CN215799883U - 一种加热装置和镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种加热装置和镀膜设备，涉及镀膜技术领域。用于提供一种能够对石墨舟中承载的硅片进行均匀加热，且不会对硅片的镀膜效果产生影响的加热装置。该加热装置包括加热腔体，以及设置在加热腔体上的加热件，石墨舟位于加热腔内；加热腔体的第一方向的长度，大于加热腔体的第二方向的长度；其中，加热腔体的第一方向为与石墨舟的宽度方向平行的方向，第二方向为与石墨舟的高度方向平行的方向；沿加热腔体的第一方向分布的部分加热腔体距离石墨舟的距离，小于沿加热腔体的第二方向的分布部分加热腔体距离石墨舟的距离。

Description

一种加热装置和镀膜设备

技术领域

本实用新型涉及镀膜技术领域，尤其涉及一种加热装置和镀膜设备。

背景技术

镀膜设备是在一定的高温及真空环境下，通过高频放电电离反应气体，实现在硅片表面沉积膜层的目的。决定膜层沉积速率的因素包括温度。在一定的温度范围内，温度越高，膜层沉积速率越快。

镀膜设备采用的加热系统大多为圆形加热系统。但用于镀膜的载具石墨舟为宽度方向的长度大于高度方向的长度的结构，因此，圆形加热系统不能对石墨舟进行均匀加热。

目前，为了改善圆形加热系统产生的热场不均匀的情况，沿石墨舟的宽度方向，在靠近石墨舟的位置处增加辅助加热装置。但增加的辅热装置通常由于热量输出不稳定，会对石墨舟中承载的硅片的镀膜效果产生影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够对石墨舟中承载的硅片进行均匀加热，且不会对硅片的镀膜效果产生影响的加热装置。

第一方面，本实用新型提供了一种加热装置，应用于镀膜设备中，镀膜设备用于对石墨舟中的承载件进行镀膜。加热装置包括加热腔体，以及设置在加热腔体上的加热件，石墨舟位于加热腔内。加热腔体的第一方向的长度，大于加热腔体的第二方向的长度。其中，加热腔体的第一方向为与石墨舟的宽度方向平行的方向，第二方向为与石墨舟的高度方向平行的方向。

沿加热腔体的第一方向分布的部分加热腔体距离石墨舟的距离，小于沿加热腔体的第二方向的分布部分加热腔体距离石墨舟的距离。

在采用上述技术方案的情况下，本实用新型中的加热腔体的第一方向的长度，大于加热腔体第二方向的长度。其中，加热腔体的第一方向为与所述石墨舟的宽度方向平行的方向，所述第二方向为与所述石墨舟的高度方向平行的方向。由于石墨舟为宽度方向宽，高度方向窄的结构。因此，为了适应石墨舟本身的结构，本实用新型将加热腔体的第一方向的长度设置为大于第二方向的长度，相对于现有技术中圆形加热系统，本实用新型的加热装置可以给石墨舟上承载的硅片提供相对均匀的热场，从而改善硅片镀膜的均匀性。再者，由于沿加热腔体的第一方向的部分加热腔体距离石墨舟的距离，小于沿加热腔体的第二方向的部分加热腔体距离石墨舟的距离，故沿加热腔体的第一方向的部分加热腔体可以为石墨舟提供更强的热场，换句话说，就是加热腔体可以为石墨舟的宽度方向提供更强的热场。基于此，本实用新型可以取消沿石墨舟的宽度方向，靠近石墨舟的位置处增加辅助加热装置，避免了辅热装置由于热量输出不稳定，会对石墨舟中承载的硅片的镀膜效果产生影响的技术问题。

进一步的，由于石墨舟中承载的硅片沿所述石墨舟的宽度方向依次分布，而本实用新型中加热腔体的第一方向的长度，大于加热腔体的第二方向的长度，加热腔体的第一方向为与石墨舟的宽度方向平行的方向，第二方向为与石墨舟的高度方向平行的方向，因此，本实用新型中的加热腔体可以在不增加高度的情况下，在石墨舟水平方向增加石墨舟页，有效提升镀膜产能，提高加热装置的热能利用率。再者，基于本实用新型加热腔体的结构，可以兼容更大尺寸硅片的镀膜需求，因此，可以更好的支持产线的技术升级。

在一种可能的实现方式中，加热件包括沿加热腔体的第一方向，设置在加热腔体上的第一加热件，以及沿加热腔体的第二方向，设置在加热腔体上的第二加热件。第一加热件对石墨舟产生的热场与第二加热件对石墨舟产生的热场不同。

在采用上述技术方案的情况下，由于第一加热件对石墨舟产生的热场与第二加热件对石墨舟产生的热场不同，且第一加热件与第二加热件相对石墨舟的距离也不相同。因此，可以通过第一加热件或第二加热件对石墨舟产生的不同热场，使石墨舟各个部分处于均匀的热场中。

