專利名稱：用于運行真空涂層設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運行真空涂層設(shè)備、尤其是用于制造薄層太陽能電池的方法，其中在使用清潔氣體的情況下設(shè)有涂層腔室清潔步驟。
背景技術(shù)：
真空涂層設(shè)備的一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域是最近基于硅制造薄層太陽能電池。通常對此使用PECVD方法。薄層太陽能電池由p摻雜的和n摻雜的以及具有變化數(shù)量的本征層構(gòu)成。薄層太陽能電池、所謂的串聯(lián)電池的已知的類型的兩種典型的層狀結(jié)構(gòu)在附圖IA和IB中示出。根據(jù)圖1A，具有透明傳導(dǎo)的前接觸層9的玻璃10用作基質(zhì)。在其之上太陽能電池 由非結(jié)晶的硅沉積，所述太陽能電池由p摻雜的層8、本征層7以及n摻雜的層5構(gòu)成。在其之上接下來分離同樣具有P摻雜的層4、本征層3以及n摻雜的層2的微晶的電池。利用另一個透明的、傳導(dǎo)的或者金屬的反接觸層I封閉太陽能電池。各個層也能夠分別包括多個部分層。根據(jù)圖IB的經(jīng)過修改的結(jié)構(gòu)僅僅通過在(下方的)本征層7與(上方的)n摻雜的層5之間設(shè)置了中間反應(yīng)層6而與根據(jù)圖IA的配置不同。或者完全在唯一的涂層腔室或者說涂層設(shè)備中實現(xiàn)分離，或者在不同的腔室中實現(xiàn)分離，其中通常摻雜的層被本征層隔開。在一次或者多次涂層過程后需要清潔不可避免地同樣經(jīng)過涂層的腔室壁。這通過含氟的氣體來完成。清潔過程通過氟基(Fluorradikale )來進行，所述氟基在腔室壁上相對于氣態(tài)的SiF4與硅連接并且接著通過泵管從腔室中移除。在清潔過程之后再進行含硅的層的沉積。由文獻DE 10 2006 035 596 B4已知所述類型的清潔方法。利用含氟的氣體清潔涂層腔室造成氟在壁上和壁中的積聚。氟的剩余含量能夠?qū)τ诮酉聛砉杼柲茈姵氐姆蛛x是不利的并且降低所述硅太陽能電池的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出具有權(quán)利要求I的特征的方法。對本發(fā)明思路的有利的改進是從屬權(quán)利要求的主題。為了通過氟降低污染，引入附加的層的沉積。層用作(擴散)阻礙并且在利用含氟的氣體清潔腔室之后以及在加載接下來的基質(zhì)之前同樣借助于PEVCD進行分離。因此層覆蓋腔室壁并且如此減小氟到氣體涂層的邊界面的擴散。因此減小了在表面上的氟含量，從而在接下來硅的分離過程中也減小了氣相中氟原子/氟分子的含量。專門結(jié)合涂層腔室清潔作為制造薄層太陽能電池的中間步驟，提出的層造成太陽能電池結(jié)構(gòu)的氟負(fù)荷的減輕，這反映在更高的、穩(wěn)定的效率中。但是本發(fā)明也有利地可在用于制造其它的半導(dǎo)體產(chǎn)品的真空涂層設(shè)備的運行時使用并且必要時甚至可超出半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域使用。
在硅分離過程、特別是制造基于硅的薄層太陽能電池的前后關(guān)系中，設(shè)有本發(fā)明的有利的實施方式，從而在層分離步驟中涂布具有硅、氧化硅和/或碳化硅的擴散阻礙層。由目前的觀點看硅氧化物是優(yōu)選的，所述硅氧化物由于其較高的厚度顯示出特別好的擴散阻礙性。此外能夠規(guī)定，涂布非結(jié)晶的或者微晶的或者具有過渡相的硅。分離非結(jié)晶的或者微晶的硅相對于具有氧原子或者含有氧的分子的污染物就是相對不敏感的。最后能夠規(guī)定，涂布具有非結(jié)晶的碳化硅 的層。所述層的分離方法的細(xì)節(jié)和方法參數(shù)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的并且因此在這里不進行更詳細(xì)的解釋。取決于層材料和分離溫度如此有利地調(diào)整擴散阻礙層的層厚度，從而使得擴散阻礙層在真空涂層設(shè)備的按規(guī)定的運行中穩(wěn)定地完全附著到涂層腔室的壁上。層的厚度至少應(yīng)該有幾納米，其中隨著層厚度的增加，層的(擴散)阻礙效果也會變得更好。從目前的觀點來看，層厚范圍在5nm與500nm之間是有意義的，并且優(yōu)選層厚超過50nm。


