调整PECVD气流出口位置以改善大面积下膜层均匀度

本方法是将薄膜太阳能中的技术核心PECVD，藉由改善其气体从Showerhead出口位置及方向，使镀膜时其气流能够均匀的扩散在TCO玻璃上的每一处，当电浆开启时，使得TCO玻璃上都能够均匀的镀上硅薄膜，藉此改善膜层均匀度，且可达到薄膜太阳能电池中的高效率。 

目前，业界对于薄膜太阳能电池中已有相当多的研究，在制作核心PECVD时也有特殊的设计方式，其中常设计的机台在镀膜方式主要以直立式与卧式两者为主，其中在卧式PECVD中，使目前业界与学术界常使用的机台模组，但是在卧式的设计中，常常制作的都是小面积的太阳能薄膜硅电池，较少作成大面积尺寸，主要因为就是卧式的Showerhead气流分布常有不均匀的状况，使得气体尚未均匀扩散到TCO玻璃上方，就被Pump给抽气带走，则会造成当电浆开启时，其膜层镀膜发生不均匀的现象，故此发明主要针对PECVD内部的Showerhead，去更改其气体出口的位置，藉由出口位置的不同，使气体能够有充分的时间完全均匀的扩散在TCO玻璃表面，使其在大面积镀膜下能够均匀镀膜，且能够发挥其薄膜太阳能电池中的高效率。 

    本发明主要目的是调整PECVD气流出口位置以改善大面积下膜层均匀度。其系统主要包含入口端、加热抽真空腔、P型半导体薄膜制程腔、I型半导体薄膜制程腔、N型半导体膜膜制程腔、降温破真空腔及出口端，在每个腔体内都设有传送轮轴及真空pump，且制程腔内部则都有加热装置、Showerhead气流孔、自动压力控制器APC及RF电极，以便进行镀膜制程。当TCO玻璃由入口端传送进入到加热抽真空后，当传送P型半导体薄膜制程腔时，将此发明把气流出口位置调整至离pump端较远处，使其气体从showerhead开始扩散时，气体能够有较多时间在TCO玻璃上，此时开始电浆开启镀上P型半导体，且I型与N型半导体也是以同样的方式，利用此发明的设计镀上I型及N型硅薄膜，完成后再破真空至大气，且传入出口端即可。此种发明可以扩展卧式PECVD在大面积尺寸下仍然能够可以有较佳的镀膜均匀度，藉由此方法可以提升膜层均匀度，且也可增加太阳能硅薄膜电池效率。 

下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明。 

图1是本发明之动作流程示意图；图2是本发明之入口端示意图；图3是本发明之抽真空腔体示意图；图4是本发明之P型半导体薄膜制程腔示意图；图5是本发明之I型半导体薄膜制程腔示意图；图6是本发明之N型半导体薄膜制程腔示意图；图7是本发明之降温破真空示意图；图8是本发明之出口端示意图，主要元件符号说明：1 …滚轮2 …支撑架3…玻璃4 …定位sensor5 …抽气Pump6…Slit valve7…Showerhead8…气流出口9…RF power supply10…电浆。 

    兹将本发明配合附图，详细说明如下所示：请参阅第一图，为本发明调整PECVD气流出口位置以改善大面积下膜层均匀度流程图，由图中可知，当TCO玻璃从入口端由滚轮传动后进行定位，接着传送至抽真空腔体内，随后腔体开始抽真空至base pressure，完成后再传至P型半导体薄膜制程腔内，此时腔体对TCO玻璃加热，且当加热完成后，气体SiH4、H2、TMB开始由Showerhead传入到腔体内，且当压力控制得宜后，RF Power开启产生电浆进行镀膜，完成后传入I型半导体薄膜制程腔内，同样进行此步骤，只是使用气体改为SiH4及H2；同样的完成I型薄膜后传入到N型薄膜制程腔内，使用气体改为SiH4、H2、PH3，当镀膜完成后传入至降温破真空腔，随后破真空至大气后传至出口端即完成主要核心PECVD PIN半导体薄膜。 

