專利名稱：用于形成太陽(yáng)能電池板的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
1本發(fā)明的實(shí)施例總體上涉及襯底處理設(shè)備和方法，例如用于處理平板
顯示器(例如LCD、 OLED以及其它類型的平板顯示器)、處理半導(dǎo)體晶 片和處理太陽(yáng)能電池板的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
2在大面積的襯底(即平板顯示器、太陽(yáng)能電池等)上沉積時(shí)，襯底生 產(chǎn)量可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。從而，對(duì)于改進(jìn)的設(shè)備和方法存在需求。
發(fā)明內(nèi)容
3本發(fā)明總體上包括用于通過(guò)使用集群工具由N型摻雜硅、P型摻雜 硅、本征非晶硅和本征微晶硅形成太陽(yáng)能電池板的方法和設(shè)備。所述集群
工具包括至少一個(gè)裝載鎖定腔和至少一個(gè)傳送腔。當(dāng)使用多個(gè)集群時(shí)，至 少一個(gè)緩沖腔可出現(xiàn)在所述集群之間。多個(gè)處理腔連接到所述傳送腔。4在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種集群工具設(shè)備。所述集群工具設(shè)備包括 多個(gè)六邊形傳送腔，連接到所述六邊形傳送腔中的一者的一個(gè)或多個(gè)P型 摻雜硅沉積腔，連接到所述多個(gè)六邊形傳送腔中的一者的一個(gè)或多個(gè)N型 摻雜硅沉積腔，以及連接到所述多個(gè)六邊形傳送腔的多個(gè)本征硅沉積腔。 本征硅沉積腔的數(shù)目大于P型摻雜硅沉積腔的數(shù)目以及N型摻雜硅沉積腔 的數(shù)目之和。
5在另一實(shí)施例中，公開(kāi)了一種形成PIN結(jié)的方法。該方法包括(a)將第 一襯底設(shè)置在P型摻雜硅沉積腔中并將P型摻雜硅層沉積在所述第一襯底 上，(b)將所述第一襯底傳送到第一本征硅沉積腔并將本征硅層沉積在所述 第一襯底上的所述P型摻雜硅層上，(c)將第二襯底設(shè)置所述P型摻雜硅沉 積腔中并將P型摻雜硅層沉積在所述第二襯底上，(d)將所述第二襯底傳送到第二本征硅沉積腔并將本征硅層沉積在所述第二襯底上的所述P型摻雜 硅層上，所述將本征硅層沉積在所述第二襯底上的所述P型摻雜硅層上與 所述將本征硅層沉積在所述第一襯底上的所述P型摻雜硅層上同時(shí)進(jìn)行， (e)將第三襯底設(shè)置在所述P型摻雜硅沉積腔中并將P型摻雜硅層沉積在所 述第三襯底上，(f)將所述第三襯底傳送到第三本征硅沉積腔并將本征硅層 沉積在所述第三襯底上的所述P型摻雜硅層上，所述將本征硅層沉積在所 述第三襯底上的所述P型摻雜硅層上與所述將本征硅層沉積在所述第二襯 底上的所述P型摻雜硅層上同時(shí)進(jìn)行，(g)將第四襯底設(shè)置在所述P型摻雜
硅沉積腔中并將P型摻雜硅層沉積在所述第四襯底上，(h)將所述第一襯底 傳送到N型摻雜硅沉積腔并將N型摻雜硅層沉積在所述第一襯底上的所述 本征硅層上，和(i)將所述第四襯底傳送到所述第一本征硅沉積腔并將本征 硅層沉積在所述第四襯底上的所述P型摻雜硅層上。
6為了更好地理解本發(fā)明的上述提到的特征，可以通過(guò)參照實(shí)施例對(duì)上 面簡(jiǎn)單總結(jié)的本發(fā)明進(jìn)行更具體的描述，有些實(shí)施例在附圖中示出。然 而，應(yīng)該理解的是，所附的附圖僅僅是本發(fā)明的典型實(shí)施例并因此不應(yīng)該 被認(rèn)為是對(duì)其范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明容許有其它同樣有效的實(shí)施例。7圖l是本發(fā)明的單集群工具。8圖2是本發(fā)明的雙集群工具。9圖3 — 5是本發(fā)明的三集群工具。10圖6A—6C是本發(fā)明的集群工具。
具體實(shí)施例方式
11本發(fā)明描述了用于通過(guò)使用集群工具形成太陽(yáng)能電池板的方法和設(shè) 備。所述集群工具包括至少一個(gè)裝載鎖定腔和至少一個(gè)傳送腔。當(dāng)使用多 集群時(shí)，至少一個(gè)緩沖腔可出現(xiàn)在所述集群之間。多個(gè)處理腔連接到所述 傳送腔。多個(gè)處理腔連接到所述傳送腔。在所述集群工具內(nèi)可以出現(xiàn)少達(dá) 5個(gè)多達(dá)13個(gè)處理腔。太陽(yáng)能電池板可由N型摻雜硅、P型摻雜硅、本征
