一种管式PECVD设备的制作方法

一种管式pecvd设备
技术领域
1.本技术涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种管式pecvd设备。


背景技术：

2.镀膜工序是太阳能电池行业生产过程中的一道重要工序，在采用管式pecvd设备对硅片表面进行镀膜时，需要在炉管内通入氨气和硅烷两种反应特气，以使氨气和硅烷在炉管内反应并沉积在硅片表面形成氮化硅薄膜。但是，现有的管式pecvd设备的炉管内的氨气和硅烷分布不均，导致氨气和硅烷无法有效充分混合，导致镀膜均匀性不佳(例如电池片膜色不均匀)，产品良率低。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种管式pecvd设备，其旨在改善现有的管式pecvd设备的镀膜均匀性不佳的技术问题。
4.本技术提供一种管式pecvd设备，包括炉管和集气管道。
5.集气管道包括第一集气室、第二集气室和混合室。
6.第一集气室设置有第一进气孔，第二集气室设置有第二进气孔，第一进气孔以及第二进气孔均用于与外界气源连通；第一集气室具有多个均与混合室连通的第一出气孔，第二集气室具有多个均与混合室连通的第二出气孔。
7.混合室设置有与炉管连通的第三出气孔。
8.本技术的管式pecvd设备中第一集气室具有与外界气源连通的第一进气口以及多个均与混合室连通的第一出气孔，第二集气室具有与外界气源连通的第二进气口以及多个均与混合室连通管的第二出气孔。使用时，使得第一外界气源(例如氨气)经第一进气孔进入第一集气室后再经多个第一出气孔进入混合室，第二外界气源(例如硅烷)经第二进气孔进入第二集气室后再经多个第二出气孔进入混合室；第一外界气源和第二外界气源通过多点进气方式在混合室内汇合并混合，有利于提高第一外界气源和第二外界气源的混合程度。混合室具有与炉管连通的第三出气孔，充分混合后的混合气再经第三出气孔进入炉管，可以使得两种外界气源在炉管内反应更加充分，有利于提高镀膜均匀性，提高产品良率。
9.在本技术的一些实施例中，上述第三出气孔的数量为多个，多个第三出气孔均与炉管连通。
10.上述设置方式，可以使得混合气以多点进气的方式与炉管连通，使得混合气在炉管内的分布更加均匀，有利于提高镀膜均匀性。
11.在本技术的一些实施例中，上述第一集气室、第二集气室以及混合室均沿炉管的周向延伸；多个第三出气孔均朝向炉管的径向开设且沿炉管的周向间隔设置。
12.第一集气室、第二集气室以及混合室均沿炉管的周向延伸，可以延长气体扩散和混合的路径，有利于第一外界气源和第二外界气源的充分混合；多个第三出气孔均朝向炉管的径向开设且沿炉管的周向间隔设置，可以进一步提高混合气在炉管周向的分布均匀
性。
13.在本技术的一些实施例中，上述第一集气室、第二集气室以及混合室均为环形。
14.上述设置方式，可以进一步延长气体扩散和混合的路径，有利于第一外界气源和第二外界气源的充分混合。
15.在本技术的一些实施例中，上述混合室具有不与炉管连通的第一区域，第一区域沿炉管的周向的两端所对应的圆心角为30-60
°
，第一区域位于混合室的下端。
16.由于在镀膜工艺过程中，易产生碎屑脱落现象，上述设置方式可以有效避免碎屑等异物掉落至第一区域后进入混合室，避免混合室的堵塞而造成的混合室内气流不畅现象，有利于保障镀膜工序的正常进行，提高电池片的膜色均匀性。
17.在本技术的一些实施例中，上述第一集气室和第二集气室均与炉管内壁连接，混合室设置于第一集气室和第二集气室远离炉管内壁的一侧；多个第三出气孔均背离炉管内壁开设。
18.在本技术的一些实施例中，上述多个第一出气孔均沿炉管的周向间隔设置；多个第二出气孔均沿炉管的周向间隔设置。
19.上述设置方式，使得第一外源气体和第二外源气体在混合室内沿炉管的周向均能进行有效混合，有利于提高第一外源气体和第二外源气体的混合效率。
