[實用新型]一種改善PVD鍍膜機鍍膜均勻性的屏蔽罩

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320138195.7
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN203222613U
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋光耀;李毅;龍鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市創(chuàng)益科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 深圳市毅穎專利商標(biāo)事務(wù)所 44233
• 代理人: 張藝影

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種磁控濺射鍍膜機平面靶的屏蔽罩帶氣流擋板，用來改善鍍膜均勻性，屬于薄膜太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

???一般將磁控濺射簡稱為PVD，磁控濺射鍍膜設(shè)備或稱PVD鍍膜機被廣泛地應(yīng)用在太陽能電池、觸摸屏、TFT等行業(yè)沉積膜層工藝上，其工作原理是通過粒子碰撞靶材表面，磁控濺射等離子體沉積薄膜層。目前，現(xiàn)有太陽能電池制造中，一般采用平面靶，該平面靶技術(shù)比旋轉(zhuǎn)靶技術(shù)更為成熟和穩(wěn)定。平面靶的結(jié)構(gòu)一般是靶材和背板固定在磁鐵座上，磁鐵座內(nèi)部放置磁鐵組，裝有蓋板的磁鐵座安裝在密封真空室腔體內(nèi);靶材的外部加裝帶開口的陰極罩；陰極罩內(nèi)安裝有通氬氣的氣管，氣管上開有朝向靶材的小孔；靶材接負(fù)高頻電源的負(fù)電極，密封的真空室腔體接正電極。陰極罩工作過程是濺射前預(yù)先在通氬氣的氣管內(nèi)向靶材表面通入氣體，沉積過程靶材表面輝光放電，磁控濺射形成等離子體，透過陰極罩開口在基片表面沉積膜層。平面靶在大面積沉?xí)霈F(xiàn)膜層厚度不均勻，影響薄膜（非晶硅）太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。例如背電極的AZO膜層鍍的太薄，會使透過光電轉(zhuǎn)換層（非晶硅層）的光線不能充分被反射回去達到最大的“光捕捉”，這樣就會降低光電轉(zhuǎn)換層（非晶硅電池）的轉(zhuǎn)化效率。如果AZO膜層厚鍍的太厚，會使AZO層中光損失增加，同樣影響光電轉(zhuǎn)換層（非晶硅電池）的轉(zhuǎn)化效率下降。當(dāng)然，生產(chǎn)過程中造成沉積膜厚不均的因素很多，如靶材表面氣體氛圍不均勻、磁鐵組產(chǎn)生的磁場不均勻以及以上所說的陰極罩結(jié)構(gòu)等。中國專利申請?zhí)?00910167703.2《一種改善磁控濺射膜厚均勻性的方法》給出了一種通過采用在基片和陰極靶之間修正擋板，來減少靠近圓心處沉積速率，以實現(xiàn)膜層的均勻性；但該技術(shù)方案是建立在真空室內(nèi)通入氣體氛圍均勻的狀態(tài)下，即到達基片表面的通入氣體保持恒定給出的修正方法。而在實際的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)過程中，常見通入氣體的導(dǎo)管，可能會因氣管上出氣孔的大小造成氣流量的細(xì)微差異,氣流方向會偏向陰極靶靶罩的開口處，導(dǎo)致到達靶面的氣流不均勻。隨著靶材使用過程,通氬氣的氣管射出來的粒子對氣管的轟擊，也會導(dǎo)致偏大的孔徑變得更大，氣流量大，離子轟擊的能量會增大，更加劇氣管開孔尺寸的偏差，再次造成沉積膜的厚度不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明創(chuàng)造旨在解決以上所說磁控濺射平面靶存在濺射鍍膜厚不均勻問題，通常情況下會出現(xiàn)通入氣體的導(dǎo)管，因氣管上出氣孔的大小會造成氣流量的細(xì)微差異,導(dǎo)致到達靶面的氣流不均勻。并提供一種經(jīng)過多次工業(yè)試驗和測試研究得出這一種技術(shù)解決方案。

本發(fā)明創(chuàng)造的目的之一是提供一種PVD鍍膜機用的能夠改善鍍膜均勻性的陰極靶疏流裝置，以求到達基片表面的通入氣體盡可能達到恒定，以改善鍍膜均勻性提高薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明創(chuàng)造的另一目的即如何突破現(xiàn)有技術(shù)存在的瓶頸,有效地保護陰極靶屏蔽罩內(nèi)的通氣管通氣的氣孔不被轟擊，以保持氣孔孔徑不變，尋求改善鍍膜質(zhì)量的均勻性和一致性的方法。

???為實現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造任務(wù)，所提出的技術(shù)解決方案是：一種改善PVD鍍膜機鍍膜均勻性的屏蔽罩，包括真空腔體和平面靶，以及進氣管，?PVD鍍膜機平面陰極靶的屏蔽罩上有保護通氣管氣流小孔并疏導(dǎo)氣流量和氣流方向的疏流裝置。將疏流裝置安裝在平面陰極靶的屏蔽罩體內(nèi)的開口處，以遮擋屏蔽罩內(nèi)的通氣管。方法是利用疏流裝置遮擋通氣管上朝向陰極靶材噴氣的眾多小孔。該疏流裝置的擋板呈“Z”字形或“L”。屏蔽罩內(nèi)的疏流板無論呈何形狀，該疏流板和屏蔽不著之間總留有一道朝向靶材的縫隙使氣管充入的氣體由該縫隙處排出到靶材表面。

實施本發(fā)明創(chuàng)造所產(chǎn)生的積極效果：顯著的改善了膜層的均勻性和鍍膜質(zhì)量。提高了鍍膜機的鍍膜質(zhì)量。本發(fā)明創(chuàng)造的屏蔽罩疏流裝置使氣流在擋板內(nèi)充分混合，形成具有均勻壓力、連續(xù)出氣的一道縫隙。受巴邢定律Vs=f(P·d)的啟發(fā)，當(dāng)縫隙R很小時，氣流壓力P一定的狀態(tài)下，著火電壓Vs需要很大才能啟輝的原理。本發(fā)明創(chuàng)造濺射電壓為300-500V，氣流在疏流裝置的擋板內(nèi)不會出現(xiàn)輝光放電，從而避免了進氣氣管上的氣孔被磁控濺射離子轟擊的影響，保證氣管孔大小不變，有助于沉積膜厚度的均勻性和一致性，最終有助于電池整體品質(zhì)和轉(zhuǎn)換效率的提高。

附圖說明

本發(fā)明創(chuàng)造將結(jié)合以下附圖進一步說明其工作原理。硅基薄膜太陽能電池一般應(yīng)用磁控濺射鍍膜技術(shù)，制備背電極膜層，以靶材作為陰極，施加負(fù)高壓，基片作為陽極，在靶材與基片之間形成電場，利用磁場與電場交互作用，約束電子在靶表面附近螺旋狀運行，不斷撞擊氬氣產(chǎn)生離子，離子在電場作用下撞向靶面濺射出靶材原子，沉積在基片上獲得所需的導(dǎo)電膜層。

?????圖1.是本發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)示意圖。