【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于真空濺射鍍膜技術中濺射靶材，具體的，其展示一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法。
技術介紹
1、pvd技術中的濺射鍍膜是指在真空條件下，利用獲得功能的粒子(如氬離子)轟擊靶材料表面，使靶材表面原子獲得足夠的能量而逃逸的過程稱為濺射。在真空條件下充入氬氣(ar)，并在高電壓下使氬氣進行輝光放電，可使氬(ar)原子電離成氬離子(ar+)。此時，在陰極靶表面引入磁場，可以利電磁場約束電子，延長電子路徑，提高氬原子電離概率，實現低氣壓下穩定放電，基于這種原理的鍍膜方法被稱為磁控濺射鍍膜。氬離子在磁場力的作用下，加速轟擊以鍍料制作的陰極靶材，靶材會被濺射出來而沉積到工件表面，pvd技術實現了制備溫度、工藝時間、制造成本的下降以及良率的提高。
2、同時，在磁控濺射鍍膜過程中，還可以引入一些反應氣體，如磷烷等，這些反應氣體加入到氬等離子體中，與ar原子一起被激發、電離或離化，形成活性基團，這些活化基團與靶材原子一起到達基體表面，形成對應的摻雜薄膜，實現原位摻雜。因此，目前在太陽能電池pn結制備中，基于pvd技術的鍍膜方式可以被用來制備高質量n型多晶硅鈍化膜，即n+poly層。
3、圖1所示為磁控濺射原理圖。真空室1內主要部件是磁控濺射靶材2和硅片基體3，硅片基體3和靶材2正對，硅片基體3接地，靶材2接負電壓，即硅片基體3相對于靶材2為正電位，所以電場方向由硅片基體3指向靶材2。用于產生磁場的永磁體4設置在靶材2背面，磁力線從永磁體4的n極指向s極，并與陰極靶面構成封閉空間，靶材2和永磁體4由冷卻
4、隨著濺射的不斷發生，靶材表面不斷被侵蝕，表面均勻性逐漸下降直至成膜質量下降到工藝標準以下，此時則需要更換靶材。但實際上此時靶材的余量仍有很多，為了增強靶材利用率，現有技術是選擇將靶材設計為圓柱形，并在濺射時勻速旋轉，使靶材不同位置都可以被功能粒子轟擊，從而延長靶材使用壽命，如圖2所示的示意圖。
5、靶材需要通電才會與硅片基體之間形成電場，所以靶材需要一定的電導率，而電導率會影響硅靶材在濺射過程中的濺射速率，具體地：
6、a)一般來說，低電阻率的硅靶材更容易被濺射，濺射速率相對較高，因為在電場作用下，電子能夠更快速地在靶材中傳導，形成等離子體，從而使靶材表面的原子更容易被濺射出來，相反，高電阻率的硅靶材濺射速率相對較慢，這可能會影響到鍍膜的效率和生產時間。
7、b)在電流通過硅靶材時，由于其具有一定的電阻，會產生焦耳熱，而電阻率較高的硅靶材，在相同電流下產生的焦耳熱相對較少，因為電流傳導困難，能量損耗較小；而電阻率較低的硅靶材，焦耳熱效應相對較明顯。
8、c)電阻率的變化還會影響硅靶材內部的應力分布。
9、在濺射鍍膜的過程中，靶材結瘤是一個較為常見卻又棘手的問題。
10、(1)首先，長時間的濺射過程會使靶材表面局部過熱，當靶材的某些區域溫度過高時，就容易引發材料的聚集和結晶，從而逐漸形成結瘤。
11、(2)濺射環境中存在雜質顆粒，它們可能會附著在靶材表面，隨著時間的推移，這些雜質不斷積累，最終形成結瘤。
12、現有技術中，對于靶材結瘤的處理方式，要么是更換新的靶材，要么是采用旋轉靶材的方式進行濺射工藝。更換新的靶材會帶來成本的增加，一些靶材實際上還有使用的余量，直接回收較為浪費；而采用旋轉靶材的方式進行濺射工藝，靶材仍會在不斷使用過程中產生機械疲勞，靶材使用壽命提升不大。
13、基于上述分析，本申請專利技術人設計出能提高靶材利用率的監控清洗方法，以循環利用靶材。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法，降低成本，避免造成靶材浪費，滿足科研和生產需求。
2、技術方案如下：
3、一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法，其特征在于，在太陽能電池制作過程中，基于pvd技術對其進行濺射鍍膜，之后監控薄膜方阻情況，若所制薄膜的方阻值超過480ω/□，則將靶材從腔體中取出，對靶材進行如下步驟的清洗：
4、步驟一、前清洗：將裝載后的靶材浸入添加有diw的預清洗槽中，按照一定配比添加適量的koh溶液、h2o2溶液，并在60℃的溫度下清洗120s；
5、步驟二、水洗：對靶材進行diw清洗，常溫下進行，清洗時間100s；
6、步驟三、拋光：在堿拋光槽中添加diw，并添加適量的koh溶液、拋光劑，對靶材表面進行拋光處理，拋光溫度為65℃，拋光時間300s；
