专利名称：一种太阳能电池刻边机反应室结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及微电子技术领域，是一种太阳能电池刻边机反应室结构。
背景技术：
在硅太阳能电池的制造中，需要将扩散了杂质的硅片周边的硅PN结 腐蚀掉，以避免正面的PN结与背面电极连通而形成短路。用于这一目的 的刻蚀机称之为硅太阳能电池刻边机。
目前市售的现有刻边机反应室如图l所示它由一个桶状的石英反应
室外壁l、壁外的射频线圈3以及腔内的载片架6、下电极15和顶盖2等
组成。这种结构存在两大缺点1)由于它是绝缘材料做反应室，被刻蚀
的硅片在刻蚀时没有自偏压，因而刻蚀后，片子正面的边沿有很严重的钻 入腐蚀，使得正面的边沿被腐蚀得较多，从而使正面接收光的面积减小， 导致光转换效率降低。并且，由于钻蚀是很不规则的，故生产出的硅太阳
能电池的一致性差。2)石英容易在腐蚀硅时被SFs或CF4腐蚀，在生产过 程中，它会被腐蚀得越来越薄，以致于穿透报废。
发明内容
本发明的目的是公开一种太阳能电池刻边机反应室结构，以避免在刻 蚀硅片边沿时片子正面边沿有严重的钻蚀，提高电池的转换效率和产品的 一致性。同时克服石英反应室壁被腐蚀的问题，并通过承片架的特殊结构 提高刻蚀均匀性。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是
一种太阳能电池刻边机反应室结构，包括顶盖、低真空阀、机械泵、 载片架、进气口、底板、射频电极、射频接口、腔壁；反应室为由腔壁与 顶盖和底板围成的中空反应室，反应室内设有载片架；反应室的底板上设
有通孔，通孔经低真空阀与机械泵相通连；反应室的顶盖上设有进气口； 其中，
金属腔壁的水平剖面为方形或八边形，其内拐角处呈切角状或弧形； 底板中部设有绝缘的射频电极座，射频电极座内侧有射频电极，射频 电极座外侧有射频接口，射频电极与底板外侧中部的射频接口电连接，射 频接口接电源；反应室的顶盖内侧设有匀气盘，匀气盘经气体通路与进气 口相通连；
载片架包括上、下两块金属板、支撑螺杆、连接臂，下金属板的四角 或两角经金属连接臂与金属支撑螺杆下端固接，上金属板的四角或两角经 金属连接臂与金属支撑螺杆上端可活动式套接，各支撑螺杆的上端设有螺 纹，与螺母相配，以对上金属板定位；上、下两块金属板水平设置，下金 属板底面与射频电极紧贴连，下金属板底面中间有一个与射频电极座突起 处相吻合的槽。所述的反应室结构，其所述射频电极座内部有水路与外水管相连，以通水冷却射频电极。
所述的反应室结构，其所述金属，为铝或不锈钢。
所述的反应室结构，其所述上、下金属板主体部分的形状与所需刻蚀
的硅片形状相适配，大小相同或边长小1 2mm，厚度在8 15腿之间。
所述的反应室结构，其所述载片架的金属连接臂与硅片边沿的最近距离^5咖。
所述的反应室结构，其所述相吻合的槽，为载片架定位之用。本发明的反应室结构可使太阳能电池片的边沿钻蚀明显地减小，因而
可提高太阳能电池片的转换效率和每批产品的一致性，同时它还有载片量
大、刻蚀均匀性好的优点。
图1现有刻边机反应室剖面图2、本发明反应室剖面示意图3本发明具有方形金属腔壁的反应室顶视图4本发明具有八面金属腔壁的反应室顶视图5A本发明的载片架侧视图；图5B本发明的载片架侧视图6A本发明的载片架上金属板侧视图；图6B本发明的载片架上金属
板侧视图。
具体实施例方式
6本发明提出了如图2至图4的反应室结构，包括顶盖2、低真空阀4、机械泵5、载片架6、进气口 7、底板9、射频电极IO、射频接口 11、金属腔壁16等部件。本发明的反应室，是由水平剖面为方形的金属腔壁16(图3)或八边形的金属腔壁16 (图4)与顶盖2和底板9围成的中空反应室。反应室的底板9上设有通孔，通孔经低真空阀4与机械泵5相通连；底板9中部设有绝缘的射频电极座19，射频电极座19内侧有射频电极10，射频电极座19外侧有射频接口 11，射频电极10与底板9外侧中部的射频接口 11电连接，射频接口 11接电源；反应室的顶盖2内侧设有匀气盘17，匀气盘17经气体通路与进气口 7相通连。
反应室内设有如图3 (具有4个支撑螺杆13)或图4 (具有两个支撑螺杆13)所示的载片架6。请同时参照图3、图4、图5A、图5B)、图6A、图6B，载片架6包括上、下两块金属板12、支撑螺杆13、金属连接臂14，下金属板12的四角或两角经金属连接臂14与金属支撑螺杆13下端固接，上金属板12的四角或两角经金属连接臂14与金属支撑螺杆13上端可活动式套接，各支撑螺杆13的上端设有螺纹，与螺母相配，以对上金属板12定位。上、下两块金属板12水平设置，下金属板12底面与射频电极10紧贴连，下金属板12底面中间有一个与射频电极座19突起处相吻合的槽18，槽18还可作为载片架6定位之用。
