[发明专利]一种等离子体增强化学气相沉积炉

说明书

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 Deposition）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，且减反射膜的均匀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匀性，就要求参与反应的各种气体的均匀性和稳定性要高，如果参与反应的各种气体的均匀性和稳定性较差，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=SiN_x+（（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匀性、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匀性、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、均匀性好、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。

所述的前匀流板设置于所述的碳化硅浆靠近所述的腔门的一端，所述的后匀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匀流板之间的空间，所述的主腔为所述的前匀流板和所述的后匀流板之间的空间，所述的后缓冲腔为所述的后匀流板和所述的沉积腔体的底部之间的空间。

所述的前匀流板和所述的后匀流板均为石英圆盘，所述的石英圆盘上均匀设置有多个通气孔。

所述的前匀流板的直径和所述的后匀流板的直径均小于等于所述的沉积腔体的腔壁的内径。