一种镀膜炉管的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种镀膜炉管，包括：管体；前炉门，位于所述管体的一侧，其中，所述前炉门上设有至少一个喷嘴，且所述喷嘴具有多个进气孔；以及后炉门，位于所述管体的另一侧且与所述前炉门彼此相对，其中，所述后炉门中央区域设有电极单元，且所述后炉门还设有环绕所述电极单元的多个出气孔。本发明针对在镀膜炉管不同地方的膜厚分布为X型分布的特点，在便于石墨舟进出的前提下，进行喷嘴、进气孔、出气孔的排列方式和炉管大小变化等设计，可以大大提高气体在镀膜炉管不同区域的均匀性，从而提高整管镀膜的均匀性，提升电池外观水平。本发明的镀膜炉管制作简单，成本较低，适用于工业生产。
【专利说明】一种镀膜炉管
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体制造设备，特别是涉及一种可以有效提高气体在炉管不同区域的均匀性的镀膜炉管。
【背景技术】
[0002]化学气相沉积(Chemical vapor deposit1n,简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。化学气相沉积是近几十年发展起来的制备无机材料的新技术。化学气相沉积法已经广泛用于提纯物质、研制新晶体、沉积各种单晶、多晶或玻璃态无机薄膜材料。这些材料可以是氧化物、硫化物、氮化物、碳化物，也可以是II1-V、I1-1V、IV-VI族中的二元或多元的元素间化合物，而且它们的物理功能可以通过气相掺杂的沉积过程精确控制。目前，化学气相沉积已成为无机合成化学的一个新领域。
[0003]目前传统晶硅太阳能电池的量产减反射膜的制备设备一般有平板和管式的PECVD两种。
[0004]对于现有的平板式PECVD进气结构一般采用在特气管道和敷层防护槽相贴的壁上均匀开进气孔的方式进气，进气孔的间距为50mm，载板置于平板式PECVD的敷层防护槽的槽口上，载板上面一般平铺5排、每排上5块硅片。敷层防护槽的两侧壁的中心有紧贴其侧壁的内置铜导管的石英管，石英管的两端为微波发生器，微波发生器产生的微波通过石英管传导给敷层防护槽，使其内的特气分离成高密度的等离子体，等离子体沉积在硅片上，形成薄膜。由于特气管道和敷层防护槽上的进气孔均匀设置，在靠近两微波发生器的特气被电离的离子密度低，远离微波发生器的被电离的离子密度高；且由于微波产生的振动也使离子分布更不均匀，致使位于中间的硅片形成的薄膜厚且较均匀，质量好，两边靠近两微波源的硅片形成的薄膜薄且均匀性差，膜厚极差大，极差大的能达到5nm，整体镀膜颜色差异大，其制成的电池片对太阳光的吸收差，与中间的硅片制成的电池片的效率相比降低了0.05%以上。
[0005]如图1所示，为克服平板式PECVD的以上缺陷，申请号为CN201120383607.4的专利文本公开了一种新型的平板PECVD的进气结构，其在平板式PECVD的特气管道和敷层防护槽相贴的壁上分别均匀开进气孔1，并在两端部均匀开的两进气孔I的中心还各开有一进气孔5。其均匀性提升的手段主要是采用孔径一致的多孔进气的管道或匀流板设计，但并未针对PECVD炉管结构及不同地方的膜厚分布情况进行针对性的改善和设计。
[0006]对于现有的管式PECVD设计，其进气的位置位于炉管一侧的靠底部处，而抽气的位置位于炉管另一侧的靠顶部处，这样的结构使其在膜厚的均匀性提升上存在较大的局限，例如，容易使在位在不同地方的膜厚形成为X型分布的情形，此X型分布即是指靠近炉管两端位置处的硅片膜厚较厚，而位于炉管中间位置处的硅片膜厚则较薄，且位于石墨舟中央的石墨板位置处的硅片膜厚又会比位于两侧石墨板的硅片膜厚更薄，如此将造成品质问题，因此，针对现有PECVD炉管的种种缺陷，本设计在原有管式PECVD的炉管和进气方式上进行优化，以提高气体在炉管内分布的均匀性，从而提高整管镀膜的均匀性，提升电池外观水平。
【发明内容】
[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种镀膜炉管，用于解决现有技术中进气和抽气结构镀膜炉管难以提高镀膜均匀性的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种镀膜炉管，至少包括:
[0009]一个管体；
[0010]一个前炉门，位于所述管体的一侧；
[0011]至少一个喷嘴，设于靠近所述前炉门处，且所述喷嘴具有多个进气孔；以及
[0012]一个后炉门，位于所述管体的另一侧且与所述前炉门彼此相对，其中，所述后炉门中央区域设有一个电极单元，且所述后炉门还设有环绕所述电极单元的多个出气孔。
[0013]作为本发明的镀膜炉管的一种优选方案，所述喷嘴上的一个进气面为圆锥面、球面或椭球面。
[0014]作为本发明的镀膜炉管的一种优选方案，所述喷嘴上的所述多个进气孔呈放射状排列。
