CN215163106U - 适用于pecvd设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，包括：内部中空的管体，所述管体包括：内部中空的外管；以及内部中空的内管，所述内管设于所述外管内部；所述外管与所述内管之间限定出氮气通道，所述内管内部设有臭氧通道，所述氮气通道外接有氮气循环装置以使得氮气在所述氮气通道内循环输送，所述臭氧通道外接有臭氧存储装置，所述臭氧存储装置为所述臭氧通道提供臭氧。根据本实用新型，其通过设置双层石英管道，在氮气通道内部流通氮气，在臭氧通道内流通臭氧，以使得内管的温度可降温至100℃以下，可有效的避免臭氧通道内臭氧在输送过程中被大量分解而影响氧化层的质量。

Description

适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道

技术领域

本实用新型涉及管式PEVCD领域。更具体地说，本实用新型涉及一种适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道。

背景技术

用于解决背表面复合严重而发展出的隧穿氧化硅钝化接触（Topcon，TunnelOxide Passivated-Contact structures），其是一种由超薄氧化硅和重掺杂多晶硅组成的叠层结构，具有全背面钝化的优点，避免了金属电极与硅衬底的直接接触，显著地降低了表面载流子地复合。同时由于场钝化地效果，因而TOPCon结构还具有载流子地选择性，即阻挡少子。

管式PECVD则是一种非常有前景的掺杂非晶硅制备技术，具有重大的量产推广价值。然而，目前工业上常见用热氧化法制备氧化层，即通过在600-700℃高温下进行热氧化制备出2 nm左右的超薄氧化层；不过热氧化法却无法很好地兼容管式PECVD装备。主要原因如下所述：

由于管式PECVD装备采用石墨舟作为载具，石墨舟无法在通常的热氧化条件下工作。因此，如果沿用热氧化技术，在氧化硅制备之后，需要将硅片从石英舟通过自动化工具转移到石墨舟，才能继续沉积非晶硅薄膜。在转移硅片的过程中就会增加硅片被污染的风险，如暴露在环境中带来新的沾污、吸片夹造成机械损伤等，所以寻找可以通过“二合一”——即氧化硅和非晶硅在同一腔室，无需额外转移的方法迫在眉睫。

臭氧氧化技术被发明之后，发现用于制备氧化层时可以使其获得好的耐高温性。

直接将臭氧通入管式PECVD以实现氧化硅的原位制备仍然存在技术难题，主要存在的问题有：一般沉积腔室温度较高（>200℃），此温度下臭氧分解迅速。通气后进口处气体浓度大，出口处气体浓度小，浓度不均匀可能会影响到氧化硅的质量，从而影响氧化层的均匀性。

有鉴于此，实有必要开发一种适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，用以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型的主要目的是，提供一种适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，其通过设置双层石英管道，在氮气通道内部流通氮气，在臭氧通道内流通臭氧，以使得内管的温度可降温至100℃以下，可有效的避免臭氧通道内臭氧在输送过程中被大量分解而影响氧化层的质量。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，包括：内部中空的管体，所述管体包括：内部中空的外管；以及

内部中空的内管，所述内管设于所述外管内部；

所述外管与所述内管之间限定出氮气通道，所述内管内部设有臭氧通道，所述氮气通道外接有氮气循环装置以使得氮气在所述氮气通道内循环输送，所述臭氧通道外接有臭氧存储装置，所述臭氧存储装置为所述臭氧通道提供臭氧。

优选的是，所述内管的表面开设有至少两个第一喷淋孔，每个所述第一喷淋孔沿所述内管的延伸方向规则设置；所述外管的表面开设有至少两个第二喷淋孔，每个所述第二喷淋孔沿所述外管的延伸方向规则设置；每个所述第一喷淋孔与所述臭氧通道相连通，且每个所述第一喷淋孔还与相应一个所述第二喷淋孔相连通。