射频电极座19内部有水路与外水管相连，可通水冷却射频电极10。、上、下两块金属板12的大小与所要腐蚀的硅片8 —致或稍小一点(每边约小lmm)，厚度约为5 12mm。与螺杆13连接的金属连接臂14要与硅片8的最近距离保持在5mm以上，以使等离子体浓度不受金属连接臂14的影响，从而使硅片8边沿各处得到均匀刻蚀。
反应室腔壁16和载片架6所用材料为金属， 一般为铝(Al)或不锈钢。反应室腔壁16的内拐角处呈切角状或弧形。
如图2所示本发明的结构中，将多数片硅片8用螺母夹固于载片架6的上、下两块金属板12之间，载片架6以下金属板12经射频电极10、射频接口 ll接射频功率源，反应室金属腔壁16接地。硅片8边沿与地之间有一个电场存在，电场可引导离子指向硅片8边沿刻蚀，大大减少了对硅片8正面边沿的钻蚀。同时，由于上述F基气体不能腐蚀Al或不锈钢，因此，反应室腔壁16不被腐蚀。
本发明的有益的效果
采用本结构反应室得到的好处有如下几点
1) 被刻蚀硅片8的边沿钻蚀很小，由原来约4 6mm不规则的钻蚀縮
小到仅1 2mm; —批片子的光电转换效率得以提高且性能的一致性明显改善。
2) 硅片8刻蚀的均匀性明显提高。以往在靠近上下两金属板12的硅片8刻蚀慢，致使该区硅片8边沿刻蚀不透的现象经常出现。
3) 反应室腔壁16不再被腐蚀，可经久耐用。
4) 每小时可刻蚀硅片8的数量大于1000片/小时。
实施例
8本发明所述之刻边机的反应室腔壁16为方形或八面型。材料为铝或不锈钢。射频电极座19内有水道，可通水冷却射频电极IO。硅片8侧边与腔壁16的最近距离在40 60mm之间，各边的间距相同。气体从上盖的中心处进入，经过匀气盘17匀气后从硅片8与腔壁16之间的位置上的小孔喷出。气体从腔室的下方先汇聚在中心区然后进入射频电极10下面的较大的外腔室20，再流出外腔室20进入抽气机械泵5然后排出。
载片架6用铝或不锈钢材料制成。上、下金属板12采用铝，厚度在10mm左右。两根(或4根)支撑螺杆13的上部有螺纹，以便硅片8数量变化时螺母可上、下调节将硅片8夹紧。连接支撑螺杆13与上、下金属板12的连接臂14应尽可能远离硅片8， 一般大于5mm。
权利要求
1、一种太阳能电池刻边机反应室结构，包括顶盖、低真空阀、机械泵、载片架、进气口、底板、射频电极、射频接口、腔壁；反应室为由腔壁与顶盖和底板围成的中空反应室，反应室内设有载片架；反应室的底板上设有通孔，通孔经低真空阀与机械泵相通连；反应室的顶盖上设有进气口；其特征在于，金属腔壁的水平剖面为方形或八边形，其内拐角处呈切角状或弧形；底板中部设有绝缘的射频电极座，射频电极座内侧有射频电极，射频电极座外侧有射频接口，射频电极与底板外侧中部的射频接口电连接，射频接口接电源；反应室的顶盖内侧设有匀气盘，匀气盘经气体通路与进气口相通连；载片架包括上、下两块金属板、支撑螺杆、连接臂，下金属板的四角或两角经金属连接臂与金属支撑螺杆下端固接，上金属板的四角或两角经金属连接臂与金属支撑螺杆上端可活动式套接，各支撑螺杆的上端设有螺纹，与螺母相配，以对上金属板定位；上、下两块金属板水平设置，下金属板底面与射频电极紧贴连，下金属板底面中间有一个与射频电极座突起处相吻合的槽。
2、 如权利要求1所述的反应室结构，其特征在于，所述射频电极座 内部有水路与外水管相连，以通水冷却射频电极。
3、 如权利要求1所述的反应室结构，其特征在于，所述金属，为铝 或不锈钢。
4、 如权利要求1所述的反应室结构，其特征在于，所述上、下金属 板主体部分的形状与所需刻蚀的硅片形状相适配，大小相同或边长小l 2腿，厚度在8 15腿之间。
5、 如权利要求1所述的反应室结构，其特征在于，所述载片架的金 属连接臂与硅片边沿的最近距离^5mm。
6、 如权利要求l所述的反应室结构，其特征在于，所述相吻合的槽，
全文摘要
本发明一种太阳能电池刻边机反应室结构，它的腔壁与太阳电池片形状相似，呈方形，四角处可呈切角状或弧形，并作为产生辉光放电的射频供电的一个电极接地，腔室中间有一个金属电极接射频输出，该金属射频电极上放置有一结构特殊的载片架。在载片架中重叠在一起的硅片的边沿与腔壁之间的空间产生等离子体辉光，从而对载片架上的硅片边沿进行腐蚀。该反应室结构可使太阳能电池片的边沿钻蚀明显地减小，因而可提高太阳能电池片的转换效率和每批产品的一致性，同时它还有载片量大、刻蚀均匀性好等优点。
文档编号H01L31/18GK101471395SQ20071030389
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者刘训春, 周宗义, 张永利, 张育胜, 兵 李, 佳 王 申请人:中国科学院微电子研究所