【CN109778148A】一种用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备【专利】
用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及其镀膜方法[发明专利]
![用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及其镀膜方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8edf1735eef9aef8941ea76e58fafab068dc444d.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910921736.5(22)申请日 2019.09.27(71)申请人 上海理想万里晖薄膜设备有限公司地址 201315 上海市浦东新区秀浦路2555号A1幢8层(72)发明人 陈金元 汪训忠 (51)Int.Cl.C23C 16/24(2006.01)C23C 16/458(2006.01)C23C 16/46(2006.01)H01L 31/20(2006.01)(54)发明名称用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及其镀膜方法(57)摘要本发明提供用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及镀膜方法。
所述CVD设备包括：第一CVD 反应腔，其配置成接收承载有硅片的托盘，并通过第一和第二CVD工艺依次在硅片第一面上沉积I/N型非晶硅薄膜；硅片翻面装置，其配置成从第一CVD反应腔接收已完成第一和第二CVD工艺的硅片，并将硅片进行翻面而使硅片的第一面和与之相对的第二面完成对调；以及第二CVD反应腔，其配置成接收承载有经翻面后的硅片的托盘，并通过第三和第四CVD工艺依次在硅片第二面上沉积I/P型非晶硅薄膜。
本发明先后在第一、第二CVD反应腔分别完成第一面的I/N非晶硅镀膜和第二面的I/P非晶硅镀膜，还可辅以能消除硼污染的清洗工艺，能有效简化设备结构、降低自动化难度、缩小占地面积、提高设备产能。
权利要求书3页 说明书8页 附图2页CN 110643971 A 2020.01.03C N 110643971A1.一种用于制造异质结太阳能电池的CVD设备，所述CVD设备包括：第一CVD反应腔，其配置成接收承载有硅片的托盘，并通过第一CVD工艺和第二CVD工艺依次在所述硅片的第一面上沉积I/N型非晶硅薄膜；硅片翻面装置，其配置成从所述第一CVD反应腔接收已完成所述第一CVD工艺和第二CVD工艺的所述硅片，并将所述硅片进行翻面而使所述硅片的所述第一面和与之相对的第二面完成对调；以及第二CVD反应腔，其配置成接收承载有经所述硅片翻面装置翻面后的所述硅片的所述托盘，并通过第三CVD工艺和第四CVD工艺依次在所述硅片的所述第二面上沉积I/P型非晶硅薄膜。
用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及其镀膜方法[发明专利]
![用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及其镀膜方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/199bc0626529647d2628527d.png)
专利名称：用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及其镀膜方法
专利类型：发明专利
发明人：陈金元,朱帆,石湘波
申请号：CN202010635937.1
申请日：20200703
公开号：CN111910167A
公开日：
20201110
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供用于制造异质结太阳能电池的CVD设备及其镀膜方法。
该CVD设备包括：第一、第二加载/卸载腔，其相应包括纵向间隔交替设置的第一和第二、第三和第四m层托盘承载件；第一、第二CVD工艺腔，其对应接收来自第一、第三m层托盘承载件的托盘、通过第一、第二工艺相应在硅片的第一面、第二面上沉积I/N、I/P型非晶硅薄膜；传输腔，其与第一、第二加载/卸载腔、第一、第二CVD工艺腔可联通地连接且接收来自第一、第三m层托盘承载件的托盘、将托盘对应传送至第一、第二CVD工艺腔、将承载有完成第一、第二工艺的硅片的托盘对应传送至第二、第四m层托盘承载件；硅片翻面装置，其接收对来自第二m层托盘承载件上的托盘进行下料所得的硅片并将其进行翻面。
申请人：上海理想万里晖薄膜设备有限公司
地址：201306 上海市浦东新区江山路2699弄3号
国籍：CN
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PECVD设备介绍
