用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备的制作方法

1.本发明涉及硅太阳能电池生产设备，尤其涉及一种用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备。

背景技术：

2.制备高效晶硅太阳能电池需要在硅片上生长氧化铝/氧化硅薄膜以及非晶硅薄膜，氧化铝/氧化硅薄膜为极薄薄膜(可小于3nm)，而非晶硅薄膜为较厚薄膜(可大于150nm)。对于两种薄膜的制备，目前主要有两种方式：一种是采用2道工序，先在一台设备上完成氧化铝/氧化硅薄膜的制备，然后取出硅片送到另一台设备或同一台设备的另一个工位进行非晶硅薄膜的制备。由于在两个工序或两台设备之间传送硅片时，要将硅片从真空环境的工艺腔体取出暴露在大气环境，容易造成污染，使得膜层质量发生变化，同时由于需要两台设备，占地面积大，所需作业人员多、硅片上下料机构多。

技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种将平板式peald功能模块和射频/微波pecvd功能模块二者合并在一台设备上、可以满足两种薄膜的生长的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备。
4.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
5.一种用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，所述连续式生产设备由平板式peald功能模块与射频/微波pecvd功能模块合并构成，所述连续式生产设备包括硅片传输机构和沿硅片传输机构传输方向依次设置的上料腔、第一预热腔、原子层沉积工艺腔、第一缓存腔、过渡腔、第二预热腔、化学气相沉积工艺腔、第二缓存腔和下料腔，相邻腔室之间均设有真空隔离阀，所述原子层沉积工艺腔内采用等离子体增强原子层沉积的方式生长氧化铝/氧化硅薄膜，所述化学气相沉积工艺腔内采用等离子体增强化学气相沉积的方式生长非晶硅薄膜，所述等离子体增强化学气相沉积方式中等离子体的产生有射频激发和微波激发两种方法，，所述上料腔、第一预热腔、原子层沉积工艺腔、第一缓存腔构成所述平板式peald功能模块，所述过渡腔、第二预热腔、化学气相沉积工艺腔、第二缓存腔、下料腔构成所述射频/微波pecvd功能模块。
6.作为上述技术方案的进一步改进，所述硅片传输机构上设有放置硅片的载板，所述载板通过滚轮支撑组件在硅片传输机构上前进。
7.作为上述技术方案的进一步改进，所述化学气相沉积工艺腔内沉积方式为大面积喷淋极板射频放电产生等离子体配合载板升降确定极板间距的静态沉积薄膜方式。
8.作为上述技术方案的进一步改进，所述化学气相沉积工艺腔内沉积方式为采用条形离子源射频放电产生等离子体，载板连续从条形离子源下方通过的动态沉积薄膜方式。
9.作为上述技术方案的进一步改进，所述化学气相沉积工艺腔内沉积方式为采用微波放电，载板连续从微波源沉积罩下方通过的动态沉积薄膜方式。
10.作为上述技术方案的进一步改进，所述原子层沉积工艺腔设置至少一个，各原子层沉积工艺腔依次相接；所述化学气相沉积工艺腔设置至少一个，各化学气相沉积工艺腔依次相接。
11.作为上述技术方案的进一步改进，所述原子层沉积工艺腔室内沉积方式为空间法ald或空间法peald方式生长。
12.作为上述技术方案的进一步改进，所述下料腔与上料腔之间设有回框机构。
13.作为上述技术方案的进一步改进，所述原子层沉积工艺腔配设有远程等离子体装置。
14.作为上述技术方案的进一步改进，所述化学气相沉积工艺腔配设有远程等离子体清洗装置。
15.与现有技术相比，本发明的优点在于：
16.本发明提出一种基于平板式peald+射频/微波pecvd组合的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，采用原子层沉积或等离子体增强原子层沉积的方式生长氧化铝或氧化硅，采用等离子体增强的方式生长非晶硅，其二者合并在一台设备上，成直线型排布，可以满足两种薄膜的生长，硅片上生长两种膜的工艺在一个设备上即可以实现，由于两种方法工艺参数不同、工艺真空度差别大，因此设置有过渡腔，在硅片传送过程中起到缓冲过渡作用，并通过过渡腔平衡压力，同时可以起到隔离作用，既防止两个工艺腔室的特殊气体发生交叉污染，又达到隔离真空的目的；硅片一次装夹完成后，通过硅片传输机构传输依次经过各腔室，整个工艺过程全部在真空环境中完成，硅片不会暴露在大气环境，膜层的质量好。
附图说明
17.图1是本发明的结构示意图。
18.图中各标号表示：
