專利名稱：一種沉積非晶硅薄膜的真空設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供一種用于沉積非晶硅薄膜的真空設(shè)備，提高非晶硅薄膜材料沉積速率和薄膜均勻性，并可獲得較好的薄膜性能。
技術(shù)背景等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)是制備晶硅和薄膜太陽能電池的關(guān)鍵設(shè)備。按等離子體源與樣品的關(guān)系可將PECVD技術(shù)分為直接和間接技術(shù)。多級直流弧放電等離子體PECVD技術(shù)是間接PECVD技術(shù)的一種，這種沉積裝置中等離子體源和沉積腔室間的壓力相差很大，達(dá)到亞大氣壓，在這種等離子體源中氬氣氣體的離化率可達(dá)10%，NH3分解率可達(dá)100%。這樣陽極噴嘴噴出的等離子體噴射擴(kuò)展到沉積腔室時會有大量活性的離子或中性原子存在，而且低壓的沉積腔室可以有效的避免不同活性粒子之間的復(fù)合。由于實現(xiàn)了樣品和等離子體源的分離，可以降低等離子體中離子對薄膜的濺射和損傷，實現(xiàn)高速的沉積率，達(dá)到20nm/s (普通的射頻等離子體源沉積速率是30nm/min)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種用于沉積非晶硅薄膜的真空設(shè)備，已解決現(xiàn)有技術(shù)中薄膜沉積率不高問題。為達(dá)到上述目的，本真空設(shè)備采用的解決方案是真空泵組通過真空管道和沉積腔室相連，以保證沉積薄膜時所需的真空環(huán)境。沉積腔室通過螺栓固定在支撐平臺上。在沉積腔室的側(cè)面對稱設(shè)有樣品門和觀測窗，能方便樣品的取放以及觀察樣品的成膜情況。水冷腔室設(shè)置在沉積腔室的外部，沉積薄膜時能對沉積腔室和相關(guān)零部件進(jìn)行充分的冷卻。ETP等離子體源安裝于沉積腔室的正上方中心軸線上，用于產(chǎn)生高密度等離子體，對沉積氣體進(jìn)行離化。特氣噴嘴與真空沉積腔室連接。加熱系統(tǒng)和樣品臺置于腔室底部中心，用于盛放樣品和對樣品進(jìn)行加熱。相對現(xiàn)有的沉積設(shè)備，本實用新型具有如下效果I、實現(xiàn)全自動光伏電池片氮化硅(SiNx)和氫化非晶硅薄膜的制備2、成膜種類氮化硅減反射膜和氫化非晶硅薄膜3、膜厚度50_180nm4、成膜面積直徑500mm (平板式)5、膜厚均勻性片內(nèi)彡±5% 6、成膜溫度150 450°C連續(xù)可調(diào)；溫區(qū)穩(wěn)定性 ±1°C7、壓力調(diào)節(jié)范圍13 10000 Pa連續(xù)可調(diào)，閉環(huán)控制8、沉積速率20nm/s (—般普通的 RF PECVD 是 30nm/min)9、極限真空 < 5xl(Tspa10、工作壓力 10 IOOOOPa11、具有完善的報警功能及安全互鎖裝置。[0016]本實用新型實現(xiàn)了單腔室、快速沉積，可對生產(chǎn)進(jìn)行模擬和樣品分析。該真空設(shè)備能提高非晶硅薄膜材料沉積速率和薄膜均勻性，并可獲得較好的薄膜性能，采用此安裝方式，氬氣離化率、反應(yīng)氣體的分解率，都有顯著提高，從而提高了薄膜沉積氣體的利用率。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I 一真空泵組 2—樣品門 201—觀測窗 3—水冷腔室 4 一ETP等離子體源 5—加熱系統(tǒng) 6—樣品臺 7—支撐平臺8—沉積腔室
9一特氣噴嘴 10—真空管道。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)和原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明沉積腔室(8)通過螺栓固定在支撐平臺(7)上。ETP等離子體源(4)通過6顆螺栓固定在真空腔體的頂部中央。ETP等離子體源的作用是獲得高密度氬等離子體。沉積薄膜所需的氣體通過特氣噴嘴(9)進(jìn)入真空沉積腔室(8)。水冷腔室(3)設(shè)置在沉積腔室(8)的外部，沉積薄膜時能對沉積腔室和相關(guān)零部件進(jìn)行充分的冷卻。為了獲得沉積薄膜所需要的真空環(huán)境，PECVD腔體通過真空管道(11)和真空泵組(I)連接。具體工作流程首先將樣品(玻璃或者硅片等)通過樣品門(2)放在樣品臺(6)上；通過真空泵組( I)將沉積腔室由大氣壓抽到KT2Pa.然后利用加熱系統(tǒng)(5)將樣品溫度加熱到設(shè)定溫度，并一直維持。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，開啟ETP等離子體源產(chǎn)生高密度Ar等離子體；待Ar等離子體穩(wěn)定后，利用位于沉積腔室側(cè)面的特氣噴嘴(9)通入一定量的硅烷氣體。硅烷和Ar等離子體相互作用后形成硅烷等離子體，硅烷等離子體與樣品相互作用然后在表面形成非晶硅薄膜。在沉積腔室(8)側(cè)面的觀測窗(201)，觀察樣品的成膜情況，薄膜沉積完成后，停止ETP等離子體源和硅烷氣體的通入，然后通入保護(hù)性氣體氮氣降溫。
權(quán)利要求1.一種沉積非晶硅薄膜的真空設(shè)備，包括水冷腔室和沉積腔室，其特征在于還包括真空泵組(I )，真空泵組(I)通過真空管道(10)和沉積腔室(8)相連；沉積腔室(8)通過螺栓固定在支撐平臺(7)上；在沉積腔室(8)的側(cè)面對稱地設(shè)置有樣品門(2)和觀測窗(201);水冷腔室(3)設(shè)置在沉積腔室(8)的外部；ETP等離子體源(4)安裝于沉積腔室(8)的正上方中心軸線上，特氣噴嘴(9)與真空沉積腔室(8)連接；加熱系統(tǒng)(5)和樣品臺(6)置于腔室底部中心。
專利摘要本實用新型涉及一種用于沉積非晶硅薄膜的真空設(shè)備，真空泵組通過真空管道和沉積腔室相連，以保證沉積薄膜時所需的真空環(huán)境。沉積腔室通過螺栓固定在支撐平臺上。在沉積腔室的側(cè)面對稱設(shè)有樣品門和觀測窗，能方便樣品的取放以及觀察樣品的成膜情況。水冷腔室設(shè)置在沉積腔室的外部，沉積薄膜時能對沉積腔室和相關(guān)零部件進(jìn)行充分的冷卻。ETP等離子體源安裝于沉積腔室的正上方中心軸線上，用于產(chǎn)生高密度等離子體，對沉積氣體進(jìn)行離化。特氣噴嘴與真空沉積腔室連接。加熱系統(tǒng)和樣品臺置于腔室底部中心，用于盛放樣品和對樣品進(jìn)行加熱。本實用新型實現(xiàn)了單腔室、快速沉積，可對生產(chǎn)進(jìn)行模擬和樣品分析。
文檔編號C23C16/44GK202730228SQ20122034563
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者芶富均 申請人:成都達(dá)信成科技有限公司