实现完美的三维保形性等特点，另外其与柔性基底／器件完全兼容，影响其均匀性的有工艺气体脉冲频率、气流、反应温度、前驱体浓度及顺序等众多因素

3、然而，现有技术存在以下缺陷：

4、目前技术在硅片的不同位置沉积均匀性差异较大，同时沉积时所产生的产物对后续反应有抑制作用，使沉积时均匀性变差，钝化效果变差，降低产品效率。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种基于ald叠层优化的topcon硅片镀膜方法，以解决现有技术在硅片的不同位置沉积均匀性差异较大，同时沉积时所产生的产物对后续反应有抑制作用，使沉积时均匀性变差，钝化效果变差，降低产品效率的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于ald叠层优化的topcon硅片镀膜方法，包括以下步骤：

4、s1：将硅片装入ald铝舟中，将ald铝舟送入主机台；

5、s2：打开主机台的腔体，将铝舟送入腔体内部，对铝舟进行预热；

6、s3：进行预设轮次的第一预处理操作，每轮第一预处理操作包括：向腔体内通入h2o反应气体对硅片表面进行预处理，再通入惰性气体吹扫硅片表面残余气体；

7、s4：进行预设轮次的第一反应操作，每轮第一反应操作包括：向腔体内通入tma反应气体，然后通入惰性气体吹扫硅片表面残余气体，再通入h2o反应气体；

8、s5：进行预设轮次的第二预处理操作，每轮第二预处理操作包括：向腔体内通入h2o反应气体对硅片表面进行预处理，再通入惰性气体吹扫硅片表面残余气体；

9、s6：进行预设轮次的第二反应操作，每轮第二反应操作包括：向腔体内通入tma反应气体，然后通入惰性气体吹扫硅片表面残余气体，再通入h2o反应气体；

10、s7：硅片表面形成叠层的氧化铝薄膜，将镀有氧化铝薄膜的硅片送出腔体。

11、优选的，s2中预热的温度为275-295℃，预热的时间为900-1400s。

12、优选的，第一预处理操作的预设轮次为3轮，每轮第一预处理操作包括：向腔体内持续通入5s体积流量为27sccm的h2o反应气体对硅片表面进行预处理，再持续通入11s体积流量为27sccm的惰性气体吹扫硅片表面残余气体。

13、优选的，第一反应操作的轮次为10轮，每轮第一反应操作包括持续通入7s体积流量为20sccm的tma反应气体，然后持续通入11s体积流量为20sccm的惰性气体吹扫硅片表面残余气体，再持续通入7s体积流量为20sccm的h2o反应气体。

14、优选的，第二预处理操作的预设轮次为5轮，每轮第二预处理操作包括：向腔体内持续通入6s体积流量为30sccm的h2o反应气体对硅片表面进行预处理，再持续通入12s体积流量为30sccm的惰性气体吹扫硅片表面残余气体。

15、优选的，第二反应操作的轮次为24轮，每轮第二反应操作包括持续通入6s体积流量为30sccm的tma反应气体，然后持续通入11s体积流量为20sccm的惰性气体吹扫硅片表面残余气体，再持续通入6s体积流量为30sccm的h2o反应气体。

16、优选的，惰性气体为n2气体。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、本申请在合适的温度与压强下，先通入h2o反应气体吹扫硅片表面，去除硅片表面杂质，同时钝化硅片的表面缺陷，再通入tma反应气体，实现前驱体与硅片表面的自适应吸附，达到饱和，使用足够高纯度的惰性气体将未反应的前驱体以及多余反应去除干净，再通入h2o反应气体，使之与吸附在硅片上的前驱体充分发生反应，再次使用足量高纯度的惰性气体去除掉未反应的前驱体以及多余的反应物，依次循环上述流程即可完成ald叠层；

19、本申请不需要新增任何设备，通过本申请所涉及的方法，可以使ald沉积更加均匀，实现提效的目的。

技术特征：

1.一种基于ald叠层优化的topcon硅片镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于ald叠层优化的topcon硅片镀膜方法，其特征在于，s2中预热的温度为275-295℃，预热的时间为900-1400s。

3.根据权利要求1所述的一种基于ald叠层优化的topcon硅片镀膜方法，其特征在于，第一预处理操作的预设轮次为3轮，每轮第一预处理操作包括：向腔体内持续通入5s体积流量为27sccm的h2o反应气体对硅片表面进行预处理，再持续通入11s体积流量为27sccm的惰性气体吹扫硅片表面残余气体。

4.根据权利要求1所述的一种基于ald叠层优化的topcon硅片镀膜方法，其特征在于，第一反应操作的轮次为10轮，每轮第一反应操作包括持续通入7s体积流量为20sccm的tma反应气体，然后持续通入11s体积流量为20sccm的惰性气体吹扫硅片表面残余气体，再持续通入7s体积流量为20sccm的h2o反应气体。

5.根据权利要求1所述的一种基于ald叠层优化的topcon硅片镀膜方法，其特征在于，第二预处理操作的预设轮次为5轮，每轮第二预处理操作包括：向腔体内持续通入6s体积流量为30sccm的h2o反应气体对硅片表面进行预处理，再持续通入12s体积流量为30sccm的惰性气体吹扫硅片表面残余气体。

6.根据权利要求1所述的一种基于ald叠层优化的topcon硅片镀膜方法，其特征在于，第二反应操作的轮次为24轮，每轮第二反应操作包括持续通入6s体积流量为30sccm的tma反应气体，然后持续通入11s体积流量为20sccm的惰性气体吹扫硅片表面残余气体，再持续通入6s体积流量为30sccm的h2o反应气体。

7.根据权利要求1、3-6任一项所述的一种基于ald叠层优化的topcon硅片镀膜方法，其特征在于，惰性气体为n2气体。

技术总结
本发明公开了一种基于ALD叠层优化的TOPCon硅片镀膜方法，属于太阳能电池制备技术领域，本申请在合适的温度与压强下，先通入H<subgt;2</subgt;O反应气体吹扫硅片表面，去除硅片表面杂质，同时钝化硅片的表面缺陷，再通入TMA反应气体，实现前驱体与硅片表面的自适应吸附，达到饱和，使用足够高纯度的惰性气体将未反应的前驱体以及多余反应去除干净，再通入H<subgt;2</subgt;O反应气体，使之与吸附在硅片上的前驱体充分发生反应，再次使用足量高纯度的惰性气体去除掉未反应的前驱体以及多余的反应物，依次循环上述流程即可完成ALD叠层，本申请不需要新增任何设备，通过本申请所涉及的方法，可以使ALD沉积更加均匀，实现提效的目的。

技术研发人员：田素霞,谢泰宏,袁正国,谢耀辉,张书界,何佳龙,黄菊梅
受保护的技术使用者：和光同程光伏科技（宜宾）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/24