一种管式PECVD特气炉的制作方法

本实用新型涉及太阳能电池制造的技术领域，尤其涉及一种管式PECVD特气炉。

背景技术：

常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能发电装置又称为太阳能电池或光伏电池，可以将太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。

电池片在生产过程中，需要在硅片的表面镀上一层减反射膜。目前，采用等离子体增强化学气相沉积方法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)，使气体在硅电池片表面发生化学反应并形成覆盖层，即减反射膜。此减反射膜的主要作用是：降低反射率、良好的体钝化和表面钝化，以及利用氮化硅薄膜的强致密性和耐多数酸碱性，在硅片表面形成保护层。电池片的PECVD工序一般通过PECVD机完成，PECVD机在石英管的两端通微波源，表面抽真空的条件下将氨气和硅烷分解成高能离子状态，经过一系列化学反应转变成氮化硅气体，在硅片表面沉积氮化硅固态薄膜，同时分解出来的氢离子，将硅片表面原有缺陷钝化。

目前沉积氮化硅固态薄膜的设备主要有两种，板式PECVD设备和管式PECVD特气炉。如图1所示，管式PECVD特气炉的石英炉管1′内设置有石墨舟，石墨舟包括用于承载硅片的若干石墨舟片2′，硅片处于封闭的石英炉管1′中，与板式PECVD设备镀膜相比，硅片不需要流动前进镀膜，可以在表面有更好的钝化作用，电池效率更高，同时，管式PECVD特气炉主要对石墨舟进行维护，维护简单，对生产的影响更小。但是，如图1所示，现有的管式PECVD特气炉只在管尾4′设有进气口42′，氮化硅气体从进气口42′进入后，需要一定时间才能在石英炉管1′内充分扩散均匀，而实际工艺过程中，还要求气体浓度随时间变化以便生产出不同折射率的减反射膜层。为了控制总工艺时间，确保量产的需要，实际生成过程中并不能等硅烷和氨气在石英炉管1′内充分扩散均匀后再开始沉积，导致石英炉管1′内均匀性不高。此外，石英炉管1′内的气压是通过炉尾4′的排气口41′的开度控制的，排气口41′离进气口42′非常近，排气也会影响气体在管内的均匀性。硅烷和氨气的不均匀分布导致管式PECVD特气炉的成膜均匀性较差，从而导致管式PECVD特气炉处理的硅片有较高的返工率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种喷气均匀且响应及时的管式PECVD特气炉。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种管式PECVD特气炉，包括石英炉管，所述石英炉管中设置有用于承载硅片的石墨舟，所述石墨舟包括若干个竖直设置的石墨舟片，所述石英炉管的一端为开设有炉门的炉口，另一端为炉尾，所述炉尾处设置有出气口，所述石英炉管中设置有位于所述炉口和炉尾之间的喷淋管，所述喷淋管仅设置在所述石墨舟的上方或者下方，沿所述喷淋管还设有用于喷出镀膜气体的喷气孔，所述喷气孔朝向所述石墨舟开设。

其中，所述喷淋管位于所述石墨舟片的正上方或者位于相邻两个所述石墨舟片的中间的正上方。

其中，所述喷淋管的数量至少为2根，且多根所述喷淋管沿垂直于所述喷淋管的方向均匀布置。

其中，所述喷气孔沿所述喷淋管均匀布置。

其中，沿所述喷淋管垂直均布有喷淋支管，所述喷淋支管对称于所述喷淋管设置。

其中，所述喷气孔均布于所述喷淋支管。

其中，所述喷气孔在水平面的投影沿垂直于所述喷淋管的方向位于所述石墨舟对应的区域内。

其中，所述石英炉管的炉口或炉尾处设置有进气口，所述喷淋管的端部与所述进气口连通。

其中，所有的所述喷气孔的面积一致。

其中，所述喷气孔在水平面的投影区域沿所述喷淋管的方向超出所述石墨舟对应的区域。

有益效果：本实用新型提供了一种管式PECVD特气炉，包括石英炉管，所述石英炉管中设置有用于承载硅片的石墨舟，所述石墨舟包括若干个竖直设置的石墨舟片，所述石英炉管的一端为开设有炉门的炉口，另一端为炉尾，所述炉尾处设置有出气口，所述石英炉管中设置有位于所述炉口和炉尾之间的喷淋管，所述喷淋管仅设置在所述石墨舟的上方或者下方，沿所述喷淋管还设有用于喷出镀膜气体的喷气孔，所述喷气孔朝向所述石墨舟开设。喷淋管伸入石英炉管中，镀膜气体可以通过喷淋管上的各个喷气孔快速扩散，响应速度快，喷淋管仅设置在所述石墨舟的上方或者下方，镀膜气体从喷气孔喷出后统一向出气口的方向扩散，气体的运动方向一致，更利于均匀沉积出均匀的减反射膜。

附图说明

图1是现有技术的管式PECVD特气炉的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1的管式PECVD特气炉的正视的结构示意图。

