CN116516321A - 一种箱式可扩展堆栈pecvd系统 - Google Patents

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曲永鹏
曾清华
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黄发明
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Abstract

本发明涉及一种箱式可扩展堆栈PECVD系统,它包括带有可移动腔门的反应腔体、通过特气管路向反应腔体供气的特气柜、通过抽气管路抽吸反应腔体内气体的真空泵组、通过固定座组件设于反应腔体内且可横向布置和/或纵向布置的多个堆栈式反应承载组件、分布于堆栈式反应承载组件旁侧的加热组件以及为用电设备提供电力支持的电柜。本发明的目的在于提供一种箱式可扩展堆栈PECVD系统,镀膜均匀性高,设备占地面积小,产能高,可极大地降低设备成本。

Description

一种箱式可扩展堆栈PECVD系统
技术领域
本发明涉及一种箱式可扩展堆栈PECVD系统。
背景技术
异质结太阳能电池制备工艺,步骤简单,工艺温度低,且产品具有发电量高、稳定性高、无衰减、成本低的优势,随着行业不断的技术进步和政策推动,异质结电池性价比优势显现,有可能替代晶硅太阳能电池成为下一代主流光伏电池。
目前,异质结太阳能电池产业化面临的主要挑战之一为设备成本较高,一次性投入大,特别是用于核心工艺制程中非晶硅或微晶硅镀膜的PECVD设备占设备总成本的50%以上。当前,用于异质结制备的PECVD设备采用平板式镀膜结构,即将一定数量的硅片平铺在载板上传入到真空腔体中进行镀膜。而随着市场上对大硅片大产能的需求,采用硅片单一平铺方式进行PECVD镀膜,需要非常大的腔体面积,由此给设备和工艺带来诸多问题,比如镀膜均匀性问题,电极极板的设计,布气盒的设计以及电源的选择、加热均匀性问题等等。此外,为了提升产能,平板式PECVD设备会通过多个腔体串联的方式来降低工艺节拍,导致设备的占地面积大,一条500MW产线的PECVD设备长度往往需要上百米,给厂房建设和设备运维带来较多的问题和困难。而管式PECVD设备虽然单批次产能比较高,但因其一般使用低频电源,无法采用高频或甚高频电源,镀膜时会对硅片造成损伤;且管式PECVD气流从石英管的一端进入,工艺气体分布不均匀;异质结电池对本征钝化层(I层)、掺杂半导体层(N层/P层)质量要求非常高,管式PECVD设备一般无法满足异质结太阳电池镀膜要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种箱式可扩展堆栈PECVD系统,镀膜均匀性高,设备占地面积小,产能高,可极大地降低设备成本。
本发明的目的通过如下技术方案实现:
一种箱式可扩展堆栈PECVD系统,它包括带有可移动腔门的反应腔体、通过特气管路向反应腔体供气的特气柜、通过抽气管路抽吸反应腔体内气体的真空泵组、通过固定座组件设于反应腔体内且可横向布置和/或纵向布置的多个堆栈式反应承载组件、分布于堆栈式反应承载组件旁侧的加热组件以及为用电设备提供电力支持的电柜。
较之现有技术而言,本发明的优点在于:
(1)堆栈式反应承载组件,其单个组件可承载硅片或基板的数量多,而且堆栈式反应承载组件横向排列和/或纵向层叠在反应腔体内,使得可以承载硅片或基板数量大大增加,PECVD设备产能大幅度提高,占地面积小,可极大地降低设备成本;