[0015]作为本发明的镀膜炉管的一种优选方案，所述前炉门上的所述喷嘴的数量为两个，分别设于前炉门的上、下位置处。
[0016]作为本发明的镀膜炉管的一种优选方案，所述管体的截面形状为圆形，且由所述前炉门朝所述管体中部的直径逐渐增大，由所述管体中部朝所述后炉门的直径逐渐减小。
[0017]作为本发明的镀膜炉管的一种优选方案，所述多个进气孔的孔径由所述喷嘴的中部朝左右两侧逐渐减小，或所述多个出气孔的孔径由后炉门的中部朝左右两侧逐渐减小。
[0018]作为本发明的镀膜炉管的一种优选方案，所述多个进气孔或出气孔中，任意相邻的两个进气孔或任意相邻的两个出气孔在垂直重力方向上的距离相等。
[0019]作为本发明的镀膜炉管的一种优选方案，所述多个进气孔或出气孔中，任意相邻的两个进气孔或任意相邻的两个出气孔在平行重力方向上的距离相等。
[0020]作为本发明的镀膜炉管的一种优选方案，所述多个进气孔或出气孔与所述管体内的一个石墨舟的数个石墨板彼此间的间距相互对应。
[0021]如上所述，本发明提供一种镀膜炉管，包括:一个管体；一个前炉门，位于所述管体的一侧，其中，所述前炉门上设有至少一个喷嘴，且所述喷嘴具有多个进气孔；以及一个后炉门，位于所述管体的另一侧且与所述前炉门彼此相对，其中，所述后炉门中央区域设有一个电极单元，且所述后炉门还设有环绕所述电极单元的多个出气孔。本发明针对在镀膜炉管不同地方的膜厚分布为X型分布的问题，在便于石墨舟进出的前提下，进行进气孔、出气孔的排列方式和炉管大小变化等设计，可以大大提高气体在镀膜炉管不同区域的均匀性，从而提高整管镀膜的均匀性，提升电池外观水平。本发明制作成本低，适用于工业生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1显示为现有技术中的平板式PECVD镀膜设备的结构示意图。
[0023]图2显示为本发明的镀膜炉管的整体结构的俯视透视示意图。
[0024]图3显示为本发明的镀膜炉管的前炉门结构示意图。
[0025]图4显示为本发明的镀膜炉管的喷嘴结构示意图。
[0026]图5显示为本发明的镀膜炉管的后炉门结构示意图。
[0027]元件标号说明
[0028]101 管体
[0029]102 前炉门
[0030]103 喷嘴
[0031]104 后炉门
[0032]105 出气孔
[0033]106 石墨舟
[0034]1061石墨板
[0035]107 进气孔
[0036]108 电极单元
【具体实施方式】
[0037]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0038]请参阅图2?图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0039]如图2?图5所示，本实施例提供一种镀膜炉管，至少包括:
[0040]一个管体 101 ；
[0041]一个前炉门102,位于所述管体101的一侧,其中，所述前炉门102上设有至少一个喷嘴103，且所述喷嘴103具有多个进气孔107 ;以及
[0042]一个后炉门104，位于所述管体101的另一侧且与所述前炉门102彼此相对，其中，所述后炉门104中央区域设有一个电极单元108，且所述后炉门104还设有环绕所述电极单元108的多个出气孔105。
[0043]所述管体101的结构如所示，作为示例，所述管体101的截面形状为圆形。在其他的实施方式上，所述管体101由前炉门102朝管体101中央部位的直径逐渐增大，以及由管体101中央部位朝后炉门104的直径逐渐减小，这样的设计可以提高管体101内气体分布的均匀性。当然，在其它的实施例中，所述管体101也可以是圆柱体状等。所述管体101内具有多个间隔排列的石墨舟106,用于承载晶圆，而在图2仅不意有单一个石墨舟106,所述石墨舟106是由多个石墨板1061组合而成。
[0044]所述前门结构如图3所示，其截面为圆形，其可供所述喷嘴103设置以提供反应气体进入所述炉管内。
[0045]所述前面设有至少一个喷嘴103，在本实施例中，所述前炉门102上的喷嘴103的数量为两个，分别设于前炉门102的上、下位置处，或是分别位于前炉门102上的同水平高度的左、右位置处，如图2所示。每个喷嘴103连接有至少一个输气管道(未予图示)，所述输气管道用于输入反应气体，在本实施例中，所述每个喷嘴103连接有两个输气管道，分别用于输入SiH4/NH3气体及N2气体。当然，在实际的镀膜炉管结构中，所述输气管道的数量及输送的气体可以根据需求而定,并不限于此处所列举的一种。此外,若所述喷嘴103的数量仅有一个时，所述喷嘴103可设置在所述前炉门102的中央，以直接对应所述石墨舟106。
[0046]所述喷嘴103的放大结构如图4所示，所述喷嘴103上的进气面为圆锥面、球面或椭球面，在本实施例中，所述喷嘴103上的进气面为圆锥面，如图2所示。所述进气面上具有多个进气孔107，多个进气孔107呈放射状排列，该设计的喷嘴103可以大大提高气体在管体101内的均匀性。当然，所述喷嘴103上多个进气孔的孔径，也可以是呈由所述喷嘴103的中部朝左右两侧逐渐减小分布。
