專利名稱：在基底上沉積材料的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏裝置生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
在光伏裝置的制造中，半導(dǎo)體材料被沉積在基底上。在基底上沉積半導(dǎo)體材料可 通過以下過程來完成使半導(dǎo)體汽化并將汽化的半導(dǎo)體引向基底表面，使得汽化的半導(dǎo)體 冷凝并沉積在基底上，從而形成固體半導(dǎo)體膜。

發(fā)明內(nèi)容
一種沉積系統(tǒng)可以包括分配器，被構(gòu)造為在基底上提供半導(dǎo)體涂層；第一電源， 被構(gòu)造為加熱分配器；等離子體源，緊鄰分配器設(shè)置，等離子體源包括被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)等離子 體源的電極，其中，電極電學(xué)地獨(dú)立于第一電源。在一些情況下，系統(tǒng)或方法可以包括附加電極，附加電極被構(gòu)造為相對于基底偏 置等離子體源。電極可以是分配器上方的后蓋。例如，電極可以包括非金屬材料，例如碳。 在一個(gè)示例中，電極可以包括石墨。電極可以為間隔物。電極可以為后蓋。間隔物可以為 石墨間隔物。后蓋可以為石墨后蓋。在其他的情況下，分配器可以包括具有第一套管和第二套管的一對套管。電極可 以是在第一套管和第二套管之間的間隔物。電極可以是在第一套管和第二套管上方的后
至
ΓΤΠ ο在其他的情況下，分配器可以包括具有第一套管和第二套管的一對套管。電極可 以是平行于第一套管和第二套管的導(dǎo)體。電極可以是在第一套管和第二套管上方的后蓋。在其他的情況下，分配器可以是包括第一套管和第二套管的一對套管，等離子體 源可以包括三個(gè)彼此電隔離的石墨部件。第一石墨部件可以是將第一套管與第二套管分隔 開的第一間隔物。第二石墨部件可以是將第一套管與第二套管分隔開的第二間隔物。第三 石墨部件可以是在第一套管和第二套管上方的后蓋。在其他的情況下，系統(tǒng)還可以包括在 后蓋和每個(gè)間隔物之間的絕緣物。在某些情況下，分配器可以包括至少一個(gè)被構(gòu)造為在基底上提供半導(dǎo)體涂層的分 配孔。等離子體源可通過直流來驅(qū)動(dòng)。等離子體源可通過交流來驅(qū)動(dòng)。等離子體源可通過 脈沖直流來驅(qū)動(dòng)。等離子體源可通過射頻電激發(fā)來驅(qū)動(dòng)。在特定的情況下，系統(tǒng)或方法可以包括被構(gòu)造為傳輸基底以便基底通過分配器的 傳送器。分配器可以位于沉積室內(nèi)，沉積室包括入口，將要被涂覆的基底通過入口被引入到 沉積室中，沉積室包括出口，被涂覆的基底通過出口離開沉積室。分配器可以包括陶瓷管。 分配器可以包括莫來石管。分配器可以包括陶瓷套管。
在其他的情況下，系統(tǒng)或方法可以包括位于分配器內(nèi)的能夠透過的加熱器。等離子體源可以被構(gòu)造為在距基底小于10厘米的區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。等離子體源可以被構(gòu) 造為在距基底小于7厘米的區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。等離子體源可以被構(gòu)造為在距基底小于 5厘米的區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。等離子體源可以被構(gòu)造為在距基底小于2厘米的區(qū)域中產(chǎn) 生等離子體。一種在基底上沉積材料的方法可以包括以下步驟提供第一電源，第一電源被構(gòu) 造為加熱分配器，分配器被構(gòu)造為在基底上沉積半導(dǎo)體涂層；提供等離子體源，等離子體源 包括電學(xué)地獨(dú)立于第一電源的電極；在緊鄰分配器和緊鄰基底的空間內(nèi)激發(fā)等離子體。在附圖以及下面的描述中闡述了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的詳情。通過描述和附圖以及 通過權(quán)利要求，其他的特征、目的以及優(yōu)點(diǎn)將是明顯的。