(2)堆栈式反应承载组件内,电极与单片硅片或基板形成独立镀膜单元,独立镀膜单元面积小,电场均匀性高,工艺窗口大,镀膜均匀性好,有利于提高异质结电池的转换效率;
(3)堆栈式反应承载组件的每组电极都独立驱动控制,避免了多片并网射频串扰,等离子启辉不均匀,辉光跳动或个别区域不启辉问题,电路控制难度小,电源等核心部件可选范围广,也不会因为电极面积过大的问题产生驻波效应等;
(4)堆栈式反应承载组件的PECVD设备特别适用于目前高功率密度工艺需求特点的高效微晶异质结电池的应用,其镀膜区电极面积小且分别独立控制,不会因为需要使用非常大的功率源带来的设备设计和制作等困难;
(5)堆栈式反应承载组件形成的PECVD设备,设备维护保养简单方便。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图。
图2是图1的另一视角的示意图。
图3是图1的俯视图。
图4是堆栈式反应承载组件一种实施例的结构示意图。
图5a是图4的局部结构示意图。
图5b是堆栈式反应承载组件与加热组件配合的局部结构示意图。
图5c是独立镀膜单元一种实施例的结构示意图。
图6是图5c的侧视图。
图7是图5c的正视图。
图8是图5c的俯视图。
图9是多个独立镀膜单元组成的堆栈式反应承载组件的立体结构示意图。
图10是多个独立镀膜单元组成的堆栈式反应承载组件的结构示意图。
图11是多个堆栈式反应承载组件进行横向扩展的内部结构示意图。
图12是反应腔体与堆栈式反应承载组件配合的侧视图。
图13是多个堆栈式反应承载组件进行纵向扩展的内部结构示意图。
图14是堆栈式反应承载组件进行纵向扩展时与反应腔体配合的侧视图。
图15是多个堆栈式反应承载组件进行横向和纵向扩展的内部结构示意图。
图16是反应腔体进行PECVD工作时的局部工作状态示意图。
图17是可移动腔门的布气罩一种实施例的结构示意图。
图18是本发明一种实施例的结构示意图。
图19是图18的另一视角的示意图。
图20是图18的俯视图。
图21是独立镀膜单元一种实施例的结构示意图。
图22是图21的爆炸示意图。
图23是堆栈式反应承载组件一种实施例的结构示意图。
图24是多个独立镀膜单元组成的堆栈式反应承载组件的结构示意图。
图25是多个堆栈式反应承载组件进行横向扩展的内部结构示意图。
图26是反应腔体与堆栈式反应承载组件配合的侧视图。
图27是多个堆栈式反应承载组件进行横向和纵向扩展的内部结构示意图。
图28是堆栈式反应承载组件进行横向和纵向扩展时与反应腔体配合的侧视图。
图29是反应腔体进行PECVD工作时的局部工作状态示意图。
图30是本发明一种实施例的结构示意图。
图31是图30的另一视角的示意图。
图32是图31的俯视图。
标号说明:11、第一电极,12、第二电极,13、硅片,14、绝缘支撑柱,15、电极连接端,21、堆栈式反应承载组件,22、加热板,23、反应腔体,24、特气管路,25、可移动腔门,26、抽气管路,27、辉光等离子体区域,28、反应单元,29、固定座组件,30、底座,31、特气柜,32、电柜,33、真空泵组,34、喷淋头,35、扰流板A,36、扰流板B,37、等离子体产生电极。
具体实施方式
一种箱式可扩展堆栈PECVD系统,它包括反应腔体、向反应腔体供气的供气组件、抽吸反应腔体内气体的真空泵组、可横向布置和/或纵向布置于反应腔体内的多个堆栈式反应承载组件以及设于反应腔体内且分布于堆栈式反应承载组件旁侧的加热组件。
