[發明專利]利用強制對流對薄膜裝置進行均勻熱處理的設備及方法

無效

• 申請號: 201210013302.3
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN103151260A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 保羅·亞歷山大;史蒂文·阿拉根
• 申請（專利權）人: 思陽公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;H01L31/18
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

1.一種對薄膜材料進行均勻熱反應處理的設備，所述設備包括：

室，包圍一管狀空間，沿軸向從第一端區域水平地延伸至第二端區域附近，所述管狀空間填充有工作氣體；

至少一個加熱器，設置于所述室的外部周邊處以提供熱能用于加熱所述室；

裝載構造，用于使多個基板經受所述管狀空間中的所述工作氣體，所述多個基板中的每一個均在空間上布置為與每個相鄰基板有一間隔；

第一隔離件，設置于所述裝載構造上方；

第二隔離件，設置于所述裝載構造下方，所述第二隔離件位于所述第一隔離件下方一距離處；

第三隔離件，在所述裝載構造前方設置得鄰近所述第一端區域；以及

吹送裝置，設置于所述第三隔離件與所述裝載構造之間，所述吹送裝置面向所述軸向并且具有的徑向尺寸基本上等于所述第一隔離件與所述第二隔離件之間的距離。

2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述室包含石英材料，所述石英材料對于由所述至少一個加熱器提供的熱能來說是基本上熱傳導的并且對于至少包含氣態硒化物物質的工作氣體來說是化學惰性的。

3.根據權利要求2所述的設備，其中，處于所述裝載構造中的所述多個基板中的每一個均包括覆在鈉鈣玻璃基板上面的至少包含銅、銦或鎵物質的薄膜材料，所述薄膜材料經受與所述氣態硒化物物質的反應以形成光伏吸收器材料。

4.根據權利要求3所述的設備，其中，所述鈉鈣玻璃基板包括具有選自20x20cm、20x50cm或65x165cm的形狀因數的平面形狀。

5.根據權利要求1所述的設備，其中，所述第一隔離件和所述第二隔離件包括矩形板，所述矩形板平行于所述軸向設置，分別在所述多個基板的所述裝載構造的上方和下方具有間隙。

6.根據權利要求1所述的設備，其中，所述第三隔離件包括兩個或更多個盤形板，所述盤形板垂直于所述軸向設置，所述盤形板基本上阻擋所述室的除與所述室的內壁之間有周邊間隙縫隙之外的橫截面。

7.根據權利要求6所述的設備，進一步包括月牙形狀的第四隔離件，所述第四隔離件接觸所述兩個或更多個盤形板中的至少一個以覆蓋與所述室的內壁的下部之間的周邊縫隙的一部分。

8.根據權利要求1所述的設備，其中，所述吹送裝置包括一個或多個機動風扇，用于產生所述工作氣體的沿所述軸向流動通過所述多個基板的每個間隔的強制對流。

9.根據權利要求8所述的設備，其中，所述吹送裝置包括一個或多個流放大器，所述流放大器由化學惰性材料制成且不具有移動部件，并且所述流放大器被布置成覆蓋所述多個基板的端部區域前方的基本上橫向的部分。

10.根據權利要求8所述的設備，其中，所述強制對流與所述多個基板中的每個上的流速曲線相關聯，所述流速曲線確定基于一預定溫度曲線達到一處理階段的運行時間，所述預定溫度曲線在所述多個基板中的每個基板上具有的最大溫度變化基本上小于20℃。

11.根據權利要求10所述的設備，進一步包括第二吹送裝置，所述第二吹送裝置位于所述裝載構造后面鄰近所述第二端區域，所述第二吹送裝置面向所述軸向，以用于調節所述多個基板中的每個基板上的與所述強制對流相關聯的所述流速曲線。

12.一種利用工作氣體的強制對流對薄膜裝置進行均勻熱處理的方法，所述方法包括：

提供沿軸向從第一端區域水平地延伸至第二端區域的管狀的爐；

將多個基板裝載至所述爐中；

在所述多個基板上方設置第一隔離件并在所述多個基板下方設置第二隔離件；

在所述多個基板前方鄰近所述第一端區域設置第三隔離件；

向所述爐填充工作氣體；

從圍繞所述爐設置的一個或多個加熱器提供熱能以加熱所述爐和所述工作氣體；以及

操作設置于所述第三隔離件與所述多個基板之間的流驅動器，以產生所述工作氣體的流動通過所述第一隔離件和所述第二隔離件之間的所述多個基板的強制對流。

13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述爐、所述第一隔離件和所述第二隔離件均由石英材料制成，所述石英材料至少是熱傳導的且對于所述工作氣體來說是化學惰性的。