20.在本技术的一些实施例中，上述多个第一出气孔呈越靠近第一进气孔的第一出气孔的孔径越小的方式分布；多个第二出气孔呈越靠近第二进气孔的第二出气孔的孔径越小的方式分布。
21.上述设置方式，可以使得由每个第一出气孔进入混合室的气体流量保持一致，由每个第二出气孔进入混合室的气体流量也保持一致，从而提高第一外源气体和第二外源气体在混合室内的分布均匀性，有利于第一外源气体和第二外源气体的充分混合。
22.在本技术的一些实施例中，上述第一出气孔和第二出气孔的孔径均大于第三出气孔的孔径。
23.上述设置方式，可以使得经第一出气孔或第二出气孔进入混合室的气体流速降低，有利于增加第一外源气体和第二外源气体混合时间，从而提高第一外源气体和第二外源气体的混合程度，降低第一外源气体和第二外源气体还未充分混合就进入炉管的可能性。
24.在本技术的一些实施例中，上述混合室的多个第三出气孔分布于沿炉管长度方向的整个外周。
25.上述设置方式，有利于提高混合气在沿炉管长度方向的分布均匀性，提高镀膜均匀性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1示出了本技术实施例提供的管式pecvd设备的第一示例的剖视图。
28.图2示出了图1沿a-a方向剖视图。
29.图3示出了本技术实施例提供的管式pecvd设备的第二示例的剖视图。
30.图标：100-管式pecvd设备；110-炉管；120-集气管道；121-第一集气室；1211-第一进气孔；1212-第一出气孔；122-第二集气室；1221-第二进气孔；1222-第二出气孔；123-混合室；1231-第三出气孔；1232-第一区域。
具体实施方式
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
35.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.实施例
37.图1示出了本技术实施例提供的管式pecvd设备100的第一示例的剖视图，图2示出了图1沿a-a方向剖视图，图3示出了本技术实施例提供的管式pecvd设备100的第二示例的剖视图，请参阅图1、图2和图3，本技术提供了一种管式pecvd设备100，其用于对硅片表面进行镀膜。
38.管式pecvd设备100包括炉管110和集气管道120，集气管道120包括第一集气室121、第二集气室122以及混合室123。第一集气室121用于与第一外界气源(例如，氨气)连通，第二集气室122用于与第二外界起源(例如，硅烷)连通，第一集气室121和第二集气室122于混合室123内连通，混合室123与炉管110连通。
39.在本实施例中，第一集气室121具有第一进气孔1211和第一出气孔1212，第一进气孔1211用于与第一外界气源连通，第一出气孔1212与混合室123连通；第二集气室122具有第二进气孔1221和第二出气孔1222；第二进气孔1221用于与第二外界气源连通，第二出气孔1222与混合室123连通；混合室123具有与炉管110连通的第三出气孔1231。
40.使用时，第一外界气源经第一进气孔1211进入第一集气室121后，再经第一出气孔1212进入混合室123；第二外界气源经第二进气孔1221进入第二集气室122后，再经第二出气孔1222进入混合室123；第一外源气体与第二外源气体于混合室123内汇合并混合后，混合气再经第三出气孔1231进入炉管110内，从而实现第一外源气体和第二外源气体的混合并传送至炉管110内。
41.在本实施例中，第一进气孔1211和第二进气孔1221均设置于炉管110的底部位置。需要说明的是，在本技术的其他实施例中，第一进气孔1211和第二进气孔1221也可以设置炉管110的顶部等其他位置，只要满足第一进气孔1211和第二进气孔1221均能与外界气源连通即可。