所述反应腔体为立式结构,所述反应腔体包括构成腔室的立式反应腔壳以及与立式反应腔壳配合启闭腔室的腔门,堆栈式反应承载组件竖直排布于反应腔壳的腔室内;或者,所述反应腔体为卧式结构,所述反应腔体包括构成腔室的卧式反应腔壳以及与卧式反应腔壳配合启闭腔室的腔门,堆栈式反应承载组件水平排布于反应腔壳的腔室内。
所述供气组件包括送气口与反应腔体连接的供气管路以及与供气管路进气口连接的供气柜。
所述真空泵组包括抽气口与反应腔体连接的抽气管路以及与抽气管路出气口连接的真空泵设备。
所述堆栈式反应承载组件主要由一片以上的第一电极以及与第一电极极性相反的一片以上的第二电极构成;相邻的第一电极与第二电极间隔排列且板面相对以形成镀膜区间,镀膜区间的第一电极和/或第二电极的板面用于承载基材;所述反应腔体上设有相互配合使气体流经镀膜区间的进气结构和出气结构,所述进气结构与供气组件相连,所述出气结构与真空泵组相连。
所述第一电极和第二电极为极板式结构,其设有凸出部作为电极连接端。
所述堆栈式反应承载组件包括对应拼接的多个对拼镀膜单元,所述对拼镀膜单元包括一片以上的第一电极、一片以上的第二电极以及对第一电极和第二电极进行间隔固定的绝缘支撑柱;或者,所述堆栈式反应承载组件包括一个端部镀膜单元以及与端部镀膜单元对应连接的一个以上拼接镀膜单元,所述端部镀膜单元包括一片以上的端部第一电极、一片以上的端部第二电极以及对端部第一电极和端部第二电极进行间隔固定的端部绝缘支撑柱,所述拼接镀膜单元包括一片以上的拼接第一电极、一片以上的拼接第二电极以及对拼接第一电极和拼接第二电极进行间隔固定且一端伸出形成悬臂以用于与端部镀膜单元或相邻拼接镀膜单元对接的拼接绝缘支撑柱。
所述进气结构包括对反应腔体内、外腔壁间的空间进行分隔形成两个以上匀气腔的一块以上扰流板;所述扰流板和反应腔体内腔壁由外到内依次布置,其匀气孔从疏到密进行设置;所述反应腔体外腔壁设有与供气组件相连的进气孔。
所述反应腔体内腔壁上的匀气孔采用喷淋式结构。
1、堆栈式反应承载组件设置多个独立镀膜单元,各镀膜单元独立分区控制,可自由横向或纵向阵列式排列,大幅度提高单机产能。
2、堆栈式反应承载组件能够横向扩展、纵向扩展或者双向扩展至若干组横向排布和/或纵向层叠,多层排布于反应腔体中以承载更多硅片或基板。
3、独立镀膜单元由极性相反的第一电极和第二电极构成,形成独立镀膜区;第一电极和第二电极采用绝缘支撑柱进行绝缘和固定;绝缘支撑柱的材料可以是陶瓷、石英或PEEK这三种任选一种。
4、堆栈式反应承载组件电极表面均可放置被用于镀膜的硅片或基板;每个射频接入电极都独立驱动控制,配有一个匹配器与射频电源,电极极板电容值匹配射频电源的频率段。
5、堆栈式反应承载组件可延展设计,电极非并联结构而是单独控制,堆栈式反应承载组件内镀膜片数限制较小,根据产能要求有不同片数设计,可从2片到100片。
6、堆栈式反应承载组件可固定在腔体内,也可以是易装取设计,使用灵活。
7、镀膜加热设计在反应盒两侧,易于控温,导热快,不需要额外预热腔体或体外预热。加热板可选电阻丝加热结构和/或红外加热结构。
8、每个镀膜电极都可单独通过电源控制,工艺灵活性高,每个电极间距15~50mm,能保证不同膜层结构运用要求。
9、接地端电极的面积大于射频接入端电极的面积,防止相邻两电极串扰,产生等离子串扰跳动,造成镀膜不稳定。
10、特气供气均匀性好,每片硅片镀膜区都有对应的进气与抽气回路,进气采用多层匀气结构,实现气体均匀平衡经过镀膜区域,保证了镀膜均匀与掺杂效率高。