7非晶硅和本征微晶硅形成。12圖1示出可用于形成非晶硅單PIN結(jié)太陽(yáng)能電池板的單集群工具
100。所述腔具有單個(gè)裝載鎖定腔102和單個(gè)傳送腔106。五個(gè)處理腔104 圍繞所述傳送腔。在配置為制造單PIN結(jié)的所述集群工具的一個(gè)實(shí)施例 中，每個(gè)處理腔104可沉積一層(即P型摻雜硅、本征硅和N型摻雜 硅)。在配置為制造單PIN結(jié)的所述集群工具的另一實(shí)施例中， 一個(gè)處理 腔104可沉積P型摻雜硅層，三個(gè)處理腔104可沉積本征硅層，并且一個(gè) 處理腔104可沉積N型摻雜硅層。在形成非晶硅單PIN結(jié)太陽(yáng)能電池板 時(shí)，單集群工具每小時(shí)可處理約18個(gè)襯底。
B在另一實(shí)施例中，單集群工具100可配置為在玻璃上制造晶體硅。一 個(gè)處理腔104可配置為沉積N型摻雜硅層， 一個(gè)處理腔104可配置為沉積 P型慘雜硅層。三個(gè)處理腔104可配置為沉積SiNx層。
14在另一實(shí)施例中，單集群工具100可配置為形成雙PIN結(jié)單元。在配 置為制造所述雙PIN結(jié)單元的所述集群工具100的另一實(shí)施例中，每個(gè)處 理腔104可沉積一層(即P型摻雜硅、本征非晶硅和N型摻雜硅)。在配 置為制造所述雙PIN結(jié)單元的所述集群工具的另一實(shí)施例中， 一個(gè)處理腔 104可沉積P型摻雜硅層， 一個(gè)處理腔104可沉積N型摻雜硅層，并且三 個(gè)處理腔104可沉積本征硅層。在形成非晶硅單PIN結(jié)太陽(yáng)能電池板時(shí)， 單集群工具每小時(shí)可處理約18個(gè)襯底。
15圖2示出可用于形成非晶硅PINPIN雙結(jié)的雙集群工具200。所述集 群工具具有兩個(gè)傳送腔212、在兩個(gè)傳送腔212之間的緩沖腔206、裝載 鎖定腔202和卸載鎖定腔210，但是可以去除卸載鎖定腔210并將其由附 加處理腔代替。將會(huì)使用的附加處理腔極有可能是本征非晶硅沉積腔。一 般地，將會(huì)替代所述裝載鎖定腔的處理腔將會(huì)是在后續(xù)程序中執(zhí)行所述處 理的處理腔。處理腔204圍繞其中一個(gè)所述傳送腔212并且附加處理腔 208圍繞另一個(gè)傳送腔212。通過(guò)增加附加腔來(lái)沉積最慢的沉積層，可降 低襯底積壓。
16圖2的集群工具200可用于形成混合非晶/微晶(micromorph)單元或
非晶硅/微晶硅疊層單元。在配置為制造所述混合或疊層單元的所述集群工具200的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)處理腔204、 208可沉積一層(即P型摻雜 硅層、本征非晶硅層、本征微晶硅層和N型摻雜硅層)。在配置為制造所 述混合或疊層單元的所述集群工具200的另一實(shí)施例中， 一個(gè)處理腔204 可沉積P型摻雜硅層， 一個(gè)處理腔204可沉積N型摻雜硅層，兩個(gè)處理腔 204可沉積本征非晶硅層，四個(gè)或五個(gè)處理腔208可沉積本征微晶硅層。
17對(duì)于非晶硅PINPIN雙結(jié)的一個(gè)實(shí)施例，所述雙集群工具可具有三個(gè) P型摻雜硅沉積腔、兩個(gè)N型摻雜硅沉積腔、和三或四個(gè)本征非晶硅沉積 腔。在另一實(shí)施例中，具有一個(gè)P型摻雜硅沉積腔、 一個(gè)N型摻雜硅沉積 腔、和六或七個(gè)本征非晶硅沉積腔。通過(guò)使用雙集群工具，非晶硅 PINPIN雙結(jié)的生產(chǎn)量約為18個(gè)襯底/小時(shí)。
18圖3示出可用于形成非晶硅/微晶硅疊層PINPIN雙結(jié)的線性三集群工 具300。對(duì)于線性集群工具300，應(yīng)該理解其是指裝載鎖定腔302、傳送腔 314、卸載鎖定腔312和任何緩沖腔306沿著同一平直的平面布置。所述 集群工具300具有卸載鎖定腔312，但是可以去除所述卸載鎖定腔312并 將其由附加處理腔代替。將會(huì)使用的附加處理腔極有可能是本征非晶硅沉 積腔。 一般地，將會(huì)替代所述裝載鎖定腔的處理腔將會(huì)是在后續(xù)程序中執(zhí) 行所述處理的處理腔。本征微晶硅層通常是最慢形成的層。從而，如果卸 載鎖定腔312由處理腔代替，那么所述處理腔通?？梢允潜菊魑⒕Ч璩练e 腔。通過(guò)增加附加腔來(lái)沉積最慢的沉積層，可降低襯底積壓。在一個(gè)實(shí)施 例中(如圖4)，在形成如圖3和4中示出的直線型形式時(shí)，對(duì)于尺寸為 1950mmX2250mm的襯底，所述集群工具可以約22000mm長(zhǎng)，并且約 l腦Omm寬。
