等離子清洗機(jī)可解決PECVD工藝石墨舟殘留的氮化硅
在光伏太陽能電池的生產(chǎn)制造中，石墨舟是十分重要的作用，其作為裝載工具，用于承載硅片并進(jìn)行PECVD工藝。PECVD全稱為等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積，是利用等離子體在較低溫度下進(jìn)行沉積的一種薄膜生長技術(shù)，而硅片表面正是需要進(jìn)行氮化硅鍍層，來提高太陽能轉(zhuǎn)化率。在這個(gè)過程中，當(dāng)硅片進(jìn)行氮化硅鍍層時(shí)，需要具有導(dǎo)電和導(dǎo)熱性較好的裝載工具，主要是因?yàn)榈璞∧け旧硎且环N絕緣體，具有較高的電阻率，所以裝載工具起著非常重要的作用，它不僅是硅片的支撐結(jié)構(gòu)，還能提供良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。但如果裝載工具的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能不佳，會導(dǎo)致氮化硅鍍層與裝載工具之間的接觸電阻增大，從而影響硅片的導(dǎo)電性能和熱傳導(dǎo)性能。因此，為了確保硅片氮化硅鍍層的穩(wěn)定性和質(zhì)量，需要選擇具有良好導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能的裝載工具，而石墨舟對以上的條件完全符合。石墨舟具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.熱膨脹系數(shù)小，與硅片相近，所以加熱后溫度變化時(shí)，石墨舟和硅片的熱膨脹差異小，避免因熱應(yīng)力導(dǎo)致硅片的損傷。2.化學(xué)穩(wěn)定性好，不易與鍍膜介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而保證了鍍膜過程的穩(wěn)定性和硅片的表面質(zhì)量。3.導(dǎo)熱性好，有利于快速冷卻和加熱，可以更快地進(jìn)行鍍膜和冷卻，提高生產(chǎn)效率。4.結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，不易變形或損壞，保證了硅片的穩(wěn)定性和精度。5.石墨舟的表面質(zhì)量好，平整、光滑、無孔洞等缺陷，從而可以保證硅片的表面質(zhì)量和精度。
但是，當(dāng)硅片表面進(jìn)行氮化硅鍍膜時(shí)，石墨舟作為裝載工具不可避免的也會沉積上氮化硅薄膜，當(dāng)薄膜厚度累計(jì)到一定程度時(shí)將會影響到硅片的鍍膜效果。首先，氮化硅的殘留將會影響石墨舟的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，導(dǎo)電性能不佳，會導(dǎo)致硅片在鍍膜過程中出現(xiàn)電位不均、電場分布不均勻等問題，從而影響氮化硅鍍層的均勻性和質(zhì)量；導(dǎo)熱性能不佳，會導(dǎo)致硅片在鍍膜過程中的溫度控制不穩(wěn)定，從而影響氮化硅鍍層的結(jié)構(gòu)和性能。其次，隨著使用次數(shù)的增加，石墨舟表面沉積的氮化硅會越來越多，這會導(dǎo)致鍍膜時(shí)電場強(qiáng)度的變化，進(jìn)而影響鍍膜速度以及鍍膜厚度，從而導(dǎo)致色差片的產(chǎn)生。例如，當(dāng)石墨舟表面沉積的氮化硅較厚時(shí)，鍍膜時(shí)電場強(qiáng)度高，鍍膜速度快，尤其硅片與石墨舟葉接觸處更易使硅片沉積較厚氮化硅，導(dǎo)致硅片鍍的膜較厚，硅片顏色偏白，因此不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
面對“如何清除石墨舟上殘留的氮化硅”這個(gè)問題，整個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)了從濕法清洗到干法清洗的選擇的過程。濕法清洗成本高、效率低、還易損傷基材，更為關(guān)鍵的是，濕法清洗已經(jīng)不滿足現(xiàn)代工業(yè)的工藝要求，因此，更為安全環(huán)保的干法清洗技術(shù)成為多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的重要伙伴，等離子清洗技術(shù)就是一種既高效又環(huán)保的干法清洗方式。
PECVD是通過在兩個(gè)舟片之間產(chǎn)生輝光放電，分解腔室中的SiH4和NH3氣體，形成Si和N的離子，相結(jié)合形成SiNx分子，沉積在硅片表面，達(dá)到其鍍膜目的。而等離子清洗氮化硅，是通過等離子體中的活性物質(zhì)與氮化硅表面發(fā)生碰撞和化學(xué)反應(yīng)，打斷氮化硅的化學(xué)鍵，使其分解成氣態(tài)的硅烷、氮?dú)獾任镔|(zhì)。同時(shí)，等離子體中的高能電子也會對氮化硅進(jìn)行轟擊，進(jìn)一步促進(jìn)其分解。等離子清洗機(jī)對氮化硅的處理效果是十分顯著的，在未處理前，石墨舟表面的氮化硅殘質(zhì)顏色清晰，與石墨舟本質(zhì)具有明顯的差別，且氮化硅殘質(zhì)遍布舟片內(nèi)外；經(jīng)等離子體處理后，憑目視觀測，石墨舟內(nèi)外表面已無明顯的氮化硅殘質(zhì)，原先殘留的部分其顏色已恢復(fù)為本質(zhì)顏色。
（石墨舟處理前）
（石墨舟等離子處理后）
等離子清洗機(jī)對處理石墨舟氮化硅殘質(zhì)具有的優(yōu)勢：1.充分清洗，等離子體不受材料的形狀和厚度的影響，能夠?qū)κ蹆?nèi)外進(jìn)行充分的清洗處理。2.不損傷基體性能，，只作用在材料表面。3.環(huán)保無污染，全程干燥的處理方式，不消耗水資源、無需添加化學(xué)藥劑、不產(chǎn)生污染。4.規(guī)格適用廣，可根據(jù)不用尺寸的石墨舟大小，定制設(shè)備容量。