低压化学气相沉积的进气结构及气相沉积设备的制作方法

1.本实用新型涉及低压化学气相沉积技术领域，尤其涉及一种低压化学气相沉积的进气结构及气相沉积设备。


背景技术：

2.现有通常采用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapor deposition，lpcvd)进行多晶硅薄膜的沉积，其基本原理是往炉管内通入如硅烷(sih4)的反应气体并在高温下分解，以在硅片表面沉积一层多晶硅(poly-si)薄膜。
3.包括sih4的反应气体是从外接特定气管路通入炉管内部的，进气口位于炉管的炉口侧，因此炉管内靠近炉口侧的反应气体浓度高于远离炉口侧靠近炉尾侧的浓度，由此硅片上的沉积厚度沿反应气体进入方向由厚到薄分布，难以保证poly-side薄膜沉积厚度的均匀性。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种低压化学气相沉积的进气结构及气相沉积设备，以解决现有炉管内硅片上的沉积厚度不均匀的问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：
6.第一方面，本实用新型提供低压化学气相沉积的进气结构，所述进气结构包括炉管和环形进气管，所述炉管包括炉口和炉尾，其中，所述炉口与所述炉尾沿所述炉管的轴向相对设置，至少两个所述环形进气管均匀设置于所述炉管内、各所述环形进气管的轴向与所述所述炉管的轴向同向，所述环形进气管上沿周向均匀设置进气口，所述进气口朝向所述炉管内壁。
7.上述的低压化学气相沉积的进气结构，所述进气结构还包括直通管，所述直通管至少部分设置于所述炉管内、且在所述炉管内的部分与所述环形进气管连通，所述直通管位于所述炉管外的部分与进气源连通。
8.上述的低压化学气相沉积的进气结构，所述直通管沿所述炉口至所述炉尾的方向延伸设置，所述直通管包括第一直通管和第二直通管，所述第一直通管从所述炉口侧进气并连通所述环形进气管，所述第二直通管从所述炉尾侧进气并连接所述环形进气管。
9.上述的低压化学气相沉积的进气结构，所述第一直通管与所有所述环形进气管连通，所述第二直通管与所有所述环形进气管连通；或
10.所述第一直通管与靠近所述炉口的所述环形进气管连通，所述第二直通管与靠近所述炉尾的所述环形进气管连通。
11.上述的低压化学气相沉积的进气结构，所述炉管还包括连接件，所述连接件将所述直通管与所述环形进气管连接。
12.上述的低压化学气相沉积的进气结构，所述环形进气管上的所述进气口沿轴向对称分布，所述进气口之间呈120
°
夹角。
13.上述的低压化学气相沉积的进气结构，所述环形进气管和/或所述直通管由碳化硅高温陶瓷材料制成。
14.第二方面，本实用新型提供一种气相沉积设备，包括上述任一项所述的低压化学气相沉积的进气结构。
15.上述的气相沉积设备，所述气相沉积设备内具有硅片设置区，所述环形进气管设置于所述硅片设置区的周围。
16.本实用新型提供一种低压化学气相沉积的的进气结构，能够取得的技术效果如下：
17.由于至少两个环形进气管均匀设置于炉管内，环形进气管上沿周向均匀设置进气口，因此借助进气口可以朝炉管内均匀输入反应气体。相对现有技术，本实用新型中炉管内的反应气体浓度更均匀，可以提高硅片上的沉积厚度的均匀性。
附图说明
18.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：
19.图1为本实用新型实施例提供的进气结构的一种示意图；
20.图2为本实用新型实施例中包括炉管时沿轴向示意的进气结构的一种示意图；
21.图3为本实用新型实施例中沿轴向示意的进气结构的又一种示意图；
22.图4为本实用新型实施例中沿轴向示意的进气结构的再一种示意图。
23.附图标记：
24.10-进气结构；
25.11-炉管；12-炉口；13-炉尾；14-环形进气管；141-进气口；15-第一直通管；16-第二直通管；17-连接件。
具体实施方式
26.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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.传统化石能源属于不可再生资源难以长久满足人类的发展需求，且加剧了自然环境的恶化，新型清洁的可再生资源在未来能源结构中占据关键地位，而光伏应用为新能源应用的一个重要组成部分。基于n型晶硅电池发展起来的隧穿氧化层钝化接触电池前表面采用叠层膜钝化工艺，背表面采用超薄氧化硅和掺杂poly-si的叠层形成隧穿氧化层钝化接触结构，为硅片的背面提供了良好的界面钝化。