11、堆栈式反应承载组件电极尺寸可根据市场上通用的硅片尺寸设计,电极尺寸可为220*120mm或190*190mm或220*220mm或240*240mm,对应放置硅片尺寸为210半片/182mm/210mm/230mm等。
12、PECVD设备电源采用RF或者VHF电源作为激发电源。
13、真空腔体材质选用铝材,避免污染。
14、真空腔体和堆栈式反应承载组件可以用RPS、NF3清洁进行清洁保养,具有自清洁功能。
一种箱式可扩展堆栈PECVD系统,它包括带有可移动腔门25的反应腔体23、通过特气管路24向反应腔体23供气的特气柜31、通过抽气管路26抽吸反应腔体23内气体的真空泵组33、通过固定座组件29设于反应腔体23内且可横向布置和/或纵向布置的多个堆栈式反应承载组件21、分布于堆栈式反应承载组件21旁侧的加热组件以及为用电设备提供电力支持的电柜32。
实施例1
如图1至3所示,PECVD设备反应腔体立式设置,堆栈式反应承载组件内硅片水平放置在电极极板上,堆栈式反应承载组件可以独立地并行排布在反应腔体中,并且可扩展至多层排布;可移动腔门水平移动至反应腔体开口处,与反应腔体形成密闭空间,通过真空泵组抽气达到真空条件要求;所述加热组件包括设置在堆栈式反应承载组件左右两侧的加热板22,可维持镀膜温度在设定要求范围内,加热板可选电阻丝加热结构和/或红外加热结构;工艺过程中可移动腔门上设有含有多层匀气结构的布气罩,特气从分布均匀的布气孔进入堆栈式反应承载组件中,气体均匀平衡经过镀膜区域,保证了镀膜均匀与掺杂效率高。反应腔体内壁选用铝材,避免污染。
如图4和图5a所示,所述堆栈式反应承载组件包括间隔交替排列的第一电极11和第二电极12,第一电极和第二电极采用绝缘支撑柱14进行绝缘和固定;所述绝缘支撑柱14的材料可以是陶瓷、石英或PEEK这三种任选一种;电极上的凸起部分为电极连接端;第一电极11接地,第二电极12连接电源匹配器和激发电源,激发电源可以是RF或者VHF电源;硅片13放置于第二电极12上。
如图5c和图6至图8所示,所述堆栈式反应承载组件包括层叠的多个独立镀膜单元。独立镀膜单元包括极性相反的第一电极11和第二电极12,硅片13放置于第二电极12上与第一电极11配合共同形成独立镀膜区;第一电极11外形尺寸大于第二电极12。在一优选方案中,如图9所示,独立镀膜单元包括两片以上第一电极11以及设于相邻两片第一电极11之间且与第一电极11极性相反的第二电极12,位于最外侧的电极靠内侧一面可以各承载一片硅片13,其他第一电极11和第二电极12的上下两侧都可以用于承载硅片13;每个独立镀膜单元可以承载4片以上硅片;每个射频接入电极(如图的第二电极12)都独立驱动控制,配有一个匹配器与射频电源,电极极板电容值匹配射频电源的频率段。所述堆栈式反应承载组件所承载电极间距可根据工艺需求设计,所述电极间距一般为15-50mm,典型值为30mm左右,可适用于异质结电池i/n/p镀膜要求。所述堆栈式反应承载组件的电极尺寸可根据市场上通用的硅片尺寸设计;堆栈式反应承载组件的电极尺寸可为220*120mm或190*190mm或220*220mm或240*240mm,对应放置硅片尺寸为210半片/182mm/210mm/230mm等。如图5b所示,独立镀膜区两侧均设有加热板,维持独立镀膜区,特别是硅片,在设定温度范围内,保证镀膜质量。
如图10所示,堆栈式反应承载组件21由多个独立镀膜单元纵向阵列排列形成,可承载硅片或基板数量可以根据产能要求有不同片数设计,每个独立镀膜单元可以放硅片或基板数量为2-100片。
