结晶Si太阳电池生产中的真空技术
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ＬＴ ＳＰ逻辑 对 ＬＴ Ｓ Ｐ逻 辑 ，最 重 要 的问题 是 降低 漏 电流 以延 长 电池寿 命 ，ＩＲ Ｔ Ｓ的 目标 是将 源／ 亚 漏 阈值漏 电流 降到 “ 水平 ” 比如 ３ Ｐ／ 低 ， ０ Ａ ｍ，这 将很 有 利 于提 高晶体 管性 能 ，为达 此 目的 ， 所 需 关键性技 术 创 新大 体上 与 Ｈ Ｐ逻辑 是 相 同的 。０８ 也 引入高 ｋ 电介 质和 金属 栅 电极 ， ２０ 年 栅 但 Ｕ Ｂ Ｄ Ｏ 和多栅 晶体管可延长到 ２ １ Ｔ Ｆ ＳＩ ０２年。而先进的增强输运 的技术则可延长到 ２ １ ０５
键性的技术创新，主要有：高 ｋ 电介质、金属栅 电极 （ ０８ ） Ｕ Ｂ Ｄ Ｏ （０ ０ ） 栅 ２０ 年 和 Ｔ Ｆ Ｓ Ｉ ２１ 年 和 多栅 ＭＯ Ｆ Ｔ （０ １ ） Ｓ Ｅ ２ １ 年 。一种主要的等 比缩小 ＭＯ Ｆ Ｔ可望是多栅结栅，可能采用先 ＳＥ 进 的、 增强输运 的创新技术， 如Ⅲ一 Ｖ族沟道和纳米线 ＭＳ Ｅ 。 Ｓ Ｐ Ｏ ＦＴ ＬＴ 逻辑要求极低的漏 电流 ， 即晶体管的漏电流保持 ３Ｐ ／ ０Ａ ｍ，但其 Ｃ ／性能则比 Ｈ ＶＩ Ｐ逻辑低 ２－ ＂３倍 （ － ＇ 即晶体管本征 时延长 ２ 倍 ） ～３ 。所要求的关键性工艺创新与 Ｈ 逻辑是相同，虽然在时间上会有些差别。 Ｐ 最后，低工作功率 （ Ｏ ）逻辑中晶体管的性能和漏电流介于 ｌ ＬＰ ｉ Ｐ逻辑和 Ｌ Ｔ Ｓ Ｐ逻辑之间。 （ 志杰 摘 译 ） 邓
年甚至 ２ １ 年 以后 。对 Ｌ Ｔ ０７ Ｓ Ｐ的 Ｃ ／等 比下降 曲线 （ ＶＩ 与对 Ｈ Ｐ的相应曲线类似 ，但性能提 高的速率为 １％／ ） ４ 年 。为满足对 Ｌ Ｔ Ｓ Ｐ的极低的 ＩＪｋ 。ｃ 目标，需使 Ｖ 相当高，这样就增大 了 ｄ ｔ Ｃ ／（ ＶＩ 例如， ０７ Ｃ ／值对 Ｈ ２ ０ 年 ＶＩ Ｐ和 Ｌ Ｔ Ｓ Ｐ分别为＂０ Ｐ ｎ－Ｐ ） 等 比缩小所遇到的困 － ． Ｓ ＇２ Ｓ ， －６ ａ － ＇ ， 难与 Ｈ Ｐ情况相同，与像 Ｈ Ｐ中的情况一样，多栅晶体管是最好的，而平面体 晶体管最难持
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２０ 年 第 ７ ０８ 期
