專利名稱：氮化硅膜制備裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及晶體硅太陽能生產設備領域，尤其是是一種氮化硅膜制備裝置。
背景技術：
由于太陽光照射到太陽能電池的硅片上，其中一部分太陽光會被反射，即使對將硅表面設計成絨面，雖然入射光會產生多次反射可以增加光的吸收率，但是，還是會有一部分的太陽光會被反射，為了減少太陽光的反射損失，通常所采取的辦法是在太陽能電池的硅片表面覆蓋一層減反射膜，這層薄膜可以減少太陽光的反射率，增加光電轉換效率，在晶體硅表面淀積減反射膜技術中，氮化硅膜具有高絕緣性、化學穩定性好、致密性好、硬度高等特點，同時具有良好的掩蔽金屬和水離子擴散的能力，從而被廣泛采用。 在晶體硅太陽能電池制造過程中，制備氮化硅膜通常采用等離子體增強化學氣相沉積法，簡稱為 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), PECVD 是利用強電場使所需的氣體源分子電離產生等離子體，等離子體中含有很多活性很高的化學基團，這些基團經過經一系列化學和等離子體反應，在硅片表面形成固態薄膜。目前，在晶體硅太陽能電池制造過程中，用于制備氮化硅膜的裝置主要包括真空沉積室，真空沉積室內設置有多個等離子反應器，硅片安裝在等離子反應器上，真空沉積室的前端設置有進氣口，尾端設置有抽氣口，所述進氣口上連接有用于通入制程氣體的進氣管，所述制程氣體是指在氮化硅膜制備過程中用于反應的氣體，一般情況下，在氮化硅膜制備過程中所使用的制程氣體只要有以下三種氨氣、氫化娃和氫氣，其中氫氣可用IS氣替代，該氮化硅膜制備裝置的工作過程如下將各種制程氣體分別通過不同的進氣管通入真空沉積室內，不同的制程氣體在真空沉積室內混合后并且在等離子反應器的作用下電離成離子，經過多次碰撞產生大量的活性基，逐步附著在太陽能電池硅片的表面，形成一層SixNy薄膜。這種氮化硅膜制備裝置在實際使用過程中存在以下問題由于不同的制程氣體密度各不相同，在將各種制程氣體通入真空沉積室后，靠自由擴散很難將其混合均勻，這樣就會造成真空沉積室內各處的氣體成分以及各成分的濃度有差異，例如，有些地方氨氣的濃度較大，有些地方氫化氨的濃度較大，進而導致真空沉積室內不同地方的硅片表面沉積的氮化硅的成分以及膜厚各不相同，很難保證產品質量，而且，制程氣體從真空沉積室的前端進入后，在真空泵的作用下，制程氣體很快就被抽到真空沉積室的尾端進而從抽氣孔排出，這樣在真空沉積室的前端氣體較少，使得設置在前端的硅片表面最后生成的氮化硅膜偏薄，而真空沉積室的尾端則聚集了大量的氣體，使得設置在尾端的硅片表面最后生成的氮化硅膜偏厚，這樣就會出現大量的不合格產品，使得生產效率較低，而且會使生產成本大大增加。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠使各種制程氣體混合均勻的氮化硅膜制備裝置。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是該氮化硅膜制備裝置，包括真空沉積室，真空沉積室內設置有多個等離子反應器，真空沉積室上設置有進氣口與抽氣口，所述進氣口上連接有氣體混合裝置，所述氣體混合裝置上設置有進口與出口，所述進口上連接有多個用于通入制程氣體的進氣管，所述出口與真空沉積室的進氣口連通。進一步的是，所述氣體混合裝置為離心式混合機，所述離心式混合機包括芯體、殼體，芯體設置在殼體內，芯體表面開有螺旋槽，所述螺旋槽的內壁與殼體的內壁圍成封閉的螺旋式氣體通道，所述進口設置在殼體的一端并與螺旋式氣體通道連通，所述出口設置在殼體的另一端并與螺旋式氣體通道連通。進一步的是，所述真空沉積室內設置有噴氣管，噴氣管位于等離子反應器上方，噴氣管一端封閉，另一端與真空沉積室的進氣口連通，在噴氣管上與等離子反應器相對應的位置開有噴氣孔。
