CN212426159U - 一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置，涉及溅射镀膜技术领域。本实用新型包括底板，底板顶部固定有真空箱体，真空箱体内壁顶部固定有阳极板，真空箱体内壁上通过螺栓固定有绝缘固定座，绝缘固定座顶部固定有阴极板；阴极板顶部中间位置固定有导电线，导电线顶端贯穿真空箱体顶部。本实用新型使用直流高压电源、设备成本低、工艺简单且能获得较高的成膜速率；在电池片形成极低的背面复合，提高短路电压从而提高光电转换效率；此成膜方式能在较低温度和真空系统中进行，有利于严格控制各种成分，防止杂质污染。

Description

一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置

技术领域

本实用新型属于溅射镀膜技术领域，特别是涉及一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置。

背景技术

近几年，PERC电池大面积量产的效率持续攀升，吸引了整个光伏产业界的关注。产业化设备、关键材料都在加速开发中，产能逐渐扩张。PERC电池还有很大的效率提升空间，发射极、背面铝背场、主栅、硅片质量等还有优化空间。PERC技术采用Al2O3膜对背表面进行钝化，可以有效的降低背表面复合，提高开路电压，增加背表面反射，提高短路电流，从而提高电池效率。

Al2O3薄膜最早的制备方法是工业CVD法，其为市场上主要制备Al2O3薄膜的方法，但是工业CVD法要求沉积温度超过1000℃，且高的沉积温度会引起薄膜与基底产生有害的化学反应，同时基底和Al2O3薄膜热膨胀系数存在差异，从高温到冷却过程中会在Al2O3薄膜表面产生裂痕，同时高的沉积温度限制基底材料的选用，导致基底材料的选取均为耐高温的材料。所以科研工作者和薄膜制备领域的专家都试图探索出一种新的Al2O3薄膜制备方法，能够在低温下稳定的制备出Al2O3薄膜。

直流溅射和射频溅射是很早就开始应用的溅射技术，在二极溅射系统中已经被采用，直流溅射方法用于被溅射材料为导电材料的溅射和反应溅射镀膜中，其工艺设备简单，有较高的溅射速率使其在薄膜制备领域具有很高的应用前景，一直以来受到人们的密切关注。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置，以解决上述背景技术所提出的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置，包括底板，所述底板顶部固定有真空箱体，所述真空箱体内壁顶部固定有阳极板，所述真空箱体内壁上通过螺栓固定有绝缘固定座，所述绝缘固定座顶部固定有阴极板；

所述阴极板顶部中间位置固定有导电线，所述导电线顶端贯穿真空箱体顶部；

所述真空箱体内壁底部固定有调节伸缩杆，所述调节伸缩杆顶端固定有支撑台，所述支撑台顶部固定有基片。

进一步地，所述真空箱体底部贯穿有送风管，所述送风管上安装有阀门，所述送风管的进风端固定有氩气存储气罐。

进一步地，所述真空箱体底部贯穿有抽气管，所述抽气管上安装有控制阀，所述抽气管的出气端固定有空气过滤箱，所述空气过滤箱的出气端固定有排气管，所述排气管的出气端固定有真空泵。

进一步地，所述真空箱体正表面上开设有放料口，所述真空箱体正表面上通过铰链固定有与放料口配合的箱门。

进一步地，所述箱门上固定有与放料口配合的密封橡胶圈，所述箱门上贯穿有观察玻璃窗。

进一步地，所述调节伸缩杆包括与真空箱体内壁底部固定连接的固定筒，所述固定筒内部传动连接有伸缩杆，所述伸缩杆顶端转动连接有顶部与支撑台固定连接的转座，所述伸缩杆上固定有调节螺母。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型使用直流高压电源、设备成本低、工艺简单且能获得较高的成膜速率；阴极靶为氧化铝靶材，硅片作为阳极，真空室中通入0.1-10Pa的氩气，在阴极通入1-3KV直流负高压产生辉光放电；电离出的氩离子轰击靶表面，使得靶原子溅出并沉积在硅片上，形成三氧化二铝薄膜；在电池片形成极低的背面复合，提高短路电压从而提高光电转换效率；且此成膜方式能在较低温度和真空系统中进行，有利于严格控制各种成分，防止杂质污染。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置的结构示意图；

图2为图1的外部结构示意图；

图3为直流溅射放电区域划分示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-底板，2-真空箱体，3-阳极板，4-绝缘固定座，5-阴极板，6-导电线，7-调节伸缩杆，8-支撑台，9-基片，10-送风管，11-氩气存储气罐，12-抽气管，13-空气过滤箱，14-排气管，15-真空泵，16-放料口，17-箱门，18-密封橡胶圈，19-观察玻璃窗。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3所示，本实用新型为一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置，包括底板1，底板1顶部固定有真空箱体2，：真空箱体2内壁顶部固定有阳极板3，真空箱体2内壁上通过螺栓固定有绝缘固定座4，绝缘固定座4顶部固定有阴极板5；

