[发明专利]离子注入设备

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能晶片制造技术，特别是涉及一种离子注入设备。

背景技术

新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能便是一种清洁、高效、永不衰竭的新能源，光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等诸多优点。因此，在新世纪中，各国政府都已经将太阳能资源利用作为了国家可持续发展战略的重要内容。近几年来，国际光伏发电技术迅猛发展，对太阳能掺杂晶片的需求也随之大幅上升。

在太阳能晶片掺杂领域中，使用最为普遍的方法是热扩散掺杂工艺，这种方法虽然生产效率较高，但需要执行一些后续的工艺来作为补充，例如去边工艺等等，因此工艺步骤的总数较多，设备的总成本也相应较高。另外，热扩散掺杂工艺还无法较精确地控制掺杂离子的剂量和均匀性，从而会导致在太阳能掺杂晶片的生产过程中损失一部分太阳能转化效率。

由于热扩散掺杂工艺存在着上述诸多缺陷，因此随着离子注入技术的不断进步，太阳能晶片的掺杂工艺开始逐渐向离子注入掺杂工艺发展。

参考美国专利4,353,160和20080038908所述，在离子注入掺杂工艺中，为了实现对传输于生产线上的大量太阳能晶片的连续加工，在一般的离子注入设备中，在束流传输系统的末端处，即在离子束到达注入工位之前，通常会将离子束的传输方向调整为竖直向下，从而使得离子束自上而下地注入太阳能晶片，以完成对太阳能晶片的掺杂制程。

具体地，美国专利4,353,160中所述的离子注入设备的结构如图1所示。该离子注入设备中的束流传输系统包括一离子源系统1’以及一磁铁系统2’，该离子源系统1’用于生成一离子束，而后，该磁铁系统2’会使该离子束在磁场作用下发生一次大角度偏转，该次偏转不但能够将荷质比不符合预设要求的离子从该离子束中筛除出去，还能够同时将筛选留下的该离子束偏转为竖直向下传输，这样一来，当离子束到达注入工位时，该离子束便可以自上而下地对太阳能晶片4’进行掺杂加工。

上述的这种离子注入设备虽然能够满足生产线连续加工的需要，但是其仍然存在着一些缺陷：在该磁铁系统2’所在的区域中，由于磁铁对荷质比不同的各种离子的选择效应，许多荷质比不符合预设要求的离子以及在离子束的传输过程中产生的中性粒子会从该磁铁系统2’中飞出并轰击在该离子注入设备的制程真空腔的腔壁上，由于腔壁上一般均覆盖有石墨保护层，该石墨保护层在轰击之下会产生许多石墨微粒，这些石墨微粒与制程真空腔中的其它一些不符合注入要求的离子或中性粒子一同便构成了所谓的“粉尘粒子”，这种粉尘粒子对于太阳能晶片的掺杂制程而言无疑是有害的。这些粉尘粒子中有极大的一部分会随着离子束一起传输，由于离子束在离开该磁铁系统2’之后便会到达注入工位，因此随着离子束到达注入工位的这些粉尘粒子便会与离子束一同自上而下地落在太阳能晶片上，这无疑会导致制得的太阳能掺杂晶片的良品率大幅降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中粉尘粒子会大量落在太阳能晶片上的缺陷，提供一种能够在执行离子注入之前基本过滤掉离子束中的粉尘粒子，并且还可以降低设备总高度、降低设备总成本的离子注入设备。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种离子注入设备，其包括一离子源系统、一磁铁系统以及工件，该磁铁系统用于偏转由该离子源系统生成的离子束以从中筛选出具有预设荷质比的离子束，筛选出的该离子束沿竖直向下的传输方向注入工件，其特点在于，该离子注入设备还包括：一设于该磁铁系统与工件之间的电极系统，该电极系统用于将筛选出的该离子束偏转为竖直向下传输。

较佳地，该电极系统用于将筛选出的该离子束偏转10°～90°。

较佳地，该电极系统还用于使筛选出的该离子束加速或减速。

较佳地，所述工件为太阳能晶片。