進一步的是，所述噴氣管通過活動結構連接在真空沉積室的內壁上。進一步的是，所述活動結構包括固定在真空沉積室內壁上的吊環，所述噴氣管懸掛在吊環上。進一步的是，所述進氣口、抽氣口設置在真空沉積室的前端，所述真空沉積室內設置有兩端敞開的排氣管，排氣管位于等離子反應器下方，排氣管一端與抽氣口連通，另一端延伸至真空沉積室的尾端。本發明的有益效果是通過在真空沉積室的進氣口上連接氣體混合裝置，使得各種制程氣體在進入真空沉積室之前，先利用氣體混合裝置對各種制程氣體進行混合，使其混合均勻后，再通入真空沉積室內進行反應，這樣真空沉積室內各處的氣體成分以及各成分的濃度都相同，可以使真空沉積室內不同地方的硅片表面沉積的氮化硅的成分以及膜厚都趨于一致，能夠大大提高產品質量。


圖I是本發明氮化硅膜制備裝置的結構示意圖；圖中標記為真空沉積室I、等離子反應器2、進氣口 3、抽氣口 4、進氣管5、離心式混合機6、芯體61、殼體62、螺旋槽63、螺旋式氣體通道64、進口 65、出口 66、噴氣管7、噴氣孔8、吊環9、排氣管10。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進一步說明。如圖I所示，該氮化硅膜制備裝置，包括真空沉積室1，真空沉積室I內設置有多個等離子反應器2，真空沉積室I上設置有進氣口 3與抽氣口 4，所述進氣口 3上連接有氣體混合裝置，所述氣體混合裝置上設置有進口 65與出口 66，所述進口 65上連接有多個用于通入制程氣體的進氣管5，所述出口 66與真空沉積室I的進氣口 3連通。通過在真空沉積室I的進氣口 3上連接氣體混合裝置，使得各種制程氣體在進入真空沉積室I之前，先利用氣體混合裝置對各種制程氣體進行混合，使其混合均勻后，再通入真空沉積室I內進行反應，這樣真空沉積室I內各處的氣體成分以及各成分的濃度都相同，可以使真空沉積室I內不同地方的硅片表面沉積的氮化硅的成分以及膜厚都趨于一致，能夠大大提高產品質量。
在上述實施方式中，所述氣體混合裝置可以有多種實施方式，譬如，可以采用一個密閉的腔體，腔體內設置葉輪并通過電機帶動葉輪轉動，通過葉輪的轉動使各種制程氣體混合均勻，還可以采用對流的方式，即將各種制程氣體以對流的方式通入一個密閉的腔體內，作為優選的方式是所述氣體混合裝置為離心式混合機6，所述離心式混合機6包括芯體61、殼體62,芯體61設置在殼體62內，芯體61表面開有螺旋槽63,所述螺旋槽63的內壁與殼體62的內壁圍成封閉的螺旋式氣體通道64,所述進口 65設置在殼體62的一端并與螺旋式氣體通道64連通，所述出口 66設置在殼體62的另一端并與螺旋式氣體通道64連通。這種結構的氣體混合裝置，結構簡單，加工制作非常方便，成本較低，而且，離心式混合機6是利用氣體在螺旋式氣體通道64高速旋轉時與螺旋式氣體通道64的內壁碰撞使各種制程氣體混合，這種方式可以使各種制程氣體混合更加均勻，混合效果更好。在生成氮化硅膜的過程中，為了保證每個硅片表面的氮化硅膜厚度均勻一致，在所述真空沉積室I內設置有噴氣管7，噴氣管7位于等離子反應器2上方，噴氣管7 —端封閉，另一端與真空沉積室I的進氣口 3連通，在噴氣管7上與等離子反應器2相對應的位置開有噴氣孔8，通過噴氣管7將混合均勻的制程氣體通過噴氣孔8噴到每個等離子反應器 2上，使得真空沉積室I內各處的混合氣體濃度基本一致，進而使所有的硅片表面生成厚度均勻一致的氮化硅膜，避免出現大量的不合格產品，保證產品質量，提高生產效率，降低生產成本。