19具有由處理腔304、 308、 310圍繞的三個(gè)傳送腔314。在集群之間還 具有兩個(gè)緩沖腔306。 一個(gè)緩沖腔306在第一和第二集群之間，并且一個(gè) 緩沖腔306出現(xiàn)在第二和第三集群之間。
20圖3的集群工具300可用于形成混合非晶/微晶單元或非晶硅/微晶硅 疊層單元。在配置為制造所述混合或疊層單元的所述集群工具300的一個(gè) 實(shí)施例中，每個(gè)處理腔304、 308、 310可沉積一層(即P型摻雜硅層、本 征非晶硅層、本征微晶硅層和N型摻雜硅層)。在配置為制造所述混合或疊層單元的所述集群工具300的另一實(shí)施例中， 一個(gè)處理腔304可沉積P 型摻雜硅層， 一個(gè)處理腔304可沉積N型摻雜硅層，兩個(gè)處理腔304可沉 積本征非晶硅層，八個(gè)或九個(gè)處理腔308、 310可沉積本征微晶硅層。
21圖3的集群工具300可用于形成雙PIN結(jié)單元。在配置為制造所述雙 PIN結(jié)單元的所述集群工具300的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)處理腔304、 308、 310可沉積一層(即P型摻雜硅層、本征非晶硅層和N型摻雜硅層)。在 配置為制造所述雙PIN結(jié)單元的所述集群工具300的另一實(shí)施例中， 一個(gè) 處理腔304可沉積P型摻雜硅層， 一個(gè)處理腔304可沉積N型摻雜硅層， 十個(gè)或十一個(gè)處理腔308、 310可沉積本征非晶硅層。
22圖4示出三集群工具400，其具有裝載鎖定腔402、處理腔404、 408、 410、緩沖腔406、傳送腔414和卸載鎖定腔412。
23圖4的集群工具400可用于形成混合非晶/微晶單元或非晶硅/微晶硅 疊層單元。在配置為制造所述混合或疊層單元的所述集群工具400的一個(gè) 實(shí)施例中，每個(gè)處理腔404、 408、 410可沉積一層(即P型摻雜硅層、本 征非晶硅層、本征微晶硅層和N型摻雜硅層)。在配置為制造所述混合或 疊層單元的所述集群工具400的另一實(shí)施例中， 一個(gè)處理腔404可沉積P 型摻雜硅層， 一個(gè)處理腔404可沉積N型摻雜硅層，兩個(gè)處理腔404可沉 積本征非晶硅層，八個(gè)或九個(gè)處理腔408、 410可沉積本征微晶硅層。
24圖4的集群工具400可用于形成雙PIN結(jié)單元。在配置為制造所述雙 PIN結(jié)單元的所述集群工具400的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)處理腔404、 408、 410可沉積一層(即P型摻雜硅層、本征非晶硅層和N型摻雜硅層)。在 配置為制造所述雙PIN結(jié)單元的所述集群工具的另一實(shí)施例中， 一個(gè)處理 腔404可沉積P型摻雜硅層， 一個(gè)處理腔404可沉積N型摻雜硅層，十個(gè) 或十一個(gè)處理腔408、 410可沉積本征非晶硅層。
25在形成非晶硅/微晶硅疊層雙結(jié)太陽(yáng)能電池板時(shí)，三集群工具每小時(shí)可 處理約14個(gè)襯底。在每個(gè)P型慘雜硅層沉積和每個(gè)本征硅層沉積之間， 所述腔被凈化約30秒。
26圖5示出線性三集群工具500，其具有裝載鎖定腔502和卸載鎖定腔 512。裝載鎖定腔502和卸載鎖定腔512是單槽腔。單槽腔是僅具有一個(gè)槽通向正在處理的集群環(huán)境的腔。正在處理的集群環(huán)境由包括在處理腔
504、 508、 510、傳送腔514、裝載鎖定腔502、 512和緩沖腔506內(nèi)的所 有區(qū)域構(gòu)成。
27緩沖腔506是雙槽腔。每個(gè)槽通向傳送腔514。包括在傳送腔514內(nèi) 的傳送機(jī)器人是雙臂真空機(jī)器人或單臂真空機(jī)器人。傳送腔514為真空； 從而，所述機(jī)器人是真空機(jī)器人。所述機(jī)器人具有兩個(gè)臂，所述兩個(gè)臂用 于在將襯底從一個(gè)腔朝向另一個(gè)腔移動(dòng)時(shí)握取和支撐所述襯底。
