基于透過率的在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于透過率的在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)，包括：單色光源發(fā)生器、光強檢測系統(tǒng)、若干傳感器、控制器及能將透過率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為膜厚數(shù)據(jù)的計算機(jī)；傳感器用于檢測CdS薄膜的位置，并將檢測發(fā)送信號發(fā)送給控制器；控制器接收到傳感器信號后，控制單色光源發(fā)生器及光強檢測系統(tǒng)工作；單色光源發(fā)生器及光強檢測系統(tǒng)用于在線檢測CdS薄膜的透過率；光強檢測系統(tǒng)將檢測數(shù)據(jù)傳輸至計算機(jī)，獲得膜厚數(shù)據(jù)。本發(fā)明采用CdS薄膜吸收敏感波段，檢測分辨率能夠達(dá)到納米級別。此外，該系統(tǒng)還具有無損、檢測速度快等特征，能夠嵌入生產(chǎn)線。
【專利說明】
基于透過率的在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于CdTe薄膜太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在線檢測CdS薄膜厚度方法，尤其是一種基于透過率來在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]CdS是I1-VI族化合物半導(dǎo)體材料，是一種非常重要的光敏半導(dǎo)體材料，被廣泛地應(yīng)用于光電子學(xué)領(lǐng)域。尤其CdS多晶薄膜被用于異質(zhì)結(jié)太陽電池中的窗口層，應(yīng)用于CdTe/CdS異質(zhì)結(jié)太陽電池和銅銦鎵砸(CIGS)太陽電池。
[0003]在太陽電池工藝中，為了提高電池的轉(zhuǎn)換效率，要求將窗口層CdS薄膜厚度控制在10-120nm，同時為了保障產(chǎn)品成品率，這使得CdS薄膜厚度的控制在工業(yè)生產(chǎn)中顯得尤為重要。目前CdS薄厚度的測試方法有酸腐蝕臺階法、橢偏儀等測試方法，這些測試方法都只適合于小面積測量而且測量效率低，而不適合于工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用。本發(fā)明涉及的基于透過率在線檢測CdS厚度的方法，既方便又可靠，且使用成本又低，可以很方便地在線監(jiān)控產(chǎn)線的CdS沉積工藝，實際應(yīng)用意義非常大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于透過率的在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)通過實時檢測薄膜的透過率即可獲得薄膜的厚度信息，無需對樣品進(jìn)行離線破壞性檢測。
[0005]—種基于透過率的在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)，包括:單色光源發(fā)生器、光強檢測系統(tǒng)、若干傳感器、控制器及能將透過率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為膜厚數(shù)據(jù)的計算機(jī);傳感器用于檢測CdS薄膜的位置，并將檢測發(fā)送信號發(fā)送給控制器;控制器接收到傳感器信號后，控制單色光源發(fā)生器及光強檢測系統(tǒng)工作；單色光源發(fā)生器及光強檢測系統(tǒng)用于在線檢測CdS薄膜的透過率;光強檢測系統(tǒng)將檢測數(shù)據(jù)傳輸至計算機(jī)，獲得膜厚數(shù)據(jù)。
[0006]本發(fā)明所述的單色光源發(fā)生器及光強檢測系統(tǒng)是可以在線測量波長400-600nm內(nèi)特定波長的透過率，可以采用可見分光光度計實現(xiàn)。該系統(tǒng)開始測量前需要校準(zhǔn)空白基底100%光透，并且在生產(chǎn)過種中，需要隔一段時間定時校正。所述的控制器接收傳感器信號，是可以控制該系統(tǒng)的在線檢測工作。所述測量CdS薄膜的厚度的范圍可以在10-120nm之間。所述的計算機(jī)可以將薄膜透過率數(shù)據(jù)通過軟件轉(zhuǎn)換為CdS的膜厚數(shù)據(jù)，具體可采用如下步驟實現(xiàn):
[0007]步驟1:大量采集一系列CdS標(biāo)準(zhǔn)薄膜樣品的透過率數(shù)據(jù)，并測
[0008]量其對應(yīng)的薄膜厚度，建立數(shù)據(jù)庫；
[0009]步驟2:根據(jù)建立的數(shù)據(jù)庫，在計算機(jī)上建立CdS薄膜光透與厚度關(guān)系方程式；
[0010]步驟3:根據(jù)建立的關(guān)系方程式編寫能將CdS透過率自動轉(zhuǎn)換成膜厚數(shù)據(jù)的軟件程序；
[0011]通過本發(fā)明系統(tǒng)在線檢測CdS薄膜的透過率，并實時發(fā)送給計算機(jī)，計算機(jī)即可將透過率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的膜厚數(shù)據(jù)。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:
[0013]本發(fā)明由于采用的是透過率測試薄膜厚度的方法，采用CdS薄膜吸收敏感波段，方法簡單可靠，檢測分辨率能夠達(dá)到納米級別?？梢栽诰€實時進(jìn)行監(jiān)測，不用破壞樣品片，而且具有檢測速度快、檢測精度高的特點；能夠嵌入生產(chǎn)線，能有效監(jiān)控生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，從而降低生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式:
[0016]基于透過率在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)包括以下部分:紫外可見分光光度計，其包含單色光源發(fā)生器及光強檢測系統(tǒng)；傳感器若干；串行接口和數(shù)據(jù)線若干;控制器;計算機(jī)一臺。
[0017]首先CdS薄膜樣品透過率與厚度對應(yīng)數(shù)據(jù)庫的建立:
[0018]步驟1:采集產(chǎn)線上不同厚度的CdS薄膜的光透數(shù)據(jù)；
[0019]應(yīng)用圖1示意的系統(tǒng)，測量一系列不同厚度的CdS標(biāo)準(zhǔn)樣品的透過率，具體實施過程為:
[0020]在CdS薄膜沉積后的流水線上，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)CdS樣品到達(dá)傳感器位置時，控制器發(fā)出信號傳輸停止，并控制紫外可見分光光度計進(jìn)行透過率測量，測量值傳輸給計算機(jī)，獲得不同厚度樣品與其對應(yīng)透過率數(shù)據(jù)庫。
[0021 ]步驟2:基于上述數(shù)據(jù)庫，在計算機(jī)上建立CdS薄膜透過率與厚度關(guān)系方程式；
[0022]步驟3:依據(jù)上述關(guān)系方程編寫能將CdS透過率自動轉(zhuǎn)換成膜厚數(shù)據(jù)的CdS膜厚軟件程序。
[0023]然后，進(jìn)行CdS膜厚的在線檢測:
[0024]本發(fā)明具體在線檢測工作流程為:在CdS薄膜沉積后的流水線上，當(dāng)樣品到達(dá)傳感器位置時，控制器發(fā)出信號傳輸停止，并紫外可見分光光度計進(jìn)行透射率測量，測量值傳輸給計算機(jī)。計算機(jī)將測量的透過率通過CdS膜厚軟件程序自動轉(zhuǎn)換為CdS薄膜厚度，然后與工藝要求的標(biāo)準(zhǔn)比對從而對該樣品進(jìn)行自動分級，同時給出控制信號到CdS樣品分級控制與執(zhí)行系統(tǒng)。最后CdS樣品分級控制與執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)動作進(jìn)行分級。
【主權(quán)項】
1.一種基于透過率的在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)，其特征在于，包括:單色光源發(fā)生器、光強檢測系統(tǒng)、若干傳感器、控制器及能將透過率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為膜厚數(shù)據(jù)的計算機(jī);傳感器用于檢測CdS薄膜的位置，并將檢測信號發(fā)送給控制器;控制器接收到信號后控制單色光源發(fā)生器及光強檢測系統(tǒng)工作；單色光源發(fā)生器及光強檢測系統(tǒng)用于在線檢測CdS薄膜的透過率;光強檢測系統(tǒng)將檢測數(shù)據(jù)傳輸至計算機(jī)，獲得膜厚數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于透過率的在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)，其特征在于，單色光源發(fā)生器及光強檢測系統(tǒng)采用可見分光光度計實現(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于透過率的在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)，其特征在于，單色光源發(fā)生器產(chǎn)生的光波長在400-600nm范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于透過率的在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)，其特征在于，所述的能將透過率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為膜厚數(shù)據(jù)的計算機(jī)，通過如下方法實現(xiàn): 步驟1:采集一系列不同厚度的CdS標(biāo)準(zhǔn)樣品的透過率數(shù)據(jù)，測量其對應(yīng)的薄膜厚度，建立數(shù)據(jù)庫;所述的CdS標(biāo)準(zhǔn)樣品厚度為10-120nm; 步驟2:根據(jù)數(shù)據(jù)庫在計算機(jī)上建立CdS薄膜透過率與厚度關(guān)系方程式； 步驟3:依據(jù)上述關(guān)系方程式編寫能將CdS薄膜透過率數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換成膜厚數(shù)據(jù)的軟件程序。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于透過率的在線檢測CdS薄膜厚度的系統(tǒng)，其特征在于，所述的被測CdS薄膜的厚度范圍10-120nm之間。
【文檔編號】H01L21/66GK105895547SQ201610103801
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月25日
【發(fā)明人】黃勇彪, 林文寶, 劉海燕, 涂代旺, 鄭林芬
【申請人】深圳市眾誠達(dá)應(yīng)用材料科技有限公司