专利名称：一种等离子体增强化学气相沉积炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学气相沉积设备，尤其是涉及一种用于太阳能电池生产过程中 的管式结构的等离子体增强化学气相沉积炉。
背景技术：
太阳能以来源丰富、无污染和自由采取这些独有的优势成为人类对可再生能源进 行利用的共识。目前，太阳能光伏发电已得到各国政府重视，并已把太阳能光伏发电列为21 世纪重要电力来源。太阳能电池生产过程中，在制绒、扩散、刻蚀步骤后，需要利用等离子体增强化学 气相沉积(PECVD，Plasma Enhanced Chemical Vapor D印osition)方法在硅片的表面制备 减反射膜(亦称等离子体增强化学气相沉积薄膜)，减反射膜的主要作用是减少光反射，以 提高太阳能电池的发电效率，因此减反射膜的制备在太阳能电池生产过程中尤为重要。制 备减反射膜用到的设备是等离子体增强化学气相沉积炉，由于减反射膜的制备是在密闭的 沉积炉中反应进行的，且减反射膜的均勻性对太阳能电池的质量尤为重要，因此为了保证 减反射膜的均勻性，就要求参与反应的各种气体的均勻性和稳定性要高，如果参与反应的 各种气体的均勻性和稳定性较差，则将造成减反射膜的致密性差、厚度不均等问题，将会致 使太阳能电池的表面产生色差，从而将导致太阳能电池的性能降低。现有的管式结构的等离子体增强化学气相沉积炉，如图4所示，其包括具有一开 口端的沉积腔体1和与沉积腔体1的开口端11相配合的腔门2，腔门2的内侧连接有碳化 硅浆3，碳化硅浆3上放置有多个用于装载硅片7的载片舟4，腔门2上贯穿设置有进气管 5，进气管5与沉积腔体1的空腔12相连通，沉积腔体1的底部贯穿设置有尾气管6，尾气管 6与沉积腔体1的空腔12相连通。使用该PECVD沉积炉时，将需制备减反射膜的硅片按序 装载到载片舟上，推动腔门使碳化硅浆完全进入沉积腔体的空腔内，关闭腔门，通入N2以排 除空气使沉积腔体的空腔成为一个密闭室，再通过进气管通入氮气、硅烷、氨气，同时利用 抽气装置通过尾气管对沉积腔体的空腔进行抽气，同时对该PEVCD沉积炉加温以对硅片进 行镀膜，反应式为
XNH3+SiH4=SiNx+ ((3X+4) / 2) H2
这种输入输出的通气方式，使输入到沉积腔体的空腔内的各种气体反应后的生成物能 够及时地排除到沉积腔体外，新的反应气体又能及时进入沉积腔体的空腔内，确保了化学 反应平衡持续正向进行，从而确保了在硅片表面沉积得到氮化硅膜。但是该PECVD沉积炉 的这种通气方式也存在不足之处由于进气管和尾气管相对沉积腔体而言较小，且进气管 和尾气管分别分布于沉积腔体的两头，因此在反应过程中(即输气排气过程中)沉积腔体 的空腔内的反应气体的分布即气体流实际呈香蕉状(即进气管和尾气管附近反应气体的浓 度均勻性、稳定性较差，沉积腔体的空腔中间部位的反应气体的浓度均勻性、稳定性较好)， 如图5所示，这种气体流将导致位于沉积腔体的空腔的两头的硅片镀膜厚度不均且致密性 差，从而将造成太阳能电池的表面存在明显色差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够制备得到致密性好、均勻性好、附着 力好的减反射膜的等离子体增强化学气相沉积炉。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种等离子体增强化学气相沉积 炉，包括具有一开口端的沉积腔体和与所述的沉积腔体的开口端相配合的腔门，所述的腔 门的内侧连接有碳化硅浆，所述的沉积腔体与所述的腔门连接时所述的碳化硅浆完全位于 所述的沉积腔体的空腔内，所述的碳化硅浆上放置有多个用于装载硅片的载片舟，其特征 在于所述的碳化硅浆的两端分别设置有均用于均勻通过气体的前勻流板和后勻流板，所述 的前勻流板和所述的后勻流板分所述的沉积腔体的空腔为前缓冲腔、主腔和后缓冲腔，所 有所述的载片舟位于所述的主腔内，所述的前缓冲腔内的气体通过所述的前勻流板均勻地 流向所述的主腔内，所述的主腔内的气体通过所述的后勻流板均勻地流向所述的后缓冲腔 内。