Brevet FR3096058A1 — publié le 20201120

Description Titre de l'invention : DISPOSITIF DE DEPÔT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR PRESENTANT DES ZONES DE DEPÔT RE- CONFIGURABLES [pool DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE [0002] La présente invention se rapporte à un dispositif de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma présentant des zones de dépôt reconfigurables. [0003] Le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma ou PECVD (pour Plasma- Enhanced Chemical Vapor Deposition en terminologie anglo-saxonne) est un procédé utilisé pour déposer des couches minces sur un substrat à partir d'un état gazeux. [0004] Ce dépôt est par exemple mis en oeuvre dans le domaine de la fabrication des cellules photovoltaïques pour le dépôt de couches diélectriques sur un substrat, par exemple en silicium. [0005] Le procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma se déroule de la manière suivante. Des réactions chimiques ont lieu après la formation d'un plasma à partir de gaz. Par exemple, le plasma est créé à partir d'un ou plusieurs gaz en lui ou en leur appliquant une excitation par décharge électrique générée à partir de sources radiofréquences (40 kHz à 440 kHz). [0006] Par exemple, une excitation par décharge capacitive est réalisée en appliquant un courant alternatif ou radiofréquence entre deux électrodes. Le gaz étant injecté par le haut du tube, des extinctions et allumages du plasma dans le temps permettent d'obtenir une bonne homogénéité du dépôt le long du tube. Les excitations à basse fréquence (40 kHz à 440 kHz) nécessitent plusieurs centaines de volts pour maintenir la décharge. Ces tensions importantes conduisent à un bombardement ionique à haute énergie des surfaces. La pression de travail est comprise entre 100 mTorrs et 2000 mTorrs. [0007] Dans le cas de la fabrication des cellules photovoltaïques en silicium, le dépôt par plasma est utilisé pour réaliser les passivations des surfaces avant et arrière ainsi que les couches antireflets. Le nitrure de silicium (SiNx) est largement utilisé pour réaliser les couches antireflets déposées sur la face avant des cellules en utilisant un mélange de gaz silane (SiH4) et ammoniac (NH3). Un oxyde de silicium (Si0,) peut être déposé à partir de silane et de protoxyde d'azote (N,0), généralement. à des pressions allant. de quelques centaines de maillons à quelques torrs. [0008] Le dépôt PECVD est également très largement utilisé afin de déposer des couches d'oxyde d'aluminium (A10x) afin de passiver la face arrière des cellules photovoltaïques à structure PERC (Passivated Emitter and Rear Cell en terminologie anglo- 2 saxonne). [0009] Dans le cas d'une fabrication industrielle, on utilise par exemple une nacelle comportant une pluralité de plateaux empilés les uns sur les autres, destinés à former des électrodes, les plateaux étant isolés électriquement les uns des autres. Chaque plateau forme un support pour un ou plusieurs substrats sur lesquels on souhaite effectuer le ou les dépôts. [0010] Pour effectuer le dépôt, on applique des polarités opposées à deux plateaux adjacents au moyen d'un générateur haute fréquence. Un champ électrique entre deux électrodes adjacentes est alors généré, qui permet la formation d'un plasma et le dépôt sur le ou les substrats supportés par les plateaux. [0011] Il résulte du fonctionnement de cc dispositif de dépôt que des dépôts sur tous les substrats ont lieu simultanément. Or, il peut être souhaitahle de pouvoir ne réaliser des dépôts que sur une partie des substrats disposés dans la nacelle. [0012] Par ailleurs, comme indiqué ci-dessus, dans le cas des cellules photovoltaïques, plusieurs couches de natures différentes peuvent être déposées sur les deux faces des substrats. Il est alors souhaitahle d'offrir un dispositif qui permette d'effectuer des dépôts différenciés sur les deux faces des substrats. Exposé de l'invention [0013] C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un dispositif de dépôt PECVD offrant une plus grande liberté dans la réalisation des dépôts sur les substrats disposés dans une nacelle. [0014] Lc but énoncé ci-dessus est atteint par un dispositif de dépôt PECVD comportant une enceinte configurée pour réaliser un dépôt PECVD, au moins une nacelle comportant une pluralité de plateaux conducteurs électriques superposés et isolés électriquement les uns des autres, au moins un