非晶硅薄膜PECVD沉积装置
PECVD原理及设备结构
真空度检测器
用于实时监测PECVD腔室的真空度 ，一般采用电离规或电容规等源
为PECVD设备提供高电压，一般采用直流 电源，输出电压范围为几千伏至几十千伏。
为PECVD设备提供射频能量，一般采用大 功率射频放大器，输出频率为13.56 MHz 。
偏压电源
电源控制系统
pecvd原理及设备结构
2023-11-06
目录
• 引言 • pecvd原理 • pecvd设备结构 • pecvd工艺控制 • pecvd应用领域 • 结论
01
引言
目的和背景
目的
PECVD是一种用于制备薄膜材料的方法，具有较高的质量和 均匀性，同时具有较低的成本和更广泛的适用范围。
背景
随着科技的发展，对于薄膜材料的需求不断增加，而PECVD 作为一种制备薄膜材料的有效方法，得到了广泛的应用和推 广。
薄膜的结构对它的性能也有重要影响。例如，多晶硅薄膜具有较高的导电性能和机械强度，而单晶硅薄膜则具 有较高的光学性能和电子迁移率。
工艺流程优化
工艺流程设计
为了获得高质量、高性能的薄膜，需要对PECVD工艺流程进行精心设计。这包括前处理、沉积过程、 后处理等各个环节的优化和控制。
设备维护与保养
为了保持设备稳定性和生产效率，需要定期对设备进行维护和保养。例如，清洗反应室、更换电极等 。
06
结论
研究成果总结
01
PECVD原理的发现
PECVD是一种基于等离子体放电的化学气相沉积技术，其原理是利用
辉光放电产生的高能等离子体对薄膜进行沉积。
02 03
PECVD设备结构的研究
PECVD设备通常由反应室、电源、进气系统、排灰系统等组成。反应 室是设备的主要组成部分，其内部结构包括电极、放电空间和沉积表 面。
PECVD的工作原理
PECVD的工作原理PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）是一种常用的薄膜沉积技术，广泛应用于半导体、光电子、纳米材料等领域。
本文将详细介绍PECVD的工作原理。
一、PECVD的基本原理PECVD是一种在低压等离子体环境下进行的化学气相沉积技术。
其基本原理是利用等离子体产生的高能粒子激活气体份子，使其发生化学反应并沉积在基底表面上，形成所需的薄膜。
二、PECVD的装置结构PECVD的基本装置由气体供给系统、等离子体激发系统和基底台组成。
1. 气体供给系统：负责提供所需的沉积气体。
常用的沉积气体包括硅源气体（如SiH4）、硅氟化物（如SiF4）、氨气（NH3）等。
2. 等离子体激发系统：通过高频电源产生等离子体。
高频电源将气体供给系统提供的气体引入反应室，并在电场作用下激发气体份子形成等离子体。
3. 基底台：用于放置待沉积的基底材料。
基底材料可以是硅片、玻璃基板或者其他材料。
三、PECVD的工作过程PECVD的工作过程主要包括气体供给、等离子体激发和薄膜沉积三个阶段。
1. 气体供给阶段：沉积气体由气体供给系统提供，并通过气体通道引入反应室。
通常使用多个气体通道，以便同时供给多种沉积气体。
2. 等离子体激发阶段：高频电源产生的电场作用下，沉积气体份子被激发形成等离子体。
等离子体中的高能粒子与气体份子发生碰撞，使其发生化学反应。
3. 薄膜沉积阶段：激发的气体份子在等离子体的作用下，沉积在基底表面上形成薄膜。
沉积过程中，气体份子会发生解离、重组、聚合等反应，最终形成所需的薄膜。
四、PECVD的应用PECVD技术具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：1. 半导体工业：PECVD可用于制备薄膜晶体管（TFT）等半导体器件的绝缘层、导电层和保护层，提高器件性能。
2. 光电子领域：PECVD可用于制备光学薄膜，如反射膜、透镜膜、滤波膜等。
3. 纳米材料研究：PECVD可用于制备纳米结构材料，如纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜等。
PECVD设备介绍
PECVD设备介绍PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）即等离子体增强化学气相沉积技术，是一种常用于制备薄膜的工艺方法。
该方法利用等离子体激活气体分子，使其在室温下与固体表面反应，形成薄膜。
PECVD设备是实现PECVD技术的关键设备之一，本文将对PECVD设备的工作原理、主要组成部分和应用领域进行详细介绍。
【工作原理】PECVD设备主要由气体输送系统、真空系统、等离子体激发系统、基底加热系统和反应室组成。
其工作原理是将气体通过气体输送系统进入反应室，然后通过真空系统将反应室抽成高真空状态，再利用等离子体激发系统将气体分子激发形成等离子体，最后将等离子体中的活性物种沉积在基底上，形成薄膜。
【主要组成部分】1.气体输送系统：由气体缸、气体流量计和气体控制阀等组成，用于控制和输送反应气体。
2.真空系统：由机械泵和分子泵等组成，用于将反应室抽成高真空状态，以保证薄膜质量。