接下來借助實施例對按本發(fā)明的方法進行詳細(xì)解釋。附圖示出
圖IA和IB示意性地示出了串聯(lián)式的薄層太陽能電池的層狀結(jié)構(gòu)，并且 圖2是用于解釋實施所提出的方法的示意性圖示。
具體實施例方式圖2示意性地示出了在按本發(fā)明的運行方法的三個階段中涂層腔室11的內(nèi)部的橫截面。在階段I中，在利用含氟的氣體清潔腔室的步驟之后殘留物13位于壁上和壁中。在通過PECVD分離步驟沒有基質(zhì)地到達的階段II中，擴散阻礙層15位于涂層腔室11的整個內(nèi)壁上。該擴散阻礙層完全覆蓋所有在第一階段中還存在的殘留物并且防止其擴散到腔室的內(nèi)部。在階段III中，用于制造太陽能電池的基質(zhì)17位于完全利用擴散阻礙層15進行加襯處理的涂層腔室11中，并且所述基質(zhì)經(jīng)受傳統(tǒng)的涂層步驟。在含硅的層的一次或者多次沉積之后再度利用含氟的氣體實施清潔步驟并且在此移除擴散阻礙層15并且達到階段I的狀態(tài)。另外，本發(fā)明的實施方式也不限于以上解釋的實施例以及以上強調(diào)的方面，而是在按照專業(yè)的處理方式的范圍中的多種變化中同樣也是可能實現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.用于運行真空涂層設(shè)備、尤其是用于制造薄層太陽能電池的方法，其中，在使用清潔氣體完成涂層腔室清潔步驟之后并且在產(chǎn)品制造步驟之前實施用于將擴散阻礙層(15)涂布到涂層腔室(11)的壁上的涂層分離步驟。
2.按權(quán)利要求I所述的方法， 其中，在所述涂層腔室清潔步驟中使用含氟的氣體作為清潔氣體。
3.按權(quán)利要求I或2所述的方法， 其中，在所述涂層分離步驟中涂布具有硅、氧化硅和/或碳化硅和/或氮化硅的擴散阻礙層(15)。
4.按權(quán)利要求3所述的方法， 其中，在所述涂層分離步驟中涂布非結(jié)晶的或者微晶的或者具有過渡相的硅。
5.按權(quán)利要求3所述的方法， 其中，在所述涂層分離步驟中涂布具有非結(jié)晶的碳化硅的層(15)。
6.按上述權(quán)利要求中任一項所述的方法， 其中，取決于層材料以及分離溫度如此調(diào)整所述擴散阻礙層(15)的層厚度，從而使得所述擴散阻礙層在真空涂層設(shè)備的按規(guī)定的運行中穩(wěn)定地完全附著在所述涂層腔室(11)的壁上。
7.按權(quán)利要求6所述的方法， 其中，將所述擴散阻礙層(15)的層厚度調(diào)整到5nm與500nm之間、尤其是50nm與300nm之間的范圍內(nèi)的一個值。
8.按上述權(quán)利要求中任一項所述的方法， 其中，在涂層分離步驟之后的產(chǎn)品制造步驟具有薄層太陽能電池的η摻雜(2 5)的或者P摻雜(4 8)的或者本征(3 7)的硅層的分離過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運行真空涂層設(shè)備、尤其是用于制造薄層太陽能電池的方法，其中，在使用清潔氣體完成涂層腔室清潔步驟之后并且在產(chǎn)品制造步驟之前實施用于將擴散阻礙層涂布到涂層腔室的壁上的涂層分離步驟。
文檔編號C23C16/44GK102683481SQ201210066428
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者C.瓦奇坦多夫 申請人:羅伯特·博世有限公司