圖1為包括等離子體源的系統(tǒng)的示意圖。圖2為包括等離子體源的系統(tǒng)的示意圖。圖3為包括等離子體源的系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式通常，沉積系統(tǒng)可以包括分配器、第一電源和等離子體源，分配器被構(gòu)造為提供基 底上的半導(dǎo)體涂層，第一電源被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)分配器，等離子體源緊鄰分配器設(shè)置，等離子體 源包括被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)等離子體源的電極，其中，所述電極電學(xué)地獨(dú)立于第一電源。在一些情 況下，系統(tǒng)或方法可以包括被構(gòu)造為相對于基底偏置等離子體源的附加電極。電極可以為 平行于分配器的導(dǎo)體。電極可以是分配器上方的后蓋(backcap)。例如，電極可以包括非金 屬材料，例如碳。電極可以包括石墨。分配器是被構(gòu)造為通過一個(gè)或多個(gè)開口在基底上沉積材料的組件，分配器包括進(jìn) 料管、套管(sheath tube)或進(jìn)料管和套管。分配器可以包括具有第一套管和第二套管的 一對套管。套管可以通過多個(gè)孔提供蒸氣的空間分布。套管可以至少部分地圍繞諸如粉末 注射管的進(jìn)料管。加熱器可以為管，該管被設(shè)置為套住進(jìn)料管。然后，加熱器可以被套管套 住，從而形成三層基本上同心的管。該加熱器可以為可透過的加熱器，所述可透過的加熱器 允許來自進(jìn)料管的材料透過該加熱器進(jìn)入該加熱器和套管之間的空間。參照圖1，例如，分配器可以為包括諸如陶瓷套管的套管34的組件。一方面，分配 器可以為包括套管、加熱器和進(jìn)料管的組件。陶瓷套管可以套住諸如可透過的加熱器的加 熱器24，然后加熱器24可以套住進(jìn)料管。套管可以包括一個(gè)或多個(gè)分配孔36，分配孔36 被構(gòu)造為在基底8上提供半導(dǎo)體涂層。等離子體源可以包括被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)等離子體源的電 極。系統(tǒng)還可以包括被構(gòu)造為相對于基底偏置等離子體源的附加電極。在某些情況下，分 配器可以包括一對套管。在一個(gè)實(shí)施例中，電極可以是在第一套管和第二套管之間的間隔 物(spacer)。間隔物可以包括石墨橫桿(cross-rod)電極。間隔物可以包含諸如碳的非金 屬材料或其他耐腐蝕的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，間隔物可以為石墨間隔物。附加電極可以 是套管之上的后蓋4。后蓋可以為石墨后蓋。絕緣物可以位于間隔物和石墨后蓋之間。圖2為沿圖1的面A-A截取的剖視圖。系統(tǒng)可以包括被構(gòu)造為電阻式地加熱分配器組件30的分配器電源100、緊鄰分配器組件并緊鄰基底8設(shè)置的第一等離子體源4和第 二等離子體源5。第二等離子體源可以包括石墨橫桿電極5a。在該結(jié)構(gòu)中，第一等離子體 源4和第二等離子體源5并聯(lián)。第一或第二等離子體源可以在處于分配器內(nèi)部且緊鄰基底 的空間40內(nèi)激發(fā)等離子體。等離子體源可以包括被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)等離子體源的電源10。等 離子體源還可以包括電極4和被構(gòu)造為相對于基底8偏置等離子體的附加電源20。分配器 可以包括套管3、被套管套住的能夠透過的加熱器2和被能夠透過的加熱器套住的進(jìn)料管。 分配器可以包括一個(gè)或多個(gè)被構(gòu)造為在基底上提供半導(dǎo)體涂層的分配孔7。在一個(gè)實(shí)施例 中，例如，電極可以是在第一套管和第二套管之間的間隔物，或可以為橫桿電極5a。間隔物 可以包含諸如碳的非金屬材料。在一個(gè)實(shí)施例中，間隔物可以為石墨間隔物。附加電極可 以是第一套管和第二套管上方的后蓋4。后蓋可以為石墨后蓋。絕緣物6可以位于間隔物 和石墨后蓋之間。 圖3為另一個(gè)實(shí)施例的剖視圖，該剖視圖示出了包括被構(gòu)造為電阻式地加熱分配 器組件30的分配器電源100、緊鄰分配器組件并緊鄰基底8設(shè)置的第一等離子體源4和第 二等離子體源5的系統(tǒng)。第一或第二等離子體源可以在處于分配器內(nèi)部且緊鄰基底的空間 40內(nèi)激發(fā)等離子體。等離子體源可以包括被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)等離子體源的電源10。等離子體 源還可以包括電極4和被構(gòu)造為相對于基底8偏置等離子體的附加電源20。分配器可以包 括套管3、被套管套住的可透過的加熱器2和被可透過的加熱器套住的進(jìn)料管。分配器可以 包括一個(gè)或多個(gè)被構(gòu)造為在基底上提供半導(dǎo)體涂層的分配孔7。