TBC күн ұяшығы технологиясы (TOPCon артқы контактісі): Толық процесс нұсқаулығы
Мазмұны
Технологияға шолу
Төмендегі мазмұн тек анықтама үшін берілген. Егер қандай да бір техникалық құқық бұзушылық немесе қате нұсқаулық болса, авторға хабарласып, жою немесе түзету үшін өтініш жасаңыз.
TBC элементі дегеніміз не?
TBC - TOPCon Back Contact дегенді білдіреді. Ол TOPCon пассивациясын (туннельді оксид плюс поли-кремний) IBC аралас артқы контактілі құрылымымен біріктіреді, сондықтан оны POLO-IBC элементі деп те атайды.
Ол TOPCon туннельді 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 ұрпақ үшін негізгі N-типті жоғары тиімділік бағыттарының бірі.
Негізгі артықшылықтар
Алдыңғы металл тор сызықтары жоқ, сондықтан алдыңғы көлеңкелену жоғалуы жойылады және Isc артады
TOPCon туннельді 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 туннель оксиді + поли-Si тұндыру (LPCVD) → артқы SiN маска тұндыру → бірінші артқы лазерлік ашу (бор аймағы) → борды допингтеу (p-poly) → екінші артқы лазерлік ашу (фосфор аймағы) → фосфорды допингтеу (n-poly) → орама диффузиясын / BSG / PSG жою үшін тазалау → артқы пассивация пленкасын тұндыру → артқы жағын қорғау үшін балауыз маскасын басып шығару → алдыңғы текстуралау + P/N оқшаулау ою → алдыңғы және артқы SiN антирефлексиялық пассивация пленкасын тұндыру → артқы металл электродын 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 туннель қабатының біркелкі тұндырылуын қамтамасыз ету.
Негізгі жабдық: инлайнды ылғалды тазалау және жылтырату желісі, сілтілі жылтырату ваннасы, қышқылды тазалау ваннасы.
Негізгі химикаттар: күшті сілті (NaOH/KOH), HF, HCl, IPA, текстуралау қоспасы, беттік белсенді зат.
Негізгі бақылау элементтері:
Жылтырату салмақ жоғалтуы: электронды таразы
Беттік шағылысу: шағылысу өлшегіш
Кемшілік тасымалдаушының өмір сүру уақыты iVoc: WCT-120 өтпелі өмір сүру уақытын өлшегіш
Тасымалдаушы рекомбинациясын бейнелеу: PL өлшегіш (R3-PL)
Беттік кедір-бұдырлық және тазалық: оптикалық микроскоп
Сапаны бақылау: ара зақымдануы толығымен жойылған, бетінде дақтар немесе сатылар жоқ, салмақ жоғалтуы біркелкі, өмір сүру уақытының айтарлықтай төмендеуі жоқ.
3.2 Туннель оксиді + поли-Si тұндыру
Мақсаты: вафлидің артқы жағында ультра жұқа туннель оксидін (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 қадамдары үшін блоктаушы маска ретінде, селективті легирлеу аймақтарын қамтамасыз ету.
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 оқшаулауын қамтамасыз ету үшін біркелкі қалыңдық.
3.4 Бірінші артқы лазерлік ашу (бор диффузиясы терезесі)
Мақсаты: бор диффузиясы аймағындағы SiN маскасын жергілікті лазерлік абляция арқылы селективті түрде жою, астындағы ішкі поли-Si сақтау, 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 блоктаушы маска қызметін атқарады.
Негізгі жабдық: түтікті бор диффузиялық пеш.
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, n-типті фосфор допинг аймағы ретінде допингтелмеген ішкі поли-Si ашу, бұрын қалыптасқан BSG қабатын лазер зақымдануынан сақтау.
Негізгі жабдық: лазерлік үлгілеу/ашу жүйесі.