générateur électrique alimentant les plateaux et des moyens de connexion électriques entre le générateur et les plateaux, lesdits moyens de connexion comportent des moyens de commutation permettant, dans un état de commutation, qu'au moins un plateau ait la môme polarité que le plateau directement adjacent. La zone située entre ces deux plateaux de même polarité n'est alors pas le siège d'un champ électrique et aucun plasma n'est généré dans cette zone. Aucun dépôt n'a alors lieu sur le substrat situé dans cette zone. [0015] Grâce à l'invention il est donc possible d'individualiser au moins en partie la pola- risation des plateaux et donc d'individualiser au moins en partie les dépôts. Il est alors possible de configurer au moins en partie les zones de dépôt selon les besoins. [0016] De manière très avantageuse, les moyens de connexion sont configurés pour permettre de modifier la polarité d'un plateau sur deux et les plateaux sont percés chacun au moins d'une fenêtre traversante. Ainsi les deux faces du substrat sont 3 exposées à l'environnement dans l'enceinte et sont susceptibles d'être recouvertes par un dépôt. En gérant individuellement au moins en partie les polarités des plateaux, il est possible lors d'une phase de dépôt d'effectuer un dépôt sur une seule face du substrat. Ceci est particulièrement intéressant dans la fabrication des cellules photovoltaïques et en particulier des cellules photovoltaïques en silicium, qui comportent sur la face avant une couche finale antireflet et sur la face arrière une couche finale de passivation. [0017] Les plateaux à fenêtre offrent en outre l'avantage de ne pas avoir à manipuler les substrats entre des phases de dépôt sur deux faces différentes des substrats. [0018] Dans un mode de fonctionnement, il est envisageable de ne polariser qu'un groupe de plateaux pour n'effectuer des dépôts que sur les substrats logés entre ces plateaux [0019] La présente invention a alors pour objet un dispositif de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma sur une pluralité de substrats comportant une enceinte configure° pour réaliser un dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma, au moins une nacelle comportant n plateaux superposés destinés à supporter chacun au moins un substrat, les plateaux étant en un matériau conducteur électrique et étant isolés électriquement les uns des autres, des moyens d'alimentation en gaz et des moyens d'évacuation connectés à l'enceinte, un générateur électrique, un circuit de connexion électrique entre le générateur électrique et les plateaux. Le circuit de connexion comporte des moyens de commutation de sorte que, au moins dans un état de commutation, deux plateaux adjacents ont les mêmes polarités et deux plateaux adjacents ont des polarités opposées. [0020] Dans un exemple de réalisation, les moyens de commutation ont un état de com- mutation, dans lequel les plateaux adjacents ont des polarités opposées. [0021] Le circuit connexion peut comporter des connexions électriques directes entre le gé- nérateur et au moins m plateaux, 0 REVENDICATIONS[Revendication I] Dispositif de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma sur une pluralité de substrats comportant : - une enceinte (2) configurée pour réaliser un dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma, - au moins une nacelle (4) comportant n plateaux (Pl, P2) superposés destinés à supporter chacun au moins un substrat, les plateaux (PI, P2) étant en un matériau conducteur électrique et étant isolés électriquement les uns des autres, - des moyens (6.1) d'alimentation en gaz et des moyens d'évacuation (6.2) connectés à l'enceinte, - un générateur électrique (8), - un circuit de connexion électrique (10) entre le générateur électrique et les plateaux, dans lequel le circuit de connexion (10) comporte des moyens de commutation (Cl, C2) de sorte que, au moins dans un état de commutation, deux plateaux adjacents ont les mêmes polarités et deux plateaux adjacents ont des polarités opposées. [Revendication 2] Dispositif de dépôt selon la revendication 1, dans lequel les moyens de commutation (Cl, C2) ont un état de commutation, dans lequel les plateaux adjacents ont des polarités opposées. [Revendication 3] Dispositif de dépôt selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le circuit de connexion comporte des connexions électriques directes entre le générateur (8) et au moins m plateaux, 0