19.1、上料腔；2、第一预热腔；3、原子层沉积工艺腔；4、第一缓存腔；5、过渡腔；6、第二预热腔；7、化学气相沉积工艺腔；8、第二缓存腔；9、下料腔；10、回框机构；11、上料台。
具体实施方式
20.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
21.如图1所示，本实施例的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，连续式生产设备由平板式peald(peald为等离子体增强原子层沉积)功能模块与射频/微波pecvd(pecvd为等离子体增强化学气相沉积)功能模块合并而成。连续式生产设备包括硅片传输机构和沿着沿硅片传输机构传输方向依次设置的上料腔1、第一预热腔2、原子层沉积工艺腔3、第一缓存腔4、过渡腔5、第二预热腔6、化学气相沉积工艺腔7、第二缓存腔8、下料腔9、回框机构10，相邻腔室之间均设有真空隔离阀。原子层沉积工艺腔3内采用原子层沉积或等离子体增强原子层沉积的方式生长氧化铝/氧化硅薄膜。化学气相沉积工艺腔7内采用等离子体增强化学气相沉积的方式生长非晶硅薄膜，等离子体增强化学气相沉积方式中等离子体的产生有射频激发和微波激发两种方法。上料腔1、第一预热腔2、原子层沉积工艺腔3、第一缓存腔4构成平板式peald功能模块，过渡腔5、第二预热腔6、化学气相沉积工艺
腔7、第二缓存腔8和下料腔9构成射频/微波pecvd功能模块。
22.硅片在硅片传输机构上输送，优选的，硅片传输机构上设有放置硅片的载板，载板通过滚轮支撑组件在硅片传输机构上前进。首先进入上料腔1，然后进入第一预热腔2，通过第一预热腔2对硅片进行加热，之后进入原子层沉积工艺腔3，硅片在原子层沉积工艺腔3内进行生长氧化铝/氧化硅薄膜的工艺，第一层膜生长完成之后，进入第一缓存腔4内平衡载板传输节拍，然后进入到过渡腔5进行前后工艺腔的交接，载板从过渡腔5进入第二预热腔6，补偿载板传输过程中的热损失，减少工艺加热时间，之后再进入化学气相沉积工艺腔7，在化学气相沉积工艺腔7进行生长非晶硅薄膜的工艺，第二层膜生长完成之后，硅片进入第二缓存腔8平衡载板传输节拍，然后进入下料腔9，进行出料。
23.本发明提出一种基于平板式peald+射频/微波pecvd组合的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，采用原子层沉积或等离子体增强原子层沉积的方式生长氧化铝或氧化硅，采用等离子体增强化学气相沉积的方式生长非晶硅，其二者合并在一台设备上，成直线型排布，可以满足两种薄膜的生长，硅片上生长两种膜的工艺在一个设备上即可实现，由现有的两台设备合成一台设备，结构布局紧凑，减少了占空空间。由于两种方法工艺参数不同、工艺真空度差别大，因此设置有过渡腔5，在硅片传送过程中起到缓冲过渡作用，并通过过渡腔5平衡压力，同时可以起到隔离作用，既防止两个工艺腔室的特殊气体发生交叉污染，又达到隔离真空的目的；硅片一次装夹完成后，通过硅片传输机构传输依次经过各腔室，整个工艺过程全部在真空环境中完成，硅片不会暴露在大气环境，膜层的质量好。
24.在具体应用实例中，原子层沉积工艺腔3与所述化学气相沉积工艺腔7的数量可以根据产能需要设置，可以设置一个或多个，多个相同腔体串联布置原子层沉积工艺腔3设置至少一个，各原子层沉积工艺腔3依次相接串联布置，各化学气相沉积工艺腔7依次相接。本实施例中，原子层沉积工艺腔3和化学气相沉积工艺腔7各设置两个。
25.本实施例中，化学气相沉积工艺腔7配设有等离子体放电装置。化学气相沉积工艺腔7内沉积方式为大面积喷淋极板射频放电产生等离子体配合载板升降确定极板间距的静态沉积薄膜方式，通过载板升降确定极板间距沉积薄膜。需要说明的是，除本实施例外，化学气相沉积工艺腔7内沉积的另一种方式为条形离子源(也可称为线性离子源)射频放电产生等离子体，载板连续从条形离子源下方通过的动态沉积薄膜方式；还可以是采用微波放电产生等离子体，载板连续从微波源沉积罩下方通过的动态沉积薄膜方式。
26.本实施例中，原子层沉积工艺腔3配设有远程等离子体清洗装置。原子层沉积工艺腔室3内沉积方式为空间法peald。除本实施例外，也可以选择空间法ald方式生长。
27.本实施例中，下料腔9与上料腔1之间设有回框机构10，上料腔1的入口处设有上料台11。硅片完成工艺之后，可以利用回框机构10将空的石墨框回传至上料腔1的上料台11上，用于下一批硅片的装夹，之后通过上料台11进行上料，提高了设备的自动化程度和生产效率。
28.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、
等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：