如图11和图12所示,堆栈式反应承载组件能够横向扩展排布两个以上,用于承载多个硅片或基板,堆栈式反应承载组件可通过焊接或锁紧固定在反应腔体内,也可通过在反应腔体内壁上设置电极插接座与电极连接端配合进行插拔连接。例如单个堆栈式反应承载组件可承载硅片数量为50片,通过横向扩展至M列,如10列,堆栈式反应承载组件可承载硅片数量为500片。
如图13和图14所示,堆栈式堆栈式反应承载组件能够纵向层叠两个以上,用于承载多个硅片或基板。例如单个堆栈式反应承载组件可承载硅片数量为40片,堆栈式反应承载组件列数如固定为6列,通过纵向扩展至3层,堆栈式反应承载组件可承载硅片数量为720片。
如图15所示,堆栈式堆栈式反应承载组件能够双向扩展用于承载多个电极和基板。例如如单个堆栈式反应承载组件可承载硅片数量为30片,堆栈式反应承载组件列数通过横向扩展至10列,通过纵向扩展至4层,堆栈式反应承载组件可承载硅片数量为1200片;
结合图16所示,用于异质结太阳能电池的硅片13经过前工序制绒清洗后,被转移至所述堆栈式反应承载组件21内,堆栈式反应承载组件21通过自动化结构传送至反应腔体23中,所述可移动腔门25移动密闭反应腔体23后形成密闭反应腔室,反应腔体23抽真空至1.5Pa左右,同时两侧的加热板22对堆栈式反应承载组件21及置于其上的硅片13进行加热至150-200℃,由于电极和硅片尺寸较小,通过两侧的加热板22可以很快将硅片13加热到预设温度;从特气管路24通入SiH4、H2、PH3、B2H6和CO2等混合气体在电极空间形成辉光等离子体区域27用于沉积本征非晶硅层以及掺杂非晶或微晶硅层,多余的气体和反应产物通过抽气管路26抽至尾气处理系统;如图17所示,特气通过特气管路进入所述可移动腔门上的布气罩;布气罩上设有多层匀气结构,所述多层匀气结构按照特气进口到腔室顺序方向依次设有扰流板B 36、扰流板A 35和喷淋头34,其中扰流板A 35上进气口数量为扰流板B 36的4倍,喷淋头34上进气口数量为扰流板A 35的4倍,因此特气在先后经过扰流板B 36和扰流板A 35,再经过喷淋头34进入反应腔体中的过程中,实现气体均匀平衡经过镀膜区域,保证了镀膜均匀与掺杂效率高。
为了避免交叉污染影响,堆栈式反应承载组件可以转移至通有不同特气的反应腔体中。如沉积i层在所述特气进口通入SiH4和H2混合气体,气压30-150Pa,镀膜厚度为5-10nm;如沉积n层在所述特气进口通入SiH4、H2、PH3和CO2混合气体,可控制气压30-150Pa沉积非晶n层,镀膜厚度为4-7nm,控制气压150-500Pa沉积微晶n层,镀膜厚度7-20nm;如沉积p层在所述特气进口通入SiH4、H2、B2H6和CO2混合气体,可控制气压30-150Pa沉积非晶p层,镀膜厚度为7-12nm,控制气压150-500Pa沉积微晶p层,镀膜厚度10-30nm;也可以根据工艺需要进行设计调整。
实施例2
如图18至图20所示,PECVD设备反应腔体立式设置,堆栈式反应承载组件内硅片垂直放入堆栈式反应承载组件内电极极板表面,堆栈式反应承载组件可以独立地并行排布在反应腔体中,并且可扩展至多层排布;可移动腔门水平移动至反应腔体开口处,与反应腔体形成密闭空间,通过真空泵组抽气达到真空条件要求;所述加热组件包括设置在堆栈式反应承载组件上下两侧的加热板22,可维持镀膜温度在设定要求范围内,加热板可选电阻丝加热结构和/或红外加热结构;工艺过程中可移动腔门上设有含有多层匀气结构的布气罩,特气从分布均匀的布气孔进入堆栈式反应承载组件中,气体均匀平衡经过镀膜区域,保证了镀膜均匀与掺杂效率高;