起伏也不致影响这些晶体管 Ｖ 的统计变化 。有鉴如此，Ｕ Ｂ Ｄ Ｏ 和多栅晶体管都有助于 ｔ ＴＦ ＳＩ ＭＯ Ｆ Ｔ的等比缩小。对不同类型的晶体管，Ｃ ， 等 比减小情况也不相同：对于平面体晶 ＳＥ 、Ｉ ／ 体管，这种 “ 减小”难以继续 ， ０ ９ ２０ 年开始就不能满足其性能按 １％／ ７ｏ ￣的速度改进的 目标， ２１ ０ ２年 以后 ，Ｓ Ｅ将 很严 重 ， 以致 平面 体 晶体管 不能等 比缩 小 了 。对 Ｕ Ｂ ＤＳ ， ｌ０／ Ｃ Ｔ Ｆ ＯＩ ７ ｏ ／年 的性能提高还可持续较长时间， 但到 ２ １ 年后开始 “ ０３ 遇到困难” 到 ２ １ 年后由于 Ｓ Ｅ过 ， ０５ Ｃ 于严重 ，Ｕ Ｂ Ｄ Ｏ Ｓ Ｅ Ｔ Ｆ ＳＩ ＭＯ Ｔ Ｔ的等 比缩小也将停止。 对 多栅 晶体管 ， １％／ 的性 能提 高可 以保持 到 ２ １ 。设想 ，栅长 １ｒ 以下 的 晶体 ７ｏ ￣ ０９年 ５ｍ ｉ 管采用 多栅结构 。 要注意到， 上述两种甚至三种类型晶体管可能在若干年内并存 （ 例如 ２ １ ０１ 年＂２ １ 年间）平面体型和 Ｕ Ｂ Ｄ Ｏ 在 ２ １ 年并存， Ｔ Ｆ Ｓ Ｉ ￣ ０２ ＇ ， Ｔ Ｆ Ｓ Ｉ ００ Ｕ Ｂ Ｄ Ｏ 和多栅 晶体管在 ２ １＂ ０３ － － ＂ ２１ ０ ５年间并存。但有些公司可能生产某种类型 晶体管的时间较其它公司长些，这取决于他 们 的技术 实 力 、发 展计 划和 市场 策 略 。 ２ １ 年 以后还要进一步的技术创新 ，采用先进 的、增强输运的解决方案。这可能是Ⅱ— ０５ Ｉ Ｖ族ａ ／ Ｇ 沟道，也可能是更 “ ｎ或 ｅ 外来”的解决方案，例如采用纳米线或碳纳米管。
续进 行等 比缩 小 。
结论 三类逻辑 （ 晶体管）有不同的关键技术 目标，这与对各 自 性能要求相适应。Ｈ Ｐ逻辑强 调的是晶体管性能和按 １％／ ７ ￣速度提高其性能。 ＶＩ Ｃ ／性能是 ＩＲ Ｔ Ｓ指南中的主要性能指标， 此 时漏 电流 会较 大 ，约为 几百 ｈ ／ Ａ ｍ。为 满足 性 能提 高和 漏 电流 减 小 的要 求 ，需要 若 干关
本有 利 于 降低 生 产成 本 。
目前生产 的太阳电池有三类 基于 Ｓ 片的结晶 Ｓ （ ．ｉ ｉ ｉ ＣＳ）电池 、化合物 电池 （ 聚光 Ｐ 电池 ）和薄膜 （’）电池。 Ｖ １ Ｆ 其中 ＣＳ Ｆ电池最近增长到 １％－２ ％ （ ５ ￣ ０ 由于太 阳级
结 晶 Ｓ 太 阳 电池生产 中的真空技术 ｉ
结晶 Ｓ 太阳电池制造过程中，许多关键工序要使用真空加工设备：从 （ ｉ 多）单晶 Ｓ 生 ｉ 长到 ｓ 片上沉积薄膜。认真权衡基于干燥泵的真空子系统的设备 占用成本 （ ｏ ｉ Ｃ Ｏ）参数有
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助于提高生产效率 。“ 仔细关注 ”真空系统有助于降低生产成本。 太阳能正在快速成为化石燃料的替代能源，估计到 ２４ 年，太阳能电力将 占全球 电能 ００ 用量的 ｌ％以上 。 ０ 化石能源的 “ 寿命 ” 限且污染环境 是开发太阳能的主要动力 。 有 欲使太阳 能得以大规模应用，必须使其生产成本下降，产品价格可与常规能源竞争， 既要 降低ｌ定 这 司 成本 ，更要降低可变成本，如设备维修，减小停工期，降低 能耗等 。 太阳电池制造过程中， 多工序要在真空条件下完成： 许 具备所需 的洁净度和适当的加工 条件。优化生产线上 的真空系统 ，尤其在总体 Ｃ Ｏ模式上降低 “ ｏ 循环”成本和 “ 可变”成