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，電 極可以是在第一套管和第二套管之間的間隔物，或可以為橫桿電極。間隔物可以包含諸如 碳的非金屬材料。在一個(gè)實(shí)施例中，間隔物可以為石墨間隔物。附加電極可以是在第一套 管和第二套管上方的后蓋4。后蓋可以為石墨后蓋。絕緣物6可以位于間隔物和石墨后蓋 之間?，F(xiàn)有的沉積材料的方法和系統(tǒng)不涉及有目的性的等離子體處理。這里描述的系統(tǒng) 和方法包括在處于分配器內(nèi)部且緊鄰基底的空間內(nèi)激發(fā)等離子體。等離子體會(huì)非常有益于 將能量加入到沉積源蒸氣中。該加入的能量可以將諸如Te2或S2的二聚體拆分，從而改變 膜的生長。單體Te或S被認(rèn)為具有更高的反應(yīng)性，且表現(xiàn)出不同的表面遷移率以及晶體生 長特征。等離子體可以將帶電物種提供給生長表面，這將改變膜的生長。等離子體還可以 將諸如N2、P2、P4、As2和Sb2 (摻雜物)的其他二聚體拆分，這些摻雜物參入熱蒸氣傳輸沉積 的可能性相對低。將摻雜物二聚體拆分可以極大地提高參入的可能性。等離子體還可以提 供諸如He*或Ar*或0/的激發(fā)的亞穩(wěn)態(tài)中性物，這些激發(fā)的亞穩(wěn)態(tài)中性物可以將額外的且 可控的能量傳遞給生長表面?？墒褂酶鞣N等離子體構(gòu)造。例如，可通過直流(dc)、交流(ac)、脈沖直流或射頻 (rf)電激發(fā)來驅(qū)動(dòng)等離子體源。電極構(gòu)造可以為二極管或三極管。等離子體可以相對于基 底被偏置(％、脈沖％或什)，所述基底是虛地。電極的各種幾何形狀都是可能的，且可以 施加各種壓強(qiáng)。例如，在某些情況下，可以施加0. 1-5. 0托的壓強(qiáng)。在一些情況下，如圖1、2和3所示的雙管的分配器的構(gòu)造可以對等離子體的產(chǎn)生 非常有利。包括石墨后蓋、兩個(gè)莫來石管和兩個(gè)石墨沙漏端部間隔物的構(gòu)造限定了分配器 組件的空間的五個(gè)側(cè)面，這五個(gè)側(cè)面與剩下的指向基底的出口的側(cè)面一起容納沉積蒸氣。 在該構(gòu)造中，三個(gè)石墨部件可以彼此電隔離且可用作電極。以這種方式，電極與驅(qū)動(dòng)可透過的SiC加熱器管2的電阻式加熱的電源完全隔開且獨(dú)立于該電源。因?yàn)榈入x子體源獨(dú)立于 分配器的電源而被驅(qū)動(dòng)，所以可以以非常弱的激發(fā)態(tài)到高度激發(fā)態(tài)中的任何有利的條件來 操作等離子體源。在某些情況下，系統(tǒng)可以包括兩個(gè)用于等離子體源的電源。一個(gè)電源可 以用于驅(qū)動(dòng)等離子體，而另外的電源可用于相對于基底偏置等離子體。被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)等離 子體的電源可以獨(dú)立于用于驅(qū)動(dòng)分配器組件的電源。等離子體源可被構(gòu)造為在距基底小于 7厘米的區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。等離子體源可被構(gòu)造為在距基底小于5厘米的區(qū)域中產(chǎn)生 等離子體。等離子體源可被構(gòu)造為在距基底小于2厘米的區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。例如，在第5，945，163號美國專利、第6，037，241號美國專利和第11/380，073號 美國申請中，描述了用于在玻璃基底上沉積半導(dǎo)體膜的各種分配器組件系統(tǒng)和方法，它們 的公開通過引用而完全包含于此。 通常，用于在基底上沉積半導(dǎo)體材料的方法和系統(tǒng)包括將材料和載氣引入到具有 被加熱的第一室的分配器組件中，以形成材料蒸氣。材料可以為粉末，例如，半導(dǎo)體材料粉 末。然后，引導(dǎo)載氣和蒸氣通過一系列連續(xù)的被加熱的室，以形成均勻的蒸氣/載氣組合 物。易于使蒸氣和氣體通過分配器組件的多個(gè)室，通過蒸氣和氣體的流動(dòng)和擴(kuò)散可以提供 均勻的氣體組合物。在組合物已經(jīng)變得均勻之后，組合物被弓I出分配器組件且被弓丨向基底， 從而使膜形成在基底的表面上?；卓梢詾椴ＡЩ谆蚱渌线m的具有適于形成均勻膜的 表面的基底(如聚合物基底)。膜可以為半導(dǎo)體組合物。蒸氣和載氣組合物在被引入到分 配器組件之后可以通過過濾器，以確保該材料的固體顆粒不被引向基底。有利的是，該用于 沉積半導(dǎo)體材料的方法和系統(tǒng)提供了膜厚均勻性和顆粒結(jié)構(gòu)均勻性得到改善的半導(dǎo)體膜。