Технологияға шолу

Төмендегі мазмұн тек анықтама үшін берілген. Егер техникалық құқық бұзушылық немесе қате нұсқаулық болса, авторға жою немесе түзету үшін хабарласуға болады.

TBC элементі дегеніміз не?

TBC - TOPCon Back Contact дегенді білдіреді. Ол TOPCon пассивациясын (туннельдік оксид және поли-кремний) IBC аралас артқы контактілі құрылымымен біріктіреді, сондықтан оны POLO-IBC элементі деп те атайды.

Ол TOPCon туннельдік оксид/поли-Si пассивациясын IBC артқы контактілі орналасуымен терең біріктіреді. Бұл TOPCon-ның күшті артқы пассивациясын және IBC-дің алдыңғы тор сызығының көлеңкеленуінің болмауы артықшылығын береді, барлық ток жинау артқы жаққа ауыстырылады. Нәтижесінде жоғары ашық тізбек кернеуі және жоғары қысқа тұйықталу тогы алынады. Бұл келесі буын үшін негізгі N-типті жоғары тиімділік бағыттарының бірі.

Негізгі артықшылықтар

• Алдыңғы металл тор сызықтары жоқ, сондықтан алдыңғы көлеңкелену шығыны жойылады және Isc артады

• TOPCon туннельдік пассивациясы артқы рекомбинацияны төмендетеді және Voc-ты көтереді

• Аралас P/N артқы контактілі орналасуы тасымалдаушы жинау жолын оңтайландырады және сериялық кедергіні азайтады

• Стандартты TOPCon және стандартты IBC-мен салыстырғанда, пассивация сапасы мен құрылымдық интеграцияны теңестіреді

• Қолданыстағы N-типті желілердегі негізгі жабдықтың көпшілігімен үйлесімді, сондықтан процесті кезең-кезеңімен жаңартуға болады

Дәстүрлі элементтермен салыстыру

• Стандартты TOPCon: алдыңғы тор сызығының көлеңкеленуі, артқы жағында толық аймақты TOPCon пассивациясы

• Стандартты IBC: артқы контактілі құрылым, бірақ пассивация кремний оксиді / кремний нитридіне негізделген, туннельдік поли-Si пассивациясы жоқ

• TBC (POLO-IBC): IBC артқы контактілі құрылым плюс интеграцияланған TOPCon туннельдік пассивациясы, сондықтан құрылым да, пассивация да оңтайландырылған

Толық процесс ағынына шолу

Вафли келу → алдын ала тазалау / ара зақымдануын жою → артқы туннельдік оксид + поли-Si тұндыру (LPCVD) → артқы SiN маска тұндыру → бірінші артқы лазерлік ашу (бор аймағы) → борды легирлеу (p-poly) → екінші артқы лазерлік ашу (фосфор аймағы) → фосфорды легирлеу (n-poly) → орама диффузиясын / BSG / PSG жою үшін тазалау → артқы пассивациялық пленка тұндыру → артқы жағын қорғау үшін балауыз маскасын басып шығару → алдыңғы текстуралау + P/N оқшаулау ою → алдыңғы және артқы SiN антирефлексиялық пассивациялық пленка тұндыру → артқы металл электродты экранды басып шығару → күйдіру → электрлік сынау → сұрыптау және орау

Егжей-тегжейлі процесс сипаттамалары

3.1 Тазалау және жылтырату (алдын ала тазалау + ара зақымдануын жою)

Мақсаты: ара зақымдану қабатын, беттік металл қоспаларын, бөлшектер мен майды жою; вафлиді бір немесе екі жақты жылтыратып, таза, тегіс кремний негізін алу және кейінгі туннельдік қабаттың біркелкі тұндырылуын қамтамасыз ету.

Негізгі жабдық: инлайндық ылғалды тазалау және жылтырату желісі, сілтілі жылтырату ваннасы, қышқылды тазалау ваннасы.

Негізгі химиялық заттар: күшті сілті (NaOH/KOH), HF, HCl, IPA, текстуралау қоспасы, беттік белсенді зат.

