(Invited) Spatial ALD, Deposition of Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Films at Throughputs Exceeding 3000 Wafers per Hour
Notice bibliographique
Résumé
During the last few years various types of ALD films have successfully been introduced in high-volume manufacturing in a number of industries. Particularly in the semiconductor industry the implementation is wide spread (high-k gate stacks, capacitor dielectrics, diffusion barriers, etc.). More recently a specific type of ALD film, Al2O3, was widely researched as a potential surface passivation layer for solar cell surfaces in the PV industry. Thin (< 10nm) Al2O3 films passivate p-type surfaces very effectively. On the one hand intrinsic negative charges in the dielectric film repel charge carriers, while on the other hand hydrogen that is present in the ALD films passivates dangling bonds at the Si/SiO2/ Al2O3 interface. The combination of both effects reduces the charge recombination losses considerably. The overall result is an increase in cell efficiency of 0.5-1% (absolute). Based on extensive testing of these films, it is to be expected that Implementation in PV manufacturing will take place in the near future. There is a large difference in film and process requirements of ALD films applied in the semiconductor and PV industries. Whereas uniformity and defects (particles) are very important in the IC industry this is much less so in PV. Much more important in the PV industry are cost and throughput. Typical numbers for both industries are a Cost of Ownership of 2-10 vs. 0.02-0.05$/wafer, respectively, and 10-50 vs 1500-2500 wfrs/hr.. As ALD processes are notoriously slow, ways must be found to increase the throughputs considerably. This is done by either using batch furnaces loaded with 500-1000 wafers per batch, or in-line systems in which wafers are loaded, processed and unloaded in a continuous flow of 0.5-0.8 wafers/s. The latter type of system is based on the so-called spatial ALD process. An example is shown in the figure. In this system (Levitrack) wafers are loaded in a track in which zones with precursors TMA and H2O are spatially separated by zones of inert gas. While floating on a gas cushion, the wafers pass ALD ‘cells’ with fixed sequences of TMA and water, adding a thin layer of Al2O3 with each passage through a cell. The advantages of this approach are several: high throughput, atmospheric processing, no deposition on the inside walls of the track, no moving parts such as valves, pumps, etc. Typical results obtained with this system are: film uniformity 3-4%, life time of solar cell charge carriers > 3ms, efficiency enhancement 0.4-0.8%, CoO ~ 0.04$/wfr. In the paper more details will be provided on the economy of this type of system, as well as on film characteristics and efficiency enhancements realized in a variety of solar cell structures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,017 | 0,009 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».