[发明专利]用于奇数个处理模块的均等气体分配的系统、方法及装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年6月21日提交的美国临时专利申请No.61/662,428的优先权，其全部内容通过引用合并到本申请中。

技术领域

光电器件或太阳能电池是将光转换成电能的器件。薄膜太阳能电池是太阳能电池，其中所有的功能层是通过沉积技术构建在支承衬底上的。如果为薄膜硅太阳能电池，则可以通过如PVD、CVD、PECVD、LPCVD等真空沉积法来沉积电极和pin层。功能层之一是透明导电氧化物（TCO）层，其可以通过低压化学气相沉积（LPCVD）处理来沉积在衬底上。

定义

“处理”从本发明的意义上来讲包括作用在衬底上的任何化学、物理或机械效应。

“衬底”从本发明的意义上来讲是待在处理装置中处理的组件、部件或工件。衬底包括但不限于具有矩形、正方形或圆形形状的扁平、板状部件。在优选实施例中，本发明实际处理尺寸大于1平方米的平面衬底，如薄玻璃板。

“处理模块”是一种封装体，其中可以在低于环境大气压的压力下对衬底进行处理。

“CVD”化学气相沉积是使得能够在加热衬底上进行层沉积的一种已知技术。将通常为液体或气体的前体材料馈送至处理系统，在处理系统中前体的热反应导致层的沉积。“LPCVD”是低压CVD的共用术语。

“DEZ”-二乙基锌是用于在真空处理设备中产生TCO层的前体材料。

“TCO”代表透明导电氧化物，因此“TCO”层是透明导电层。

无论是CVD、LPCVD、等离子体增强CVD（PECVD）还是PVD（物理气相沉积），针对在真空处理设备中沉积的膜，在本公开内容中都互换地使用术语层、涂层、沉积和膜。

太阳能电池或光电电池（PV电池）是一种电气组件，其能够将光（例如，阳光）通过光电效应直接转换成电能。

薄膜太阳能电池在通常意义上包括在支承衬底上由夹在两个电极或电极层之间的半导体化合物的薄膜沉积建立的至少一个p-i-n结。p-i-n结或薄膜光电转换单元可以包括夹在p掺杂型和n掺杂型半导体化合物层之间的本征半导体化合物层。术语“薄膜”表示所提到的层通过如PEVCD、CVD、PVD等处理沉积为薄层或薄膜。薄层可以表示厚度小于等于10μm的层，包括那些厚度小于2μm的层。

背景技术

TCO层的沉积可以在具有多个（例如，六个）真空处理模块（PM）的真空系统中进行。在后台处理系统中，可以使用n个顺序地链接的处理室来在每个处理室中沉积总体厚度的1/n（直列式沉积系统）。各种处理气体（DEZ、H₂O、H₂、B₂H₆）的品质和量是对于所需的层的品质的重要处理参数。为了实现所期望的层的品质，每个室中的处理气体的相同比率和气体的相同量可以是必需的。否则，例如层的总体厚度或层的电阻（Rsq）会受到影响。

对于不同气体的气体流量的控制，可以使用能够安装在气体盒中的质量流量控制器（MFC）。可能期望尽可能少地使用MFC。为了确保处理气体的均等分配（即，相同的比率和相同的量），需要合适的管道设计。本发明涉及这样一种管道系统及其方法：其能够提供上述处理气体的均等分配。

对于TCO层的沉积，需要不同的气体（DEZ、H₂O、H₂、B₂H₆），必须以特定比率来混合这些气体。为此，可以使用气体盒，其可以通过MFC控制不同的气体流量并且能够混合这些气体。管道可以将气体盒与PM连接并且确保气体供应。

由于DEZ和H₂O的化学反应，当混合H₂O时，必须将H₂O单独供应至PM以避免管道的阻塞。DEZ和H₂O至ZnO的反应可以限制在PM，该反应是沉积TCO层所需要的。

从而，在气体盒中仅会混合DEZ、H₂和B₂H₆（可以将混合物称为处理气体）。如上面提到的，需要将H₂O单独供应至PM并且将在PM中混合。因此，有两个管道连接至每个PM，一个管道用于处理器体，一个管道用于H₂O。

可能期望减小MFC的数量。因此，需要通过管道来确保所需的均等气体分配。

在特定的实施例中，一个PM是自治的并且可以利用与剩余的PM不同的参数来供应。

所提出的管道设计可以以TCO涂层系统来实现。