沉積系統(tǒng)可以包括限定處理室的殼體，在處理室中材料被沉積在基底上?；卓?以為玻璃片。殼體可以包括入口和出口?？梢砸匀魏魏线m的方式來加熱殼體，使它的處理 室可以維持在沉積溫度。分配器的溫度可以為大約500攝氏度到大約1200攝氏度。在處 理過程中，可將基底加熱到基底溫度?；诇囟瓤梢詾?00攝氏度到650攝氏度?；?00 可以通過任何合適的方式來傳輸，如輥230或傳送帶，優(yōu)選通過連接的電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。例如 在第11/692，667、11/918，009和11/918，010號美國申請中描述了用于傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法， 這些美國申請通過引用而完全包含于此。分配器可以是包括進(jìn)料管和材料供應(yīng)器的組件，材料供應(yīng)器可以包括容納粉末的 料斗和容納合適的載氣的載氣源。粉末可以在進(jìn)料管中接觸載氣，并且載氣和粉末二者可 以被引入到分配器組件中。在載氣和粉末被引入到分配器組件中之后，粉末被汽化，且與載氣一起以載氣和 蒸氣混合的方式被引導(dǎo)通過分配器組件，以形成均勻的蒸氣/載氣組合物。然后，均勻的蒸 氣/載氣組合物被引出分配器組件并被引向基底。與分配器組件的為了維持材料處于氣相 的溫度相比，基底的溫度較低，基底較低的溫度使得蒸氣在基底表面上冷凝并使膜沉積，沉 積的膜具有基本上均勻的厚度和基本上均勻的結(jié)構(gòu)，這表明結(jié)晶均勻且基本上不存在諸如 未汽化的粉末的微粒材料。半導(dǎo)體蒸氣脫離分配器組件的點(diǎn)可以與基底間隔大約0.5cm到大約5. Ocm范圍內(nèi) 的距離，以提供更有效的沉積。雖然可以使用更大的間隔，但會(huì)需要更低的系統(tǒng)壓強(qiáng)且會(huì)因 過噴(overspraying)而導(dǎo)致材料浪費(fèi)。另外，在鄰近較高溫度的分配器組件進(jìn)行傳輸?shù)倪^ 程中，較小的間隔會(huì)因基底的熱翹曲而產(chǎn)生問題?；卓梢砸灾辽俅蠹s20mm每秒到大約60mm每秒的速度通過半導(dǎo)體蒸氣脫離分配器組件的點(diǎn)的附近。
在執(zhí)行沉積的過程中，使用碲化鎘和硫化鎘作為材料取得了良好的結(jié)果。然而，應(yīng) 該理解，可以使用其他的材料，包括過渡金屬(IIB族)和硫族化物(VIA族)。還應(yīng)該理解， 可用于形成半導(dǎo)體膜的另外的材料具有許多有用的用途(如光伏裝置的制造)，并且可以 與這里描述的系統(tǒng)和方法一起來使用。另外，摻雜物可以有利于改善所得的膜的特性和沉 積。通過將處理室250真空抽吸至大約0. 1托至760托來使用處理系統(tǒng)執(zhí)行該方法。 處理系統(tǒng)可以包括合適的排氣泵，排氣泵用于在初始階段對殼體的處理室進(jìn)行排氣，并持 續(xù)地對其進(jìn)行排氣，從而去除載氣。從源提供的載氣可以為氦氣，已發(fā)現(xiàn)氦氣能夠增大玻璃溫度范圍和壓強(qiáng)范圍，這 提供了諸如沉積密實(shí)和良好結(jié)合的膜特性。選擇性地，載氣可以為另一種氣體，如氮?dú)?、?氣、氬氣或氪氣或這些氣體的組合。載氣還可以包括一定量的諸如氧氣或氫氣的反應(yīng)性氣 體，這些氣體可以有利地改善材料的生長特性。已經(jīng)確定載氣每分鐘0. 3到10標(biāo)準(zhǔn)升的流 速足以向分配器組件提供用于在基底上沉積的材料流。應(yīng)該認(rèn)識到，具有多個(gè)料斗和多個(gè)載氣源的多個(gè)材料供應(yīng)器可以將載氣和材料引 入到分配器組件中。為了清晰起見，示出了圖1和2中示出的分配器?？梢允褂貌牧瞎?yīng) 器的可選實(shí)施例。例如，振動(dòng)式給料器產(chǎn)生的振動(dòng)可以使粉末從料斗遞增地進(jìn)入到傾斜的 通道中。以這種方式，粉末與來自載氣源的載氣一起被引入到進(jìn)料管中?？蛇x擇地，半導(dǎo)體 膜可以沉積在基底的朝下的表面上。下面還描述分配器組件的各種實(shí)施例。參照分配器組件的內(nèi)部部件描述分配器組 件的一個(gè)實(shí)施例。如上面所描述的，載氣和材料被引入到可以包括管的分配器組件中，管可 以由莫來石形成。加熱器可以由石墨或碳化硅(SiC)形成，且可以對加熱器管施加電流來 電阻式地加熱加熱器。分配器可以包括套管，套管具有至少一個(gè)被構(gòu)造為在基底上沉積半導(dǎo)體材料分配 孔。分配孔可以具有大約Imm到大約5mm的直徑。