Негізгі бақылау элементтері:

• Жылтырату салмақ жоғалтуы: электронды таразы

• Беттік шағылысу: шағылысу өлшегіш

• Кіші тасымалдаушылардың өмір сүру уақыты iVoc: WCT-120 өтпелі өмір сүру уақытын өлшегіш

• Тасымалдаушылардың рекомбинациялық бейнелеуі: PL өлшегіш (R3-PL)

• Беттік кедір-бұдырлық және тазалық: оптикалық микроскоп

Сапаны бақылау: ара зақымдануы толығымен жойылған, бетінде дақтар немесе сатылар жоқ, салмақ жоғалту біркелкі, өмір сүру уақытының айтарлықтай төмендеуі жоқ.

3.2 Туннельдік оксид + поли-Si тұндыру

Мақсаты: вафлидің артқы жағында ультра жұқа туннельдік оксид (SiO₂), содан кейін ішкі поли-Si қабатын өсіру, күшті өріс және химиялық пассивация және төмен артқы рекомбинация үшін негізгі TOPCon пассивация құрылымын қалыптастыру.

Негізгі жабдық: түтік LPCVD.

Газ көздері: SiH₄, O₂, N₂ (тасымалдаушы / тазарту).

Негізгі элементтер:

• Поли-Si қалыңдығы: поли қалыңдық өлшегіш, эллипсометр

• Туннельдік оксид қалыңдығы: ECV, эллипсометр

• iVoc (WCT-120)

• PL біркелкілігі

• Беттік кедергі (легирлеуге дейінгі ішкі поли мониторингі)

Сапа бақылауы: оксид өте жұқа және біркелкі, поли-Si тығыз және тесіксіз, пластина бойынша жақсы қалыңдық сәйкестігі.

3.3 Артқы SiN маскасын тұндыру

Мақсаты: ішкі поли-Si үстіне тығыз кремний нитриді (SiNₓ) қабатын тұндыру, кейінгі лазерлік ашу және легирлеу кезеңдеріне бөгеу маскасы ретінде, селективті легирлеу аймақтарын жасауға мүмкіндік береді.

Негізгі жабдық: PECVD.

Газ көздері: SiH₄, NH₃, N₂.

Негізгі параметрлер: SiN қалыңдығы (спектроскопиялық эллипсометр), сыну көрсеткіші және біркелкілігі, iVoc, PL біркелкілігі.

Сапа бақылауы: тығыз маска, тесіктер жоқ, легирлеу оқшаулануын қамтамасыз ету үшін біркелкі қалыңдық.

3.4 Бірінші артқы лазерлік ашу (бор диффузия терезесі)

Мақсаты: бор диффузия аймағының үстіндегі SiN маскасын жергілікті лазерлік абляция арқылы селективті түрде жою, астындағы ішкі поли-Si сақталады, кейінгі p-типті поли үшін терезені ашу.

Негізгі жабдық: талшықты / наносекундтық немесе пикосекундтық лазерлік ашу жүйесі, жоғары дәлдікті лазерлік үлгілеу құралы.

Процесті баптау: лазер қуатын, қайталау жиілігін, сканерлеу жылдамдығын және нүктелердің қабаттасуын реттеу, тек жоғарғы SiN маскасы жойылып, астындағы ішкі поли-Si зақымданбауы үшін, пассивация негізі сақталады.

Негізгі сипаттама: оптикалық микроскоппен ойық пішінін, шеттерінің тұтастығын және поли қабатының күйіп кеткенін тексеру.

3.5 Артқы бор легирлеу (p-poly)

Мақсаты: ашылған аймақтағы ішкі поли-Si-ді бормен диффузиялау арқылы p-типті қатты легирленген полиге (p-poly) айналдыру, бетінде BSG түзу. BSG кейін фосфор диффузиясы үшін табиғи бөгеу маскасы ретінде қызмет етеді.

Негізгі жабдық: түтікті бор диффузия пеші.

Процесс ортасы: сұйық көз BBr₃; қоршаған O₂, N₂.

Негізгі сипаттама: p-аймағының беттік кедергісі, легирлеу біркелкілігі, BSG жабынының тұтастығы, PL легирлеу біркелкілігі.

Сапа бақылауы: жеткілікті бор легирлеуі, біркелкі беттік кедергі, үздіксіз және толық BSG, жергілікті олқылықтарсыз.

3.6 Артқы лазерлік ашу (фосфор диффузия терезесі)

Мақсаты: қалған SiN маскасын алып тастау, легирленбеген ішкі поли-Si-ді n-типті фосфор легирлеу аймағы ретінде ашу, бұрын қалыптасқан BSG қабатын лазер зақымдануынан сақтау.

