[发明专利]PECVD设备

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体技术领域，尤其是涉及一种PECVD（等离子体增强化学气相沉积）设备。

背景技术

随着等离子体（Plasma）技术的不断发展，等离子体装置已经被广泛地应用于制造集成电路（IC）或光伏（PV）产品的制造工艺中，同时由于平行板电容耦合等离子体（Capacitively Coupled Plasma，简称CCP）装置放电的原理简单，相对于ECR（电子回旋共振等离子体），ICP（感应耦合等离子体）产生的等离子体更加均匀，所以，目前在PV行业中等到了广泛的应用。

光伏晶硅产品制造过程中用到的平板式PECVD设备根据成膜方式的不同主要分为直接法和间接法两种。直接法和间接法各有优缺点。直接法成膜致密，可以实现表面钝化和体钝化，有利于提高少子寿命，所以短路电流一般比较高。但直接法为了载板接地，都是采用向上镀膜的方式，成膜表面朝上，在工艺过程中产生的颗粒，或长时间运行后上电极剥落的颗粒会掉落到成膜表面上，影响电池片的外观和质量。间接法多为下镀膜方式，镀膜时硅片放在腔室顶部，等离子体源在下面，成膜面朝下，这种设备可靠性、维护性好，成膜均匀，产能高，但由于只能实现表面钝化，所以限制了短路电流的进一步提升。

图6为目前晶硅太阳能电池生产中常用的平板式直接法上镀膜PECVD装置示意图，反应腔61内部一般处于真空状态，工艺气体通过上极板62上的进气孔601进入反应腔内部，并通过真空计63与排气口602把腔室内部控制在一定压力下，射频电源64通过上极板62向反应腔内部提供能量，下极板65作为晶片66的载体可以直接接地，也可另接射频电源（图中未示出），在两个极板之间产生射频电场，将工艺气体激发成等离子体，从而对放置于下极板上的晶片66等进行处理，反应后的气体通过排气口602排出反应腔61。

但是，其存在如下缺陷：

首先，在工艺过程中产生的颗粒，或长时间运行后上电极剥落的颗粒会掉落到成膜表面上，影响电池片的外观和质量；

其次，为了获得较大的产能，此种方式中的载板面积较大，一般可以放置几十甚至上百片太阳能电池片，因此设备占地面积较大，维护困难；

第三，为了获得较大的产能，设备的尺寸不断增大，图6所示的CCP装置的上下极板尺寸也就随之不断增大，这就增加了极板上的驻波效应，同时将导致极板中间与边缘的气流均匀性变差，这些都将对工艺结果产生不好的影响。此外，设备及零件尺寸的增大，增加的原材料成本及加工成本与难度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种占地面积小、生产成本低且提高晶片表面质量的PECVD设备。

根据本发明实施例的PECVD设备，包括：腔体，晶片托架，多个射频电极，传输装置和升降装置。具体而言，所述腔体内具有反应腔，所述腔体上设有进气口和出气口，所述腔体的左侧壁设有第一传输口而右侧壁上设有与所述第一传输口相对的第二传输口；所述晶片托架包括沿前后方向间隔布置且竖直放置的多个载板，所述晶片托架在所述反应腔内沿竖向在上部位置和下部位置之间可移动；所述多个射频电极设在所述反应腔的顶部且垂直于顶面放置，所述多个射频电极沿前后方向间隔布置，且在所述晶片托架位于所述上部位置时所述多个射频电极分别对应地插入到相邻载板之间，使得工艺气体在所述载板与相邻的射频电极之间被激发成等离子体；所述传输装置设在所述反应腔的底部，用于通过所述第一和第二传输口将所述晶片托架传入和传出所述反应腔；所述升降装置与地连接，用于在所述反应腔内升降所述晶片托架。

根据本发明实施例的PECVD设备，用于放置晶片的多个载板竖直放置，并将多个载板与多个射频电极间隔设置，用于对多个载板上的晶片进行镀膜。不仅增加了单次工艺处理的晶片数量，增加了设备的产能，而且降低了设备的占地面积，并可有效的控制射频电极的面积，降低了设备加工的难度和成本，且削弱射频电极上的驻波效应,从而使镀制在晶片表面的膜获得较好的表面质量。此外，在射频电极或晶片托架堆积的膜层达到一定厚度时，堆积的膜层会由射频电极或晶片托架上脱落，由于载板和射频电极均竖直设置，可以避免脱落的膜层掉落于晶片的镀膜表面，进一步地提高膜的表面质量。

此外，根据本发明的一个实施例，所述晶片托架还包括第一和第二连接件以及多个分隔块，每个所述载板的两端分别与所述第一和第二连接件相连且所述多个分隔块分别设在相邻的所述载板之间。由此，不仅提高了装置的镀膜效率，而且提高了膜的表面质量。晶片托架的结构简单，便于晶片托架的安装。