專利名稱：氮化硅膜制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體硅太陽(yáng)能生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是是一種氮化硅膜制備裝置。
背景技術(shù)：
由于太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池的硅片上，其中一部分太陽(yáng)光會(huì)被反射，即使對(duì)將硅表面設(shè)計(jì)成絨面，雖然入射光會(huì)產(chǎn)生多次反射可以增加光的吸收率，但是，還是會(huì)有一部分的太陽(yáng)光會(huì)被反射，為了減少太陽(yáng)光的反射損失，通常所采取的辦法是在太陽(yáng)能電池的硅片表面覆蓋一層減反射膜，這層薄膜可以減少太陽(yáng)光的反射率，增加光電轉(zhuǎn)換效率，在晶體硅表面淀積減反射膜技術(shù)中，氮化硅膜具有高絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性好、致密性好、硬度高等特點(diǎn)，同時(shí)具有良好的掩蔽金屬和水離子擴(kuò)散的能力，從而被廣泛采用。 在晶體硅太陽(yáng)能電池制造過(guò)程中，制備氮化硅膜通常采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，簡(jiǎn)稱為 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), PECVD 是利用強(qiáng)電場(chǎng)使所需的氣體源分子電離產(chǎn)生等離子體，等離子體中含有很多活性很高的化學(xué)基團(tuán)，這些基團(tuán)經(jīng)過(guò)經(jīng)一系列化學(xué)和等離子體反應(yīng)，在硅片表面形成固態(tài)薄膜。目前，在晶體硅太陽(yáng)能電池制造過(guò)程中，用于制備氮化硅膜的裝置主要包括真空沉積室，真空沉積室內(nèi)設(shè)置有多個(gè)等離子反應(yīng)器，硅片安裝在等離子反應(yīng)器上，真空沉積室的前端設(shè)置有進(jìn)氣口，尾端設(shè)置有抽氣口，所述進(jìn)氣口上連接有用于通入制程氣體的進(jìn)氣管，所述制程氣體是指在氮化硅膜制備過(guò)程中用于反應(yīng)的氣體，一般情況下，在氮化硅膜制備過(guò)程中所使用的制程氣體只要有以下三種氨氣、氫化娃和氫氣，其中氫氣可用IS氣替代，該氮化硅膜制備裝置的工作過(guò)程如下將各種制程氣體分別通過(guò)不同的進(jìn)氣管通入真空沉積室內(nèi)，不同的制程氣體在真空沉積室內(nèi)混合后并且在等離子反應(yīng)器的作用下電離成離子，經(jīng)過(guò)多次碰撞產(chǎn)生大量的活性基，逐步附著在太陽(yáng)能電池硅片的表面，形成一層SixNy薄膜。這種氮化硅膜制備裝置在實(shí)際使用過(guò)程中存在以下問(wèn)題由于不同的制程氣體密度各不相同，在將各種制程氣體通入真空沉積室后，靠自由擴(kuò)散很難將其混合均勻，這樣就會(huì)造成真空沉積室內(nèi)各處的氣體成分以及各成分的濃度有差異，例如，有些地方氨氣的濃度較大，有些地方氫化氨的濃度較大，進(jìn)而導(dǎo)致真空沉積室內(nèi)不同地方的硅片表面沉積的氮化硅的成分以及膜厚各不相同，很難保證產(chǎn)品質(zhì)量，而且，制程氣體從真空沉積室的前端進(jìn)入后，在真空泵的作用下，制程氣體很快就被抽到真空沉積室的尾端進(jìn)而從抽氣孔排出，這樣在真空沉積室的前端氣體較少，使得設(shè)置在前端的硅片表面最后生成的氮化硅膜偏薄，而真空沉積室的尾端則聚集了大量的氣體，使得設(shè)置在尾端的硅片表面最后生成的氮化硅膜偏厚，這樣就會(huì)出現(xiàn)大量的不合格產(chǎn)品，使得生產(chǎn)效率較低，而且會(huì)使生產(chǎn)成本大大增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠使各種制程氣體混合均勻的氮化硅膜制備裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該氮化硅膜制備裝置，包括真空沉積室，真空沉積室內(nèi)設(shè)置有多個(gè)等離子反應(yīng)器，真空沉積室上設(shè)置有進(jìn)氣口與抽氣口，所述進(jìn)氣口上連接有氣體混合裝置，所述氣體混合裝置上設(shè)置有進(jìn)口與出口，所述進(jìn)口上連接有多個(gè)用于通入制程氣體的進(jìn)氣管，所述出口與真空沉積室的進(jìn)氣口連通。