[发明专利]等离子体增强化学气相沉积装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学气相沉积装置，尤其涉及一种用于制造薄膜太阳能电池的等离子体增强化学气相沉积装置。

背景技术

薄膜太阳能电池是在玻璃、金属或塑料等基板上沉积很薄(几微米至几十微米)的光电材料形成的一种太阳能电池。薄膜太阳能电池弱光条件下仍可发电，其生产过程能耗低，具备大幅度降低原料和制造成本的潜力，因此，市场对薄膜太阳能电池的需求正逐渐增长，而薄膜太阳能电池技术更是成为近年来的研究热点，在公开号为CN1820358的中国专利申请中就公开了一种薄膜太阳能电池的技术方案。

现有技术中通常采用等离子体增强化学气相沉积(Plasma EnhancedChemical Vapour Deposition，PECVD)方法沉积非晶硅薄膜或微晶硅薄膜。参考图1，示出了现有技术PECVD装置一实施例的示意图。所述PECVD装置主要包括：腔体103、上电极101、电源104和下电极102，其中所述上电极101和下电极102位于腔体103内，所述上电极101与电源104相连，所述下电极102接地，腔体103顶部设置有的进气口117，反应气体通过所述进气口117进入腔体103。

在以等离子体增强化学气相沉积方法沉积非晶硅薄膜或微晶硅薄膜的过程中，将玻璃基板置于所述下电极102上，向腔体103中通入硅烷及氢气，电源104向上电极101通入射频信号以产生辉光放电，从而在上电极101和下电极102之间形成等离子体，所述等离子体中的电子与硅烷反应产生活性基，所述活性基扩散至玻璃基板，并吸附于所述玻璃基板上，进而形成非晶硅或微晶硅薄膜。

参考图2，示出了图1所示PECVD装置的等效电路图，包括串联于电源104和地端113之间的等离子体等效电容器121。

然而，由于射频信号输入点附近的射频功率密度过高，这会使硅烷二次电离，进而导致粉尘的产生，此外，射频功率密度分布不均，容易造成成膜速度不均和微晶硅晶化率不均等不良。

为了克服上述缺点，现有技术中对PECVD装置进行了改进，参考图3，示出了现有技术改进后的PECVD装置的结构示意图。所述PECVD装置主要包括：腔体203；位于腔体203外的电源204；位于腔体203内的上电极209、下电极202、气体扩散板组件206和陶瓷层210，所述腔体203的顶部包括进气口207，所述气体扩散板组件206、上电极209、陶瓷层210依次位于所述进气口207的下方，所述电源204通过射频信号输入装置208与上电极209相连，所述射频信号输入装置208穿过气体扩散板组件206与上电极209相连，在上电极209上形成射频信号输入点，具体地，所述上电极209为呈高斯球面分布的气体喷淋头(shower head)，所述陶瓷层210悬挂于所述气体喷淋头的下方，不同位置的气体喷淋头与陶瓷层210之间具有不同的距离d，具体地，位于中央位置处距离较大，位于周边位置处距离较小。

成膜时，在上电极209和下电极202之间形成等离子体。下面结合成膜过程中的等效电路，说明图3所示PECVD装置解决射频信号的功率密度分布不均的原理。请一并参考图4，图4示出了图3所示PECVD装置的等效电路示意图。所述等效电路包括：电源204、地端113、串联于电源204和地端113之间第一等效电容器110和第二等效电容器111，因此第一等效电容器110可以起到分压的作用，具体地，第一等效电容器110为气体喷淋头和陶瓷层210之间的等效电容，第二等效电容器111为反应腔内等离子体的等效电容。由于电容与电极之间的距离呈反比，而不同的气体喷淋头与陶瓷层109之间具有不同的距离d，因此位于中央位置的第一等效电容器110由于距离d较大，电容值较小，分压较大，从而减小了中央区域等离子体的电压；而位于周边位置处的第一等效电容器距离d较小，电容值较大，分压较小，从而解决了上电极中央区域等离子体的功率密度过高的问题。

但是，发明人发现图3所示的PECVD装置虽然可以解决射频功率密度分布不均的问题，但是还存在较多缺点，例如：大片的陶瓷层的制造和安装成本较高，且由于陶瓷层位于上电极和下电极之间，在成膜过程中直接与等离子体接触，所以在沉积过程中比较容易破碎。

发明内容

本发明提供一种改良的等离子体增强化学气相沉积装置，以解决等离子体的功率密度分布不均的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种等离子体增强化学气相沉积装置，包括：

腔体，包括位于其顶部的进气口，所述腔体连接于地端；

电源，位于所述腔体外，用于产生激发等离子体的射频信号；