[發明專利]一種銅銦鎵硒薄膜的硒化處理裝置、方法及銅銦鎵硒薄膜器件

有效

• 申請號: 201310018690.9
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103088301A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 王文忠;王志;段東平
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/54;C23C14/06;H01L31/032
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種銅銦鎵硒薄膜的硒化處理裝置，其特征在于，所述裝置包括石英管（5），所述石英管（5）內部設有硒化單元，所述硒化單元包括通過隔熱材料相連接的硒源凹槽（4）和CIGS薄膜凹槽（1），兩凹槽上方設有防護罩（2），所述防護罩（2）與兩凹槽之間形成密閉空間。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述防護罩（2）采用隔熱材料制成；

優選地，所述隔熱材料采用多孔陶瓷和/或多孔玻璃；

優選地，所述硒源凹槽（4）和CIGS薄膜凹槽（1）采用良導熱材料制成；所述良導熱材料優選采用石墨、鉬或不銹鋼中的一種或至少兩種的組合。

3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述石英管（5）兩端設有密封裝置（6）；優選地，所述密封裝置（6）選用硅橡膠或氟橡膠墊圈進行密封，并且石英管（5）兩端均設有閥門。

4.根據權利要求1-3之一所述的裝置，其特征在于，所述石英管（5）與惰性氣源相連接；優選地，所述石英管（5）一端連接真空泵，另一端連接惰性氣源；優選地，所述惰性氣源中惰性氣體為高純氬氣或高純氮氣。

5.根據權利要求1-4之一所述的裝置，其特征在于，所述石英管（5）設置于雙溫區管式加熱爐內，以纏繞在石英管（5）外的加熱電阻絲作為熱源；優選地，所述硒源凹槽（4）和CIGS薄膜凹槽（1）之間通過多孔陶瓷或多孔玻璃連接。

6.一種基于權利要求1-5之一所述銅銦鎵硒薄膜硒化處理裝置的硒化處理方法，其特征在于，所述方法將固態硒源和CIGS薄膜分別放入硒源凹槽（4）和CIGS薄膜凹槽（1）中，然后抽真空，加熱，進行硒化處理。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法抽真空至0.4～1Pa，然后通入惰性氣體，保持惰性氣體壓力為40～200Pa。

8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述加熱時，控制硒源凹槽（4）內溫度為180～240℃，CIGS薄膜凹槽（1）內溫度為400～600℃，并在所述溫度下保持30～60min進行硒化處理，最后緩慢降溫；

優選地，所述CIGS薄膜凹槽（1）內CIGS薄膜的數目為1～9個，進一步優選6個。

9.根據權利要求6-8之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1）將固態硒源和CIGS薄膜分別放置于硒化單元的硒源凹槽（4）和CIGS薄膜凹槽（1）中，將所述硒化單元放入石英管（5）中；

（2）通過真空泵抽真空至0.4～1Pa，然后向石英管（5）內通入惰性氣體，保持惰性氣體壓力為40～200Pa；

（3）利用雙溫區管式加熱爐加熱，控制硒源凹槽（4）內溫度為180～240℃，CIGS薄膜凹槽（1）內溫度為400～600℃，保持30～60min，然后停止加熱，緩慢降溫，取出CIGS薄膜。

10.一種銅銦鎵硒薄膜器件，其特征在于，所述銅銦鎵硒薄膜器件通過權利要求6-9之一所述方法硒化處理得到的。