所述的前勻流板设置于所述的碳化硅浆靠近所述的腔门的一端，所述的后勻流板 设置于所述的碳化硅浆靠近所述的沉积腔体的底部的一端，所述的前缓冲腔为所述的腔门 与所述的前勻流板之间的空间，所述的主腔为所述的前勻流板和所述的后勻流板之间的空 间，所述的后缓冲腔为所述的后勻流板和所述的沉积腔体的底部之间的空间。所述的前勻流板和所述的后勻流板均为石英圆盘，所述的石英圆盘上均勻设置有 多个通气孔。所述的前勻流板的直径和所述的后勻流板的直径均小于等于所述的沉积腔体的 腔壁的内径。所述的腔门上贯穿设置有进气管，所述的沉积腔体的底部贯穿设置有尾气管，通 过所述的进气管输入的反应气体进入所述的前缓冲腔，位于所述的前缓冲腔内的反应气体 通过均勻设置于所述的前勻流板上的所述的通气孔进入所述的主腔内，在所述的主腔内反 应气体反应对硅片进行镀膜，所述的尾气管抽气时反应气体反应后的生成物通过均勻设置 于所述的后勻流板上的所述的通气孔进入所述的后缓冲腔，位于所述的后缓冲腔内的生成 物通过所述的尾气管排出所述的沉积腔体外。与现有技术相比，本发明的优点在于通过在碳化硅浆的两端分别设置前勻流板和 后勻流板，这样当腔门关闭时，前勻流板和后勻流板将沉积腔体的空腔分隔成前缓冲腔、主 腔和后缓冲腔，使用时通过进气管输入反应气体，反应气体先进入前缓冲腔内，然后反应气 体通过前勻流板均勻的流入主腔内，反应气体反应对位于主腔内的硅片进行镀膜，由于反 应气体是通过前勻流板均勻地流入主腔内的，且硅片镀膜的同时通过尾气管抽气，抽出的 生成物通过后勻流板均勻地排出，因此进入主腔内的反应气体的浓度均勻性和稳定性均良 好，所有硅片都处在反应气体均勻的主腔内反应，不仅能够较好地完成镀膜，而且可使硅片 的镀膜厚度均勻且致密性较好，从而避免了太阳能电池的表面产生色差。
图1为本发明的沉积炉的整体结构示意图； 图2为本发明的沉积炉的剖视示意图；图3为反应气体在本发明的沉积炉内的气体流的流向示意图； 图4为现有的沉积炉的整体结构示意图； 图5为反应气体在现有的沉积炉内的气体流的流向示意图。
具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。本发明提出的一种管式结构的等离子体增强化学气相沉积炉，如图1和图2所示， 其包括具有一开口端11的沉积腔体1和与沉积腔体1的开口端11相配合的腔门2，腔门2 的内侧连接有碳化硅浆3，沉积腔体1与腔门2连接时碳化硅浆3完全位于沉积腔体1的空 腔12内，碳化硅浆2上放置有多个用于装载硅片7的载片舟4，碳化硅浆3的两端分别设置 有均用于均勻通过气体的前勻流板8和后勻流板9，沉积腔体1与腔门2连接时前勻流板8 和后勻流板9分沉积腔体1的空腔12为前缓冲腔14、主腔15和后缓冲腔16，所有载片舟 4位于主腔15内，腔门2上贯穿设置有进气管5，进气管5与前缓冲腔14相连通，沉积腔体 1的底部贯穿设置有尾气管6，尾气管6与后缓冲腔16相连通，通过进气管5输入的反应气 体进入前缓冲腔14，位于前缓冲腔14内的反应气体通过前勻流板8均勻地进入主腔15内， 在主腔15内反应气体反应对硅片7进行镀膜，通过尾气管6对沉积腔体1进行抽气时反应 气体反应后的生成物通过后勻流板9均勻地进入后缓冲腔16，位于后缓冲腔16内的生成 物通过尾气管6排出沉积腔体1外。由于本沉积炉通过在碳化硅浆3的两端分别设置前勻 流板8和后勻流板9，且前勻流板8和后勻流板9将沉积腔体1的空腔12分隔成前缓冲腔 14、主腔15和后缓冲腔16，因此反应气体输入沉积腔体1的空腔12时是先进入前缓冲腔 14内，再通过前勻流板8均勻地流向主腔15内，且抽气时主腔15内的反应气体反应生成的 生成物是通过后勻流板9均勻地流向后缓冲腔16内，这样使得在主腔15内的反应气体是 均勻分布的，即主腔15内的反应气体的浓度均勻性和稳定性均较好，如图3所示，从而使位 于主腔15内的所有硅片7镀膜厚度均勻且致密性良好，有效解决了太阳能电池的表面产生 色差的问题。