键性的技术创新，主要有：高 ｋ 电介质、金属栅 电极 （ ０８ ） Ｕ Ｂ Ｄ Ｏ （０ ０ ） 栅 ２０ 年 和 Ｔ Ｆ Ｓ Ｉ ２１ 年 和 多栅 ＭＯ Ｆ Ｔ （０ １ ） Ｓ Ｅ ２ １ 年 。一种主要的等 比缩小 ＭＯ Ｆ Ｔ可望是多栅结栅，可能采用先 ＳＥ 进 的、 增强输运 的创新技术， 如Ⅲ一 Ｖ族沟道和纳米线 ＭＳ Ｅ 。 Ｓ Ｐ Ｏ ＦＴ ＬＴ 逻辑要求极低的漏 电流 ， 即晶体管的漏电流保持 ３Ｐ ／ ０Ａ ｍ，但其 Ｃ ／性能则比 Ｈ ＶＩ Ｐ逻辑低 ２－ ＂３倍 （ － ＇ 即晶体管本征 时延长 ２ 倍 ） ～３ 。所要求的关键性工艺创新与 Ｈ 逻辑是相同，虽然在时间上会有些差别。 Ｐ 最后，低工作功率 （ Ｏ ）逻辑中晶体管的性能和漏电流介于 ｌ ＬＰ ｉ Ｐ逻辑和 Ｌ Ｔ Ｓ Ｐ逻辑之间。 （ 志杰 摘 译 ） 邓
年甚至 ２ １ 年 以后 。对 Ｌ Ｔ ０７ Ｓ Ｐ的 Ｃ ／等 比下降 曲线 （ ＶＩ 与对 Ｈ Ｐ的相应曲线类似 ，但性能提 高的速率为 １％／ ） ４ 年 。为满足对 Ｌ Ｔ Ｓ Ｐ的极低的 ＩＪｋ 。ｃ 目标，需使 Ｖ 相当高，这样就增大 了 ｄ ｔ Ｃ ／（ ＶＩ 例如， ０７ Ｃ ／值对 Ｈ ２ ０ 年 ＶＩ Ｐ和 Ｌ Ｔ Ｓ Ｐ分别为＂０ Ｐ ｎ－Ｐ ） 等 比缩小所遇到的困 － ． Ｓ ＇２ Ｓ ， －６ ａ － ＇ ， 难与 Ｈ Ｐ情况相同，与像 Ｈ Ｐ中的情况一样，多栅晶体管是最好的，而平面体 晶体管最难持
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起伏也不致影响这些晶体管 Ｖ 的统计变化 。有鉴如此，Ｕ Ｂ Ｄ Ｏ 和多栅晶体管都有助于 ｔ ＴＦ ＳＩ ＭＯ Ｆ Ｔ的等比缩小。对不同类型的晶体管，Ｃ ， 等 比减小情况也不相同：对于平面体晶 ＳＥ 、Ｉ ／ 体管，这种 “ 减小”难以继续 ， ０ ９ ２０ 年开始就不能满足其性能按 １％／ ７ｏ ￣的速度改进的 目标， ２１ ０ ２年 以后 ，Ｓ Ｅ将 很严 重 ， 以致 平面 体 晶体管 不能等 比缩 小 了 。对 Ｕ Ｂ ＤＳ ， ｌ０／ Ｃ Ｔ Ｆ ＯＩ ７ ｏ ／年 的性能提高还可持续较长时间， 但到 ２ １ 年后开始 “ ０３ 遇到困难” 到 ２ １ 年后由于 Ｓ Ｅ过 ， ０５ Ｃ 于严重 ，Ｕ Ｂ Ｄ Ｏ Ｓ Ｅ Ｔ Ｆ ＳＩ ＭＯ Ｔ Ｔ的等 比缩小也将停止。 