下电极底座装置及真空镀膜腔系统的制作方法

1.本实用新型属于太阳能电池设备技术领域，尤其涉及一种用于制造异质结太阳能电池的pecvd下电极底座装置及真空镀膜系统。


背景技术：

2.板式pecvd设备采用平板型的电极，上电极平板与下电极平板之间产生等离子体，反应气体在上电极板与下电极板之间通过等离子体作用产生反应，从而沉积膜层。
3.目前，常规的异质结pecvd设备，普遍使用载板，将硅片放置在载板上，用腔室间传送载板来实现硅片的传送，但是载板存在着很多限制和问题，包括需要高频率的在线清洗和清洗后的在线表面镀膜恢复，载板长期使用存在表面涂层磨损脱落，而导致对硅片造成不利影响，大尺寸载板还存在变形问题，载板造成的本征层腔室和掺杂层腔室之间的交叉污染而导致成膜质量差。
4.现有技术中无载板方案在应用上具有非常大的优势和前景，包括避免腔室交叉污染和载板带来的工艺影响，从而提高成膜质量；不需要定期停线对载板在线清洗和表面镀膜，极大提升设备利用率；不需要预热腔加热装置和价格高数量多的载板，降低设备成本。
5.然而由于无法满足异质结非晶硅镀膜工艺的高要求和快节拍高产能的生产要求等原因，目前的无载板传输中存在产能低和高成本的弊端，尤其在真空系统中，使用自动机械臂传送硅片的成本非常高。同时机械手臂一次抓取一片或者一列，对于目前需要单个腔室一次传送5
×
5到15
×
15的硅片数量来说，需要长时间的传送时间，长节拍严重限制设备产能。
6.现有技术中的下电极底座，为一个整块带加热铝平板，下面由升降电机支撑，而下电极底座的上方托起载板，升起到与上电极极板一定间距进行工艺反应。整块铝平板接地，作为pecvd的下电极。
7.现有技术中的下电极底座在无载板方案中存在很多的限制，包括无法实现在真空高温和存在等离子体的环境中准确快速的取片和放片，硅片无法精准放置到腔室下电极底座上，抓取硅片时机械手臂对硅片的精准定位等问题。
8.另外由于平板式pecvd的结构，下电极为一个平面式底座，随着腔室尺寸增大，下电极表面与上电极表面的平行度很难控制，直接影响腔室整体的镀膜均匀性。同时由于下电极底座的面积较大和加热不均匀导致的温度不均匀性，下电极板的表面不平整和边缘效应造成电极板间的电场分布不均匀，都对腔体的镀膜均匀性和成膜质量有着非常重要的影响。