在一种可能的实现方式中，第一加热件和第二加热件的材质和形状相同，第一加热件在加热腔体上的布设密度，大于第二加热件在加热腔体上的布设密度。

或，第一加热件和第二加热件的材质相同，且第一加热件和第二加热件在所述加热腔体上的布设密度相同，单位体积上，第一加热件的电阻大于第二加热件的电阻。

在采用上述技术方案的情况下，由于第一加热件设置在沿加热腔体的第一方向的分布部分加热腔体上，第二加热件设置在沿加热腔体的第二方向分布的部分加热腔体上。且沿加热腔体的第一方向分布的部分加热腔体距离石墨舟的距离，小于沿加热腔体的第二方向分布的部分加热腔体距离石墨舟的距离。通过上述技术方案：第一加热件和第二加热件的材质和形状相同，第一加热件在加热腔体上的布设密度，大于第二加热件在加热腔体上的布设密度，或第一加热件和第二加热件的材质相同，且第一加热件和第二加热件在所述加热腔体上的布设密度相同，单位体积上，第一加热件的电阻大于第二加热件的电阻。均可以得到第一加热件对石墨舟产生的热场大于第二加热件对石墨舟产生的热场。由于石墨舟中承载的硅片沿石墨舟的宽度方向依次分布，故石墨舟高度方向热量输出较宽度方向低。基于此，上述第一加热件和第二加热件对石墨舟产生的热场可以为石墨舟宽度方向的区域提供更强的热场，以进一步改变镀膜的有效性。

进一步的，为了满足第一加热件的电阻小于第二加热件的电阻，第一加热件和第二加热件可以均为加热电阻丝，且第一加热件的直径小于第二加热件的直径。

在一种可能的实现方式中，加热腔体包括第一部分和第二部分；第一部分为沿加热腔体的第一方向分布的部分加热腔体；第二部分为沿加热腔体的第二方向分布的部分加热腔体。

其中，上述第一部分可以为曲面结构或平面结构。上述第二部分也可以为曲面结构或平面结构。

在一种可能的实现方式中，沿第三方向，加热装置的截面为矩形或椭圆形；第三方向为与所述石墨舟的长度方向垂直的方向。

第二方面，本实用新型还提供一种镀膜设备。该镀膜设备包括第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的加热装置。

第二方面或第二方面的任一可能的实现方式提供的包装箱的有益效果与第一方面或任一可能的实现方式所描述的包装盒的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型提供的一种加热装置以及石墨舟的结构示意图；

图2示出了本实用新型提供的第二加热件在加热腔体上分布的结构示意图；

图3示出了本实用新型提供的第一加热件在加热腔体上分布的结构示意图。

附图标记：

10-石墨舟，20-硅片，30-加热腔体，401-第一加热件，402-第二加热件。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

镀膜设备是在一定的高温及真空环境下，通过高频放电电离反应气体，实现在硅片表面沉积膜层的目的。在太阳能电池技术领域，大多使用管式PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，等离子增强化学气相沉积)设备(以下简称管P)，来实现在硅片表面沉积氮化硅的目的。决定氮化硅沉积速率的因素较多，例如：温度。在一定的温度范围内，温度越高，氮化硅沉积速率越快，反之亦然。

现有管P设备的加热系统为圆形加热系统，由圆形石英炉管及石英炉管外的均匀分布的加热丝、保温材料等组成，这种加热系统虽然提供的是一个均匀的热场，但对于实际使用存在如下一些不足：

用于镀膜的载具石墨舟为宽度方向的长度大于高度方向的长度的结构，这种加热系统不能给石墨舟载具提供均匀加热的加热效果。石墨舟高度方向外侧区域更靠近加热系统，受热更多，温度更高，中心区域离加热系统更远，受热更少，温度更低，会造成石墨舟外侧与中心区域较大的温度偏差，最终导致较大的膜厚偏差，石墨舟外侧区域膜厚太厚，中心区域膜厚太薄；宽度方向也是相同的情况，石墨舟外侧区域离加热系统更近，中心区域离加热系统更远。

目前为改善这种热场不均的情况，在靠近石墨舟中心区域的上方、下方或上下同时增加辅助加热装置，解决这种加热不均的问题，虽然能起到一定的改善效果，但因为辅热管热量输出不稳定，也会引起新的色差问题，如片内色差等，同时辅热管热量输出不稳定，也会造成EL(Electroluminescence，电致发光缺陷)降级等不良影响。