所述噴氣管7可以采用各種方式將其固定在真空沉積室I的內壁上，但是，由于真空沉積室I內的溫度較高，為了避免噴氣管7受熱膨脹對真空沉積室I的內壁造成損傷，所述噴氣管7通過活動結構連接在真空沉積室I的內壁上。所述活動結構可以采用彈簧、伸縮等方式實現，作為優選的方式是所述活動結構包括固定在真空沉積室I內壁上的吊環9，所述噴氣管7懸掛在吊上，這種活動結構設置方便，可以很方便的安裝噴氣管7，方便噴氣管7的安裝于拆卸。進一步的是，為了延長制程氣體在真空沉積室I的停留時間，提高制程氣體的利用率，所述進氣口 3、抽氣口 4設置在真空沉積室I的前端，所述真空沉積室I內設置有兩端敞開的排氣管10，排氣管10位于等離子反應器2下方，排氣管10 —端與抽氣口 4連通，另一端延伸至真空沉積室I的尾端，采用上述方式可以使混合均勻的制程氣體有足夠的時間充分參加反應，提高制程氣體的利用率，能夠降低生產成本。
權利要求
1.氮化硅膜制備裝置，包括真空沉積室(1)，真空沉積室(I)內設置有多個等離子反應器(2)，真空沉積室(I)上設置有進氣ロ(3)與抽氣ロ(4)，其特征在于所述進氣ロ(3)上連接有氣體混合裝置，所述氣體混合裝置上設置有進ロ(65)與出口(66)，所述進ロ(65)上連接有多個用于通入制程氣體的進氣管(5)，所述出ロ(66)與真空沉積室(I)的進氣ロ(3)連通。
2.如權利要求I所述的氮化硅膜制備裝置，其特征在于所述氣體混合裝置為離心式混合機(6),所述離心式混合機(6)包括芯體(61)、殼體(62),芯體(61)設置在殼體(62)內，芯體(61)表面開有螺旋槽(63),所述螺旋槽(63)的內壁與殼體(62)的內壁圍成封閉的螺旋式氣體通道(64)，所述進ロ(65)設置在殼體(62)的一端并與螺旋式氣體通道(64)連通，所述出ロ(66)設置在殼體(62)的另一端并與螺旋式氣體通道(64)連通。
3.如權利要求I或2所述的氮化硅膜制備裝置，其特征在于所述真空沉積室(I)內設置有噴氣管(7)，噴氣管(7)位于等離子反應器(2)上方，噴氣管(7)—端封閉，另一端與真空沉積室(I)的進氣ロ(3)連通，在噴氣管(7)上與等離子反應器(2)相對應的位置開有噴氣孔(8)。
4.如權利要求3所述的氮化硅膜制備裝置，其特征在于所述噴氣管(7)通過活動結構連接在真空沉積室(I)的內壁上。
5.如權利要求4所述的氮化硅膜制備裝置，其特征在于所述活動結構包括固定在真空沉積室(I)內壁上的吊環(9)，所述噴氣管(7)懸掛在吊環(9)上。
6.如權利要求5所述的氮化硅膜制備裝置，其特征在于所述進氣ロ(3)、抽氣ロ(4)設置在真空沉積室(I)的前端，所述真空沉積室(I)內設置有兩端敞開的排氣管(10)，排氣管(10)位于等離子反應器(2)下方，排氣管(10) —端與抽氣ロ(4)連通，另一端延伸至真空沉積室(I)的尾端。
全文摘要
本發明公開了一種能夠使各種制程氣體混合均勻的氮化硅膜制備裝置。該氮化硅膜制備裝置，包括真空沉積室，真空沉積室內設置有多個等離子反應器，真空沉積室上設置有進氣口與抽氣口，所述進氣口上連接有氣體混合裝置，所述氣體混合裝置上設置有進口與出口，所述進口上連接有多個用于通入制程氣體的進氣管，所述出口與真空沉積室的進氣口連通。先利用氣體混合裝置對各種制程氣體進行混合，使其混合均勻后，再通入真空沉積室內進行反應，這樣真空沉積室內各處的氣體成分以及各成分的濃度都相同，可以使真空沉積室內不同地方的硅片表面沉積的氮化硅的成分以及膜厚都趨于一致，能夠大大提高產品質量。適合在晶體硅太陽能生產設備領域推廣應用。
文檔編號C23C16/455GK102732852SQ20121023282
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者徐文州, 李軍, 查恩, 耿榮軍, 陳五奎 申請人:樂山新天源太陽能科技有限公司