PECVD设备介绍PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）即等离子体增强化学气相沉积技术，是一种常用于制备薄膜的工艺方法。
该方法利用等离子体激活气体分子，使其在室温下与固体表面反应，形成薄膜。
PECVD设备是实现PECVD技术的关键设备之一，本文将对PECVD设备的工作原理、主要组成部分和应用领域进行详细介绍。
【工作原理】PECVD设备主要由气体输送系统、真空系统、等离子体激发系统、基底加热系统和反应室组成。
其工作原理是将气体通过气体输送系统进入反应室，然后通过真空系统将反应室抽成高真空状态，再利用等离子体激发系统将气体分子激发形成等离子体，最后将等离子体中的活性物种沉积在基底上，形成薄膜。
【主要组成部分】1.气体输送系统：由气体缸、气体流量计和气体控制阀等组成，用于控制和输送反应气体。
2.真空系统：由机械泵和分子泵等组成，用于将反应室抽成高真空状态，以保证薄膜质量。
3.等离子体激发系统：主要包括高频电源、等离子体发生器和电极等，用于产生等离子体并激发气体分子。
4.基底加热系统：由加热源和温度控制器等组成，用于加热基底，提供合适的反应条件。
5.反应室：是进行气体反应的空间，通常采用石英制成，具有良好的耐高温、耐腐蚀性能。
【应用领域】1.半导体器件制备：PECVD设备可用于生长SiO2、SiNx等材料，用于制备MOSFET等半导体器件的绝缘层和通道层。
2.光伏电池制备：PECVD设备可用于制备非晶硅、多晶硅等薄膜，用于制备光伏电池的光吸收层和透明导电层。
3.平板显示器制备：PECVD设备可用于制备低温多晶硅薄膜，用于制备薄膜晶体管面板的薄膜电晶体。
4.光学涂层制备：PECVD设备可用于制备SiO2、Si3N4等材料，用于制备抗反射膜、硬质涂层、光学滤波器等光学涂层。
5.纳米材料合成：PECVD设备可用于合成纳米碳管、纳米颗粒等纳米材料，应用于传感器、催化剂等领域。
pecvd设备
PECVD设备在当今先进科技领域中，PECVD设备扮演着至关重要的角色。
PECVD代表等离子体增强化学气相沉积，是一种重要的薄膜沉积技术，广泛应用于半导体、光伏、显示器件等领域。
PECVD设备的基本原理PECVD设备利用等离子体产生的活性物种，通过气相反应在基片表面沉积薄膜。
基本原理包括：•等离子体生成：在反应室中建立高频射频电场，使气体放电产生等离子体。
•沉积过程：活性物种在等离子体作用下与基片反应，形成所需薄膜。
PECVD设备的组成一般而言，PECVD设备由以下部分组成：1.反应室：容纳气体并产生等离子体的空间。
2.真空系统：维持反应室内的低压环境。
3.进气系统：引入反应气体。
4.电源系统：提供等离子体产生的电场能量。
5.温控系统：控制基片温度。
6.底座：支撑基片并提供加热功能。
PECVD在半导体工业中的应用PECVD在半导体制造领域有着广泛的应用，主要体现在：1.氧化膜制备：用于晶体管的绝缘层制备。
2.氮化硅膜：在隔离栅结构中的应用。
3.光刻胶薄膜：用于对器件进行光影形成。
4.多晶硅膜：应用于太阳能电池等领域。
未来发展趋势随着技术不断更新迭代，PECVD设备也在不断改进和发展：•高温PECVD：增加设备的操作温度范围。
•多室PECVD：实现多层薄膜的连续沉积。
•高效PECVD：提高沉积速率和材料利用率。
结语PECVD设备在现代工业领域扮演着不可或缺的角色，其应用范围和重要性不断扩大。
未来，随着科技的进步和需求的不断增长，PECVD设备将继续发挥重要作用，推动着产业的发展和创新。
2024年PECVD设备市场环境分析
2024年PECVD设备市场环境分析引言PECVD（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）是一种在低压和高温条件下利用等离子体技术进行薄膜生长的工艺。
PECVD设备广泛应用于半导体、显示器件、光电子装置等领域。
本文将对PECVD设备市场环境进行分析，包括需求驱动因素、竞争格局、市场规模及前景等。
需求驱动因素1.半导体工业的增长：随着物联网、人工智能等技术的快速发展，半导体需求持续增长，推动了PECVD设备的市场需求。
2.显示器件市场的扩大：随着智能手机、平板电脑、电视等消费电子产品的普及，显示器件市场迅速扩大，驱动了PECVD设备的需求增长。
3.光电子装置的应用拓展：光电子装置在通信、医疗、安防等领域得到广泛应用，为PECVD设备市场提供了新的增长机遇。
竞争格局PECVD设备市场竞争激烈，主要竞争者包括：1.美国应用材料公司：作为PECVD设备市场的领导者，应用材料公司凭借技术实力和市场份额占据优势地位。
2.日本东京电子：作为PECVD设备市场的重要竞争对手，东京电子在技术创新和产品质量上具备竞争优势。
3.荷兰FEI公司：作为PECVD设备市场的新兴竞争者，FEI公司通过不断推出创新产品挑战着行业领导者的地位。
市场规模及前景根据市场调研数据，PECVD设备市场规模呈现稳步增长趋势。
截止2021年，全球PECVD设备市场规模达到XX亿美元。
1.亚太地区市场增长迅速：亚太地区作为全球制造业中心，兴起了大量的半导体、显示器件制造企业，推动了PECVD设备在该地区市场的快速增长。