例如，包括在分配器組件中的分配孔的 數(shù)目可以根據(jù)需要而改變，且分配孔可以以例如大約19mm到大約25mm的距離而隔開。均 勻的蒸氣/載氣組合物可以被引入到由石墨托架(grahite cradle)形成的噴嘴中，在蒸氣 /載氣組合物被引入到噴嘴中之后，將汽化的半導(dǎo)體沉積在下面的基底上，基底可以為玻璃 片基底。將從分配孔噴出的均勻的蒸氣/氣體組合物流引入到托架中，這使均勻的蒸氣/ 氣體組合物分散開并且進(jìn)一步提高了組成、壓力和速度的均勻性，從而為在下面的基底上 沉積作準(zhǔn)備?；着c噴嘴緊鄰，這通過減少材料浪費(fèi)的量提高了沉積膜的效率。套管可以由莫來石形成。在蒸氣和載氣通過加熱器管進(jìn)入到套管中并處于套管內(nèi) 的過程中，蒸氣和載氣不規(guī)律的流動(dòng)可以使蒸氣組分和載氣持續(xù)地混合和擴(kuò)散，從而形成 均勻的蒸氣/載氣組合物。套管的內(nèi)部還可以包括用于監(jiān)控分配器組件溫度的熱電偶套 管，熱電偶套管可以由氧化鋁形成且可具有大約5mm到大約IOmm的外徑。均勻的蒸氣/載氣組合物可以被引入套管或管形套的內(nèi)部，使從出口引導(dǎo)的蒸氣 和載氣流分散開，且提高蒸氣和載氣的組成、壓力和速度的均勻性。均勻的蒸氣/載氣組合 物可以被導(dǎo)向槽口或分配孔，槽口或分配孔可以位于套管的基本上與所述出口相對的一側(cè) 上，以為蒸氣和載氣提供長的且曲折的通路，從而促進(jìn)蒸氣/載氣組合物的最充分的混合和最大的均勻性。均勻的蒸氣/載氣組合物可以通過分配孔被引導(dǎo)出外套管，并且可以沉 積在下面的基底的表面上。分配器組件可選的實(shí)施例包括可透過的加熱器。粉末和載氣被引入到可透過的加 熱器或加熱管中，可透過的加熱器和加熱管被電阻式地加熱。電阻電路可以由管形中心電 極提供，管形中心電極可以由石墨形成。加熱管可以為可透過的且可由SiC形成。另外，熱 電偶套管可以容納在加熱管的內(nèi)部，用來監(jiān)控加熱管的溫度。
由電阻式加熱管提供的熱使粉末在加熱管的內(nèi)部汽化，在粉末被汽化之后，得到 的蒸氣和載氣透過加熱管的壁且被引到圍繞的套管的內(nèi)部，套管可以由莫來石構(gòu)成。未被 汽化的粉末沒有透過加熱管的壁。圍繞的套筒可以設(shè)置在直徑更大的外部套管的內(nèi)部，管 形中心電極的一部分將圍繞的套筒與外部套管分開，外部套管像圍繞的套筒一樣可由莫來 石形成?？赏ㄟ^阻塞套筒來防止蒸氣和載氣漏出圍繞的套筒的內(nèi)部，阻塞套筒可由陶瓷帶 填料形成。蒸氣和載氣可以被引入形成在管形中心電極中的通道中。隨著蒸氣和載氣穿過 分配器組件，特別是穿過通道，不規(guī)律的流型使蒸氣和載氣混合且擴(kuò)散為基本上均勻的蒸 氣/載氣組合物。在蒸氣/載氣均勻組合物被引入到加熱管中之后，蒸氣/載氣均勻組合物可以在 加熱管內(nèi)部且沿著加熱管行進(jìn)，使蒸氣/載氣組合物持續(xù)地再次混合。均勻的蒸氣/載氣 組合物通過多個(gè)出口被引出加熱管且引入套管內(nèi)部，出口可以為沿加熱管一側(cè)長度的一部 分以線形鉆的孔。如前面的實(shí)施例，在穿過出口之后，蒸氣/載氣組合物被引入到套管中， 使通過所述出口引入的蒸氣/載氣組合物流分散且進(jìn)一步促進(jìn)蒸氣/載氣的組成、壓力和 速度的均勻性。然后，蒸氣/載氣組合物被引向槽口或分配孔，槽口或分配孔優(yōu)選地設(shè)置 在外部管形套的與所述出口基本上相對的一側(cè)上，以使蒸氣/載氣組合物的通路長度最大 化，從而使蒸氣/載氣組合物均勻。最后，基本上均勻的蒸氣/載氣組合物被引出槽口或分 配孔(槽口或分配孔可沿外部管形套的整個(gè)長度而設(shè)置)并被引向下面的基底，從而膜可 以沉積在基底上。在另一個(gè)實(shí)施例中，首先，可以將粉末和載氣引入到位于加熱器或加熱管內(nèi)部的 過濾管中。加熱管將過濾管加熱到足以使在過濾管內(nèi)部的粉末汽化的溫度?？梢詫^濾管 進(jìn)行電阻式加熱，所以蒸氣和載氣透過過濾管并且被引入到加熱管中。過濾管可以由SiC 形成。當(dāng)蒸氣和載氣從過濾管透入加熱管中時(shí)，混合的蒸氣和載氣通過出口被引出加熱 管，出口可以是位于加熱管一端附近的單個(gè)孔或開口，出口可以具有例如大約IOmm到大約 15mm的直徑?？梢酝ㄟ^出口來引導(dǎo)蒸氣和載氣，出口使得蒸氣和載氣在進(jìn)入集流管的內(nèi)部 的同時(shí)繼續(xù)混合，出口可由石墨形成，出口可以具有大約75mm到大約100mm(優(yōu)選為大約 86mm)的外徑和大約60mm到大約80mm(優(yōu)選為大約70mm)的內(nèi)徑。蒸氣和載氣在集流管內(nèi) 的流動(dòng)使蒸氣和載氣繼續(xù)混合并形成均勻的蒸氣/載氣組合物。蒸氣和載氣可以從加熱管 一側(cè)上的出口引出，圍繞集流管內(nèi)部的加熱管，被引導(dǎo)到多個(gè)分配孔，其中，所述多個(gè)分配 孔在集流管的一側(cè)上沿著集流管的長度布置成行，集流管的所述一側(cè)基本上背對加熱管的 設(shè)置有鉆孔的一側(cè)。另外，熱電偶套管可以設(shè)置成緊鄰加熱管，以監(jiān)控分配器組件的溫度。在另一個(gè)實(shí)施例中，另外的進(jìn)料管和材料源可以分別設(shè)置在分配器組件的相對端 處。
