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PECVD镀膜工艺详解
1. PECVD_镀膜的定义
1.1 PECVD概念
PECVD__Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition(等离子增强化学气相沉积)
1.2 等离子体说明
2. PECVD_镀膜的原理
2.2 PECVD工作原理
PECVD法生长氮化硅薄膜是利用非平衡等离子体的特性，即等离子体分子、原子、离子或激活基团与周围环境相同，而其中非平衡电子由于电子质量很小，其平均温度可以比其他粒子大一二个数量级，所以通常条件下，要高温（300℃-450℃）才能实现许多反应。在沉积过程中，特气NH3与SiH4分子在高频的作用下热运动剧烈，相互间碰撞使其分子电离，进而生成SiNx。
2.3 工作原理—SINA板P
1. SiNA系统采用的是一种间接微波等离子体增强化学气相沉积的方法。
2. 优点：具有很好的薄膜均匀性，而且具有大规模生产的能力。
3. 等离子体中的H（氢）对硅片表面的钝化和在烧结工序中SiN的氢原子向硅内扩散，使H（氢）钝化硅表面和体内的晶界，悬挂键等缺陷，使不再起复合中心的作用，较少了少数载流子的复合，提高了少子寿命，从而改善了硅片质量，提高了太阳能电池的效率。
2.4 工作原理—管P
1. 管式PECVD系统是一组利用平行板镀膜舟和低频等离子激发器的系列发生器。在低温和升温的情况下，等离子发生器直接在装在镀膜板中间的介质中间发生反应。
2. 优点：在沉积工艺中，伴有大量的氢原子和氢离子的产生，使得硅片的氢钝化性十分良好，且可以改变硅烷对氨气的比率，来得到不同的折射率。
3. PECVD_镀膜的作用
3.1 PEVCD的作用
采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术在硅片表面沉积一层理想的氮化硅减反射膜，在成膜的同时还有加氢作用，对硅片体内悬挂键进行饱和，因此在增强对光的吸收性的同时，对太阳电池起到很好的表面和体内钝化作用，同时提高短路电流和开路电压,进而提高转换效率。
3.2 减反射薄膜
1. 与绒面结合，镀减反射膜可以有效降低光的反射；
2. 光照射在硅片表面时，因为反射会使光损失约三分之一。如果在硅表面有一层或多层合适的薄膜，利用薄膜干涉原理，可以使光的反射大为减少，这种膜称为太阳电池的减反射膜（ARC，antireflection coating）。
3.3 表面钝化作用
1. 太阳能级硅单晶和多晶硅材料存在着大量的杂质和缺陷，这些杂质和缺陷在晶体硅中引入深能级，显著降低硅中的少数载流子寿命，从而影响太阳电池的短路电流和电池的转换效率；
2. PECVD沉积氮化硅薄膜钝化太阳电池的作用从原理看实际上是薄膜中富含的氢对衬底硅中的杂质和缺陷的钝化；
3. 薄膜中的H能够进入硅晶体中,钝化硅中的缺陷,降低表面态密度,抑制电池表面复合，增加少子寿命，从而提高太阳电池Isc和Voc；
4. 氢原子与缺陷或晶界处的悬挂键结合，从而一定程度上消除了晶界的活性。
3.4 优良的化学稳定性,卓越的抗氧化和绝缘性能
在表面形成一道膜,有助于在烧结中保护PN结。
3.5 良好的阻挡钠离子、掩蔽金属和水蒸汽扩散的能力
1. 氮化硅薄膜能有效地阻止B、P、Na、As、Sb、Ge、Al、Zn等杂质的扩散，尤其是对Na+。有实验表明，氮化硅薄膜对Na+扩散有很强的屏障作用。在600℃下热扩散22小时后，Na+扩散长度小于200Å，而在相同条件下Na+贯穿了SiO2薄膜，在硅和二氧化硅的界面上出现了Na+堆积。
2. 在相同条件下制得的氧化硅、氮化硅、氮氧化硅薄膜中，水汽在氮化硅薄膜中的渗透系数最小。
4. PECVD_镀膜的影响因素
1. 正面薄膜厚度 83-92 nm2. 正面折射率 2.02-2.133. 背面薄膜厚度（氧化铝+氮化硅） 120-130nm4. 背面折射率 2.0-2.11 5. 膜厚均匀性 （色差）6. 反射率（不检测）
4.2 影响因素
1. 微波功率2. 反应室温度和压力3. 传输速率4. 气体流量
4.3 镀膜颜色与厚度的关系
4.4 工艺调整趋势参考
4.5 产线常见的薄膜缺陷
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来源：光伏技术图片 来源：网络往期精彩内容推荐
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