阴极板5顶部中间位置固定有导电线6，导电线6顶端贯穿真空箱体2顶部与高压电源电性连接；

真空箱体2内壁底部固定有调节伸缩杆7，调节伸缩杆7顶端固定有支撑台8，支撑台8顶部固定有基片9。

其中，真空箱体2底部贯穿有送风管10，送风管10上安装有阀门，送风管10的进风端固定有氩气存储气罐11，为了能得到较高纯度的三氧化二铝薄膜我们选用氩气采用辉光放电方法得到的。

其中，真空箱体2底部贯穿有抽气管12，抽气管12上安装有控制阀，抽气管12的出气端固定有空气过滤箱13，空气过滤箱13的出气端固定有排气管14，排气管14的出气端固定有真空泵15。

其中，真空箱体2正表面上开设有放料口16，真空箱体2正表面上通过铰链固定有与放料口16配合的箱门17。

其中，箱门17上固定有与放料口16配合的密封橡胶圈18，箱门17上贯穿有观察玻璃窗19。

其中，调节伸缩杆7包括与真空箱体2内壁底部固定连接的固定筒，固定筒内部传动连接有伸缩杆，伸缩杆顶端转动连接有顶部与支撑台8固定连接的转座，伸缩杆上固定有调节螺母。

直流反应溅射法是利用带有电荷的离子在电场加速后具有一定动能的特点，将离子引向欲被溅射的物质作成的靶电极。在离子能量合适的情况下，入射离子在与靶表面原子的碰撞过程中将靶原子溅射出来，这些被溅射出来的原子带有一定的动能，并且会沿着一定的方向射向硅片，从而实现薄膜的沉积。

直流溅射放电区域划分(图3)从冷阴极发射的电子能量只有1eV左右，很少发生电离碰撞，所以在阴极附近形成阿斯顿暗区；紧靠阿斯顿暗区附近是比较明亮的阴极辉光区，它是由向阴极运动的正离子和与阴极发射的二次电子复合所产生的。随着电子继续加速，获得足够动能，穿过阴极辉光区后，与正离子不易复合，所以又出现一个阴极暗区，叫做克鲁克斯暗区，克鲁克斯暗区的宽度与电子的平均自由程有关。

根据反应溅射理论,气体电离后以正离子轰击阴极靶材,轰击离子把动能直接传递给靶材原子,使原子逸出,同时又与气体起化学反应形成化合物而淀积在基片上。

本实施例的一个具体应用为：采用两块平行板电极,在真空箱体1中的镀膜室中充入氩气,利用直流电压产生辉光放电,由此形成的氩气离子和由它产生的快速中性离子(溅射粒子)以高速轰击靶材原子(溅射原子)被溅射出来,冷凝在硅片上,从而形成了薄膜。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置，包括底板（1），所述底板（1）顶部固定有真空箱体（2），其特征在于：所述真空箱体（2）内壁顶部固定有阳极板（3），所述真空箱体（2）内壁上通过螺栓固定有绝缘固定座（4），所述绝缘固定座（4）顶部固定有阴极板（5）；

所述阴极板（5）顶部中间位置固定有导电线（6），所述导电线（6）顶端贯穿真空箱体（2）顶部；

所述真空箱体（2）内壁底部固定有调节伸缩杆（7），所述调节伸缩杆（7）顶端固定有支撑台（8），所述支撑台（8）顶部固定有基片（9）。

2.根据权利要求1所述的一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置，其特征在于，所述真空箱体（2）底部贯穿有送风管（10），所述送风管（10）上安装有阀门，所述送风管（10）的进风端固定有氩气存储气罐（11）。

3.根据权利要求1所述的一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置，其特征在于，所述真空箱体（2）底部贯穿有抽气管（12），所述抽气管（12）上安装有控制阀，所述抽气管（12）的出气端固定有空气过滤箱（13），所述空气过滤箱（13）的出气端固定有排气管（14），所述排气管（14）的出气端固定有真空泵（15）。

4.根据权利要求1所述的一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置，其特征在于，所述真空箱体（2）正表面上开设有放料口（16），所述真空箱体（2）正表面上通过铰链固定有与放料口（16）配合的箱门（17）。

5.根据权利要求4所述的一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置，其特征在于，所述箱门（17）上固定有与放料口（16）配合的密封橡胶圈（18），所述箱门（17）上贯穿有观察玻璃窗（19）。

6.根据权利要求4所述的一种用于三氧化二铝薄膜的直流反应溅射镀膜装置，其特征在于，所述调节伸缩杆（7）包括与真空箱体（2）内壁底部固定连接的固定筒，所述固定筒内部传动连接有伸缩杆，所述伸缩杆顶端转动连接有顶部与支撑台（8）固定连接的转座，所述伸缩杆上固定有调节螺母。

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