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等離子清洗機可解決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,用于承載硅片并進行PECVD工藝。PECVD全稱為等離子增強化學氣相沉積,是利用等離子體在較低溫度下進行沉積的一種薄膜生長技術,而硅片表面正是需要進行氮化硅鍍層,來提高太陽能轉化率。在這個過程中,當硅片進行氮化硅鍍層時,需要具有導電和導熱性較好的裝載工具,主要是因為氮化硅薄膜本身是一種絕緣體,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構,還能提供良好的導熱和導電性能。但如果裝載工具的導電和導熱性能不佳,會導致氮化硅鍍層與裝載工具之間的接觸電阻增大,從而影響硅片的導電性能和熱傳導性能。因此,為了確保硅片氮化硅鍍層的穩定性和質量,需要選擇具有良好導電和導熱性能的裝載工具,而石墨舟對以上的條件完全符合。石墨舟具有以下優點:1.熱膨脹系數小,與硅片相近,所以加熱后溫度變化時,石墨舟和硅片的熱膨脹差異小,避免因熱應力導致硅片的損傷。2.化學穩定性好,不易與鍍膜介質發生反應,從而保證了鍍膜過程的穩定性和硅片的表面質量。3.導熱性好,有利于快速冷卻和加熱,可以更快地進行鍍膜和冷卻,提高生產效率。4.結構強度高,不易變形或損壞,保證了硅片的穩定性和精度。5.石墨舟的表面質量好,平整、光滑、無孔洞等缺陷,從而可以保證硅片的表面質量和精度。

但是,當硅片表面進行氮化硅鍍膜時,石墨舟作為裝載工具不可避免的也會沉積上氮化硅薄膜,當薄膜厚度累計到一定程度時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電和導熱性,導電性能不佳,會導致硅片在鍍膜過程中出現電位不均、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量;導熱性能不佳,會導致硅片在鍍膜過程中的溫度控制不穩定,從而影響氮化硅鍍層的結構和性能。其次,隨著使用次數的增加,石墨舟表面沉積的氮化硅會越來越多,這會導致鍍膜時電場強度的變化,進而影響鍍膜速度以及鍍膜厚度,從而導致色差片的產生。例如,當石墨舟表面沉積的氮化硅較厚時,鍍膜時電場強度高,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,導致硅片鍍的膜較厚,硅片顏色偏白,因此不符合質量標準。

面對“如何清除石墨舟上殘留的氮化硅”這個問題,整個行業實現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,更為關鍵的是,濕法清洗已經不滿足現代工業的工藝要求,因此,更為安全環保的干法清洗技術成為多個行業領域的重要伙伴,等離子清洗技術就是一種既高效又環保的干法清洗方式。

PECVD是通過在兩個舟片之間產生輝光放電,分解腔室中的SiH4和NH3氣體,形成Si和N的離子,相結合形成SiNx分子,沉積在硅片表面,達到其鍍膜目的。而等離子清洗氮化硅,是通過等離子體中的活性物質與氮化硅表面發生碰撞和化學反應,打斷氮化硅的化學鍵,使其分解成氣態的硅烷、氮氣等物質。同時,等離子體中的高能電子也會對氮化硅進行轟擊,進一步促進其分解。等離子清洗機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顏色清晰,與石墨舟本質具有明顯的差別,且氮化硅殘質遍布舟片內外;經等離子體處理后,憑目視觀測,石墨舟內外表面已無明顯的氮化硅殘質,原先殘留的部分其顏色已恢復為本質顏色。


(石墨舟處理前)


(石墨舟等離子處理后)

等離子清洗機對處理石墨舟氮化硅殘質具有的優勢:1.充分清洗,等離子體不受材料的形狀和厚度的影響,能夠對石墨舟內外進行充分的清洗處理。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、無需添加化學藥劑、不產生污染。4.規格適用廣,可根據不用尺寸的石墨舟大小,定制設備容量。

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