進(jìn)一步的是，所述氣體混合裝置為離心式混合機(jī)，所述離心式混合機(jī)包括芯體、殼體，芯體設(shè)置在殼體內(nèi)，芯體表面開(kāi)有螺旋槽，所述螺旋槽的內(nèi)壁與殼體的內(nèi)壁圍成封閉的螺旋式氣體通道，所述進(jìn)口設(shè)置在殼體的一端并與螺旋式氣體通道連通，所述出口設(shè)置在殼體的另一端并與螺旋式氣體通道連通。進(jìn)一步的是，所述真空沉積室內(nèi)設(shè)置有噴氣管，噴氣管位于等離子反應(yīng)器上方，噴氣管一端封閉，另一端與真空沉積室的進(jìn)氣口連通，在噴氣管上與等離子反應(yīng)器相對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)有噴氣孔。
進(jìn)一步的是，所述噴氣管通過(guò)活動(dòng)結(jié)構(gòu)連接在真空沉積室的內(nèi)壁上。進(jìn)一步的是，所述活動(dòng)結(jié)構(gòu)包括固定在真空沉積室內(nèi)壁上的吊環(huán)，所述噴氣管懸掛在吊環(huán)上。進(jìn)一步的是，所述進(jìn)氣口、抽氣口設(shè)置在真空沉積室的前端，所述真空沉積室內(nèi)設(shè)置有兩端敞開(kāi)的排氣管，排氣管位于等離子反應(yīng)器下方，排氣管一端與抽氣口連通，另一端延伸至真空沉積室的尾端。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)在真空沉積室的進(jìn)氣口上連接氣體混合裝置，使得各種制程氣體在進(jìn)入真空沉積室之前，先利用氣體混合裝置對(duì)各種制程氣體進(jìn)行混合，使其混合均勻后，再通入真空沉積室內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，這樣真空沉積室內(nèi)各處的氣體成分以及各成分的濃度都相同，可以使真空沉積室內(nèi)不同地方的硅片表面沉積的氮化硅的成分以及膜厚都趨于一致，能夠大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。


圖I是本發(fā)明氮化硅膜制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)記為真空沉積室I、等離子反應(yīng)器2、進(jìn)氣口 3、抽氣口 4、進(jìn)氣管5、離心式混合機(jī)6、芯體61、殼體62、螺旋槽63、螺旋式氣體通道64、進(jìn)口 65、出口 66、噴氣管7、噴氣孔8、吊環(huán)9、排氣管10。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I所示，該氮化硅膜制備裝置，包括真空沉積室1，真空沉積室I內(nèi)設(shè)置有多個(gè)等離子反應(yīng)器2，真空沉積室I上設(shè)置有進(jìn)氣口 3與抽氣口 4，所述進(jìn)氣口 3上連接有氣體混合裝置，所述氣體混合裝置上設(shè)置有進(jìn)口 65與出口 66，所述進(jìn)口 65上連接有多個(gè)用于通入制程氣體的進(jìn)氣管5，所述出口 66與真空沉積室I的進(jìn)氣口 3連通。通過(guò)在真空沉積室I的進(jìn)氣口 3上連接氣體混合裝置，使得各種制程氣體在進(jìn)入真空沉積室I之前，先利用氣體混合裝置對(duì)各種制程氣體進(jìn)行混合，使其混合均勻后，再通入真空沉積室I內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，這樣真空沉積室I內(nèi)各處的氣體成分以及各成分的濃度都相同，可以使真空沉積室I內(nèi)不同地方的硅片表面沉積的氮化硅的成分以及膜厚都趨于一致，能夠大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。