   请参阅第二图，此为本发明调整PECVD气流出口位置以改善大面积下膜层均匀度的入口端示意图，由图中得知，入口端需有支撑架2进行支撑，以避免玻璃传片或者人为移动造成入口端错位，接着TCO玻璃3由滚轮1开始进行传送，等到玻璃1接触到定位sensor 4之后，即完成定位动作，此时机台软体会侦测抽真空腔内是否破真空至大气及腔内是否有玻璃，若无则可开始进行传片。 

   请参阅第三图，此为调整PECVD气流出口位置以改善大面积下膜层均匀度之抽真空示意图，由图中可知，TCO玻璃3传入腔体内后，真空Pump valve 5开启抽真空，随后在电脑界面中会显示腔体内部压力，当抽至底压时即完成，随后开启Slit valve 6传片至P型半导体薄膜制程腔内，请参阅第四图，此为调整PECVD气流出口位置以改善大面积下膜层均匀度之P型半导体示意图，由图中可知，TCO玻璃3传入至腔体内后，先进行sensor 4定位，腔体对TCO玻璃开始加热，随后气体SiH4、H2、TMB开始流入由Showerhead 7扩散到腔体内，一般业界设计都是将气流出口8方向放在腔体中心位置，当气体流入showerhead开始扩散气体，而pump 5因为有腔体干涉问题，都是设计在腔体的中心靠左侧 or靠右侧，而进行抽气，此发明是将pump设计在腔体靠左侧位置，但是因为pump在左侧，故showerhead从中心扩散气体时，靠右侧的气体容易被pump快速抽气，使得TCO玻璃右侧没有办法有均匀的气体，故此次的发明是将气流出口设置在中心靠右侧的位置(约是整个腔体长度的3/2左右)，这样可以使得气体扩散时除了左侧让pump顺利抽走外，右侧的气体会有更长的反应时间停留在TCO薄膜上：随后开启RF power 9产生电浆10，即开始进行P型半导体薄膜制作，完成后则开启Slit valve 6传片至I型半导体薄膜制程腔内。 

   请参阅第五图，此为调整PECVD气流出口位置以改善大面积下膜层均匀度之I型半导体示意图，由图中可知，当TCO玻璃3由滚轮传片至腔体内并作sensor 4定位后，腔体内的showerhead 7开始扩散气体，同样的I型半导体薄膜制程腔的设计与P型半导体薄膜制程腔设计相同，仅是在气体的种类作改变，I型镀膜使用的气体为SiH4及H2两种，同样进行RF power 9开启电浆10并作镀膜，完成后开启Slit valve 6传片至N型半导体薄膜制程腔内， 请参阅第六图，此为调整PECVD气流出口位置以改善大面积下膜层均匀度之N型半导体示意图，由图中得知， TCO玻璃3传至腔体内作完sensor 4定位后，其showerhead 7开始扩散SiH4、H2、PH3气体，此三种制程腔的Showerhead设计都是相同，故扩散完成并作藉由APC控压稳定后，即开始进行电浆10镀膜制程，完成后则传片至降温破真空腔。 

请参阅第七图，此为调整PECVD气流出口位置以改善大面积下膜层均匀度之降温破真空腔示意图，图中得知，TCO玻璃3传至腔体内定位完成后，开始破真空降温，并在破真空至大气后，电脑界面会侦测其出口端是否有无成品，若无则可进行传片至出口端，完成后此腔体会再抽真空并等待下一片N型半导体镀膜完成后的玻璃。 

请参阅第八图，此为调整PECVD气流出口位置以改善大面积下膜层均匀度之出口端示意图，图中得知，TCO玻璃藉由传片至出口端后，同样也是待其温度降至室温，随后薄膜太阳能硅薄膜制作完成。 

以上说明,对本发明而言只是说明性的，非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修正、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。