专利名称：氮化硅膜制备装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及晶体硅太阳能生产设备领域，尤其是是一种氮化硅膜制备装置。
背景技术：
由于太阳光照射到太阳能电池的硅片上，其中一部分太阳光会被反射，即使对将硅表面设计成绒面，虽然入射光会产生多次反射可以增加光的吸收率，但是，还是会有一部分的太阳光会被反射，为了减少太阳光的反射损失，通常所采取的办法是在太阳能电池的硅片表面覆盖一层减反射膜，这层薄膜可以减少太阳光的反射率，增加光电转换效率，在晶体硅表面淀积减反射膜技术中，氮化硅膜具有高绝缘性、化学稳定性好、致密性好、硬度高等特点，同时具有良好的掩蔽金属和水离子扩散的能力，从而被广泛采用。 在晶体硅太阳能电池制造过程中，制备氮化硅膜通常采用等离子体增强化学气相沉积法，简称为 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), PECVD 是利用强电场使所需的气体源分子电离产生等离子体，等离子体中含有很多活性很高的化学基团，这些基团经过经一系列化学和等离子体反应，在硅片表面形成固态薄膜。目前，在晶体硅太阳能电池制造过程中，用于制备氮化硅膜的装置主要包括真空沉积室，真空沉积室内设置有多个等离子反应器，硅片安装在等离子反应器上，真空沉积室的前端设置有进气口，尾端设置有抽气口，所述进气口上连接有用于通入制程气体的进气管，所述制程气体是指在氮化硅膜制备过程中用于反应的气体，一般情况下，在氮化硅膜制备过程中所使用的制程气体只要有以下三种氨气、氢化娃和氢气，其中氢气可用IS气替代，该氮化硅膜制备装置的工作过程如下将各种制程气体分别通过不同的进气管通入真空沉积室内，不同的制程气体在真空沉积室内混合后并且在等离子反应器的作用下电离成离子，经过多次碰撞产生大量的活性基，逐步附着在太阳能电池硅片的表面，形成一层SixNy薄膜。这种氮化硅膜制备装置在实际使用过程中存在以下问题由于不同的制程气体密度各不相同，在将各种制程气体通入真空沉积室后，靠自由扩散很难将其混合均匀，这样就会造成真空沉积室内各处的气体成分以及各成分的浓度有差异，例如，有些地方氨气的浓度较大，有些地方氢化氨的浓度较大，进而导致真空沉积室内不同地方的硅片表面沉积的氮化硅的成分以及膜厚各不相同，很难保证产品质量，而且，制程气体从真空沉积室的前端进入后，在真空泵的作用下，制程气体很快就被抽到真空沉积室的尾端进而从抽气孔排出，这样在真空沉积室的前端气体较少，使得设置在前端的硅片表面最后生成的氮化硅膜偏薄，而真空沉积室的尾端则聚集了大量的气体，使得设置在尾端的硅片表面最后生成的氮化硅膜偏厚，这样就会出现大量的不合格产品，使得生产效率较低，而且会使生产成本大大增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够使各种制程气体混合均匀的氮化硅膜制备装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该氮化硅膜制备装置，包括真空沉积室，真空沉积室内设置有多个等离子反应器，真空沉积室上设置有进气口与抽气口，所述进气口上连接有气体混合装置，所述气体混合装置上设置有进口与出口，所述进口上连接有多个用于通入制程气体的进气管，所述出口与真空沉积室的进气口连通。进一步的是，所述气体混合装置为离心式混合机，所述离心式混合机包括芯体、壳体，芯体设置在壳体内，芯体表面开有螺旋槽，所述螺旋槽的内壁与壳体的内壁围成封闭的螺旋式气体通道，所述进口设置在壳体的一端并与螺旋式气体通道连通，所述出口设置在壳体的另一端并与螺旋式气体通道连通。进一步的是，所述真空沉积室内设置有喷气管，喷气管位于等离子反应器上方，喷气管一端封闭，另一端与真空沉积室的进气口连通，在喷气管上与等离子反应器相对应的位置开有喷气孔。