28在所述傳送腔514內(nèi)，所述機(jī)器人可繞所述腔的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。所述機(jī)械 臂可伸入到相鄰的腔中以放置和取走襯底。每個(gè)腔具有朝向傳送腔514的 槽。當(dāng)沉積是CVD時(shí)，所述傳送腔514可在約lTorr的基本壓力下操作。 當(dāng)處理腔是PVD腔時(shí)，傳送腔514可以在約lmTorr的基本壓力下操作。 緩沖腔506可具有狹口閥(slit valve)以在CVD和PVD之間隔離并防止 圍繞集群傳送腔514的處理腔弄臟。在此情況下，其中一個(gè)集群將具有 PVD沉積而另一個(gè)將具有CVD沉積。如果只有CVD或只有PVD在所述 集群工具內(nèi)執(zhí)行，則在緩沖腔506中不需要存在狹口閥。緩沖腔506可想 襯底提供主動(dòng)加熱或冷卻。緩沖腔506還可對(duì)齊襯底以補(bǔ)償在襯底傳送期 間可能會(huì)出現(xiàn)的襯底位置誤差。機(jī)器人可具有繞傳送腔514轉(zhuǎn)動(dòng)并伸入到 緩沖腔506和處理腔504、 508、 510中的能力。所述機(jī)器人還可沿z軸移 動(dòng)。
29圖5的機(jī)器人可用于形成混合非晶/微晶單元或非晶硅/微晶硅疊層單 元。在配置為制造所述混合或疊層單元的所述集群工具500的一個(gè)實(shí)施例 中，每個(gè)處理腔504、 508、 510可沉積一層(即P型摻雜硅層、本征非晶 硅層、本征微晶硅層和N型摻雜硅層)。在配置為制造所述混合或疊層單 元的所述集群工具500的另一實(shí)施例中， 一個(gè)處理腔504可沉積P型摻雜 硅層， 一個(gè)處理腔504可沉積N型摻雜硅層，兩個(gè)處理腔504可沉積本征 非晶硅層，八個(gè)或九個(gè)處理腔508、 510可沉積本征微晶硅層。
30圖5的集群工具500可用于形成雙PIN結(jié)單元。在配置為制造所述雙 PIN結(jié)單元的所述集群工具500的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)處理腔504、 508、 510可沉積一層(即P型摻雜硅層、本征非晶硅層和N型摻雜硅層)。在配置為制造所述雙PIN結(jié)單元的所述集群工具的另一實(shí)施例中， 一個(gè)處理 腔504可沉積P型摻雜硅層， 一個(gè)處理腔504可沉積N型摻雜硅層，十個(gè) 或十一個(gè)處理腔508、 510可沉積本征微晶硅層。31圖6A示出本發(fā)明的另一線性三集群工具600。該集群工具600具有 裝載鎖定腔602、卸載鎖定腔612、處理腔604、 608、 610、傳送腔614、 和兩個(gè)緩沖腔606。
32圖6B示出中央供給的線性三集群工具640。僅存在一個(gè)裝載鎖定腔 642和十二個(gè)處理腔644、 648、 650。所述裝載鎖定腔642出現(xiàn)在中央集 群處。左邊的集群包括五個(gè)處理腔644，右邊的集群也包括五個(gè)處理腔 650。還具有三個(gè)傳送腔652和兩個(gè)緩沖腔642。
33圖6C示出單緩沖腔686的三集群工具680。存在一個(gè)裝載鎖定腔 682、十二個(gè)處理腔684、 688、 690和三個(gè)傳送腔692。僅存在一個(gè)緩沖腔 686。三個(gè)集群繞著所述緩沖腔居中定位，所述緩沖腔具有三個(gè)槽，每個(gè) 腔一個(gè)槽。
34圖6A—6C的集群工具600、 640、 680可用于形成混合非晶/微晶單元 或非晶硅/微晶硅疊層單元。在配置為制造所述混合或疊層單元的所述集群 工具600、 640、 680的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)處理腔604、 608、 610、 644、 648、 650、 684、 688、 690可沉積一層(即P型摻雜硅層、本征非晶硅 層、本征微晶硅層和N型摻雜硅層)。在配置為制造所述混合或疊層單元 的所述集群工具600、 640、 680的另一實(shí)施例中， 一個(gè)處理腔604、 644、 684可沉積P型摻雜硅層， 一個(gè)處理腔604、 644、 684可沉積N型摻雜硅 層，兩個(gè)處理腔604、 644、 684可沉積本征非晶硅層，八個(gè)或九個(gè)處理腔 608、 610、 648、 650、 688、 690可沉積本征微晶硅層。