在上述實(shí)施方式中，所述氣體混合裝置可以有多種實(shí)施方式，譬如，可以采用一個(gè)密閉的腔體，腔體內(nèi)設(shè)置葉輪并通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使各種制程氣體混合均勻，還可以采用對(duì)流的方式，即將各種制程氣體以對(duì)流的方式通入一個(gè)密閉的腔體內(nèi)，作為優(yōu)選的方式是所述氣體混合裝置為離心式混合機(jī)6，所述離心式混合機(jī)6包括芯體61、殼體62,芯體61設(shè)置在殼體62內(nèi)，芯體61表面開(kāi)有螺旋槽63,所述螺旋槽63的內(nèi)壁與殼體62的內(nèi)壁圍成封閉的螺旋式氣體通道64,所述進(jìn)口 65設(shè)置在殼體62的一端并與螺旋式氣體通道64連通，所述出口 66設(shè)置在殼體62的另一端并與螺旋式氣體通道64連通。這種結(jié)構(gòu)的氣體混合裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制作非常方便，成本較低，而且，離心式混合機(jī)6是利用氣體在螺旋式氣體通道64高速旋轉(zhuǎn)時(shí)與螺旋式氣體通道64的內(nèi)壁碰撞使各種制程氣體混合，這種方式可以使各種制程氣體混合更加均勻，混合效果更好。在生成氮化硅膜的過(guò)程中，為了保證每個(gè)硅片表面的氮化硅膜厚度均勻一致，在所述真空沉積室I內(nèi)設(shè)置有噴氣管7，噴氣管7位于等離子反應(yīng)器2上方，噴氣管7 —端封閉，另一端與真空沉積室I的進(jìn)氣口 3連通，在噴氣管7上與等離子反應(yīng)器2相對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)有噴氣孔8，通過(guò)噴氣管7將混合均勻的制程氣體通過(guò)噴氣孔8噴到每個(gè)等離子反應(yīng)器 2上，使得真空沉積室I內(nèi)各處的混合氣體濃度基本一致，進(jìn)而使所有的硅片表面生成厚度均勻一致的氮化硅膜，避免出現(xiàn)大量的不合格產(chǎn)品，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。所述噴氣管7可以采用各種方式將其固定在真空沉積室I的內(nèi)壁上，但是，由于真空沉積室I內(nèi)的溫度較高，為了避免噴氣管7受熱膨脹對(duì)真空沉積室I的內(nèi)壁造成損傷，所述噴氣管7通過(guò)活動(dòng)結(jié)構(gòu)連接在真空沉積室I的內(nèi)壁上。所述活動(dòng)結(jié)構(gòu)可以采用彈簧、伸縮等方式實(shí)現(xiàn)，作為優(yōu)選的方式是所述活動(dòng)結(jié)構(gòu)包括固定在真空沉積室I內(nèi)壁上的吊環(huán)9，所述噴氣管7懸掛在吊上，這種活動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)置方便，可以很方便的安裝噴氣管7，方便噴氣管7的安裝于拆卸。進(jìn)一步的是，為了延長(zhǎng)制程氣體在真空沉積室I的停留時(shí)間，提高制程氣體的利用率，所述進(jìn)氣口 3、抽氣口 4設(shè)置在真空沉積室I的前端，所述真空沉積室I內(nèi)設(shè)置有兩端敞開(kāi)的排氣管10，排氣管10位于等離子反應(yīng)器2下方，排氣管10 —端與抽氣口 4連通，另一端延伸至真空沉積室I的尾端，采用上述方式可以使混合均勻的制程氣體有足夠的時(shí)間充分參加反應(yīng)，提高制程氣體的利用率，能夠降低生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.氮化硅膜制備裝置，包括真空沉積室(1)，真空沉積室(I)內(nèi)設(shè)置有多個(gè)等離子反應(yīng)器(2)，真空沉積室(I)上設(shè)置有進(jìn)氣ロ(3)與抽氣ロ(4)，其特征在于所述進(jìn)氣ロ(3)上連接有氣體混合裝置，所述氣體混合裝置上設(shè)置有進(jìn)ロ(65)與出口(66)，所述進(jìn)ロ(65)上連接有多個(gè)用于通入制程氣體的進(jìn)氣管(5)，所述出ロ(66)與真空沉積室(I)的進(jìn)氣ロ(3)連通。