进一步的是，所述喷气管通过活动结构连接在真空沉积室的内壁上。进一步的是，所述活动结构包括固定在真空沉积室内壁上的吊环，所述喷气管悬挂在吊环上。进一步的是，所述进气口、抽气口设置在真空沉积室的前端，所述真空沉积室内设置有两端敞开的排气管，排气管位于等离子反应器下方，排气管一端与抽气口连通，另一端延伸至真空沉积室的尾端。本发明的有益效果是通过在真空沉积室的进气口上连接气体混合装置，使得各种制程气体在进入真空沉积室之前，先利用气体混合装置对各种制程气体进行混合，使其混合均匀后，再通入真空沉积室内进行反应，这样真空沉积室内各处的气体成分以及各成分的浓度都相同，可以使真空沉积室内不同地方的硅片表面沉积的氮化硅的成分以及膜厚都趋于一致，能够大大提高产品质量。
图I是本发明氮化硅膜制备装置的结构示意图；图中标记为真空沉积室I、等离子反应器2、进气口 3、抽气口 4、进气管5、离心式混合机6、芯体61、壳体62、螺旋槽63、螺旋式气体通道64、进口 65、出口 66、喷气管7、喷气孔8、吊环9、排气管10。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进一步说明。如图I所示，该氮化硅膜制备装置，包括真空沉积室1，真空沉积室I内设置有多个等离子反应器2，真空沉积室I上设置有进气口 3与抽气口 4，所述进气口 3上连接有气体混合装置，所述气体混合装置上设置有进口 65与出口 66，所述进口 65上连接有多个用于通入制程气体的进气管5，所述出口 66与真空沉积室I的进气口 3连通。通过在真空沉积室I的进气口 3上连接气体混合装置，使得各种制程气体在进入真空沉积室I之前，先利用气体混合装置对各种制程气体进行混合，使其混合均匀后，再通入真空沉积室I内进行反应，这样真空沉积室I内各处的气体成分以及各成分的浓度都相同，可以使真空沉积室I内不同地方的硅片表面沉积的氮化硅的成分以及膜厚都趋于一致，能够大大提高产品质量。
在上述实施方式中，所述气体混合装置可以有多种实施方式，譬如，可以采用一个密闭的腔体，腔体内设置叶轮并通过电机带动叶轮转动，通过叶轮的转动使各种制程气体混合均匀，还可以采用对流的方式，即将各种制程气体以对流的方式通入一个密闭的腔体内，作为优选的方式是所述气体混合装置为离心式混合机6，所述离心式混合机6包括芯体61、壳体62,芯体61设置在壳体62内，芯体61表面开有螺旋槽63,所述螺旋槽63的内壁与壳体62的内壁围成封闭的螺旋式气体通道64,所述进口 65设置在壳体62的一端并与螺旋式气体通道64连通，所述出口 66设置在壳体62的另一端并与螺旋式气体通道64连通。这种结构的气体混合装置，结构简单，加工制作非常方便，成本较低，而且，离心式混合机6是利用气体在螺旋式气体通道64高速旋转时与螺旋式气体通道64的内壁碰撞使各种制程气体混合，这种方式可以使各种制程气体混合更加均匀，混合效果更好。在生成氮化硅膜的过程中，为了保证每个硅片表面的氮化硅膜厚度均匀一致，在所述真空沉积室I内设置有喷气管7，喷气管7位于等离子反应器2上方，喷气管7 —端封闭，另一端与真空沉积室I的进气口 3连通，在喷气管7上与等离子反应器2相对应的位置开有喷气孔8，通过喷气管7将混合均匀的制程气体通过喷气孔8喷到每个等离子反应器 2上，使得真空沉积室I内各处的混合气体浓度基本一致，进而使所有的硅片表面生成厚度均匀一致的氮化硅膜，避免出现大量的不合格产品，保证产品质量，提高生产效率，降低生产成本。所述喷气管7可以采用各种方式将其固定在真空沉积室I的内壁上，但是，由于真空沉积室I内的温度较高，为了避免喷气管7受热膨胀对真空沉积室I的内壁造成损伤，所述喷气管7通过活动结构连接在真空沉积室I的内壁上。