如图21和图22所示,所述堆栈式反应承载组件包括横向排布的多个独立镀膜单元,独立镀膜单元包括极性相反的第一电极11和第二电极12,硅片13放置于第二电极12上与第一电极11配合共同形成独立镀膜区,第一电极和第二电极采用绝缘支撑柱14进行绝缘和固定;所述绝缘支撑柱14的材料可以是陶瓷、石英或PEEK这三种任选一种;电极上的凸起部分为电极连接端;第一电极11接地,第二电极12连接电源匹配器和激发电源,激发电源可以是RF或者VHF电源;第一电极11外形尺寸大于第二电极12;最外侧的电极靠内侧一面可以各承载一片硅片13,其他电极极板的两侧都可以用于承载硅片13;如图22所示,每个独立镀膜单元可以承载4片硅片;每个射频接入电极都独立驱动控制,配有一个匹配器与射频电源,电极极板电容值匹配射频电源的频率段。所述堆栈式反应承载组件所承载电极间距可根据工艺需求设计,所述电极间距一般为15-50mm,典型值为30mm左右,可适用于异质结电池i/n/p镀膜要求。所述堆栈式反应承载组件电极尺寸可根据市场上通用的硅片尺寸设计;堆栈式反应承载组件电极尺寸可为220*120mm或190*190mm或220*220mm或240*240mm,对应放置硅片尺寸为210半片/182mm/210mm/230mm等。
如图23和24所示,堆栈式反应承载组件21由多个独立镀膜单元横向阵列排列形成,可承载硅片或基板数量可以根据产能要求有不同片数设计,每个堆栈式反应承载组件可以放硅片数量为2-100片。
如图25和图26所示,堆栈式反应承载组件能够横向扩展用于承载多个电极和基板。如单个堆栈式反应承载组件可承载硅片数量为50片,通过横向排布扩展至M列,如10列,堆栈式反应承载组件可承载硅片数量为500片。
如图27和图28,堆栈式反应承载组件能够双向扩展用于承载多个电极和基板。如单个堆栈式反应承载组件可承载硅片数量为30片,堆栈式反应承载组件列数通过横向排布扩展至10列,通过纵向扩展至4层,堆栈式反应承载组件可承载硅片数量为1200片。
结合图29所示,用于异质结太阳能电池的硅片13经过前工序制绒清洗后,被转移至所述堆栈式反应承载组件21内,利用堆栈式反应承载组件的第一电极11和第二电极12的卡点进行固定,堆栈式反应承载组件21通过自动化结构传送至反应腔体23中,所述可移动腔门25移动密闭反应腔体23后形成密闭反应腔室,电极上的电极连接端15与反应腔体23内壁上的等离子体产生电极37连接;反应腔体23抽真空至1.5Pa左右,同时两侧的加热板22对堆栈式反应承载组件21及置于其上的硅片13进行加热至150-200℃,由于电极极板和硅片尺寸较小,通过两侧的加热板可以很快将硅片13加热到预设温度;从特气管路24通入SiH4、H2、PH3、B2H6和CO2等混合气体在电极空间形成辉光等离子体区域27用于沉积本征非晶硅层以及掺杂非晶或微晶硅层,多余的气体和反应产物通过抽气管路26抽至尾气处理系统。
实施例3:可扩展堆栈式堆栈式反应承载组件卧式PECVD设备
卧式PECVD设备包括反应腔体23、堆栈式反应承载组件21、加热板22、特气管路24、抽气管路26、可移动腔门25、固定座组件29、特气柜31、电柜32、真空泵组33。
如图30至图32所示,PECVD设备反应腔体卧式设置,堆栈式反应承载组件内硅片垂直放入堆栈式反应承载组件内电极极板表面,堆栈式反应承载组件可以独立地并行排布在反应腔体中,并且可扩展至多层排布;可移动腔门垂直方向移动至反应腔体开口处,与反应腔体形成密闭空间,通过真空泵组抽气达到真空条件要求;加热板设置在堆栈式反应承载组件左右两侧,可维持镀膜温度在设定要求范围内,加热板可选电阻丝加热结构和/或红外加热结构;工艺过程中可移动腔门上设有含有多层匀气结构的布气罩,特气从分布均匀的布气孔进入堆栈式反应承载组件中,气体均匀平衡经过镀膜区域,保证了镀膜均匀与掺杂效率高。