35圖6A—6C的集群工具600、 640、 680可用于形成雙PIN結(jié)單元。在 配置為制造所述雙PIN結(jié)單元的所述集群工具600、 640、 680的一個(gè)實(shí)施 例中，每個(gè)處理腔604、 608、 610、 644、 648、 650、 684、 688、 690可沉 積一層(即P型摻雜硅層、本征非晶硅層和N型摻雜硅層)。在配置為制 造所述雙PIN結(jié)單元的所述集群工具600、 640、 680的另一實(shí)施例中，一 個(gè)處理腔604、 644、 684可沉積P型摻雜硅層， 一個(gè)處理腔604、 644、
12684可沉積N型摻雜硅層，十個(gè)或H"^—個(gè)處理腔608、 610、 648、 650、 688、 690可沉積本征非晶硅層。
36在形成太陽(yáng)能電池板時(shí)，所述集群工具非常有益于使用。所述集群工 具提供靈活的配置，所述配置可配置為用于形成PIN結(jié)所必需的多種處理 腔組合形式。所述集群工具還提供高生產(chǎn)量，從而可優(yōu)化處理腔的使用。 具有高機(jī)械可靠性、高粒子性能和高平均故障間隔時(shí)間(MTBF)。材料 成本和操作成本也低。當(dāng)使用所述集群工具配置時(shí)具有低過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)。
37太陽(yáng)能電池板襯底可以具有各種尺寸。例如，所述襯底可以是1950X 2250mm2。集群工具系統(tǒng)的生產(chǎn)量約為20個(gè)襯底/小時(shí)。集群工具系統(tǒng)的 每個(gè)系統(tǒng)可具有約5個(gè)到約13個(gè)處理腔。
38當(dāng)形成單PIN結(jié)時(shí)，可使用單集群工具。單集群工具可具有單個(gè)裝載 鎖定腔和五個(gè)處理腔。因?yàn)楸菊鞴杩赡鼙萅型摻雜硅層沉積慢約3倍并且 比P型摻雜硅層沉積慢約3倍，所以存在三個(gè)用于沉積本征硅層的處理 腔，而只存在一個(gè)N型摻雜硅沉積腔和一個(gè)P型摻雜硅沉積腔。單集群工 具每小時(shí)可處理約10,4個(gè)到約17.6個(gè)襯底。相反，當(dāng)單個(gè)腔用于沉積PIN 結(jié)的所有層時(shí)，生產(chǎn)量?jī)H為約9.9個(gè)到約14.1個(gè)襯底/小時(shí)。
39當(dāng)形成非晶硅/多晶硅疊層雙結(jié)時(shí)，可使用雙集群工具或三集群工具。 當(dāng)使用雙集群工具時(shí)，P型摻雜硅層和N型摻雜硅層可在本征非晶硅層的 時(shí)間的約一半時(shí)間內(nèi)沉積。P型摻雜硅層和N型摻雜硅層可比本征微晶硅 層快約8倍。從而，由于兩個(gè)P型摻雜硅層出現(xiàn)在所述結(jié)構(gòu)中并且兩個(gè)N 型摻雜硅層出現(xiàn)在所述結(jié)構(gòu)中，所以可為每層出現(xiàn)兩個(gè)單獨(dú)的沉積。從 而，可存在單個(gè)P型摻雜硅沉積腔、單個(gè)N型摻雜硅沉積腔和單個(gè)本征非 晶硅沉積腔，可存在四個(gè)本征微晶硅沉積腔。在一個(gè)實(shí)施例中，存在兩個(gè) 本征非晶硅處理腔。雙集群工具的生產(chǎn)量可為約9.4個(gè)襯底/小時(shí)。
40當(dāng)使用三集群工具時(shí)，本征非晶硅沉積腔的數(shù)目和本征微晶硅沉積腔 的數(shù)目增加，同時(shí)N型摻雜硅層和P型摻雜硅層的數(shù)目保持相同。三集群 工具的生產(chǎn)量可為約9.4個(gè)襯底/小時(shí)，與雙集群工具的正好相同。相反， 如果單集群工具用于沉積整個(gè)結(jié)構(gòu)，每小時(shí)可處理約2.2到6.3個(gè)襯底。
41當(dāng)形成本征非晶硅PINPIN雙結(jié)結(jié)構(gòu)時(shí)，可使用單集群工具。用于第
13一 PIN結(jié)的本征非晶硅可花費(fèi)約兩倍于N型摻雜硅和P型摻雜硅層沉積時(shí)
間。對(duì)于雙PIN結(jié)，本征非晶硅可花費(fèi)約兩倍于到四倍于N型摻雜硅和P
型摻雜硅層沉積時(shí)間內(nèi)的任何時(shí)間。從而，需要單個(gè)p型摻雜硅沉積腔、
單個(gè)N型摻雜硅沉積腔?？赡苄枰獌蓚€(gè)或三個(gè)本征非晶硅沉積腔以形成用 于所述結(jié)構(gòu)的兩個(gè)PIN結(jié)的本征非晶硅。單集群工具的生產(chǎn)量可為約8.3 個(gè)到14.5個(gè)襯底/小時(shí)。相反，當(dāng)使用單個(gè)腔來(lái)沉積所有層時(shí)，每小時(shí)可 處理約5.9個(gè)到約14.5個(gè)襯底。
