[發明專利]一種管式PECVD設備的腔室結構

在審

• 申請號: 202110028055.3
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112853325A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 周繼承;黃靜;廖佳;梁慧玲;徐偉;呂博文
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C23C16/50
• 分類號: C23C16/50;C23C16/455
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王穎

本發明公開一種管式PECVD設備的腔室結構，包括石英爐管，前端法蘭組件，尾端法蘭組件和補氣裝置；石英爐管的兩端分別與前端法蘭組件和后端法蘭組件固接；石英爐管內設置有石墨舟；前端固定法蘭套接在石英爐管一端外壁；前端進氣法蘭為環狀設置；前端進氣法蘭內開設有環形腔；前端進氣法蘭內壁周向等距開設有若干布氣孔；布氣孔與環形腔連通；前端進氣法蘭外壁底部連通有進氣管；遠離進氣管的布氣孔孔徑逐漸增大；石英爐管另一端連通有補氣裝置；能夠實現工藝氣體可以快速且均勻的分布在石英爐管內，氣流在管內分布的均勻性以及沉積膜的均勻性大幅度的提高。

技術領域

本發明涉及PECVD設備技術領域，特別是涉及一種管式PECVD設備的腔室結構。

背景技術

自20世紀80年代以來，光伏產業得以飛速發展，晶體硅太陽能電池居主導性地位，為了使清潔的太陽能成為更常用的能源，已經有了在以下三個方面正在進行的主要工作:(1)增加太陽能電池的能量轉化效率，(2)提高長期穩定性(最大限度降低降解)，(3)降低制造成本。為了進一步提高工業規模生產的太陽能電池的功率轉換效率和降低生產成本，國際上涌現了大量不同的制作工藝方法和電池結構。為了更好的利用太陽能，需要研發具有更高轉換效率的太陽能電池。晶體硅太陽能電池憑靠其他制造技術成熟、材料成本上的優勢、產品性能穩定穩定、使用壽命長、光電轉化效率較高和環保無毒等優勢，在眾多太陽能電池中，晶體硅太陽能電池始終是商業化太陽能電池的主流。為了制造出效率高的電池就要求將反射光和透射光的損失降到最小，因此常在晶體硅表面沉積一層或是多層氮氧化硅或二氧化硅或氮化硅減反射膜。利用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)技術沉積鈍化膜不僅能起到減反射膜的作用，也能起到表面鈍化和體鈍化的作用。

PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition),等離子體增強化學氣相沉積)是制備多晶硅薄膜的主要方法之一，針對當前用于晶體硅太陽能電池生產制造過程中制備減反膜的量產型管式PECVD設備，PECVD設備在低氣壓的條件下，利用低頻源使得反應氣體產生輝光放電，電離產生等離子體，使得活性基團能在較低的溫度下發生反應，能有效的防止晶體硅太陽能電池壽命的衰減。由于對設備產能的要求不斷提高，反應腔室以及石墨舟的尺寸要求也在不斷增大，現有的進氣方式為徑向內壁面孔徑均勻一致的環形進氣，從石英管的前端管口進氣，尾端進行抽氣。現有的進氣方式容易造成總進氣口附近氣體流量大，中心區域以及上部區域氣流稀薄，使得流場均勻性以及穩定性不夠，且石墨舟上硅片沉積的減反膜厚度不夠均勻。

發明內容

本發明的目的是提供一種管式PECVD設備的腔室結構，以解決上述現有技術存在的問題，能夠實現工藝氣體可以快速且均勻的分布在石英爐管內，氣流在管內分布的均勻性以及沉積膜的均勻性大幅度的提高，避免了由于補氣管在石英爐管偏上位置導致氣流不充分流經石墨舟的現象，使得石英爐管內各個硅片間氣流均勻一致。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種管式PECVD設備的腔室結構，包括石英爐管，前端法蘭組件，尾端法蘭組件和補氣裝置；所述石英爐管的兩端分別與所述前端法蘭組件和后端法蘭組件固接；所述石英爐管內設置有石墨舟；

所述前端法蘭組件包括前端固定法蘭；所述前端固定法蘭套接在所述石英爐管一端外壁；所述前端固定法蘭的一側依次固接有前端水冷法蘭，前端密封法蘭，前端進氣法蘭和爐門；所述前端進氣法蘭為環狀設置；所述前端進氣法蘭內開設有環形腔；所述前端進氣法蘭內壁周向等距開設有布氣孔；所述布氣孔與所述環形腔連通；所述前端進氣法蘭外壁底部連通有進氣管；遠離所述進氣管的所述布氣孔孔徑逐漸增大；所述石英爐管另一端連通有補氣裝置。

優選的，所述尾端法蘭組件包括尾端固定法蘭；所述尾端固定法蘭套接在所述石英爐管另一端外壁；所述尾端固定法蘭的一側依次固接有尾端密封法蘭，尾端水冷法蘭和尾端端面法蘭。