在可選的實(shí)施例中，粉末和載氣通過進(jìn)料管被引入到第一加熱管的內(nèi)部。第一加熱管可以被電阻式地加熱到足以將粉末汽化的溫度，并且第一加熱管可以透過得到的蒸氣 和載氣，但是不能透過粉末。因此，任何未汽化的粉末都不能透出第一加熱管的內(nèi)部。第一 加熱管可以由SiC形成。在粉末被汽化形成蒸氣之后，蒸氣和載氣透過第一加熱管的壁并且被引向第一加 熱管和第一管形套之間的空間，第一管形套可以由莫來石、石墨或鑄造陶瓷形成。管形套內(nèi) 的通道使蒸氣和載氣混合形成均勻的蒸氣/載氣組合物。均勻的蒸氣/載氣組合物通過形 成在管形套中的空間被引向下面的基底，蒸氣在基底上沉積為膜。通過示出和示例的方式提供了上面描述的實(shí)施例。應(yīng)該理解，上面提供的示例在 某些方面可以改變且仍然在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。應(yīng)該清楚，雖然已參照上面優(yōu)選的實(shí)施例 描述了本發(fā)明，但其它的實(shí)施例在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)包括分配器，被構(gòu)造為在基底上提供半導(dǎo)體涂層；第一電源，被構(gòu)造為加熱所述分配器；等離子體源，緊鄰所述分配器設(shè)置，所述等離子體源包括被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)所述等離子體源的電極，其中，所述電極電學(xué)地獨(dú)立于所述第一電源。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括附加電極，所述附加電極被構(gòu)造為相對于所述基 底偏置所述等離子體源。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電極包括非金屬材料。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電極包括碳。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電極是所述分配器上方的后蓋。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述后蓋為石墨后蓋。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分配器是包括第一套管和第二套管的一對套管。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述電極是在所述第一套管和所述第二套管之間 的間隔物。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述間隔物為石墨間隔物。
10.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述電極是在所述第一套管和所述第二套管上方 的后蓋。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分配器是包括第一套管和第二套管的一對套 管，所述等離子體源包括三個(gè)彼此電隔離的石墨部件。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述第一石墨部件是將所述第一套管與所述第 二套管分隔開的第一間隔物，所述第二石墨部件是將所述第一套管與所述第二套管分隔開 的第二間隔物，所述第三石墨部件是在所述第一套管和所述第二套管上方的后蓋。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括在所述后蓋與每個(gè)所述間隔物之間的絕緣物。
14.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分配器包括至少一個(gè)被構(gòu)造為在基底上提供 半導(dǎo)體涂層的分配孔。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述等離子體源通過直流來驅(qū)動(dòng)。