1.一种用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，其特征在于：所述连续式生产设备由平板式peald功能模块与射频/微波pecvd功能模块合并构成，所述连续式生产设备包括硅片传输机构和沿硅片传输机构传输方向依次设置的上料腔(1)、第一预热腔(2)、原子层沉积工艺腔(3)、第一缓存腔(4)、过渡腔(5)、第二预热腔(6)、化学气相沉积工艺腔(7)、第二缓存腔(8)和下料腔(9)，相邻腔室之间均设有真空隔离阀，所述原子层沉积工艺腔(3)内采用等离子体增强原子层沉积的方式生长氧化铝/氧化硅薄膜，所述化学气相沉积工艺腔(7)内采用等离子体增强化学气相沉积的方式生长非晶硅薄膜，所述等离子体增强化学气相沉积方式中等离子体的产生有射频激发和微波激发两种方法，所述上料腔(1)、第一预热腔(2)、原子层沉积工艺腔(3)、第一缓存腔(4)构成所述平板式peald功能模块，所述过渡腔(5)、第二预热腔(6)、化学气相沉积工艺腔(7)、第二缓存腔(8)、下料腔(9)构成所述射频/微波pecvd功能模块。2.根据权利要求1所述的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，其特征在于：所述硅片传输机构上设有放置硅片的载板，所述载板通过滚轮支撑组件在硅片传输机构上前进。3.根据权利要求1所述的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，其特征在于：所述化学气相沉积工艺腔(7)内沉积方式为大面积喷淋极板射频放电产生等离子体配合载板升降确定极板间距的静态沉积薄膜方式。4.根据权利要求1所述的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，其特征在于：所述化学气相沉积工艺腔(7)内沉积方式为采用条形离子源射频放电产生等离子体，载板连续从条形离子源下方通过的动态沉积薄膜方式。5.根据权利要求1所述的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，其特征在于：所述化学气相沉积工艺腔(7)内沉积方式为采用微波放电，载板连续从微波源沉积罩下方通过的动态沉积薄膜方式。6.根据权利要求1至5任意一项所述的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，其特征在于：所述原子层沉积工艺腔(3)设置至少一个，各原子层沉积工艺腔(3)依次相接；所述化学气相沉积工艺腔(7)设置至少一个，各化学气相沉积工艺腔(7)依次相接。7.根据权利要求1至5任意一项所述的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，其特征在于：所述原子层沉积工艺腔室(3)内沉积方式为空间法ald或空间法peald方式生长。8.根据权利要求1至5任意一项所述的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，其特征在于：所述下料腔(9)与上料腔(1)之间设有回框机构(10)。9.根据权利要求1至5任意一项所述的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，其特征在于：所述原子层沉积工艺腔(3)配设有远程等离子体装置。10.根据权利要求1至5任意一项所述的用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，其特征在于：所述化学气相沉积工艺腔(7)配设有远程等离子体清洗装置。

技术总结

本发明公开了一种用于生长氧化铝/氧化硅和非晶硅薄膜的连续式生产设备，由平板式PEALD功能模块与射频/微波PECVD功能模块合并构成，该设备包括硅片传输机构和沿传输方向依次设置的上料腔、第一预热腔、原子层沉积工艺腔、第一缓存腔、过渡腔、第二预热腔、化学气相沉积工艺腔和下料腔，第二缓存腔、下料腔。相邻腔室之间均设有真空隔离阀，上料腔、第一预热腔、原子层沉积工艺腔、第一缓存腔构成平板式PEALD功能模块，过渡腔、第二预热腔、化学气相沉积工艺腔、第二缓存腔、下料腔构成PECVD功能模块。本发明将平板式PEALD功能模块和射频/微波PECVD功能模块二者合并在一台设备上、可以满足两种薄膜的生长要求。满足两种薄膜的生长要求。满足两种薄膜的生长要求。