所述活动结构可以采用弹簧、伸缩等方式实现，作为优选的方式是所述活动结构包括固定在真空沉积室I内壁上的吊环9，所述喷气管7悬挂在吊上，这种活动结构设置方便，可以很方便的安装喷气管7，方便喷气管7的安装于拆卸。进一步的是，为了延长制程气体在真空沉积室I的停留时间，提高制程气体的利用率，所述进气口 3、抽气口 4设置在真空沉积室I的前端，所述真空沉积室I内设置有两端敞开的排气管10，排气管10位于等离子反应器2下方，排气管10 —端与抽气口 4连通，另一端延伸至真空沉积室I的尾端，采用上述方式可以使混合均匀的制程气体有足够的时间充分参加反应，提高制程气体的利用率，能够降低生产成本。
权利要求
1.氮化硅膜制备装置，包括真空沉积室(1)，真空沉积室(I)内设置有多个等离子反应器(2)，真空沉积室(I)上设置有进气ロ(3)与抽气ロ(4)，其特征在于所述进气ロ(3)上连接有气体混合装置，所述气体混合装置上设置有进ロ(65)与出口(66)，所述进ロ(65)上连接有多个用于通入制程气体的进气管(5)，所述出ロ(66)与真空沉积室(I)的进气ロ(3)连通。
2.如权利要求I所述的氮化硅膜制备装置，其特征在于所述气体混合装置为离心式混合机(6),所述离心式混合机(6)包括芯体(61)、壳体(62),芯体(61)设置在壳体(62)内，芯体(61)表面开有螺旋槽(63),所述螺旋槽(63)的内壁与壳体(62)的内壁围成封闭的螺旋式气体通道(64)，所述进ロ(65)设置在壳体(62)的一端并与螺旋式气体通道(64)连通，所述出ロ(66)设置在壳体(62)的另一端并与螺旋式气体通道(64)连通。
3.如权利要求I或2所述的氮化硅膜制备装置，其特征在于所述真空沉积室(I)内设置有喷气管(7)，喷气管(7)位于等离子反应器(2)上方，喷气管(7)—端封闭，另一端与真空沉积室(I)的进气ロ(3)连通，在喷气管(7)上与等离子反应器(2)相对应的位置开有喷气孔(8)。
4.如权利要求3所述的氮化硅膜制备装置，其特征在于所述喷气管(7)通过活动结构连接在真空沉积室(I)的内壁上。
5.如权利要求4所述的氮化硅膜制备装置，其特征在于所述活动结构包括固定在真空沉积室(I)内壁上的吊环(9)，所述喷气管(7)悬挂在吊环(9)上。
6.如权利要求5所述的氮化硅膜制备装置，其特征在于所述进气ロ(3)、抽气ロ(4)设置在真空沉积室(I)的前端，所述真空沉积室(I)内设置有两端敞开的排气管(10)，排气管(10)位于等离子反应器(2)下方，排气管(10) —端与抽气ロ(4)连通，另一端延伸至真空沉积室(I)的尾端。
全文摘要
本发明公开了一种能够使各种制程气体混合均匀的氮化硅膜制备装置。该氮化硅膜制备装置，包括真空沉积室，真空沉积室内设置有多个等离子反应器，真空沉积室上设置有进气口与抽气口，所述进气口上连接有气体混合装置，所述气体混合装置上设置有进口与出口，所述进口上连接有多个用于通入制程气体的进气管，所述出口与真空沉积室的进气口连通。先利用气体混合装置对各种制程气体进行混合，使其混合均匀后，再通入真空沉积室内进行反应，这样真空沉积室内各处的气体成分以及各成分的浓度都相同，可以使真空沉积室内不同地方的硅片表面沉积的氮化硅的成分以及膜厚都趋于一致，能够大大提高产品质量。适合在晶体硅太阳能生产设备领域推广应用。
文档编号C23C16/455GK102732852SQ20121023282
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者徐文州, 李军, 查恩, 耿荣军, 陈五奎 申请人:乐山新天源太阳能科技有限公司