[发明专利]一种冷却构件及真空镀膜设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体生产设备领域，特别是涉及一种冷却构件及真空镀膜设备。

背景技术

在薄膜太阳能电池组件中，薄膜层起到光电转换的作用，其性能在很大程度上决定了电池片的光电转换效率，即电池片的关键性能参数。薄膜层一般采用MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化学气相沉积)的加工方式进行材料生长，而MOCVD生产设备非常昂贵，在整条薄膜太阳能电池片生产线中，MOCVD设备成本占据非常高的比例，其产能的提高能够极大的降低电池片的制造成本。

MOCVD的机理是一种热化学反应，在较高的温度下(一般在几百到1000摄氏度之间)，真空腔室中通入特定的工艺气体以及金属有机物源，进行化学反应，在基片上生长出特定材料的薄膜层。一个连续工艺过程(一般持续几分钟到几十分钟之间)往往分为几个阶段，在不同的阶段，工艺温度和工艺气体会有变化，工艺气体种类切换和流量控制，当前已经有很多成熟的零部件以及控制方法可用，但工艺温度的快速切换将影响电池片膜层生长工艺的总时间，影响到设备产能。

MOCVD工艺腔室在真空条件下工作，设定的工艺压力一般在几十到一百Torr之间，真空腔室内的气体对流传热效率会非常低，且由于膜层生长其上的基片与加热器不接触，没有热传导产生，因此，基片的温度切换都是采用热辐射的方式获得能量。

当前的常见方案，真空腔室构成一个空间，真空腔室外壁由耐腐蚀的不锈钢材料构成，由于基片的温度范围控制在300～1200℃，而根据实际需要及安全考虑，腔室外壁不能超过60℃，所以，腔室外壁会设计有冷却水系统，确保工艺过程中，腔室壁温度稳定。当前，加热一般采用红外灯管作为加热源，通过热辐射，基片升温速度很快，可达到20度/秒以上，甚至可以把基片的加热分别在两个腔室分段进行，第一个腔室的作用是预热，比如加热到500摄氏度，然后再传入第二个腔室，即工艺腔室，能迅速加热到工艺温度(比如700℃)，节省加热所需的时间，提高设备的产能。但在工艺腔室内，基片在不同工艺阶段需要切换成不同的温度，部分相邻工艺步骤之间需要降低温度，并且在工艺结束后，基片温度必须降低到一定范围才能传出工艺腔室，一般在400℃左右，如果在较高温度下传出长有膜层的基片，新生成的膜层将在高温下挥发分解，造成膜层质量下降，并污染传输腔室。在这些温度降低的过程中，当前常用的方法是停止红外灯管的能量，通过腔室壁(恒温，25℃)的冷却系统将热量带走，基片冷却时间较长，从而降低了设备产能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种冷却构件及真空镀膜设备，以解决现有太阳能电池片膜层生长工艺中无法快速切换工艺温度，设备产能低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种冷却构件，包括冷却板和旋转机构，所述冷却板包括若干根冷却条，所述冷却条与冷却液管路连通，所述旋转机构包括驱动件和转轴，所述驱动件与所述转轴的一端连接，所述转轴的另一端与所述冷却条连接。

其中，所述冷却板还包括框架，所述冷却条设于所述框架内，所述框架上设有用以所述转轴穿过的穿孔。

其中，所述冷却条设有与所述转轴适配的贯穿孔，所述冷却条与所述转轴同步转动。

其中，所述驱动件为电机或气缸。

其中，所述框架与所述转轴的材质均为不锈钢材质。

一种真空镀膜设备，包括腔室、用以加热基片的加热灯管和以上任一项所述的冷却构件，所述驱动件安装在所述腔室的侧壁外侧，所述冷却板安装在所述加热灯管与所述腔室的底板之间。

其中，所述转轴的一端通过第一密封旋转装置穿过腔室的侧壁与所述驱动件连接，所述转轴的另一端通过第二密封旋转装置可旋转的安装在对称侧的腔室侧壁上。

其中，所述第一密封旋转装置与所述第二密封旋转装置均为磁流体轴承。

其中，所述框架通过支撑件固定在所述腔室的底板上侧。

其中，所述加热灯管为红外灯管，所述红外灯管安装于基片的下侧。

(三)有益效果

本发明提供的一种冷却构件，旋转机构驱动冷却板内的冷却条转动，冷却状态，冷却条与腔室内的基片平行，加大冷却面积，提高冷却效率；非冷却状态，驱动件驱动冷却条转动，使冷却条与腔室内的基片垂直，减小冷却面积，提高加热效率，实现工艺温度的快速切换，降低工艺生产时间，提高设备产能，节约能源消耗。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1中沿A-A向的剖视图。