技术领域
[0001] 本
发明涉及
太阳能电池技术领域，具体涉及一种管式PECVD石墨舟饱和双层膜结构及镀膜工艺和沉积有该双层膜结构的石墨舟。
背景技术
[0002] 随着光伏技术不断的发展，作为将太阳能转化为
电能的
半导体器件的
太阳能电池产品得到了快速的开发。PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition；
等离子体增强
化学气相沉积法）工艺是
硅晶太阳能电池制备过程中的重要环节，而石墨舟为管式PECVD中所必需的材料。
[0003] 目前管式PECVD所使用的石墨舟为多孔结构，为了能够沉积均匀
钝化膜，在使用前需要在舟片表面预先沉积较厚钝化膜层，以消除多孔结构石墨舟片对镀膜均匀性影响。在生产达到一定次数后，由于石墨舟表面所镀膜层过厚，导致
硅片与舟片
接触不良，出现镀膜均匀性恶化。此时，需要将石墨舟分拆、
酸洗、烘干和再组装，完全去除表面所镀的钝化膜层。周而复始，不但浪费大量时间，而且由于舟片酸洗和
氧化过程，导致舟片损耗严重，随着使用时间延长镀膜均匀性逐渐变差，大幅增加舟片更换成本。
发明内容
[0004] 有鉴于此，为了克服
现有技术的
缺陷，本发明的目的是提供一种石墨舟饱和双层膜结构，包括位于内侧的耐
腐蚀膜层和位于外侧的钝化膜，耐腐蚀膜层具有绝缘、坚硬和致密的特性，能够形成对石墨舟的长效保护，使石墨舟始终保持良好地镀膜均匀性。
[0005] 有效减少总体石墨舟饱和工艺时间、防止石墨舟损耗和获得更好的长期镀膜均匀性。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：一种石墨舟饱和双层膜结构，包括沉积在所述石墨舟上的耐腐蚀膜和沉积在所述耐腐蚀膜上的钝化膜。
[0007] 优选地，所述耐腐蚀膜为SiC膜或Al2O3膜，所述钝化膜为SixNy膜。
[0008] 本发明还提供了一种石墨舟饱和双层镀膜工艺，包括步骤：石墨舟放入沉积设备中进行
烘烤之后预处理，所述预处理结束后在所述石墨舟上沉积耐腐蚀膜，之后改变工艺，在所述耐腐蚀膜上沉积钝化膜。
[0009] 优选地，所述烘烤操作为：在所述沉积设备内抽
真空并预设
温度，当达到所述预设温度后，通入N2，烘烤所述石墨舟。
[0010] 优选地，所述预处理操作为：通入NH3和N2气体，NH3流量为5slm，N2流量为1slm，压强1600mTorr，功率7000W，处理时间4min。mTorr为压强单位，为微米汞柱的压强，即毫米汞柱压强的千分之一，1mTorr等于0.133Pa。slm和sccm都是气体
质量流量单位，sccm（standard cubic centimeter per minute）是标准状态下(也就是1个
大气压，25℃下)每分钟1立方厘米(1ml/min)的流量，slm（standard litre per minute）是标准状态下1L/min的流量。
[0011] 优选地，所述耐腐蚀膜为SiC膜，沉积条件为：沉积温度350-500℃，CH4流量为400-600sccm，SiH4流量为600-800sccm，压强为1500-1700mTorr，沉积功率为5000-7000W，沉积时间为90-120min。
[0012] 优选地，所述耐腐蚀膜为Al2O3膜，沉积条件为：沉积温度350-500℃，TMA（Trimethyl Aluminum；三甲基
铝）流量为200-400sccm，N2O流量为600-800sccm，压强为1500-1700mTorr，沉积功率为5000-7000W，沉积时间为90-120min。
[0013] 进一步优选地，所述耐腐蚀膜为Al2O3膜时，所述步骤还包括
退火处理，具体为：将沉积有所述耐腐蚀膜的石墨舟取出放入
退火炉管，通入N2，气体流量为15slm，1200℃高温退火20min，以进一步提高Al2O3膜的耐腐蚀效果。
[0014] 优选地，所述钝化膜的沉积条件为：沉积温度为350-500℃，NH3流量为4-7slm，SiH4流量为400-1000sccm，压强为1400-2200mTorr，沉积功率为5000-9000W，沉积时间8-12min。
[0015] 本发明还提供了一种沉积有如上所述双层膜结构的石墨舟。