图3是图2的A处的局部放大图。

图4是本实用新型实施例1的管式PECVD特气炉的侧视的结构示意图。

图5是本实用新型实施例2的管式PECVD特气炉的正视的结构示意图。

图6是图5的C处的局部放大图。

图7是本实用新型实施例2的管式PECVD特气炉的侧视的结构示意图。

图8是本实用新型实施例3的管式PECVD特气炉的正视的结构示意图。

图9是图8的B处的局部放大图。

图10是本实用新型实施例3的管式PECVD特气炉的侧视的结构示意图。

其中：

1-石英炉管，2-石墨舟片，3-炉口，4-炉尾，41-出气口，42-进气口，5-喷淋管，51-喷气孔，52-喷淋支管，1′-石英炉管，2′-石墨舟片，3′-炉口，4′-炉尾，41′-出气口，42′-进气口。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

如图2-如图4所示，本实施例提供了一种管式PECVD特气炉，包括石英炉管1，石英炉管1的横截面的外周为圆形，石英炉管1中设置有用于承载硅片的石墨舟，石墨舟包括若干个竖直设置的石墨舟片2，硅片呈竖直方向放置于相邻的石墨舟片2的间隔之中，石英炉管1的一端为开设有炉门的炉口3，另一端为炉尾4，石英炉管1中设置有位于炉口3和炉尾4之间的喷淋管5，喷淋管5设置于石墨舟的上方，沿喷淋管5还设有用于喷出镀膜气体的喷气孔51，喷气孔51朝向石墨舟开设，即向下开设，在炉尾4处设置有出气口41。

喷淋管5伸入石英炉管1中，镀膜气体可以通过喷淋管5上的各个喷气孔51快速扩散，响应速度快，喷淋管5仅设置在所述石墨舟的上方或者下方，镀膜气体从喷气孔51喷出后统一向出气口41的方向扩散，气体的运动方向一致，更利于均匀沉积出均匀的减反射膜。喷淋管5的数量可以不低于2根，即至少为2根，多根喷淋管5沿垂直于喷淋管5的方向均匀布置，通过多根喷淋管51提高石英炉管1内的各个区域的气体的均匀性和扩散速度，所有的喷气孔51的面积一致，以使得气体扩散时更均匀。喷气孔51最好为圆形，只需要保证其直径一致既可。喷淋管5可以位于石墨舟片2的正上方，或者位于相邻两个石墨舟片2的中间的正上方，可以提高喷淋管5喷出的镀膜气体对此石墨舟片2及周围区域的扩散的均匀性，在具有多根喷淋管5时，可以提高各个区域的镀膜气体扩散的均匀性，从而进一步提高整个石英炉管1内的气体扩散的均匀性。

如图3所示，由于镀膜气体从喷气孔51喷出后，会扩散到一定的区域，因此，喷气孔51在水平面的投影沿垂直于喷淋管5的方向可以位于石墨舟对应的区域内。此时石墨舟沿垂直于喷淋管5的方向的位于外侧的石墨舟片2仍然可以较好地接收到均匀的镀膜气体，可以避免继续增大外侧的喷气孔51之间的距离而导致镀膜气体有很大一部分均扩散到了石墨舟之外的区域，造成了大量的浪费。但是喷气孔51在水平面的投影区域沿喷淋管5的方向应超出石墨舟对应的区域，以保证沿喷淋管5的方向上，硅片都能均匀沉积出减反射膜。

如图2所示，石英炉管1的炉尾4处设置有进气口42，喷淋管5的端部与进气口42连通，进气口42设置于石英炉管1的炉尾4有利于特气管路的隐蔽和保护。当然，进气口42也可以设置在炉口3处，此时相应的变成了喷淋管5靠近炉口3的一端连通进气口42。

实施例2

如图5-图7所示，与实施例1不同的是，喷淋管5设置于石墨舟的下方，喷气孔51朝向石墨舟开设。本实施例设置有三根喷淋管5，喷淋管5沿垂直于喷淋管5的方向均匀布置，镀膜气体通过喷气孔51扩散出去，在硅片的表面均匀沉积出减反射膜。

实施例3

如图8-图10所示，与实施例1和实施例2不同的是，本实施例沿喷淋管5垂直均布有喷淋支管52，喷淋支管52对称于喷淋管5设置，喷气孔51均布于喷淋支管52。本实施例通过向两侧伸出喷淋支管52的方式，进一步提高了垂直于喷淋管5的方向上的喷气孔51的数量，进一步提高了此方向上镀膜气体的均匀性。同时，均匀布置的喷淋支管52，也保证了沿喷淋管5的方向上，镀膜气体的均匀性。

本实施例也可以设置两根及以上的喷淋管5，多根喷淋管5沿垂直于喷淋管5的方向均匀布置，喷淋管5垂直设置有喷淋支管52,还可以通过一根喷淋支管52将相邻的喷淋管5连通，由两根喷淋管5同时为喷淋支管52提供气体，避免单一喷淋管5的流量不足。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。