7、步驟四、水洗：對靶材進行diw清洗，常溫下進行，清洗時間100s；
8、步驟五、烘干：將靶材置于烘干槽中，通入90℃的氮氣對靶材進行烘干；
9、將靶材裝入腔體中進行二次使用后，繼續監控所制薄膜方阻情況，若所制薄膜的方阻值再次超過480ω/□，則再次將靶材從腔體中取出，并再次對靶材進行如上步驟一至步驟五的清洗步驟，其中，在步驟三的拋光處理中，拋光時間改為450s。
10、優選地，所述步驟一中：清洗過程中，靶材是勻速旋轉的，轉速為3～5轉/s。實現均勻清洗，有效去除靶材表面的污垢。
11、優選地，所述步驟三中：拋光過程中，靶材是勻速旋轉的，轉速為3～5轉/s。實現均勻拋光，減少濺射和噴射的風險，提高安全性。有效去除靶材拋光過程中的氧化物。
12、優選地，所述步驟二與步驟四的水洗過程一致，其diw清洗均為溢流浸泡清洗方式。為了保證清洗效果，即將清洗槽中過量的水直接排放出去，同時也會將污染物和雜質帶出去，避免這些污染物和雜質再次對靶材產生污染，可以保證清洗效果的穩定性和一致性，提高靶材清洗的質量和可靠性。
13、優選地，所述步驟一中：koh占比0.4％，h2o2溶液占比0.6％。以少量的koh、h2o2洗去靶材表面的油污雜質。
14、優選地，所述步驟三中：koh占比1.8～2.0％，拋光劑占比0.5～1.0％。以少量的koh、拋光劑來去除靶材表面的氧化層和污染物，以獲得光滑的表面。
15、與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：通過監控制備薄膜的方塊電阻，在適當時間，對靶材進行清洗去瘤，使靶材表面重新變得平整，從而延長靶材利用率，提高了靶材在長期使用過程中的穩定性，降低了控制難度。
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1.一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法，其特征在于，在太陽能電池制作過程中，基于PVD技術對其進行濺射鍍膜，之后監控薄膜方阻情況，若所制薄膜的方阻值超過480Ω/□，則將靶材從腔體中取出，對靶材進行如下步驟的清洗：
2.根據權利要求1所述的一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法，其特征在于：所述步驟一中：清洗過程中，靶材是勻速旋轉的，轉速為3～5轉/s。
3.根據權利要求1所述的一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法，其特征在于：所述步驟三中：拋光過程中，靶材是勻速旋轉的，轉速為3～5轉/s。
4.根據權利要求1所述的一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法，其特征在于：所述步驟二與步驟四的水洗過程一致，其DIW清洗均為溢流浸泡清洗方式。
5.根據權利要求1所述的一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法，其特征在于：所述步驟一中：KOH溶液占比0.4％，H2O2溶液占比0.6％。
6.根據權利要求1所述的一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法，其特征在于：所述步驟三中：KO
...【技術特征摘要】
1.一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法，其特征在于，在太陽能電池制作過程中，基于pvd技術對其進行濺射鍍膜，之后監控薄膜方阻情況，若所制薄膜的方阻值超過480ω/□，則將靶材從腔體中取出，對靶材進行如下步驟的清洗：
2.根據權利要求1所述的一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法，其特征在于：所述步驟一中：清洗過程中，靶材是勻速旋轉的，轉速為3～5轉/s。
3.根據權利要求1所述的一種提高磁控濺射鍍膜中靶材利用率的監控清洗方法，其特征在于：所述步驟三中：拋光過程中，靶材是勻速旋...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張耕，劉旭東，溫建華，高步瑾，熊大明，林建偉，
申請(專利權)人：山西中來光能電池科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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