在此具体实施例中，前勻流板8设置于碳化硅浆3靠近腔门2的一端，后勻流板9 设置于碳化硅浆3靠近沉积腔体1的底部的一端，前缓冲腔14为腔门2与前勻流板8之间 的空间，主腔15为前勻流板8和后勻流板9之间的空间，后缓冲腔16为后勻流板9和沉积 腔体1的底部之间的空间。在此具体实施例中，前勻流板8和后勻流板9均可采用耐高压且不会与反应气体 反应的材料制成，如石英圆盘，在石英圆盘上均勻设置多个通气孔81构成前勻流板8和后 勻流板9。在此具体实施例中，设计前勻流板8和后勻流板9时，可将前勻流板8的直径和后 勻流板9的直径设计成略小于或等于沉积腔体1的腔壁13的内径。
权利要求
一种等离子体增强化学气相沉积炉，包括具有一开口端的沉积腔体和与所述的沉积腔体的开口端相配合的腔门，所述的腔门的内侧连接有碳化硅浆，所述的沉积腔体与所述的腔门连接时所述的碳化硅浆完全位于所述的沉积腔体的空腔内，所述的碳化硅浆上放置有多个用于装载硅片的载片舟，其特征在于所述的碳化硅浆的两端分别设置有均用于均匀通过气体的前匀流板和后匀流板，所述的前匀流板和所述的后匀流板分所述的沉积腔体的空腔为前缓冲腔、主腔和后缓冲腔，所有所述的载片舟位于所述的主腔内，所述的前缓冲腔内的气体通过所述的前匀流板均匀地流向所述的主腔内，所述的主腔内的气体通过所述的后匀流板均匀地流向所述的后缓冲腔内。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体增强化学气相沉积炉，其特征在于所述的前勻 流板设置于所述的碳化硅浆靠近所述的腔门的一端，所述的后勻流板设置于所述的碳化硅 浆靠近所述的沉积腔体的底部的一端，所述的前缓冲腔为所述的腔门与所述的前勻流板之 间的空间，所述的主腔为所述的前勻流板和所述的后勻流板之间的空间，所述的后缓冲腔 为所述的后勻流板和所述的沉积腔体的底部之间的空间。
3.根据权利要求1或2所述的一种等离子体增强化学气相沉积炉，其特征在于所述的 前勻流板和所述的后勻流板均为石英圆盘，所述的石英圆盘上均勻设置有多个通气孔。
4.根据权利要求3所述的一种等离子体增强化学气相沉积炉，其特征在于所述的前勻 流板的直径和所述的后勻流板的直径均小于等于所述的沉积腔体的腔壁的内径。
5 .根据权利要求4所述的一种等离子体增强化学气相沉积炉，其特征在于所述的腔门 上贯穿设置有进气管，所述的沉积腔体的底部贯穿设置有尾气管，通过所述的进气管输入 的反应气体进入所述的前缓冲腔，位于所述的前缓冲腔内的反应气体通过均勻设置于所述 的前勻流板上的所述的通气孔进入所述的主腔内，在所述的主腔内反应气体反应对硅片进 行镀膜，所述的尾气管抽气时反应气体反应后的生成物通过均勻设置于所述的后勻流板上 的所述的通气孔进入所述的后缓冲腔，位于所述的后缓冲腔内的生成物通过所述的尾气管 排出所述的沉积腔体外。
全文摘要
本发明公开了一种等离子体增强化学气相沉积炉，包括沉积腔体和腔门，腔门的内侧连接有碳化硅浆，碳化硅浆上放置有多个载片舟，碳化硅浆的两端分别设置有均用于均匀通过气体的前匀流板和后匀流板，优点在于关闭腔门时，前匀流板和后匀流板将沉积腔体的空腔分成前缓冲腔、主腔和后缓冲腔，使用时通过进气管输入反应气体，气体先进入前缓冲腔，然后通过前匀流板均匀的流入主腔，气体反应对主腔内的硅片进行镀膜，由于气体是均匀流入主腔内的，且硅片镀膜的同时通过尾气管抽气，抽出的生成物通过后匀流板均匀排出，因此主腔内的气体的浓度均匀性和稳定性均良好，不仅能够较好地完成镀膜，而且可使硅片的镀膜厚度均匀且致密性较好。
文档编号C23C16/455GK101935826SQ201010279719
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者周体, 夏金才, 肖剑峰, 韩海军 申请人:宁波升日太阳能电源有限公司