优选的是，沿所述内管延伸方向设置的所述第一喷淋孔的孔径逐渐增大，沿所述外管延伸方向设置的所述第二喷淋孔的孔径逐渐增大。

优选的是，所述外管及所述内管均采用石英制成。

优选的是，所述外管的侧端开设有氮气进口及氮气出口，所述氮气进口及所述氮气出口均与所述氮气通道相连通，且所述氮气进口与所述氮气循环装置的输出端相连通，所述氮气出口与所述氮气循环装置的输入端相连通。

优选的是，所述内管的侧端开设有臭氧进口，所述臭氧进口分别与所述臭氧通道及所述臭氧存储装置的输出端相连通。

优选的是，所述外管的外周套接有至少两个金属挂件，每个金属挂件在所述外管的外周规则阵列。

优选的是，每个所述金属挂件包括：圆环支撑部，其套接于所述外的外周；以及

支撑杆部，其与所述圆环支撑部一体成型且从所述圆环支撑部的外周沿竖直方向延伸。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：通过设置双层石英管道，在氮气通道内部流通氮气，在臭氧通道内流通臭氧，以使得内管的温度可降温至100℃以下，可有效的避免臭氧通道内臭氧在输送过程中被大量分解而影响氧化层的质量。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

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，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制，其中：

图1为根据本实用新型一个实施方式提出的适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道的三维结构视图；

图2为根据本实用新型一个实施方式提出的适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道的另一视角的三维结构视图；

图3为根据本实用新型一个实施方式提出的适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道的剖视图，图中方向A为臭氧通道中臭氧的流动方向，图中方向B为氮气通道中氮气的流动方向；

图4为根据本实用新型一个实施方式提出的适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道的剖视图，图中方向B为氮气通道中氮气的流动方向。

具体实施方式

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

在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词是相对于各附图中所示的构造进行定义的，特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化，所以，也不应当将这些或者其他的方位用于解释为限制性用语。

涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接的关系，除非以其他方式明确地说明。

根据本实用新型的一实施方式结合图1~4的示出，可以看出，适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，其包括：内部中空的管体1，所述管体1包括：内部中空的外管11；以及

内部中空的内管12，所述内管12设于所述外管11内部；

所述外管11与所述内管12之间限定出氮气通道13，所述内管12内部设有臭氧通道14，所述氮气通道13外接有氮气循环装置以使得氮气在所述氮气通道13内循环输送，所述臭氧通道14外接有臭氧存储装置，所述臭氧存储装置为所述臭氧通道14提供臭氧。

可理解的是，臭氧本身在温度为200~500℃时不稳定，极易分解为氧气，本发明通过设置双层石英管道，在所述氮气通道13内部流通氮气，在臭氧通道14内流通臭氧，以使得所述内管12的温度可降温至100℃以下，可有效的避免所述臭氧通道14内臭氧在输送过程中被大量分解而影响氧化层的质量。

进一步，所述内管12的表面开设有至少两个第一喷淋孔142，每个所述第一喷淋孔142沿所述内管12的延伸方向规则设置；所述外管11的表面开设有至少两个第二喷淋孔143，每个所述第二喷淋孔143沿所述外管11的延伸方向规则设置；每个所述第一喷淋孔142与所述臭氧通道14相连通，且每个所述第一喷淋孔142还与相应一个所述第二喷淋孔143相连通。

沿所述内管12延伸方向设置的所述第一喷淋孔142的孔径逐渐增大，沿所述外管11延伸方向设置的所述第二喷淋孔143的孔径逐渐增大。

可理解的是，由于沿所述内管12延伸方向的臭氧的浓度逐渐变低，通过设置孔径不同的第一喷淋孔142及第二喷淋孔143，以使得不同的第一喷淋孔142及第二喷淋孔143排出的臭氧浓度一致，进而保证硅片在氧化时臭氧保持同一浓度，以防止由于不同区域的臭氧浓度差所导致的氧化硅部均匀的问题。

进一步，所述外管11及所述内管12均采用石英制成。

可理解的是，所述外管11及所述内管12均采用石英制成，而不采用金属管道，从而避免臭氧腐蚀金属管道从而引入金属污染，进而影响氧化层的质量。

进一步，所述外管11的侧端开设有氮气进口131及氮气出口132，所述氮气进口131及所述氮气出口132均与所述氮气通道13相连通，且所述氮气进口131与所述氮气循环装置的输出端相连通，所述氮气出口132与所述氮气循环装置的输入端相连通。