现有的加热系统提产空间受限，空间利用率、热能利用率低。因为石墨舟水平方向宽，垂直方向窄，垂直方向的空间不能充分利用，同时要想提升镀膜产能，就需要在水平方向增加石墨舟页数量，增加石墨舟载片量，进而提升镀膜产能。因受限于加热系统直径的影响，提产空间受限，如果增加加热系统直径，就会造成设备高度超高，不能适应厂房高度。

现有加热系统不能很好的兼容大尺寸硅片的镀膜，因大尺寸硅片镀膜需要石墨舟高度方向增加长度，这样就会导致石墨舟不能放入加热系统里，需要减少石墨舟页才能适应，这样会导致镀膜产能降低，同时可能引入更严重的镀膜颜色偏差。

为解决以上问题，本实用新型公开了一种加热装置，应用于镀膜设备中，镀膜设备用于对石墨舟中的承载件进行镀膜。加热装置包括加热腔体，以及设置在加热腔体上的加热件，石墨舟位于加热腔内。加热腔体的第一方向的长度，大于加热腔体的第二方向的长度。其中，加热腔体的第一方向为与石墨舟中的承载件垂直的方向，第二方向为与石墨舟中的承载件平行的方向。

其中，上述加热件与加热腔体的设置方式包括但不限于设置在加热腔体外，也可设置在加热腔体内，具体可根据实际情况进行调整。

示例性的，图1示出了一种加热装置的结构示意图。参照图1，该加热装置中放置有承载硅片20的石墨舟10。该加热装置包括加热腔体30，以及设置在加热腔体上的加热件。

参照图1，加热腔体30的第一方向为A方向，加热腔体30的第二方向为B方向。可以看出，加热腔体30的第一方向A的长度大于加热腔体30第二方向B的长度。由于加热腔体的第一方向为与石墨舟的宽度方向平行的方向，第二方向为与石墨舟的高度方向平行的方向。且基于石墨舟为宽度方向宽，高度方向窄的结构，本实用新型实施例提供加热腔体的结构能够更好的适应石墨舟本身的结构，相对于现有技术中圆形加热系统，本实用新型的加热装置可以为石墨舟上承载的硅片提供相对均匀的热场，从而改善硅片镀膜的均匀性。

参照图1，本实用新型实施例中的加热腔体30的第一方向A分布的部分加热腔体距离石墨舟的距离，小于沿加热腔体30的第二方向B的分布部分加热腔体距离石墨舟的距离。故沿加热腔体30的第一方向的部分加热腔体可以为石墨舟10提供更强的热场，换句话说，就是加热腔体30可以为石墨舟10的宽度方向提供更强的热场。基于此，相对于现有技术，本实用新型实施例可以取消沿石墨舟10的宽度方向，靠近石墨舟10的位置处增加辅助加热装置，避免了辅热装置由于热量输出不稳定，会对石墨舟10中承载的硅片20的镀膜效果产生影响的技术问题。

参照图1，石墨舟中承载的硅片20沿石墨舟10的宽度方向依次分布，而本实用新型实施例中的加热腔体30的第一方向的长度，大于加热腔体30的第二方向的长度，加热腔体30的第一方向为与石墨舟10的宽度方向平行的方向，第二方向为与石墨舟10的高度方向平行的方向，因此，本实用新型实施例中的加热腔体30可以在不增加高度的情况下，在石墨舟10水平方向增加石墨舟页，有效提升镀膜产能，从而提高加热装置的热能利用率。再者，基于本实用新型实施例中的加热腔体30的结构，可以兼容更大尺寸硅片的镀膜需求，因此，可以更好的支持产线的技术升级。

示例性的，上述加热腔体的本体部分可以为石英管。

进一步的，加热装置所包括的加热件用于对加热腔体进行加热，从而对石墨舟上承载的硅片产生热场。本实用新型中的加热件包括沿加热腔体的第一方向，设置在加热腔体上的第一加热件，以及沿加热腔体的第二方向，设置在加热腔体上的第二加热件。且第一加热件对石墨舟产生的热场与第二加热件对石墨舟产生的热场不同。由于第一加热件对石墨舟产生的热场与第二加热件对石墨舟产生的热场不同，且第一加热件与第二加热件相对石墨舟的距离也不相同。因此，本实用新型实施例可以通过第一加热件或第二加热件对石墨舟产生的不同热场，使石墨舟各个区域处于均匀的热场中，从而提高石墨舟承载的硅片的镀膜的均匀性。

在实际中，石墨舟中承载的硅片沿石墨舟的宽度方向依次分布，故石墨舟场度宽度方向热量输出较高度方向高。在本实用新型实施例中，可以设置第一加热件和第二加热件的材质和形状相同，第一加热件在加热腔体上的布设密度，大于第二加热件在加热腔体上的布设密度。