42.在本实施例中，集气管道120可采用可耐500℃以上高温的不锈钢材质。需要说明的是，本技术不对集气管道120的具体材质进行限定。
43.请参阅图1，在图1所示的第一实例中，集气管道120设置于炉管110的内壁，此时第一进气孔1211和第二进气孔1221贯穿炉管110的管壁，以使第一进气孔1211和第二进气孔1221可以与外界气源连通，进而实现第一外源气体和第二外源气体的混合并传送至炉管110内。
44.请参阅图3，集气管道120也可以设置于炉管110的外壁，如图3所示的第二示例，此时混合室123的第三出气孔1231贯穿炉管110的管壁以使混合室123与炉管110连通，以使混合气可以经第三出气孔1231进入炉管110内。
45.请再次参阅图1至图3，为了提高第一外界气源和第二外界气源的混合程度，在本实施例中，第一出气孔1212和第二出气孔1222的数量均为多个，每个第一出气孔1212以及每个第二出气孔1222均与混合室123连通，使得第一外界气源和第二外界气源通过多点进气方式进入混合室123并在混合室123内混合，有利于提高第一外界气源和第二外界气源的混合程度，从而使得经第三出气孔1231进入炉管110的混合气中第一外界气源和第二外界气源已经充分混合均匀，有利于两种外界气源在炉管110内的反应更加充分，从而提高镀膜均匀性，提高产品良率。
46.进一步地，在本实施例中，第三出气孔1231的数量也为多个，每个第三出气孔1231均与混合室123连通，使得混合气以多点进气的方式与炉管110连通，使得混合气在炉管110内的分布更加均匀，从而有利于提高镀膜均匀性。
47.为了更加有效地提高混合气在炉管110内的分布均匀性，在本实施例中，第一集气室121、第二集气室122以及混合室123均沿炉管110的周向延伸，多个第三出气孔1231均朝向炉管110的径向开设且沿炉管110的周向间隔设置。上述设置方式，不仅可以延长气体扩散和混合的路径，有利于第一外界气源和第二外界气源的充分混合，还能够使得沿炉管110周向设置的多个第三出气孔1231均能沿炉管110的径向往炉管110内传送混合气，提高混合气沿炉管周向的分布均匀性。
48.进一步地，在本实施例中，第一集气室121、第二集气室122以及混合室123均为环形，可以进一步延长气体扩散和混合的路径，有利于第一外界气源和第二外界气源的充分混合。此时，在第一实例中，请参阅图1，第一集气室121和第二集气室122均环设于炉管110内并与炉管110的内壁连接，混合室123设置于第一集气室121和第二集气室122远离炉管110内壁的一侧，多个第三出气孔1231均背离炉管110内壁开设。或，在第二实例中，请参阅
图3，混合室123环设于炉管110外并与炉管110的外壁连接，第一集气室121和第二集气室122设置于混合室123远离炉管110的一侧。
49.此外，为了提高混合气在炉管110内沿炉管110长度方向的分布均匀性，请参阅图1或图3，炉管110的长度方向即为纸面由左向右的方向。在本实施例中，混合室123沿炉管110长度方向延伸，且混合室123的多个第三出气孔1231分布于沿炉管110长度方向的整个外周。
50.由于混合室123沿炉管110长度方向延伸设置，为了实现第一外源气体和第二外源气体在沿炉管110长度方向均能实现有效混合，在本实施例中，第一集气室121和第二集气室122均沿炉管110长度方向延伸且交替设置。在本实施例中，沿炉管110长度方向设置的第一集气室121和第二集气室122的数量均为两个，且第一集气室121和第二集气室122沿炉管110长度方向交替设置。需要说明的是，本技术不对沿炉管110长度方向设置第一集气室121和第二集气室122的数量进行限定，沿炉管110长度方向设置的第一集气室121和第二集气室122的数量可以根据具体情况进行调整。