Claims (9)

1.一种箱式可扩展堆栈PECVD系统,其特征在于:它包括反应腔体、向反应腔体供气的供气组件、抽吸反应腔体内气体的真空泵组、可横向布置和/或纵向布置于反应腔体内的多个堆栈式反应承载组件以及设于反应腔体内且分布于堆栈式反应承载组件旁侧的加热组件。
2.根据权利要求1所述的箱式可扩展堆栈PECVD系统,其特征在于:所述反应腔体为立式结构,所述反应腔体包括构成腔室的立式反应腔壳以及与立式反应腔壳配合启闭腔室的腔门,堆栈式反应承载组件竖直排布于反应腔壳的腔室内;或者,所述反应腔体为卧式结构,所述反应腔体包括构成腔室的卧式反应腔壳以及与卧式反应腔壳配合启闭腔室的腔门,堆栈式反应承载组件水平排布于反应腔壳的腔室内。
3.根据权利要求1所述的箱式可扩展堆栈PECVD系统,其特征在于:所述供气组件包括送气口与反应腔体连接的供气管路以及与供气管路进气口连接的供气柜。
4.根据权利要求1所述的箱式可扩展堆栈PECVD系统,其特征在于:所述真空泵组包括抽气口与反应腔体连接的抽气管路以及与抽气管路出气口连接的真空泵设备。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的箱式可扩展堆栈PECVD系统,其特征在于:所述堆栈式反应承载组件主要由一片以上的第一电极以及与第一电极极性相反的一片以上的第二电极构成;相邻的第一电极与第二电极间隔排列且板面相对以形成镀膜区间,镀膜区间的第一电极和/或第二电极的板面用于承载基材;所述反应腔体上设有相互配合使气体流经镀膜区间的进气结构和出气结构,所述进气结构与供气组件相连,所述出气结构与真空泵组相连。
6.根据权利要求5所述的箱式可扩展堆栈PECVD系统,其特征在于:所述第一电极和第二电极为极板式结构,其设有凸出部作为电极连接端。
7.根据权利要求5所述的箱式可扩展堆栈PECVD系统,其特征在于:所述堆栈式反应承载组件包括对应拼接的多个对拼镀膜单元,所述对拼镀膜单元包括一片以上的第一电极、一片以上的第二电极以及对第一电极和第二电极进行间隔固定的绝缘支撑柱;或者,所述堆栈式反应承载组件包括一个端部镀膜单元以及与端部镀膜单元对应连接的一个以上拼接镀膜单元,所述端部镀膜单元包括一片以上的端部第一电极、一片以上的端部第二电极以及对端部第一电极和端部第二电极进行间隔固定的端部绝缘支撑柱,所述拼接镀膜单元包括一片以上的拼接第一电极、一片以上的拼接第二电极以及对拼接第一电极和拼接第二电极进行间隔固定且一端伸出形成悬臂以用于与端部镀膜单元或相邻拼接镀膜单元对接的拼接绝缘支撑柱。
8.根据权利要求5所述的箱式可扩展堆栈PECVD系统,其特征在于:所述进气结构包括对反应腔体内、外腔壁间的空间进行分隔形成两个以上匀气腔的一块以上扰流板;所述扰流板和反应腔体内腔壁由外到内依次布置,其匀气孔从疏到密进行设置;所述反应腔体外腔壁设有与供气组件相连的进气孔。
9.根据权利要求8所述的箱式可扩展堆栈PECVD系统,其特征在于:所述反应腔体内腔壁上的匀气孔采用喷淋式结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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