可理解的是，氮气从所述氮气循环装置的输出端排出，经所述氮气进口131进入所述氮气通道13，在所述氮气通道13内部沿方向B流通，在经过所述氮气出口132及所述氮气循环装置的输入端进入所述氮气循环装置，以此循环流动，进而持续使得所述内管12的温度降温至100℃以下。

进一步，所述内管12的侧端开设有臭氧进口141，所述臭氧进口141分别与所述臭氧通道14及所述臭氧存储装置的输出端相连通。

可理解的是，臭氧从所述臭氧存储装置的输出端排出，经所述臭氧进口141,进入所述臭氧通道14，在所述臭氧通道14沿方向A流动，并经过所述第一喷淋孔142及第二喷淋孔143喷淋出。

进一步，所述外管11的外周套接有至少两个金属挂件2，每个金属挂件2在所述外管11的外周规则阵列。

每个所述金属挂件2包括：圆环支撑部21，其套接于所述外管11的外周；以及

支撑杆部22，其与所述圆环支撑部21一体成型且从所述圆环支撑部21的外周沿竖直方向延伸。

可理解的是，所述管体1采用金属挂件2进行支撑，从而减少所述管体的受力，降低所述管体1的破碎概率。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，其特征在于，包括：内部中空的管体（1），所述管体（1）包括：内部中空的外管（11）；以及

内部中空的内管（12），所述内管（12）设于所述外管（11）内部；

所述外管（11）与所述内管（12）之间限定出氮气通道（13），所述内管（12）内部设有臭氧通道（14），所述氮气通道（13）外接有氮气循环装置以使得氮气在所述氮气通道（13）内循环输送，所述臭氧通道（14）外接有臭氧存储装置，所述臭氧存储装置为所述臭氧通道（14）提供臭氧。

2.如权利要求1所述的适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，其特征在于，所述内管（12）的表面开设有至少两个第一喷淋孔（142），每个所述第一喷淋孔（142）沿所述内管（12）的延伸方向规则设置；所述外管（11）的表面开设有至少两个第二喷淋孔（143），每个所述第二喷淋孔（143）沿所述外管（11）的延伸方向规则设置；每个所述第一喷淋孔（142）与所述臭氧通道（14）相连通，且每个所述第一喷淋孔（142）还与相应一个所述第二喷淋孔（143）相连通。

3.如权利要求2所述的适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，其特征在于，沿所述内管（12）延伸方向设置的所述第一喷淋孔（142）的孔径逐渐增大，沿所述外管（11）延伸方向设置的所述第二喷淋孔（143）的孔径逐渐增大。

4.如权利要求1所述的适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，其特征在于，所述外管（11）及所述内管（12）均采用石英制成。

5.如权利要求1所述的适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，其特征在于，所述外管（11）的侧端开设有氮气进口（131）及氮气出口（132），所述氮气进口（131）及所述氮气出口（132）均与所述氮气通道（13）相连通，且所述氮气进口（131）与所述氮气循环装置的输出端相连通，所述氮气出口（132）与所述氮气循环装置的输入端相连通。

6.如权利要求1所述的适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，其特征在于，所述内管（12）的侧端开设有臭氧进口（141），所述臭氧进口（141）分别与所述臭氧通道（14）及所述臭氧存储装置的输出端相连通。

7.如权利要求1所述的适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，其特征在于，所述外管（11）的外周套接有至少两个金属挂件（2），每个金属挂件（2）在所述外管（11）的外周规则阵列。

8.如权利要求7所述的适用于PECVD设备的臭氧输送及喷淋双层石英管道，其特征在于，每个所述金属挂件（2）包括：圆环支撑部（21），其套接于所述外管（11）的外周；以及

支撑杆部（22），其与所述圆环支撑部（21）一体成型且从所述圆环支撑部（21）的外周沿竖直方向延伸。

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