51.由于第一集气室121和第二集气室122均沿炉管110的周向延伸，在本实施例中，请参阅图2，多个第一出气孔1212均沿炉管110的周向间隔设置，多个第二出气孔1222也均沿炉管110的周向间隔设置(图中未示出)，使得第一外源气体和第二外源气体在混合室123内沿炉管110的周向均能进行有效混合，有利于提高第一外源气体和第二外源气体的混合效率。
52.为了有效提高第一外源气体和第二外源气体在混合室123内的混合程度，申请人对第一出气孔1212、第二出气孔1222以及第三出气孔1231的孔径进行设置。
53.在本实施例中，多个第一出气孔1212呈越靠近第一进气孔1211的第一出气孔1212的孔径越小的方式分布(图中未示出)，多个第二出气孔1222呈越靠近第二进气孔1221的第二出气孔1222的孔径越小的方式分布(图中未示出)；换言之，越靠近第一进气孔1211的第一出气孔1212的孔径越小，越远离第一进气孔1211的第一出气孔1212的孔径越大，第二出气孔1222同理。上述设置方式，可以使得由每个第一出气孔1212进入混合室123的气体流量保持一致，由每个第二出气孔1222进入混合室123的气体流量也保持一致，从而提高第一外源气体和第二外源气体在混合室123内的分布均匀性，有利于第一外源气体和第二外源气体的充分混合。
54.在本实施例中，第一出气孔1212和第二出气孔1222的孔径均大于第三出气孔1231的孔径，可以使得经第一出气孔1212或第二出气孔1222进入混合室123的气体流速降低，有利于增加第一外源气体和第二外源气体混合时间，从而提高第一外源气体和第二外源气体的混合程度，降低第一外源气体和第二外源气体还未充分混合就进入炉管110的可能性。
55.由于在镀膜工艺过程中，易产生碎屑的脱落现象，例如硅片在炉管110内的受热条件下会存在脱落现象，或者炉管110内壁上沉积的氮化硅也极易掉落，掉落的碎屑易堵塞位于炉管110底部的第三出气孔1231。为解决上述问题，请参与图2，设置混合室123具有不与炉管110连通的第一区域1232；沿炉管110的高度方向，第一区域1232位于混合室123的下端，第一区域1232沿炉管110的周向的两端所对应的圆心角为α。在本实施例中，α为30-60
°
，进一步地，α为45
°
；上述设置方式，可以有效避免碎屑等异物掉落至第一区域1232后进入混合室123内，避免混合室123的堵塞而造成的混合室123内气流不畅现象，有利于保障镀膜工
序的正常进行，从而有效改善电池片的膜色均匀性。
56.本技术提供的管式pecvd设备100至少具有以下优点：
57.本技术的管式pecvd设备100中第一集气室121具有与外界气源连通的第一进气孔1211以及多个均与混合室123连通的第一出气孔1212，第二集气室122具有与外界气源连通的第二进气孔1221以及多个均与混合室123连通管的第二出气孔1222，使得两种外界气源能够通过多点进气方式在混合室123内混合，有利于提高两种外界气源的混合程度。混合室具有与炉管连通的第三出气孔，充分混合后的混合气再经第三出气孔进入炉管，可以使得两种外界气源在炉管内反应更加充分，有利于提高镀膜均匀性，提高产品良率。
58.对于第三出气孔1231的数量为多个的实施例而言，多个第三出气孔1231均与炉管连通，可以使得混合气以多点进气的方式与炉管110连通，使得混合气在炉管110内的分布更加均匀，从而有利于提高镀膜均匀性。
59.进一步地，在一些实施例中，第一集气室121、第二集气室122以及混合室123均沿炉管的周向延伸，可以延长气体扩散和混合的路径，有利于两种外界气源充分混合。多个第三出气孔1231均朝向炉管110的径向开设且沿炉管110的周向间隔设置，可以进一步提高混合气在炉管110周向的分布均匀性。多个第一出气孔1212以及多个第二出气孔1222均沿炉管110的周向间隔设置，使得两种外界气源在混合室123内沿炉管110的周向均能进行有效混合，有利于提高气体的混合效率。
60.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。