2.新兴应用领域的市场机遇：随着新能源、新材料、生物医药等领域的发展，PECVD设备在这些领域的应用前景广阔。
3.技术创新的驱动：随着技术的不断发展，PECVD设备正朝着高效能、低成本、多功能的方向发展，进一步扩大了市场的潜力。
结论PECVD设备市场在需求驱动下得到快速增长，市场竞争激烈。
PECVD原理及设备结构
在半导体工业中，PECVD技术 还有着广阔的发展前景，尤其是 在新型半导体材料和器件的研发
和生产中。
06
结论
研究成果总结
• PECVD设备结构：PECVD设备主要由进气系统、反应室、电极、冷却系统和控制系统等组成。进气系统主要由进气阀 、进气管道、气体分布板等组成，作用是引入反应气体和氮气等。反应室是PECVD设备的主要部分，由石英管、加热器 和反应室外壳等组成，是薄膜沉积的主要场所。电极由阳极和阴极组成，作用是放电产生等离子体。冷却系统主要由冷 却水循环系统、热交换器等组成，作用是控制反应室温度，保证薄膜沉积的稳定性和均匀性。控制系统主要由电源、温 度控制器、压力控制器等组成，作用是控制设备的运行状态和工艺参数。
01
02
03
高压电源
为PECVD设备提供高电 压电源，一般采用直流电 源，电压范围为几千伏至 几万伏。
电流电源
为PECVD设备提供电流 电源，一般采用脉冲电源 或直流电源。
电源线
连接电源和PECVD设备 ，一般采用高压电缆或光 纤传输。
进样系统
气体供应系统
提供反应气体和载气，一 般采用钢瓶或液态气体供 应系统。
反应气体流量
反应气体流量是控制薄膜厚度和成分的关键参数。流量增加会导致薄膜生长速率增加，但 过高的流量可能导致薄膜成分不均匀或产生缺陷。因此，需要根据工艺要求和薄膜特性选 择合适的流量。
沉积温度
沉积温度对薄膜的结构和性质具有重要影响。在较低的温度下，薄膜可能会包含更多的缺 陷或非晶结构，而在较高的温度下，薄膜可能会变得更加致密和结晶。因此，需要根据薄 膜特性和工艺要求选择合适的沉积温度。
工艺过程监控
在PECVD工艺中，需要对工艺过程进行实时监控以确保薄膜的质量和性能。监控的参数可以包括反应 气体浓度、压力、温度、射频功率等。通过对这些参数的监控和分析，可以及时调整工艺条件并优化 工艺流程，提高薄膜的质量和性能。
2024年PECVD设备市场发展现状
PECVD设备市场发展现状引言PECVD（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）是一种常用于半导体加工和薄膜涂层技术的关键工艺。
随着半导体产业的快速发展，PECVD设备市场也在不断扩大。
本文将对PECVD设备市场的发展现状进行分析和总结。
1. 市场概况PECVD设备市场目前呈现稳步增长的态势。
市场受益于半导体行业的持续发展和需求的不断增加。
随着移动通信、物联网和人工智能等新兴技术的兴起，对高性能半导体器件的需求不断增加，进一步推动了PECVD设备市场的发展。
2. 市场驱动因素2.1 技术进步和创新随着科技的进步和创新，对高性能、高可靠性和高稳定性的半导体器件的需求越来越大。
PECVD技术能够提供高质量的薄膜涂层，为半导体器件的制造提供了重要支持，这推动了PECVD设备市场的增长。
2.2 电子元件的多元化需求不仅半导体器件的需求增加，其他电子元件的需求也在不断增加。
PECVD设备可以用于制造各种电子元件，如显示器、光纤通信器件和太阳能电池等，因此在广泛的应用领域中具有巨大潜力。
2.3 区域发展差异不同区域的发展水平和市场需求也会对PECVD设备市场的发展产生影响。
发达国家的高技术产业需求旺盛，推动了市场的增长；而新兴市场则面临着技术更新和设备升级的需求，给市场带来了更多的机遇。
3. 市场竞争格局PECVD设备市场存在着一定的竞争格局。
主要竞争者包括知名的半导体设备制造商和独立的PECVD设备供应商。
这些竞争者通过技术创新、产品质量和售后服务等方面展开竞争，以争夺更多的市场份额。
4. 市场前景和机遇市场的发展前景非常广阔，主要体现在以下几个方面： 4.1 新兴技术的发展随着新兴技术如5G、物联网和人工智能的迅猛发展，对高性能半导体器件的需求将持续增长，由此将带动PECVD设备市场的进一步扩大。
4.2 中国市场的崛起中国成为全球最大的半导体消费市场之一，持续增长的半导体需求将带动PECVD设备市场的增长。
PECVD的工作原理
PECVD的工作原理一、引言PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）是一种常用的薄膜沉积技术，广泛应用于半导体、光电子、显示器件等领域。
本文将详细介绍PECVD的工作原理，包括基本原理、设备结构和工作过程。
二、基本原理PECVD是一种在等离子体环境下进行化学气相沉积的技术。
其基本原理是通过高频电场激发气体形成等离子体，使气体分子发生电离和激发，然后将激发态的气体分子通过表面反应沉积在基底上，形成所需的薄膜。
三、设备结构PECVD设备通常由以下几个主要部分组成：1. 反应室：用于放置基底和进行沉积反应的空间。
2. 气体供给系统：用于提供沉积所需的气体混合物，包括前驱体气体和载气。
3. 真空系统：用于将反应室抽成所需的真空度。
