[发明专利]一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构

说明书

本发明公开了一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构,主要包括：真空外腔室和真空内腔室均包括围合成相应腔室的腔壁，真空内腔室设置于真空外腔室内；喷淋电极、下电极及基片设置于真空内腔室内，基片位于下电极上且位于喷淋电极下方；真空外腔室和真空内腔室构成反应区和排气区双层的排气结构，真空外腔室和真空内腔室设置有与真空装置连接的排气管道和排气泵组，排气口位于排气区内；反应区和排气区构成不同的真空压差；工作时，反应气体在反应区始终包裹于基片周围，充分反应、沉积后，沿运行轨迹流动到排气区后被排出；这种双层的排气结构，避免了反应区内的工艺气体被污染，保证了膜层厚度的均匀性，膜层组织的致密性，降低了薄膜的内应力。

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，具体涉及一种PECVD工艺腔室真空排气技术。

背景技术

PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）是指等离子体增强的化学气相沉积技术。即在真空环境下,借助于气体辉光放电产生的低温离子体，增强了反应物质的化学活性，促进了气体间的化学反应，从而在基片上沉积出所需的膜层。

由于PECVD薄膜沉积过程是在一个动态的供气、排气中完成的，因此想要在基片表面沉积出厚度均匀、组织致密、内应力小等优质膜层，就应使基片表面始终被辉光层均匀覆盖，使辉光放电区反应气体与生成气体产物穿过边界层以及在平流层和衬底层之间质量输运的轨迹始终环绕在基片周围，使反应物中分子、原子等离子粒团与电子之间的碰撞、散射、电离等的强度稳定。

现有PECVD设备中，如图2所示，工艺腔室的排气系统结构往往是单层排气形式，即：工艺腔室是一个单层、独立的真空腔室，下电极、基片位于真空腔室中间，共同位于喷淋电极下方；排气口位于真空腔室下腔壁的一侧方，这种结构导致沉积薄膜时，真空腔室内充入的反应气体运行的轨迹，不能均匀的覆盖并包裹于基片周围，离排气口近侧的气体，运行轨迹很短，气体没来得及充分反应便很快被排出，而离排气口远侧的气体，运行轨迹较长，参与充分的反应、沉积后被排出，这样就导致在基片上沉积的膜层厚度不均匀，局部膜层组织不致密，内应力增大等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，工艺腔室由真空外腔室和真空内腔室组成，具有反应区，排气区，双层排气结构；工作时，充入真空内腔室的反应气体，随着排气管道及排气泵组的排气过程，真空内腔室内反应气体的运行轨迹始终均匀地覆盖并包裹于基片周围，基片表面始终被辉光层均匀覆盖，使辉光放电区反应气体与生成气体产物穿过边界层以及在平流层和衬底层之间质量输运的轨迹始终环绕在基片周围，在反应区充分反应、沉积后，沿运行轨迹流动到排气区后被排出。反应区和排气区构成不同的真空压差。反应区真空压力要大于排气区真空压力，保障了反应区内的工艺气体始终不被非工艺气体所污染，保证了基片上所沉积的膜层厚度的均匀性，膜层组织的致密性，同时降低了薄膜的内应力。

本发明所采用的技术方案是：提供了一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，其特征在于，包括：真空外腔室，腔室密封圈，内腔室密封圈，真空内腔室，腔室上法兰，喷淋电极，基片，下电极，内腔室阀门，外腔室阀门，真空排气泵组，排气管道，下电极升降系统，反应区，排气区；所述真空外腔室和真空内腔室均包括围合成相应腔室的腔壁，所述真空内腔室设置于真空外腔室内；所述反应区由真空内腔室内侧与所述腔室上法兰内侧围合成，所述排气区由真空内腔室下腔壁外侧凹槽与所述真空外腔室下腔壁内侧围合成，并通过真空内腔室下腔壁凹槽中心位置通孔，使所述反应区和排气区构成不同的真空压差；所述喷淋电极和所述下电极及所述基片设置在真空内腔室内，所述下电极位于所述喷淋电极的下方，所述基片位于所述下电极的上方，共同设置于真空内腔室即反应区中心位置；所述真空外腔室和真空内腔室设置有与真空装置连接的排气管道和排气泵组以及下电极升降系统；作为本发明的一种优选技术方案，所述真空外腔室的腔壁环绕所述的真空内腔室的腔壁设置，且分布其中同一个方向上的腔壁为两者的共用腔壁，其余分布在各个方向上的两者的腔壁之间设置有距离。