28.目前，通常采用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapor deposition，lpcvd)进行多晶硅薄膜的沉积，其基本原理是往炉管内通入如硅烷(sih4)的反应气体并在高温下分解，以在硅片表面沉积一层多晶硅(poly-si)薄膜。
29.包括sih4的反应气体是从外接特定气管路通入炉管内部的，进气口位于炉管的炉
口侧，因此炉管内靠近炉口侧的反应气体浓度高于远离炉口侧靠近炉尾侧的浓度，由此硅片上的沉积厚度沿反应气体进入方向由厚到薄分布，难以保证poly-side薄膜沉积厚度的均匀性。
30.为此，本实用新型实施例提供一种低压化学气相沉积的进气结构10及气相沉积设备。
31.如图1和图2所示的一种低压化学气相沉积的进气结构10，包括炉管11和环形进气管14，所述炉管11包括炉口12和炉尾13，其中，所述炉口12与所述炉尾13沿所述炉管11的轴向相对设置，至少两个所述环形进气管14均匀设置于所述炉管11内、各所述环形进气管14的轴向与所述炉管11的轴向同向，所述环形进气管14上沿周向均匀设置进气口141，所述进气口141朝向所述炉管11内壁以向所述炉管11内进气。
32.本实用新型实施例中，由于至少两个环形进气管14均匀设置于炉管11内，环形进气管14上沿周向均匀设置进气口141，因此借助进气口141可以朝炉管11内均匀输入反应气体。相对现有技术，本实用新型中炉管11内的反应气体浓度更均匀，可以提高硅片上的沉积厚度的均匀性，以提升产品良率以及太阳能电池的效率。
33.其中，在图1中，为了方便示出环形进气管14和直通管，其没有示出炉管11。图2轴向视图，图2的外围即为炉管11，内部为环形进气管14，而且，从图2也可知，环形进气管14朝向炉管11的内部输送反应气体。
34.在一种实施方式中，进气结构10还可以包括直通管，该直通管至少部分设置于炉管11内、且在炉管11内的部分与环形进气管14连通，直通管位于炉管11外的部分与进气源连通，由此，直通管将外部进气源提供的反应气体输送至环形进气管14内，实现为炉管11内部均匀供气的目的。当然，进气结构10也可以不设置上述直通管，由外部进气源直接连接各环形进气管14道。
35.在一种实施方式中，直通管可以沿炉口12至炉尾13的方向延伸设置(即沿炉管11的轴向设置)，或者不是沿炉管11的轴向设置，只要其能够连通各环形进气管14即可。本实用新型实施例中，直通管可以包括第一直通管15和第二直通管16，该第一直通管15由炉口12侧进气并连通环形进气管14，第二直通管16由炉尾13侧进气并连通环形进气管14。
36.其中，第一直通管15可以是与所有的环形进气管14连通，第二直通管16可以是与所有的环形进气管14连通，保证了从炉口12到炉尾13进气量的一致性。作为一种变形，第一直通管15可以只与靠近炉口12的环形进气管14连通，第二直通管16则与剩余的靠近炉尾13的环形进气管14连通。
37.在部分实施例中，直通管除了上述第一直通管15、第二直通管16之外，还可以包括第三直通管、第四直通管等等。
38.为了可靠地连接直通管和环形进气管14，如图3所示，本实用新型实施例中还可以包括连接件17，该连接件17用于将直通管与环节进气管连接，以使得直通管与环形进气管14可以可靠地连通。
39.本实用新型实施例中，环形进气管14可以由碳化硅高温陶瓷材料制成，由于该材料热膨胀系数小、耐高温强度高，使得环形进气管14在高温环境中依然具有良好的稳定性，从而减少其更换频率，有效延长其使用寿命。直通管可以由碳化硅高温陶瓷材料制成，由于该材料热膨胀系数小、耐高温强度高，使得直通管在高温环境中依然具有良好的稳定性，从
而减少其更换频率，有效延长其使用寿命。
40.在一种实施方式中，环形进气管14上的进气口141沿周向均匀设置。
41.在又一种实施方式中，如图4所示意的，环形进气管14上的进气口141可以沿重心线轴对称分布，且进气口之间呈120
°
夹角，也就避免炉管11在如图1水平放置时，进气口141朝向炉管11的正上方而影响正常出气。
42.本实用新型实施例还提供一种气相沉积设备，其包括上述的低压化学气相沉积的进气结构10，而且能够实现上述低压化学气相沉积的进气结构10的技术效果。
43.该气相沉积设备还可以包括硅片设置区，硅片设置于位于炉管11内，环形进气管14设置于硅片设置区的周围，由于环形进气管14沿轴向均匀分布，其上设由朝向炉管11内壁的出气孔，保证了炉管11内各处气体扩散的均匀性，从而提高硅片表面poly-si薄膜的均匀性，提升产品良率以及太阳能电池的效率。
44.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。