Негізгі жабдық: лазерлік үлгілеу/ашу жүйесі.

Процесс назары: BSG қабатын тесіп өтпеу үшін лазер энергиясын дәл бақылау, P және N аймақтары арасында таза оқшаулау шекарасын сақтау.

3.7 Артқы фосфор легирлеу (n-poly)

Мақсаты: екінші терезенің ішкі поли-Si-ін фосформен легирлеу арқылы n-типті қатты легирленген поли (n-poly) қалыптастыру. Алдыңғы қадамда қалыптасқан BSG өздігінен тураланатын маска ретінде жұмыс істейді, фосфордың p-poly аймағына диффузиясын блоктайды және P/N аймақтарының өздігінен оқшаулануын қамтамасыз етеді.

Негізгі жабдық: түтікті фосфор диффузия пеші.

Процесс ортасы: сұйық көз POCl₃; қоршаған орта O₂, N₂.

Негізгі принцип: қалдық BSG табиғи диффузиялық тосқауыл ретінде әрекет етеді және p-poly аймағының фосформен ластануын тоқтатады. Фосфор диффузиясынан кейін BSG ішінара бор-фосфор аралас оксидіне айналады, бұл оқшаулауды одан әрі күшейтеді.

Негізгі сипаттама: n-аймақтың беттік кедергісі, P/N шекарасының оқшаулануы, ағып кету тенденциясын бақылау.

3.8 Орама диффузияны жою үшін тазалау (BSG/PSG жою)

Мақсаты: барлық BSG, PSG және беттік қалдықтарды химиялық жолмен жою, шеткі орама және бүйірлік легирлеу қабаттарын алып тастау арқылы шеткі ағып кетуді болдырмау.

Негізгі жабдық: ағынды ылғалды тазалау желісі.

Негізгі химиялық заттар: негізінен HF, қышқылдық қоспалар және буферленген қышқыл жүйесі.

Процесс көмекшілері: таза құрғақ ауамен үрлеу, ыстық ауамен кептіру.

Сапа бақылауы: оксид шыны толығымен жойылған, қалдықсыз таза бет, шеттерде орама қалдығы жоқ.

3.9 Артқы SiN пассивациялық қорғаныс қабықшасын тұндыру

Мақсаты: артқы интердигитті P/N поли құрылымына SiN пассивациялық қорғаныс қабықшасын тұндыру, артқы контакт аймағын пассивациялау және қорғау, кейінгі қадамдарда химиялық шабуылды блоктау.

Негізгі жабдық: PECVD.

Газ көздері: SiH₄, NH₃, N₂.

Сипаттама: SiN қалыңдығы, сыну көрсеткіші, қабықша біркелкілігі.

3.10 Артқы балауыз маска жабыны (қорғаныс маскасы)

Мақсаты: артқы жағын толығымен балауыз қорғаныс қабатымен жабу үшін экранды басып, қалыптасқан P/N артқы контакт құрылымын және SiN пленкасын қорғау, кейінгі алдыңғы жақтың оюы артқы функционалды қабаттарға зақым келтірмеу үшін.

Негізгі жабдық: экранды принтер (балауыз басу станциясы).

Бақылау назары: толық балауыз басу, баспаны өткізіп жібермеу, тесіктер болмауы, шеттері жақсы жабылуы, осылайша артқы жағы бүкіл процесс бойы қорғалған болуы.

3.11 Алдыңғы жақты химиялық ою + балауызды кетіру және тазалау

Мақсаты:

1. Вафеттің алдыңғы жағындағы артық допинг және зақымдалған қабаттарды кетіру

2. Алдыңғы жағын текстуралау арқылы пирамида бетін қалыптастыру және алдыңғы шағылысуды азайту

3. Артқы P және N аймақтары арасындағы шеттік оқшаулауды бүйірлік ою арқылы жүзеге асыру, шеттік ағып кетуді азайту

4. Соңында артқы балауыз маскасын кетіріп, толық артқы контакт құрылымын ашу

Негізгі жабдық: екі жақты инлайн ылғалды ою және текстуралау желісі.

Негізгі химикаттар: күшті сілті (NaOH), HF, текстуралау қоспасы, буферленген оюшы.