4. RF源：用于产生高频电场，激发气体形成等离子体。
5. 加热系统：用于控制反应室内的温度，以实现沉积过程的温度控制。
四、工作过程PECVD的工作过程主要包括以下几个步骤：1. 准备工作：将基底放置在反应室中，并将反应室抽成所需的真空度。
2. 气体供给：通过气体供给系统向反应室中提供所需的气体混合物，包括前驱体气体和载气。
前驱体气体可以是有机物、无机物或金属有机化合物，而载气通常是惰性气体，如氩气。
3. 气体激发：通过RF源产生高频电场，激发气体形成等离子体。
等离子体中的电子和离子具有较高的能量，可以引发气体分子的电离和激发。
4. 反应沉积：激发态的气体分子通过表面反应沉积在基底上，形成所需的薄膜。
沉积过程中，气体分子发生化学反应，生成固态产物并附着在基底表面。
5. 控制参数：在整个工作过程中，需要对温度、气体流量、沉积时间等参数进行精确控制，以实现所需的薄膜质量和性能。
五、应用领域PECVD技术广泛应用于半导体、光电子、显示器件等领域，具有以下几个主要应用：1. 薄膜沉积：PECVD可以用于沉积各种材料的薄膜，如氮化硅、氧化硅、氮化硼等，用于制备光学薄膜、隔热薄膜、保护膜等。
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910155412.5
(22)申请日 2019.03.01
(71)申请人 晋能光伏技术有限责任公司
地址 030600 山西省晋中市开发区迎宾西
街和田商务楼908室
(72)发明人 白焱辉 李高非 王继磊 张娟
黄金 高勇 鲍少娟 崔宁
贾慧君 王嘉超
(74)专利代理机构 镇江京科专利商标代理有限
公司 32107
代理人 夏哲华
(51)Int.Cl.
C23C 16/513(2006.01)
C23C 16/458(2006.01)
(54)发明名称
一种用于生产异质结太阳能电池镀膜的
PECVD设备
(57)摘要
本发明用于生产异质结太阳能电池镀膜的
PECVD设备，在立式管状结构的管式腔体内设置
载片舟，载片舟由竖直绝缘杆和若干水平载片组
成，竖直绝缘杆上安装若干水平载片，相邻两片
载片分别连接射频电源或零电势，构成能够对
HJT电池进行非晶硅沉积的类似于管式设备的结
构，产能大，效率高，占地面积小，结构简单，成本
投入低，可应用于太阳能电池沉积非晶硅、氧化
硅、氮化硅等需使用PECVD设备的制作，及其他试
用行业。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 109778148 A 2019.05.21
C N 109778148
A
权 利 要 求 书1/1页CN 109778148 A
1.一种用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：包括有立式管状结构的管式腔体，管式腔体上方设置有进气口，下方设置有出气口，管式腔体内设置有载片舟，载片舟包括有竖直绝缘杆，竖直绝缘杆上间隔设置有若干水平载片，相邻两片水平载片分别连接至射频电源或零电势，能够在通电、通气条件下形成等离子化学气相沉积。
2.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述竖直绝缘杆的前后或左右方向上设置有多叠水平载片。
3.根据权利要求2所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述竖直绝缘杆上多叠水平载片中每一叠水平载片的相邻两片水平载片分别连接至射频电源或零电势，竖直绝缘杆两侧相邻的两叠水平载片中处于相应水平位置上的水平载片横向连接导电，同时连接至零电势或射频电源；竖直绝缘杆上的每片水平载片与纵向位置上的相邻水平载片通过绝缘杆绝缘分隔。
4.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述竖直绝缘杆为分段式组合结构或者一体式整体结构；所述水平载片上设置有能够对硅片限位的凹槽或卡点。
5.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述水平载片材料为铝或石墨导电材料。
6.根据权利要求2所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述多叠水平载片固定连接在竖直绝缘杆上，并能够随竖直绝缘杆移动至管式腔体内部或外部。
7.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述管式腔体设置有加热装置，还连接有抽真空装置。
8.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述射频电源频率为40kHz-13.56 Mhz，并连接相应匹配器。
9.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述竖直绝缘杆上载片数量能够进行增减调整。
10.根据权利要求1所述用于生产异质结太阳能电池镀膜的PECVD设备，其特征在于：所述出气口连接有泵。
2。