2.如權(quán)利要求I所述的氮化硅膜制備裝置，其特征在于所述氣體混合裝置為離心式混合機(jī)(6),所述離心式混合機(jī)(6)包括芯體(61)、殼體(62),芯體(61)設(shè)置在殼體(62)內(nèi)，芯體(61)表面開(kāi)有螺旋槽(63),所述螺旋槽(63)的內(nèi)壁與殼體(62)的內(nèi)壁圍成封閉的螺旋式氣體通道(64)，所述進(jìn)ロ(65)設(shè)置在殼體(62)的一端并與螺旋式氣體通道(64)連通，所述出ロ(66)設(shè)置在殼體(62)的另一端并與螺旋式氣體通道(64)連通。
3.如權(quán)利要求I或2所述的氮化硅膜制備裝置，其特征在于所述真空沉積室(I)內(nèi)設(shè)置有噴氣管(7)，噴氣管(7)位于等離子反應(yīng)器(2)上方，噴氣管(7)—端封閉，另一端與真空沉積室(I)的進(jìn)氣ロ(3)連通，在噴氣管(7)上與等離子反應(yīng)器(2)相對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)有噴氣孔(8)。
4.如權(quán)利要求3所述的氮化硅膜制備裝置，其特征在于所述噴氣管(7)通過(guò)活動(dòng)結(jié)構(gòu)連接在真空沉積室(I)的內(nèi)壁上。
5.如權(quán)利要求4所述的氮化硅膜制備裝置，其特征在于所述活動(dòng)結(jié)構(gòu)包括固定在真空沉積室(I)內(nèi)壁上的吊環(huán)(9)，所述噴氣管(7)懸掛在吊環(huán)(9)上。
6.如權(quán)利要求5所述的氮化硅膜制備裝置，其特征在于所述進(jìn)氣ロ(3)、抽氣ロ(4)設(shè)置在真空沉積室(I)的前端，所述真空沉積室(I)內(nèi)設(shè)置有兩端敞開(kāi)的排氣管(10)，排氣管(10)位于等離子反應(yīng)器(2)下方，排氣管(10) —端與抽氣ロ(4)連通，另一端延伸至真空沉積室(I)的尾端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種能夠使各種制程氣體混合均勻的氮化硅膜制備裝置。該氮化硅膜制備裝置，包括真空沉積室，真空沉積室內(nèi)設(shè)置有多個(gè)等離子反應(yīng)器，真空沉積室上設(shè)置有進(jìn)氣口與抽氣口，所述進(jìn)氣口上連接有氣體混合裝置，所述氣體混合裝置上設(shè)置有進(jìn)口與出口，所述進(jìn)口上連接有多個(gè)用于通入制程氣體的進(jìn)氣管，所述出口與真空沉積室的進(jìn)氣口連通。先利用氣體混合裝置對(duì)各種制程氣體進(jìn)行混合，使其混合均勻后，再通入真空沉積室內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，這樣真空沉積室內(nèi)各處的氣體成分以及各成分的濃度都相同，可以使真空沉積室內(nèi)不同地方的硅片表面沉積的氮化硅的成分以及膜厚都趨于一致，能夠大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。適合在晶體硅太陽(yáng)能生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C23C16/455GK102732852SQ20121023282
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者徐文州, 李軍, 查恩, 耿榮軍, 陳五奎 申請(qǐng)人:樂(lè)山新天源太陽(yáng)能科技有限公司