技术实现要素：

9.本实用新型就是针对上述问题，提供的一种高效率、高精准、低成本的用于异质结pecvd设备的下电极底座装置及真空镀膜腔系统。
10.为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括
的用于异质结pecvd设备的下电极底座装置，包括固定横梁，其特征在于：固定横梁上通过支脚设置有固定的下电极载片板，下电极载片板下方设置有下电极托盘组件，下电极托盘组件下方设置有升降系统。
11.作为本实用新型下电极底座装置的一种优选方案，所述下电极载片板底部设置为楔形凸起，所述下电极托盘组件的上表面设置有与楔形凸起配合的楔形槽。
12.进一步的，所述楔形槽的开口处设置有限位槽。
13.作为本实用新型下电极底座装置的另一种优选方案，所述升降系统包括设置于下电极托盘组件底部两角和与两角相对的横边中点的三个螺旋升降机，螺旋升降机与马达相连；螺旋升降机和下电极托盘组件之间还设置有导向座。
14.本实用新型使用上述电极底座装置的真空镀膜腔系统，包括腔体，其特征在于：腔体两侧设置有进出口，进出口处设置有真空阀门；腔体内顶部设置有上电极；腔体内底部相对于上电极设置有所述下电极底座装置。
15.作为本实用新型真空镀膜腔系统的一种优选方案，相对于进出口设置有取片装置，取片装置下端排布设置有钩手，所述下电极载片板相应于钩手之间的间隙设置。
16.本实用新型的有益效果：1、本实用新型的下电极底座与常规的下电极整块铝平板不同，本实用新型的下电极底座的两部分可以分离与结合，与取片装置配合，实现无载板状态下，一次传送整个腔室内的硅片，达到高效率、高精准、低成本的取放片动作。
17.2、下电极底座的下电极载片板与下电极托盘组件完美贴合，避免了贴合处的不平对工艺反应造成的不利影响。
18.3、整个下电极底座平面与上电极板的平行度通过多点支撑与调整，保证腔体内的镀膜均匀性。
附图说明
19.图1是本实用新型下电极底座装置的结构示意图。
20.图2是本实用新型下电极底座装置的放大结构示意图。
21.图3是本实用新型下电极底座装置底部的结构示意图。
22.图4是本实用新型真空镀膜腔系统的结构示意图。
23.附图中1为固定横梁、2为下电极载片板、3为下电极托盘组件、4为升降系统、5为钩手、6为限位槽、7为硅片、8为真空阀门、9为取片装置、10为楔形凸起、11为楔形凹槽、12为导向座、13为螺旋升降机、14为马达、15为进出口、16为腔体、17为上电极。
具体实施方式
24.本实用新型包括的用于异质结pecvd设备的下电极底座装置，包括固定横梁1，其特征在于：固定横梁1上通过支脚设置有固定的下电极载片板2，下电极载片板2下方设置有下电极托盘组件3，下电极托盘组件3下方设置有升降系统4。
25.作为本实用新型下电极底座装置的一种优选方案，所述下电极载片板2底部设置为楔形凸起10，所述下电极托盘组件3的上表面设置有与楔形凸起10配合的楔形槽。
26.进一步的，所述楔形槽的开口处设置有限位槽6。
27.作为本实用新型下电极底座装置的另一种优选方案，所述升降系统4包括设置于
下电极托盘组件3底部两角和与两角相对的横边中点的三个螺旋升降机13，螺旋升降机13与马达14相连；螺旋升降机13和下电极托盘组件3之间还设置有导向座12。
28.本实用新型使用上述电极底座装置的真空镀膜腔系统，包括腔体16，其特征在于：腔体16两侧设置有进出口15，进出口15处设置有真空阀门8；腔体16内顶部设置有上电极17；腔体16内底部相对于上电极17设置有所述下电极底座装置。
29.作为本实用新型真空镀膜腔系统的一种优选方案，相对于进出口15设置有取片装置9，取片装置9下端排布设置有钩手5，所述下电极载片板2相应于钩手5之间的间隙设置。
30.所述上电极17接射频或甚高频电源，所述下电极托盘组件3接地，上下电极板间形成等离子体。
31.固定横梁1固定在腔室的下壁上，支脚穿过下电极托盘组件3，支撑在固定横梁1上。下电极载片板2与下电极托盘组件3分离时，由下电极板支脚支撑。
32.升降系统4支撑下电极托盘组件3，同时带动下电极托盘组件3做升降运动，下电极托盘组件3可以与下电极载片板2贴合，下电极托盘组件3与下电极载片板2表面紧贴，形成下电极平面，硅片7贴合在下电极平面上，通过下电极平面接触加热。下电极平面通过下电极底座升降系统4带动继续升起，达到工艺需要的上电极17与下电极的间距，再进行工艺反应。
33.下电极托盘组件3下方设有三处螺旋升降机13，三处螺旋升降机13支撑下电极托盘组件3，通过调整下电极托盘组件3的三个支撑点不同高度，调整不同位置的上下电极间距。
34.动作过程：进片时，取片装置9载有待镀膜硅片7传进工艺腔室，将硅片7放置到下电极载片板2上，取片装置9传送出工艺腔体16。
35.下电极托盘组件3通过升降装置升起，与下电极载片板2贴合，下电极托盘组件3表面与下电极载片板2表面贴合，从而形成下电极平面。
36.硅片7与下电极平面贴合，通过接触传热来加热硅片7，待硅片7温度升高并稳定。
37.整个下电极平面通过升降装置上升到工艺要求的高度，即达到工艺要求的下电极平面与上电极17的间距，进行工艺反应。
38.工艺完成后，下电极平面下降，下电极托盘组件3与下电极载片板2分离，硅片7留在下电极载片板2上。
39.下一个腔室的取片装置9传送进工艺腔室，并取走下电极载片板2上的硅片7，传送进下一个腔室。
40.需要注意的是，下电极平板作为其中的一个电极，对pecvd腔体16内的电场均匀分布有非常关键的影响，同时下电极载片板2与下电极托盘组件3的贴合处也会对该处的电场造成影响，此外也会造成绕镀到硅片7背面的工艺问题。本发明为了避免下电极载片板2与下电极托盘组件3贴合不平影响该处的电场，贴合处采用斜面设计，下电极载片板2的斜面在下电极托盘组件3的斜面处下滑进入，实现下电极载片板2与下电极托盘的完美贴合。
41.与下电极载片板2固定连接的下电极支脚在固定横梁1导向作用下，在下电极载片板2与下电极托盘组件3分离过程中，准确分离，防止发生位置偏移。
42.可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以
对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。