[0047]所述后炉门104的结构如图5所示，所述后炉门104位于所述管体101的另一侧且与所述前炉门102彼此相对，所述后炉门104中央区域设有电极单元108，在本实施例中，所述电极单元108由两个电极组成，于使用时，所述两个电极可与石墨舟靠近后炉门104的一端连接。
[0048]为了提高气体流动的均匀性，如图2所示，所述多个出气孔105与所述管体101内的多个石墨舟106的多个石墨板1061呈交错分布,亦即所述多个出气孔105与所述多个石墨板1061彼此间的间距相互对应，从而可确保气体的流动，以提升镀膜品质。
[0049]依据现有镀膜炉管不同地方的膜厚为X型分布的情形，本发明于所述后炉门104中还设有环绕所述电极单元108的多个出气孔105，并且，所述多个出气孔105的孔径由后炉门104的中央部位朝左右两侧逐渐减小，如图5所示，从而减少炉管内左右两侧处的气体流量，故而可针对位于石墨舟106左右两侧石墨板1061上的娃片I旲厚较厚的问题，予以解决。需要说明的是，图5所示仅为一种实施方式，所述出气孔105的数量及排布可以根据实际需求(如石墨舟106的分布等)进行调整，以达到所需的效果，并不限于图5所示。
[0050]为了进一步提高镀膜炉管内气体分布的均匀性，所述多个出气孔105中，任意相邻的两个出气孔105在垂直重力方向上的距离相等，并且，任意相邻的两个出气孔105在平行重力方向上的距离相等。其中，因为石墨舟106的多个石墨板1061彼此之间的间距原则上都是相同的，可确保整体硅片镀膜的品质，故本发明将出气孔105作如此设计，可进一步提升镀膜效果。
[0051]另外，除了后炉门104的多个出气孔105可作等间距的设计外，本发明前炉门102处的喷嘴103的多个进气孔107的排列方式，也可以设计成类似后炉门104的多个出气孔105等间距之设计，故也可进一步提升镀膜效果。
[0052]综上所述，本发明提供一种镀膜炉管，包括:管体101 ;前炉门102，位于所述管体101的一侧，其中，所述前炉门102上设有至少一个喷嘴103，且所述喷嘴103具有多个进气孔107 ;以及后炉门104，位于所述管体101的另一侧且与所述前炉门102彼此相对，其中，所述后炉门104中央区域设有电极单元108，且所述后炉门104还设有环绕所述电极单元108的多个出气孔105。本发明针对现有的镀膜炉管在不同地方的膜厚分布为X型分布的情形，以及将喷嘴设置在炉门上以便于石墨舟106进出的前提下，进行喷嘴、进气孔、出气孔的排列方式和炉管大小等设计，可以大大提高气体在镀膜炉管不同区域的均匀性，从而提高整管镀膜的均匀性，提升电池外观水平。本发明制作成本低，适用于工业生产。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0053]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种镀膜炉管，其特征在于，至少包括: 一个管体； 一个前炉门，位于所述管体的一侧； 至少一个喷嘴，设于靠近所述前炉门处，且所述喷嘴具有多个进气孔；以及 后炉门，位于所述管体的另一侧且与所述前炉门彼此相对，其中，所述后炉门中央区域设有一个电极单元，且所述后炉门还设有环绕所述电极单元的多个出气孔。
2.根据权利要求1所述的镀膜炉管，其特征在于:所述喷嘴上的一个进气面为圆锥面、球面或椭球面。
3.根据权利要求1所述的镀膜炉管，其特征在于:所述喷嘴上的所述多个进气孔呈放射状排列。
4.根据权利要求1所述的镀膜炉管，其特征在于:所述前炉门上的所述喷嘴的数量为两个，分别设于前炉门的上、下位置处。
5.根据权利要求1所述的镀膜炉管，其特征在于:所述管体的截面形状为圆形，且由所述前炉门朝所述管体中部的直径逐渐增大，由所述管体中部朝所述后炉门的直径逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的镀膜炉管，其特征在于:所述多个进气孔的孔径由所述喷嘴的中部朝左右两侧逐渐减小，或所述多个出气孔的孔径由后炉门的中部朝左右两侧逐渐减小。
7.根据权利要求1所述的镀膜炉管，其特征在于:所述多个进气孔或出气孔中，任意相邻的两个进气孔或任意相邻的两个出气孔在垂直重力方向上的距离相等。
8.根据权利要求1所述的镀膜炉管，其特征在于:所述多个进气孔或出气孔中，任意相邻的两个进气孔或任意相邻的两个出气孔在平行重力方向上的距离相等。
9.根据权利要求1所述的镀膜炉管，其特征在于:所述多个进气孔或出气孔与所述管体内的一个石墨舟的数个石墨板彼此间的间距相互对应。
【文档编号】C23C16/44GK104419909SQ201310378488
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】朱小琴 申请人:茂迪(苏州)新能源有限公司