16.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述等離子體源通過交流來驅(qū)動(dòng)。
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述等離子體源通過脈沖直流來驅(qū)動(dòng)。
18.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述等離子體源通過射頻電激發(fā)來驅(qū)動(dòng)。
19.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括被構(gòu)造為傳輸所述基底以便所述基底通過所述 分配器的傳送器。
20.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分配器位于沉積室內(nèi)，所述沉積室包括入口， 將要被涂覆的基底通過所述入口被引入到所述沉積室中，所述沉積室包括出口，被涂覆的 基底通過所述出口離開所述沉積室。
21.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分配器包括陶瓷管。
22.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分配器包括莫來石管。
23.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分配器包括陶瓷套管。
24.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括位于所述分配器內(nèi)的能夠透過的加熱器。
25.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述等離子體源被構(gòu)造為在距基底小于10厘米的 區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。
26.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述等離子體源被構(gòu)造為在距基底小于7厘米的 區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。
27.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述等離子體源被構(gòu)造為在距基底小于5厘米的 區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。
28.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述等離子體源被構(gòu)造為在距基底小于2厘米的 區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。
29.—種在基底上沉積材料的方法，所述方法包括以下步驟提供第一電源，所述第一電源被構(gòu)造為加熱分配器，所述分配器被構(gòu)造為在基底上沉 積半導(dǎo)體涂層；提供等離子體源，所述等離子體源包括電學(xué)地獨(dú)立于所述第一電源的電極；在緊鄰所述分配器的空間內(nèi)激發(fā)等離子體。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述等離子體源還包括附加電極，所述附加電極 被構(gòu)造為相對于所述基底偏置所述等離子體。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述電極包括非金屬材料。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述電極包括碳。
33.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述電極是所述分配器上方的后蓋。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述后蓋為石墨后蓋。
35.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述分配器包括具有第一套管和第二套管的一對套管。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述電極是在所述第一套管和所述第二套管之 間的間隔物。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，所述間隔物為石墨間隔物。