对 多栅 晶体管 ， １％／ 的性 能提 高可 以保持 到 ２ １ 。设想 ，栅长 １ｒ 以下 的 晶体 ７ｏ ￣ ０９年 ５ｍ ｉ 管采用 多栅结构 。 要注意到， 上述两种甚至三种类型晶体管可能在若干年内并存 （ 例如 ２ １ ０１ 年＂２ １ 年间）平面体型和 Ｕ Ｂ Ｄ Ｏ 在 ２ １ 年并存， Ｔ Ｆ Ｓ Ｉ ￣ ０２ ＇ ， Ｔ Ｆ Ｓ Ｉ ００ Ｕ Ｂ Ｄ Ｏ 和多栅 晶体管在 ２ １＂ ０３ － － ＂ ２１ ０ ５年间并存。但有些公司可能生产某种类型 晶体管的时间较其它公司长些，这取决于他 们 的技术 实 力 、发 展计 划和 市场 策 略 。 ２ １ 年 以后还要进一步的技术创新 ，采用先进 的、增强输运的解决方案。这可能是Ⅱ— ０５ Ｉ Ｖ族ａ ／ Ｇ 沟道，也可能是更 “ ｎ或 ｅ 外来”的解决方案，例如采用纳米线或碳纳米管。
续进 行等 比缩 小 。
结论 三类逻辑 （ 晶体管）有不同的关键技术 目标，这与对各 自 性能要求相适应。Ｈ Ｐ逻辑强 调的是晶体管性能和按 １％／ ７ ￣速度提高其性能。 ＶＩ Ｃ ／性能是 ＩＲ Ｔ Ｓ指南中的主要性能指标， 此 时漏 电流 会较 大 ，约为 几百 ｈ ／ Ａ ｍ。为 满足 性 能提 高和 漏 电流 减 小 的要 求 ，需要 若 干关
本有 利 于 降低 生 产成 本 。
目前生产 的太阳电池有三类 基于 Ｓ 片的结晶 Ｓ （ ．ｉ ｉ ｉ ＣＳ）电池 、化合物 电池 （ 聚光 Ｐ 电池 ）和薄膜 （’）电池。 Ｖ １ Ｆ 其中 ＣＳ Ｆ电池最近增长到 １％－２ ％ （ ５ ￣ ０ 由于太 阳级
结 晶 Ｓ 太 阳 电池生产 中的真空技术 ｉ
结晶 Ｓ 太阳电池制造过程中，许多关键工序要使用真空加工设备：从 （ ｉ 多）单晶 Ｓ 生 ｉ 长到 ｓ 片上沉积薄膜。认真权衡基于干燥泵的真空子系统的设备 占用成本 （ ｏ ｉ Ｃ Ｏ）参数有
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助于提高生产效率 。“ 仔细关注 ”真空系统有助于降低生产成本。 太阳能正在快速成为化石燃料的替代能源，估计到 ２４ 年，太阳能电力将 占全球 电能 ００ 用量的 ｌ％以上 。 ０ 化石能源的 “ 寿命 ” 限且污染环境 是开发太阳能的主要动力 。 有 欲使太阳 能得以大规模应用，必须使其生产成本下降，产品价格可与常规能源竞争， 既要 降低ｌ定 这 司 成本 ，更要降低可变成本，如设备维修，减小停工期，降低 能耗等 。 太阳电池制造过程中， 多工序要在真空条件下完成： 许 具备所需 的洁净度和适当的加工 条件。优化生产线上 的真空系统 ，尤其在总体 Ｃ Ｏ模式上降低 “ ｏ 循环”成本和 “ 可变”成