图2和图3均为本实用新型实施例中提供的加热装置的俯视图，其中，图2示出了第二加热件402在加热腔体上分布的结构示意图，图3示出了第一加热件401在加热腔体上分布的结构示意图。参照图2和图3，第一加热件401在加热腔体30上的布设密度大于第二加热件402在加热腔体30上的布设密度。

也可以设置第一加热件和第二加热件的材质相同，且第一加热件和第二加热件在所述加热腔体上的布设密度相同，单位体积上，第一加热件的电阻大于第二加热件的电阻。

示例性的，为了满足第一加热件的电阻大于第二加热件的电阻，第一加热件和第二加热件可以均为加热电阻丝，且第一加热件的直径小于第二加热件的直径。

以上两种方案均可以得到第一加热件对石墨舟产生的热场大于第二加热件对石墨舟产生的热场。基于此，上述第一加热件和第二加热件对石墨舟产生的热场可以为石墨舟宽度方向的区域提供更强的热场，以弥补石墨舟场度方向热量输出较宽度方向高的缺陷，从而进一步改变镀膜的有效性。

在一种可能的实现方式中，加热腔体可以包括第一部分和第二部分。其中第一部分为沿加热腔体的第一方向分布的部分加热腔体；第二部分为沿加热腔体的第二方向分布的部分加热腔体。且在实际中，上述第一部分可以为曲面结构或平面结构。上述第二部分也可以为曲面结构或平面结构。

在实际中，为了降低加工工艺的复杂度，可以设置加热腔体的第一部分和第二部分为平面结构。

可以理解，结合石墨舟的具体结构，石墨舟两侧区域的热量相对石墨舟的中间区域的热量更容易散失。故，当将加热腔体的第一部分和第二部分设置为曲面结构时，加热腔体对石墨舟两侧区域的距离小于加热腔体对石墨舟中间区域的距离，因此，更有利实现石墨舟中承载的硅片镀膜的均匀性。

在实际中，沿第三方向，将加热装置制作成截面为矩形或椭圆形的结构，以实现本实用新型中，加热腔体的结构和功能性。其中，第三方向为与所述石墨舟的长度方向垂直的方向。其中，石墨舟的长度方向为图1中垂直于纸面的方向。

本实用新型实施例还公开了一种镀膜设备，该镀膜设备包括上述的加热装置。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的镀膜设备的有益效果与上述实施例描述的加热装置的有益效果相同，此处不做赘述。

在上述实施方式的描述中，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。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种加热装置，其特征在于，应用于镀膜设备中，所述镀膜设备用于对石墨舟中的承载件进行镀膜；所述加热装置包括加热腔体，以及设置在所述加热腔体上的加热件，所述石墨舟位于所述加热腔体内；

所述加热腔体的第一方向的长度，大于所述加热腔体的第二方向的长度；其中，所述加热腔体的第一方向为与所述石墨舟的宽度方向平行的方向，所述第二方向为与所述石墨舟的高度方向平行的方向；

沿所述加热腔体的第一方向分布的部分加热腔体与所述石墨舟的距离，小于沿所述加热腔体的第二方向的分布部分加热腔体与所述石墨舟的距离。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热件包括沿所述加热腔体的第一方向，设置在所述加热腔体上的第一加热件，以及沿所述加热腔体的第二方向，设置在所述加热腔体上的第二加热件；所述第一加热件对所述石墨舟产生的热场，与所述第二加热件对所述石墨舟产生的热场不同。

3.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述第一加热件和所述第二加热件的材质和形状相同，所述第一加热件在所述加热腔体上的布设密度，大于所述第二加热件在所述加热腔体上的布设密度。

4.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述第一加热件和所述第二加热件的材质相同，且所述第一加热件和所述第二加热件在所述加热腔体上的布设密度相同，单位体积上，所述第一加热件的电阻大于所述第二加热件的电阻。

5.根据权利要求4所述的加热装置，其特征在于，所述第一加热件和所述第二加热件均为加热电阻丝，所述第一加热件的直径小于所述第二加热件的直径。

6.根据权利要求1-5任一项所述的加热装置，其特征在于，所述加热腔体包括第一部分和第二部分；所述第一部分为沿所述加热腔体的第一方向分布的部分所述加热腔体；所述第二部分为沿所述加热腔体的第一方向分布的部分所述加热腔体。

7.根据权利要求6所述的加热装置，其特征在于，所述第一部分为曲面结构或平面结构。

8.根据权利要求6所述的加热装置，其特征在于，所述第二部分为曲面结构或平面结构。

9.根据权利要求1-5任一项所述的加热装置，其特征在于，沿第三方向，所述加热装置的截面为矩形或椭圆形；所述第三方向为与所述石墨舟的长度方向垂直的方向。

10.一种镀膜设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的加热装置。

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