42本征非晶硅和本征微晶硅層沉積時(shí)間長(zhǎng)于N型摻雜硅層和P型摻雜硅 層沉積時(shí)間，因?yàn)楸菊鞴鑼拥某练e厚度大于摻雜硅層。非晶硅可沉積約 50nm/分鐘，微晶硅可沉積約100nm/分鐘。
43當(dāng)形成非晶硅/多晶硅PINPIN疊層雙結(jié)時(shí)，可遵循一種處理方法?？?使用雙或三集群系統(tǒng)。第一襯底可通過(guò)裝載鎖定腔進(jìn)入并進(jìn)入到P型摻雜 硅沉積腔中。然后，第一襯底可在其上沉積P型摻雜硅層。在沉積P型慘 雜硅層后，第一襯底可被傳送到第一本征非晶硅沉積腔。
44在第一襯底位于第一本征非晶硅沉積腔內(nèi)的同時(shí)，第二襯底被放入到 P型摻雜硅沉積腔中。在第二襯底上沉積P型摻雜硅層后，第二襯底被傳 送到第二本征非晶硅沉積腔。
45在第一襯底和第二襯底上正在沉積本征非晶硅層的同時(shí)(分別在單獨(dú) 的本征非晶硅沉積腔中)，第三襯底被放入到P型摻雜硅沉積腔中。在第 一和第二襯底上沉積本征非晶硅層的同時(shí)，在第三襯底上沉積P型摻雜硅 層。
46在第一襯底上沉積本征非晶硅層后，第一襯底被移動(dòng)到N型摻雜硅沉 積腔，并且第三襯底被移動(dòng)到第一本征非晶硅沉積腔中。在第一襯底上沉 積N型摻雜硅層后，第一襯底被移動(dòng)到P型摻雜硅沉積腔，并且第二襯底 被移動(dòng)到N型摻雜硅沉積腔中。
47在第二襯底上沉積第二 P型摻雜硅層后，第一襯底穿過(guò)緩沖腔被傳送 到第二集群中，隨后被放入本征微晶硅沉積腔中。在第二襯底上沉積N型 摻雜硅層后，第二襯底被傳送到P型摻雜硅沉積腔。第三襯底從第一本征 非晶硅沉積腔被傳送到N型摻雜硅沉積腔中。48在第二襯底上沉積P型摻雜硅層后，第二襯底被傳送到第二集群系統(tǒng) 從而被放置在本征微晶硅沉積腔中。在第三襯底上沉積N型摻雜硅層后， 第三襯底被傳送到P型摻雜硅沉積腔。
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一旦在第三襯底上沉積了 P型摻雜硅層，第三襯底就被傳送到第二集
群系統(tǒng)并被放置到本征微晶硅沉積腔中。 一旦在第一襯底上沉積了本征微
晶硅層，第一襯底就被傳送回到第一集群并被放置在N型摻雜硅沉積腔 中。 一旦在第一襯底上沉積了 N型摻雜硅層，第一襯底就被傳送到裝載鎖 定腔并從系統(tǒng)傳送出。 一旦在第二襯底上沉積了本征微晶硅層，第二襯底 就被傳送回到第一集群并被放置在N型摻雜硅沉積腔中。 一旦在第二襯底 上沉積了 N型摻雜硅層，第二襯底就被傳送到裝載鎖定腔并從系統(tǒng)傳送 出。
50
一旦在第三襯底上沉積了本征微晶硅層，第三襯底就被傳送回到第一 集群并被放置在N型摻雜硅沉積腔中。 一旦在第三襯底上沉積了 N型摻雜 硅層，第三襯底就被傳送到裝載鎖定腔并從系統(tǒng)傳送出。
51盡管如上所述的處理方法已經(jīng)僅借助三個(gè)襯底進(jìn)行了描述，應(yīng)該理解 的是也可同時(shí)處理另外的襯底。只要襯底可在處理腔內(nèi)處理并且在處理腔 之間傳送，而不需要傳送超出機(jī)器人可以處理的襯底或者處理超出每次所 能處理的襯底，那么待處理的襯底數(shù)目可以基于在給定腔內(nèi)襯底可處理的 時(shí)間以及在任何時(shí)刻可用于同時(shí)處理的腔的數(shù)目。
52對(duì)于本征微晶硅沉積，因?yàn)楸菊魑⒕Ч鑼雍裼贜型摻雜硅層、P型摻 雜硅層或本征非晶硅層，所以襯底可能在本征微晶硅沉積腔中需要比在其 它沉積腔中的停留時(shí)間長(zhǎng)。為此，本征微晶硅沉積腔的數(shù)目多于其它沉積 腔是有利的。由于具有更多的本征微晶硅沉積腔，附加的襯底可在"較 快"的沉積腔中處理，并被放置在附加的本征微晶硅沉積腔中。理論上， 本征微晶硅沉積腔的數(shù)目可選擇為使得本征微晶硅沉積腔一完成處理，襯 底就被取走而新襯底就被放入該沉積腔內(nèi)。
53同樣的原因也適用于本征非晶硅沉積腔。理論上，本征非晶硅沉積腔 的數(shù)目可選擇為使得其中一個(gè)本征非晶硅沉積腔一完成處理，襯底就被取 走而新襯底就被放入該沉積腔內(nèi)。實(shí)際上，本征非晶硅和本征微晶硅沉積腔可以沉積材料的速度不僅有助于確定所需腔的數(shù)目，也有助于確定需要 單集群系統(tǒng)、雙集群系統(tǒng)還是三集群系統(tǒng)。自然地，決定是需要形成單結(jié) 結(jié)構(gòu)還是雙結(jié)結(jié)構(gòu)也可確定是需要單集群系統(tǒng)還是雙集群系統(tǒng)還是三集群 系統(tǒng)。