38.如權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述電極是在所述第一套管和所述第二套管上 方的后蓋。
39.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述分配器包括具有第一套管和第二套管的一 對套管，所述等離子體源包括三個(gè)彼此電隔離的石墨部件。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述第一石墨部件是將所述第一套管和所述第 二套管分隔開的第一間隔物，所述第二石墨部件是將所述第一套管和所述第二套管分隔開 的第二間隔物，所述第三石墨部件是在所述第一套管和所述第二套管上方的后蓋。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，還包括在所述后蓋與每個(gè)所述間隔物之間的絕緣物。
42.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述分配器包括至少一個(gè)被構(gòu)造為在基底上提 供半導(dǎo)體涂層的分配孔。
43.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述等離子體源通過直流來驅(qū)動(dòng)。
44.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述等離子體源通過交流來驅(qū)動(dòng)。
45.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述等離子體源通過脈沖直流來驅(qū)動(dòng)。
46.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述等離子體源通過射頻電激發(fā)來驅(qū)動(dòng)。
47.如權(quán)利要求29所述的方法，還包括被構(gòu)造為傳輸所述基底以便所述基底通過所述分配器的傳送器。
48.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述分配器位于沉積室內(nèi)，所述沉積室包括入 口，將要被涂覆的基底通過所述入口被引入到沉積室中，所述沉積室包括出口，被涂覆的基 底通過所述出口離開所述沉積室。
49.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述分配器包括陶瓷管。
50.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述分配器包括莫來石管。
51.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述分配器包括陶瓷套管。
52.如權(quán)利要求29所述的方法，還包括位于所述分配器內(nèi)的加熱器。
53.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述等離子體源被構(gòu)造為在距離基底小于10厘 米的區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。
54.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述等離子體源被構(gòu)造為在距離基底小于7厘米 的區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。
55.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述等離子體源被構(gòu)造為在距離基底小于5厘米 的區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。
56.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述等離子體源被構(gòu)造為在距離基底小于2厘米 的區(qū)域中產(chǎn)生等離子體。
全文摘要
一種在基底上沉積膜的方法和設(shè)備包括緊鄰分配器設(shè)置的等離子體源，分配器被構(gòu)造為在基底上提供半導(dǎo)體涂層。
文檔編號H01L21/263GK101861639SQ200980100069
公開日2010年10月13日 申請日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日
發(fā)明者瑞克·C·鮑威爾 申請人:第一太陽能有限公司