[發(fā)明專利]一種LPCVD工藝腔中的氣體吹掃系統(tǒng)及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110423198.0
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102517564A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛科
• 申請（專利權(quán)）人: 漢能科技有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LPCVD工藝腔中的氣體吹掃系統(tǒng)，具體地講是涉及一種防止LPCVD工藝腔室之間交叉污染以及能夠吹掃ZnO顆粒的氣體吹掃系統(tǒng)。

本發(fā)明還涉及一種運(yùn)用上述系統(tǒng)的LPCVD工藝中的氣體吹掃方法。

背景技術(shù)

隨著能源的日益短缺，可再生綠色能源的開發(fā)和利用越來越受到人們的關(guān)注，尤其是對太陽能的利用，帶動了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，特別是光伏電池和大面積光伏模塊器件的開發(fā)和應(yīng)用。

薄膜太陽能電池在弱光條件下仍可發(fā)電，并且具有面積大、輕薄透明、生產(chǎn)過程能耗低等特點(diǎn)，具備大幅度降低原材料和制造成本的潛力。因此，目前市場對薄膜太陽能電池的需求正逐漸增長，而制造薄膜太陽能電池的技術(shù)更成為近年來的研究熱點(diǎn)。

ZnO是一種N型直接帶隙半導(dǎo)體材料，室溫下禁帶寬度Eg為3.37eV。由于其原材料豐富且無毒，具有高電導(dǎo)和高透過率，并且在H等離子體環(huán)境中性能穩(wěn)定，因此，在太陽能電池領(lǐng)域，ZnO作為透明導(dǎo)電氧化物薄膜進(jìn)一步提高了Si薄膜太陽能電池的效率和穩(wěn)定性，加快了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，器件中作為陷光結(jié)構(gòu)的絨面ZnO薄膜前電極和背反射電極顯得尤為重要。

ZnO的生長方法有很多，包括脈沖激光沉積、低壓金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積、射頻/中頻/直流濺射、電子束和熱反應(yīng)蒸發(fā)、等離子體化學(xué)氣相沉積、噴霧熱分解和溶膠-凝膠法等，其中低壓金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(LPCVD)是目前普遍被采用和工業(yè)化的方法。

在低壓金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積中，玻璃基板靠傳動裝置輸送到金屬氣體反應(yīng)腔內(nèi)，當(dāng)玻璃被滾輪輸送到預(yù)定位置后，由位于加熱板下方的頂針系統(tǒng)升出托起玻璃基板離開滾輪，這時(shí)滾輪系統(tǒng)向兩側(cè)收縮讓開玻璃下方所在區(qū)域，之后頂針系統(tǒng)下降將玻璃放置在加熱板表面，反應(yīng)腔內(nèi)氣體溫度在200℃時(shí)反應(yīng)最強(qiáng)烈，在反應(yīng)過程中氣體在玻璃基板上進(jìn)行沉積。

為了保證LPCVD的單個機(jī)臺的產(chǎn)能，加快LPCVD機(jī)臺的工藝節(jié)拍，一般會并排線性排放4-6個工藝腔室，如圖1所示，包括：1、加熱腔，2、加熱腔和工藝腔(一)之間的門閥，3、工藝腔泵抽口位置，4、加熱板，5、傳輸滾輪，6、工藝腔(二)，7、工藝腔(三)，8、玻璃位置，9、相連工藝腔室之間傳輸玻璃的縫隙，10、工藝腔(四)，11、冷卻腔，12、工藝腔(四)和冷卻腔之間的門閥，13、工藝腔(一)。玻璃在四個工藝腔室中的傳輸?shù)姆绞綖椋翰Ａ扔杉訜崆患訜岬皆O(shè)定溫度后，位置2處的加熱腔和工藝腔(一)之間的門閥開啟，玻璃由加熱腔傳輸?shù)焦に嚽?一)，玻璃在滾輪和頂針的作用下將玻璃從滾輪上傳輸?shù)郊訜岚迳?，開始工藝鍍膜，當(dāng)完成工藝鍍膜后，通過頂針的上、下運(yùn)動以及滾輪的伸縮運(yùn)動再次將玻璃傳輸?shù)綕L輪上，滾輪將玻璃從工藝腔(一)傳輸?shù)焦に嚽?二)。兩個工藝腔室之間沒有門閥，留出一個小縫隙供玻璃在工藝腔室之間進(jìn)行傳輸。如圖2所示，包括：14、兩個工藝腔室之間為了保證玻璃的傳輸所開的縫隙，15、固定螺絲，用來連接、固定兩個工藝腔室，通過固定螺絲將多個工藝腔室連接固定，16、工藝腔對接腔壁，17、工藝腔側(cè)壁，18、工藝腔腔室的上蓋。

玻璃在每一個工藝腔室的沉積時(shí)間為：若TCO薄膜要求的總厚度為n，總的沉積時(shí)間為t，工藝腔室總數(shù)為m，則玻璃在每一個工藝腔室所需要沉積的薄膜厚度為n/m，時(shí)間為t/m。通過增加工藝腔的數(shù)目可以減少玻璃在每個工藝腔室的沉積時(shí)間從而達(dá)到加快生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間、增加產(chǎn)能的目的。但是由于相連的工藝腔之間必須開一個小縫隙來保證玻璃在不同工藝腔室之間的傳輸。由圖1可以看到，每一個工藝腔室在左右兩邊均有一個對稱的泵抽口，反應(yīng)氣體與殘余氣體的混合物經(jīng)由這兩個泵抽口被抽走，保證工藝腔氣體的壓力恒定。但是由于在泵抽口處，氣體的抽速比較大，前一個工藝腔的泵抽口可以通過縫隙對相連的工藝腔進(jìn)行抽氣，每一個縫隙兩側(cè)均有兩個泵抽口，這樣在該縫隙兩側(cè)區(qū)域形成一個抽氣能力強(qiáng)的空間，工藝腔的串接加強(qiáng)了該區(qū)域的抽氣能力，導(dǎo)致更多反應(yīng)氣體被快速的抽走，減少了該區(qū)域反應(yīng)氣體在腔室之間的存留時(shí)間，會導(dǎo)致靠近縫隙側(cè)的BZO膜層的厚度偏薄，同時(shí)氣體流速增加也加快了加熱板邊緣的散熱，導(dǎo)致溫度均勻性變差，并且由于對工藝腔室氣場均勻性的影響，嚴(yán)重影響B(tài)ZO薄膜的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容