54在每次沉積之前，P型摻雜硅沉積腔可進(jìn)行約270秒的預(yù)加熱。在每 次沉積前，其它每個(gè)沉積腔可進(jìn)行約50秒的預(yù)加熱。P型摻雜硅層可沉積 到約20nm的厚度。本征非晶硅層可沉積到約150nm到300nm的厚度。N 型摻雜硅層可沉積到約20nm的厚度。本征微晶硅層可沉積到約300nm的 厚度。
55盡管前面著眼于本發(fā)明的實(shí)施例，在不偏離其基本范圍的情況下也可 設(shè)計(jì)本發(fā)明的其它和另外的實(shí)施例，并且本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求 所確定。
權(quán)利要求
1、一種集群工具設(shè)備，包括多個(gè)六邊形傳送腔；一個(gè)或多個(gè)緩沖腔，其與所述六邊形傳送腔相鄰并連接在所述六邊形傳送腔之間；一個(gè)或多個(gè)P型摻雜硅沉積腔，其連接到所述六邊形傳送腔中的一者；一個(gè)或多個(gè)N型摻雜硅沉積腔，其連接到所述六邊形傳送腔中的一者；以及多個(gè)本征硅沉積腔，其連接到所述多個(gè)六邊形傳送腔，所述本征硅沉積腔的數(shù)目大于所述P型摻雜硅沉積腔的數(shù)目以及所述N型摻雜硅沉積腔的數(shù)目之和。
2、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述一個(gè)或多個(gè)P型摻雜硅沉 積腔以及所述一個(gè)或多個(gè)N型摻雜硅沉積腔連接到同一個(gè)傳送腔。
3、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述一個(gè)或多個(gè)緩沖腔包括狹 口閥。
4、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述一個(gè)或多個(gè)P型摻雜硅沉 積腔以及所述一個(gè)或多個(gè)N型摻雜硅沉積腔連接到所述多個(gè)六邊形傳送腔 的第一六邊形傳送腔，所述多個(gè)本征硅沉積腔連接到所述多個(gè)六邊形傳送 腔的第二六邊形傳送腔。
5、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述多個(gè)六邊形傳送腔包括三 個(gè)六邊形傳送腔，所述一個(gè)或多個(gè)P型摻雜硅沉積腔以及所述一個(gè)或多個(gè) N型摻雜硅沉積腔連接到所述三個(gè)六邊形傳送腔的第一六邊形傳送腔，所 述多個(gè)本征硅沉積腔連接到所述三個(gè)六邊形傳送腔的第二和第三六邊形傳 送腔。
6、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，還包括一個(gè)裝載鎖定腔，其連接到所述多個(gè)六邊形傳送腔的第一六邊形傳送 腔；以及一個(gè)卸載鎖定腔，其連接到所述多個(gè)六邊形傳送腔的第二六邊形傳送腔。
7、 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述N型摻雜硅沉積腔的數(shù)目 和所述P型摻雜硅沉積腔的數(shù)目以及所述本征硅沉積腔的數(shù)目之和等于十 二個(gè)腔。
8、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述多個(gè)六邊形傳送腔包括三 個(gè)以非線性排列方式連接到一起的六邊形傳送腔。
9、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述N型摻雜硅沉積腔的數(shù)目 和所述P型摻雜硅沉積腔的數(shù)目以及所述本征硅沉積腔的數(shù)目之和等于十 三個(gè)腔。