[0016] 与现有技术相比，本发明的一种石墨舟饱和双层膜结构，包括位于内侧的耐腐蚀膜层和位于外侧的钝化膜，耐腐蚀膜层具有绝缘、坚硬和致密的特性，在后续石墨舟的分拆、酸洗、烘干和再组装时，由于其耐腐蚀特性将保留在石墨舟片表面，防止石墨舟片被进一步腐蚀和氧化，保护石墨舟片；再次进行饱和工艺时，只需镀一层较薄钝化膜层即可形成较好饱和效果，能够形成对石墨舟的长效保护，使石墨舟始终保持良好地镀膜均匀性。本发明的镀膜工艺能够有效减少总体石墨舟饱和工艺时间、防止石墨舟损耗和获得更好的长期镀膜均匀性。
附图说明
[0017] 图1为
实施例一中石墨舟饱和的膜层结构示意图；图2为实施例一中镀膜工艺的
流程图；
图3为实施例三中石墨舟饱和的膜层结构示意图；
图4为实施例三中镀膜工艺的流程图；
图5为对比例一中石墨舟饱和的膜层结构示意图；
图6为对比例一中镀膜工艺的流程图；
图7实施例一和对比例一中石墨舟的损耗对比图。
具体实施方式
[0018] 下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
[0019] 以下实施例中，所采用的石墨舟为已经经过生产镀膜100次之后的石墨舟；所采用的改造沉积设备型号为E2000HT 410-4，购自Centrotherm。
[0020] 实施例一参照图1至2，本实施例的一种石墨舟饱和镀膜具有双层膜结构，包括沉积在石墨舟上的耐腐蚀膜和沉积在耐腐蚀膜上的钝化膜。本实施例的耐腐蚀膜为SiC膜，钝化膜为SixNy膜。
[0021] 本实施例还提供了一种石墨舟饱和双层镀膜工艺，包括以下步骤：步骤S1：待饱和石墨舟准备
将石墨舟放入质量浓度为25%HF溶液进行清洗，去除SixNy层，清洗干净后烘干和组装。
[0022] 步骤S2：烘烤将清洗好的石墨舟送至管式PECVD炉管内开始进行饱和工序，将管式PECVD抽真空并将温度升至450℃。当温度达到450℃后，通入N2，流量为10slm，烘烤石墨舟20min。
[0023] 步骤S3：表面预处理烘烤完成后在管式PECVD中通入NH3和N2气体，NH3流量为5slm，N2流量为1slm，压强
1600mTorr，功率7000W，处理时间4min。
[0024] 步骤S4：沉积耐腐蚀膜表面预处理结束，在石墨舟上沉积SiC膜，具体的工艺参数为：沉积温度450℃，CH4流量为500sccm，SiH4流量为700sccm，压强为1600mTorr，沉积功率为6000W，沉积时间达到
100min时沉积结束，SiC膜厚度为0.5um。
[0025] 步骤S5：沉积钝化膜SiC膜沉积结束后，改变工艺参数，在SiC膜上沉积SixNy膜，具体的工艺参数为：沉积温度为450℃，NH3流量为5slm，SiH4流量为700sccm，压强为1600mTorr，沉积功率为6000W，沉积时间达到10min时沉积结束，SixNy膜厚度为100nm。
[0026] 实施例二本实施例与实施例一基本相同，区别在于本实施例中沉积SiC膜的具体工艺参数为：沉积温度350℃，CH4流量为600sccm，SiH4流量为800sccm，压强为1700mTorr，沉积功率为
7000W，沉积时间达到90min时沉积结束，SiC膜厚度为0.5um。
[0027] 沉积SixNy膜的具体工艺参数为：沉积温度为350℃，NH3流量为7slm，SiH4流量为1000sccm，压强为2200mTorr，沉积功率为9000W，沉积时间达到8min时沉积结束，SixNy膜厚度为100nm。
[0028] 实施例三参照图3至图4，本实施例的一种石墨舟饱和镀膜具有双层膜结构，包括沉积在石墨舟上的耐腐蚀膜和沉积在耐腐蚀膜上的钝化膜。本实施例的耐腐蚀膜为Al2O3膜，钝化膜为SixNy膜。
[0029] 本实施例还提供了一种石墨舟双层镀膜工艺，包括以下步骤：步骤S1：待饱和石墨舟准备
将石墨舟放入质量浓度为25%HF溶液进行清洗，去除SixNy层，清洗干净后烘干和组装。
[0030] 步骤S2：烘烤将清洗好的石墨舟送至管式PECVD炉管内开始进行饱和工序，将管式PECVD抽真空并将温度升至400℃。当温度达到400℃后，通入N2，流量为10slm，烘烤石墨舟20min。
[0031] 步骤S3：表面预处理烘烤完成后在管式PECVD中通入NH3和N2气体，NH3流量为5slm，N2流量为1slm，压强
1600mTorr，功率7000W，处理时间4min。
[0032] 步骤S4：沉积耐腐蚀膜表面预处理结束，在石墨舟上沉积Al2O3膜，具体的工艺参数为：沉积温度400℃，TMA流量为300sccm，N2O流量为700sccm，压强为1600mTorr，沉积功率为6000W，沉积时间达到
100min时沉积结束，Al2O3膜厚度为0.5um。