Процесс назары: BSG қабатын тесіп өтпеу үшін дәл лазер энергиясын бақылау, P және N аймақтары арасында таза оқшаулау шекарасын сақтау.
3.7 Артқы фосфор допинг (n-poly)
Мақсаты: екінші терезенің ішкі поли-Si фосформен диффузиялау арқылы n-типті қатты допингтелген 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 ағып кетуді болдырмау үшін шеткі орама және бүйірлік допинг қабаттарын алып тастау.
Негізгі жабдық: желілік 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 маскасын жабу (қорғаныс маскасы)
Мақсаты: артқы жағын балауызбен қорғаныс қабатымен толық жабу үшін экранды басып шығару, қалыптасқан P/N артқы контакт құрылымын және SiN пленкасын қорғау, кейінгі алдыңғы жақты оюдың артқы функционалды қабаттарға әсер етуіне жол бермеу.
Негізгі жабдық: экранды принтер (балауыз басып шығару станциясы).
Бақылау назары: толық балауыз басып шығару, басып шығаруды өткізіп жібермеу, тесіктердің болмауы, жақсы жиек тығыздау, осылайша артқы жағы бүкіл процесс бойы қорғалған болып қалады.
3.11 Алдыңғы жақты химиялық ою + балауызды алу және тазалау
Мақсаты:
Вафланың алдыңғы жағындағы артық допинг және зақымдалған қабаттарды жою
Алдыңғы жақты текстуралау арқылы пирамида бетін қалыптастыру және алдыңғы жақтың шағылысуын азайту
Артқы P және N аймақтары арасындағы бүйірлік ою арқылы шеттік оқшаулауға қол жеткізу, шеттік ағып кетуді азайту
Соңында артқы балауыз маскасын алып тастау арқылы толық артқы контакт құрылымын ашу
Негізгі жабдық: екі жақты инлайнды 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 текстуралау, білікті пирамида морфологиясы, дұрыс P/N оқшаулау, ағып кету жолының болмауы, балауызды таза алу, қалдықсыз.
3.12 Алдыңғы және артқы SiN шағылысуға қарсы пассивациялық пленка
Мақсаты: алдыңғы жаққа SiN шағылысуға қарсы пассивациялық пленканы тұндыру, шағылысуға қарсы және беттік пассивация үшін; артқы пассивациялық пленканы қосу және оңтайландыру арқылы пассивация мен 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 басып шығару және күйдіру
Мақсаты: артқы P аймағына күміс-алюминий электродтарын және n-типті поли аймағына күміс электродтарды басып шығару арқылы араласқан артқы контактінің оң және теріс электродтарын қалыптастыру, содан кейін жоғары температурада күйдіру арқылы металл мен допирленген поли-Si арасында омдық контакт құру.
Негізгі жабдық: арнайы артқы контакт экранды принтер, инлайнды күйдіру пеші.
Негізгі қадамдар: артқы электрод үлгісін туралап басып шығару → кептіру → жоғары температурада күйдіру (омдық контакт құру).
3.14 Соңғы тексеру және сұрыптау
Өңдеу 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?
Ультра 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
Бақыланатын негізгі SPC параметрлері
Туннельдік оксид қалыңдығы және поли-Si қалыңдығы
Екі қадам үшін лазерлік ашу морфологиясы және туралау ауытқуы
Бор және фосфор диффузиясының беттік кедергі біркелкілігі
Бүкіл ағын бойынша бақыланатын iVoc және PL азшылық тасымалдаушылардың өмір сүру ұзақтығы
Алдыңғы беттің шағылысуы және текстуралау морфологиясы
EL микро-жарықтары, ағып кету және шеткі оқшаулау күйі
Ooitech көзқарасы
TBC бөлшектерге байланысты өмір сүреді немесе өледі, ал BSG өздігінен тураланатын маскасы бұл жерде үнсіз кейіпкер, өйткені 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 кезіндегі төменгі ағындағы әрекеті, өйткені 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.
