[實用新型]用于等離子體增強化學氣相沉積設備的多腔室氣路系統

無效

• 申請號: 201020653887.1
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN201971893U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 褚君浩;張傳軍;江錦春;莊春泉
• 申請（專利權）人: 上海太陽能電池研究與發展中心
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;H01L31/18
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術領域

本實用新型涉及一種用于制備硅基薄膜太陽能電池的等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)設備，具體是指該設備中的多腔室氣路系統。

背景技術

制備硅基薄膜太陽能電池的關鍵設備是等離子體增強化學氣相沉積設備，而保障各項工藝順利進行的關鍵之一在于設計合理的氣路系統。硅基薄膜太陽能電池對氣路的要求是：1氣路系統能夠提供各腔室工藝過程所需的各類氣體；2根據不同工藝過程混氣的要求和氧化性還原性氣體分離的原則，各路氣體要有單獨的氣路通向混氣管；3氣路設計要防止NF₃、(CH₃)₃B、PH₃等毒性氣體和SiH₄、H₂等易燃易爆氣體的泄漏，必需滿足高真空要求，防止SiH₄和空氣中的O₂反應生成氧化硅粉堵塞氣路，并要有吹掃清洗功能，在工藝結束后能夠將殘余氣體排出。

目前的氣路系統主要針對單腔室PECVD，存在多種不合理的設計。如中國發明專利200710094290.0號，該專利從氣路設計上看只能清潔流量計所在部分氣路，氣路其它部分仍然殘留工作氣體；更換氣瓶流入管路的空氣只能從腔室真空系統抽出，使流量計、閥門等氣路元件和腔體不定期接觸空氣；氣路設計上沒有過壓保護，如果氣路部分過壓，只能沿氣路從腔體放氣降壓，對流量計等精密敏感元件帶來不好的影響。

發明內容

針對上述硅基薄膜太陽能電池對氣路系統的要求和存在的問題，本實用新型提供了一種與等離子體增強化學氣相沉積設備配套的多腔室氣路系統，以滿足硅基薄膜太陽能電池的生長要求。

本實用新型的多腔室氣路系統，包括：八種氣源，分別為H₂氣路1、Ar氣路2、CH₄氣路3、PH₃氣路4、SiH₄氣路5、GeH₄氣路6、TMB氣路7和NF₃氣路8。在各自氣路的前進方向上設置有前級氣動擋板閥10。

所說的H₂氣路1和SiH₄氣路5在前級氣動擋板閥10后，分流成三支流氣路，這三支流氣路分別與P沉積腔11、I沉積腔12和N沉積腔13連接，在通向P沉積腔11、I沉積腔12和N沉積腔13的三支流氣路上分別依次設置有流量計14和后級氣動擋板閥15。

所說的NF₃氣路8在前級氣動擋板閥10后設置有流量計14，在其后分流成三支流氣路，這三支流氣路分別與P沉積腔11、I沉積腔12和N沉積腔13連接，在通向P沉積腔11、I沉積腔12和N沉積腔13的三支流氣路上設置有后級氣動擋板閥15。

所說的Ar氣路2在前級氣動擋板閥10后設置有流量計14，在其后分流成三支流氣路或四支流氣路，三支流氣路分別通過后級氣動擋板閥15與P沉積腔11、I沉積腔12和N沉積腔13連接；四支流氣路分別通過后級氣動擋板閥15與P沉積腔11、I沉積腔12、N沉積腔13和傳輸室18連接。

所說的CH₄氣路3、PH₃氣路4、GeH₄氣路6、TMB氣路7在各自的前級氣動擋板閥10后，依次設置有流量計14和后級氣動擋板閥15，而后CH₄氣路3與P沉積腔11連接，PH₃氣路4與N沉積腔13連接、GeH₄氣路6與I沉積腔12連接、TMB氣路7與P沉積腔11連接。

在CH₄氣路3、PH₃氣路4、SiH₄氣路5、GeH₄氣路6、TMB氣路7和NF₃氣路8的各前級氣動擋板閥10前通過三通依次連接有氣動擋板閥18和A單向閥19，并且并聯于Ar氣路2的前級氣動擋板閥10和流量計14之間。

在靠近八種氣源的入口處通過三通連接有手動擋板閥9，并且并聯通過B單向閥16與機械泵17連接。

本實用新型的顯著特點在于：

1.能夠滿足制備非晶硅薄膜太陽能電池、非晶硅/微晶硅疊層薄膜太陽能電池、非晶a-SiC薄膜、微晶μc-SiC薄膜、非晶a-SiGe薄膜等對工作氣體的要求。

2.設置氬氣吹掃氣路可對腔室和氣路進行清洗，設置NF3氣路可對電極進行清潔。

3.在8種氣源氣路的各前級氣動擋板閥前的機械泵抽氣設計，有抽真空和過壓放氣的作用。