10、 一種形成PIN結(jié)的方法，包括(a) 將第一襯底設(shè)置在P型摻雜硅沉積腔中并將P型摻雜硅層沉積在所 述第一襯底上；(b) 將所述第一襯底傳送到第一本征硅沉積腔并將本征硅層沉積在所述 第一襯底上的所述P型摻雜硅層上；(c) 將第二襯底設(shè)置所述P型摻雜硅沉積腔中并將P型摻雜硅層沉積在 所述第二襯底上；(d) 將所述第二襯底傳送到第二本征硅沉積腔并將本征硅層沉積在所述 第二襯底上的所述P型摻雜硅層上，所述將本征硅層沉積在所述第二襯底 上的所述P型摻雜硅層上與所述將本征硅層沉積在所述第一襯底上的所述 P型摻雜硅層上同時(shí)進(jìn)行；(e) 將第三襯底設(shè)置在所述P型摻雜硅沉積腔中并將P型摻雜硅層沉積 在所述第三襯底上；(f) 將所述第三襯底傳送到第三本征硅沉積腔并將本征硅層沉積在所述 第三襯底上的所述P型摻雜硅層上，所述將本征硅層沉積在所述第三襯底 上的所述P型摻雜硅層上與所述將本征硅層沉積在所述第二襯底上的所述 P型摻雜硅層上同時(shí)進(jìn)行；(g) 將第四襯底設(shè)置在所述P型摻雜硅沉積腔中并將P型摻雜硅層沉積 在所述第四襯底上；(h) 將所述第一襯底傳送到N型摻雜硅沉積腔并將N型摻雜硅層沉積 在所述第一襯底上的所述本征硅層上；和(i) 將所述第四襯底傳送到所述第一本征硅沉積腔并將本征硅層沉積在 所述第四襯底上的所述P型摻雜硅層上。
11、 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中，(h)發(fā)生在(g)之前，并且所述 第一襯底和所述第四襯底是同一襯底，還包括重復(fù)(b)—(h)。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，層。
13、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中， 層，另一個(gè)本征硅層是本征微晶硅層。
14、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，層。
15、 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中，層。
16、 如權(quán)利要求10所述的方法，還包括 (j)將第五襯底設(shè)置在所述P型摻雜硅沉積腔中并將P型摻雜硅層沉積在所述第五襯底上；(k)將所述第二襯底傳送到所述N型摻雜硅沉積腔并將N型摻雜硅層 沉積在所述第二襯底上的所述本征硅層上；和(l)將所述第五襯底傳送到所述第二本征硅沉積腔并將本征硅層沉積在 所述第五襯底上的所述P型摻雜硅層上，所述將本征硅層沉積在所述第五 襯底上的所述P型摻雜硅層上與所述將本征硅層沉積在所述第四襯底上的 所述P型摻雜硅層上同時(shí)進(jìn)行。
17、 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括(m)將第六襯底設(shè)置在所述P型摻雜硅沉積腔中并將P型摻雜硅層沉 積在所述第六襯底上；(n)將所述第三襯底傳送到所述N型摻雜硅沉積腔并將N型摻雜硅層 沉積在所述第三襯底上的所述本征硅層上；和所述本征硅層是本征非晶硅 一個(gè)本征硅層是本征非晶硅 所述本征硅層是本征微晶硅 所述本征硅層是本征非晶硅(O)將所述第六襯底傳送到所述第三本征硅沉積腔并將本征硅層沉積在 所述第六襯底上的所述P型摻雜硅層上，所述將本征硅層沉積在所述第六 襯底上的所述P型慘雜硅層上與所述將本征硅層沉積在所述第五襯底上的 所述P型摻雜硅層上同時(shí)進(jìn)行。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第一襯底、第二襯底、 第三襯底、第四襯底、第五襯底和第六襯底是不同的襯底。
19、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述PIN結(jié)是單結(jié)PIN結(jié)。
20、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述PIN結(jié)是PINPIN雙結(jié)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于通過(guò)使用集群工具由N型摻雜硅、P型摻雜硅、本征非晶硅和本征微晶硅形成太陽(yáng)能電池板的方法和設(shè)備。所述集群工具包括至少一個(gè)裝載鎖定腔(102)和至少一個(gè)傳送腔(106)。多個(gè)處理腔(104)連接到所述傳送腔?？梢猿霈F(xiàn)少達(dá)5個(gè)多達(dá)13個(gè)處理腔。
文檔編號(hào)C23C16/00GK101495671SQ200780021730
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月11日
發(fā)明者栗田真一, 竹原尚子, 蘇海爾·安維爾 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司