Газ көздері: таза сығылған ауа, N₂ үрлеу.

Сапаны бақылау: біркелкі алдыңғы текстура, сапалы пирамида морфологиясы, дұрыс P/N оқшаулау, ағып кету жолының болмауы, балауыздың таза кетірілуі, қалдықсыз.

3.12 Алдыңғы және артқы SiN шағылысуға қарсы пассивациялық пленка

Мақсаты: алдыңғы жағына SiN шағылысуға қарсы пассивациялық пленканы тұндыру, шағылысуды азайту және бетті пассивациялау; артқы пассивациялық пленканы қосу және оңтайландыру арқылы пассивацияны және сенімділікті одан әрі жақсарту.

Негізгі жабдық: PECVD.

Газ көздері: SiH₄, NH₃, N₂.

Сипаттама: алдыңғы және артқы пленка қалыңдығы, сыну көрсеткіші, азшылық тасымалдаушылардың өмір сүру уақыты, шағылысу коэффициенті.

3.13 Артқы электродты экранды басу және күйдіру

Мақсаты: артқы P аймағына күміс-алюминий электродтарын және n-типті поли аймағына күміс электродтарын басып, араласқан артқы контактінің оң және теріс электродтарын қалыптастыру, содан кейін жоғары температурада күйдіру арқылы металл мен допирленген поли-Si арасында омдық контакт жасау.

Негізгі жабдық: арнайы артқы контактілі экранды принтер, инлайн күйдіру пеші.

Негізгі қадамдар: артқы электрод үлгісін туралап басу → кептіру → жоғары температурада күйдіру (омдық контакт қалыптастыру).

3.14 Соңғы тексеру және сұрыптау

Процесс мазмұны: EL тексеру (ақаулар, микро-жарықтар, ағып кету), IV электр сынағы (Voc, Isc, FF, Eff), сыртқы түрін тексеру, сұрыптау және жіктеу, орау және қоймаға орналастыру.

Тексеру жабдығы: EL тестері, IV тестері, сыртқы түрін тексеру станциясы.

Негізгі қиындықтар және неге назар аудару керек

TBC технологиясының қиын тұстары қандай және назарды қайда аудару керек?

• Өте жұқа туннельдік оксидтің қалыңдық біркелкілігін бақылау қиын

• Екі лазерлік ашу қадамы өте жоғары туралау дәлдігін талап етеді

• BSG өздігінен тураланатын маскасын сақтау процестің негізі болып табылады

• P/N аралас оқшаулау оюы шеткі ағып кетуге бейім

• Артқы контактілі электродты басып шығару дәстүрлі элементтерге қарағанда жоғары туралау дәлдігін қажет етеді

• Бүкіл ағын бойынша азшылық тасымалдаушылардың өмір сүру ұзақтығының төмендеуін басқару қиын

Бақылауға болатын негізгі SPC параметрлері

• Туннельдік оксидтің қалыңдығы және поли-Si қалыңдығы

• Екі қадам үшін лазерлік ашу морфологиясы және туралау ауытқуы

• Бор және фосфор диффузиясының беттік кедергісінің біркелкілігі

• Бүкіл ағын бойынша бақыланатын iVoc және PL азшылық тасымалдаушылардың өмір сүру ұзақтығы

• Алдыңғы беттің шағылысуы және текстуралау морфологиясы

• EL микро-жарықтар, ағып кету және шеткі оқшаулау күйі

Ooitech көзқарасы

TBC бөлшектерге байланысты өмір сүреді немесе өледі, ал BSG өздігінен тураланатын маскасы бұл жерде үнсіз кейіпкер болып табылады, себебі ол фосфор мен бор аймақтарына үшінші маска қадамынсыз өздігінен реттелуге мүмкіндік береді. Модуль желілерінде біз ең көп бақылайтын нәрсе - бұл жоғары Voc артқы контактілі элементтердің тізбектеу және ламинациялау кезінде төменгі ағындағы әрекеті, себебі олардың толық артқы металдандыруы өзара байланыс ойынын өзгертеді. Нақты N-типті модуль желілерінің жұмысын көргіңіз келсе, біздің YouTube каналымыз www.youtube.com/ooitech зауыттық бейнежазбаларды көруге тұрарлық.