[0033] 步骤S5：退火由于耐腐蚀膜为Al2O3膜，需要经过退火步骤才能达到更好地耐腐蚀效果。退火工艺具体为：将沉积有耐腐蚀膜的石墨舟取出放入退火炉管，通入N2，气体流量为15slm，1200℃高温退火20min。
[0034] 步骤S6：沉积钝化膜Al2O3膜沉积结束后，改变工艺参数，在Al2O3膜上沉积SixNy膜，具体的工艺参数为：沉积温度为450℃，NH3流量为5slm，SiH4流量为700sccm，压强为1600mTorr，沉积功率为6000W，沉积时间达到10min时沉积结束，SixNy膜厚度为100nm。
[0035] 实施例四本实施例与实施例三基本相同，区别在于本实施例中沉积Al2O3膜的具体工艺参数为：
沉积温度500℃，TMA流量为200sccm，N2O流量为600sccm，压强为1500mTorr，沉积功率为
5000W，沉积时间达到120min时沉积结束，Al2O3膜厚度为0.5um。
[0036] 沉积SixNy膜的具体工艺参数为：沉积温度为500℃，NH3流量为4slm，SiH4流量为570sccm，压强为1400mTorr，沉积功率为5500W，沉积时间达到12min时沉积结束，SixNy膜厚度为100nm。
[0037] 对比例一参照图5至图6，本对比例的一种石墨舟饱和双层膜结构，包括沉积在石墨舟上的第一层钝化膜SixNy和沉积在第一层钝化膜SixNy上的第二层钝化膜SixNy。
[0038] 本对比例的一种石墨舟双层膜结构制作工艺，包括以下步骤：步骤S1：待饱和石墨舟准备
将石墨舟放入质量浓度为25%HF溶液进行清洗，去除SixNy层，清洗干净后烘干和组装。
[0039] 步骤S2：烘烤将清洗好的石墨舟送至管式PECVD炉管内开始进行饱和工序，将管式PECVD抽真空并将温度升至450℃。当温度达到450℃后，通入N2，流量为10slm，烘烤石墨舟20min。
[0040] 步骤S3：表面预处理烘烤完成后在管式PECVD中通入NH3和N2气体，NH3流量为5slm，N2流量为1slm，压强
1600mTorr，功率7000W，处理时间4min。
[0041] 步骤S4：沉积第一层钝化膜表面预处理结束，在石墨舟上沉积第一层SixNy膜，具体的工艺参数为：沉积温度450℃，NH3流量为4slm，SiH4流量为470sccm，压强为1500mTorr，沉积功率为6300W，沉积时间达到130min时沉积结束，SixNy膜厚度为0.8μm。
[0042] 步骤S5：沉积第二层钝化膜第一层SixNy膜沉积结束后，改变工艺参数，在第一层SixNy膜上沉积第二层SixNy膜，具体的工艺参数为：沉积温度为450℃，NH3流量为5slm，SiH4流量为600sccm，压强为
1500mTorr，沉积功率为6800W，沉积时间达到10min时沉积结束，SixNy膜厚度为100nm。
[0043] 实施例五石墨舟的一个使用周期包括饱和、约100次生产镀膜和送洗循环。参照图7，本实施例为将实施例一、实施例三和对比例一的石墨舟，完成50次使用周期后送洗。实施例一和实施例三中的石墨舟上由于沉积了耐腐蚀膜，其保留在石墨舟表面，避免了石墨舟暴露在强酸和空气中，保证石墨舟不受损耗；而对比例一中的石墨舟由于表面未沉积耐腐蚀膜层，石墨材质暴露在强酸和空气中，经过长期使用后石墨舟损耗严重。
[0044] 图7为实施例一和对比例一中石墨舟的损耗对比图。图中左边为对比例一中的石墨舟完成50次使用周期并酸洗烘干后的舟片，右边为实施例一中的石墨舟完成50次使用周期并酸洗烘干后的舟片。可以看出，左边的舟片损耗严重，光泽度低，而右边的光泽度较好，较均匀。
[0045] 本发明的一种石墨舟饱和双层膜结构，包括包括位于内侧的耐腐蚀膜层和位于外侧的钝化膜，耐腐蚀膜层具有绝缘、坚硬和致密的特性，在后续石墨舟的分拆、酸洗、烘干和再组装时，由于其耐腐蚀特性将保留在石墨舟片表面，防止石墨舟片被进一步腐蚀和氧化，保护石墨舟片；再次进行饱和工艺时，只需镀一层较薄钝化膜层即可形成较好饱和效果，能够形成对石墨舟的长效保护，使石墨舟始终保持良好地镀膜均匀性，并且在经过多次酸洗处理后所镀的第一层耐腐蚀膜层若出现过多的损耗，可在下次饱和工艺中进行补镀。本发明的镀膜工艺由于减少了石墨舟的饱和次数，能够有效减少总体石墨舟饱和工艺时间，且能有效地防止石墨舟损耗和获得更好的长期镀膜均匀性。
[0046] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