3.等离子体激发系统：主要包括高频电源、等离子体发生器和电极等，用于产生等离子体并激发气体分子。
4.基底加热系统：由加热源和温度控制器等组成，用于加热基底，提供合适的反应条件。
5.反应室：是进行气体反应的空间，通常采用石英制成，具有良好的耐高温、耐腐蚀性能。
【应用领域】1.半导体器件制备：PECVD设备可用于生长SiO2、SiNx等材料，用于制备MOSFET等半导体器件的绝缘层和通道层。
2.光伏电池制备：PECVD设备可用于制备非晶硅、多晶硅等薄膜，用于制备光伏电池的光吸收层和透明导电层。
3.平板显示器制备：PECVD设备可用于制备低温多晶硅薄膜，用于制备薄膜晶体管面板的薄膜电晶体。
4.光学涂层制备：PECVD设备可用于制备SiO2、Si3N4等材料，用于制备抗反射膜、硬质涂层、光学滤波器等光学涂层。
5.纳米材料合成：PECVD设备可用于合成纳米碳管、纳米颗粒等纳米材料，应用于传感器、催化剂等领域。
pecvd设备
PECVD设备在当今先进科技领域中，PECVD设备扮演着至关重要的角色。
PECVD代表等离子体增强化学气相沉积，是一种重要的薄膜沉积技术，广泛应用于半导体、光伏、显示器件等领域。
PECVD设备的基本原理PECVD设备利用等离子体产生的活性物种，通过气相反应在基片表面沉积薄膜。
基本原理包括：•等离子体生成：在反应室中建立高频射频电场，使气体放电产生等离子体。
•沉积过程：活性物种在等离子体作用下与基片反应，形成所需薄膜。
PECVD设备的组成一般而言，PECVD设备由以下部分组成：1.反应室：容纳气体并产生等离子体的空间。
2.真空系统：维持反应室内的低压环境。
3.进气系统：引入反应气体。
4.电源系统：提供等离子体产生的电场能量。
5.温控系统：控制基片温度。
6.底座：支撑基片并提供加热功能。
PECVD在半导体工业中的应用PECVD在半导体制造领域有着广泛的应用，主要体现在：1.氧化膜制备：用于晶体管的绝缘层制备。
2.氮化硅膜：在隔离栅结构中的应用。
3.光刻胶薄膜：用于对器件进行光影形成。
4.多晶硅膜：应用于太阳能电池等领域。
未来发展趋势随着技术不断更新迭代，PECVD设备也在不断改进和发展：•高温PECVD：增加设备的操作温度范围。
•多室PECVD：实现多层薄膜的连续沉积。
•高效PECVD：提高沉积速率和材料利用率。
结语PECVD设备在现代工业领域扮演着不可或缺的角色，其应用范围和重要性不断扩大。
未来，随着科技的进步和需求的不断增长，PECVD设备将继续发挥重要作用，推动着产业的发展和创新。
PECVD法沉积氢化非晶硅薄膜内应力的研究
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟PECVD 法沉积氢化非晶硅薄膜内应力的研究利用等离子体增强化学气相沉积技术在硅基底上沉积了氢化非晶硅(α2Si∶H) 薄膜,通过纳米压入仪、电子薄膜应力分布仪、傅里叶变换红外光谱仪等表征技术,研究了沉积时的工艺参数(射频功率、沉积温度、工作压强)对薄膜内应力的影响,对薄膜的本征应力、热应力进行分析,并探讨了射频功率对薄膜红外吸收光谱的影响。
研究结果表明,提高射频功率能够使薄膜从张应力转变为压应力,且压应力随射频功率的增大而增大;提高工作压强能够使薄膜从压应力转变为张应力;应力随沉积温度的升高而增大;薄膜中氢含量、SiH 组态、SiH2 组态含量随射频功率的增大而增大。
通过优化工艺,得到了沉积具有较小张应力薄膜的工艺参数(射频功率30 W,沉积温度250 ℃,气体流量80 cm3/ min(标准状态) ,工作压强67 Pa) ,并将其成功应用于非晶硅薄膜自支撑悬空结构。
氢化非晶硅( Hydrogenated Amorphous Silicon ,α-Si∶H) 薄膜由于具有良好的光电性能,被广泛应用于制造太阳能电池及制造液晶显示器中的薄膜晶体管(α-Si∶H TFT) 。
同时,α-Si∶H 薄膜在各种微机电系统(MEMS) 中得到应用,如作为红外敏感材料制造红外焦平面探测器,作为压敏电阻制造压力传感器,也可作为微加工工艺中的掩膜层或牺牲层。
α-Si∶H 薄膜作为MEMS 中的一种基本结构材料, 其自身应力直接影响着器件的性能、稳定性和可靠性。
薄膜内应力是薄膜生长和制造过程中,在薄膜内部产生的应力。
薄膜的内应力包括热应力和本征应力两部分。
内应力在力的外部效应来看分为压应力和张应力,常用薄膜应力测试方法有悬臂梁法、环-梁测试结构法、光学测曲率法、X 射线衍射法与激光拉曼法。
PECVD简介
PECVD简介等离子体增强型化学气相沉积（简称PECVD），是一种在较低的压力下，利用电磁场产生放电，通过电子碰撞使通入气体分解成高活性的粒子，从而在气相和基板表面发生化学反应而沉积薄膜的方法。
PECVD技术可用于沉积非晶硅、微晶硅、硅锗、氮化硅等薄膜。
设备在叠层硅薄膜电池、硅基异质结（Hetero Junction）电池、OLED等领域有广泛运用。
理想能源PECVD设备具备以下特点∙等离子体稳定时间小于1s∙采用甚高频电源，极大提高沉积速率∙双层真空设计，保持稳定、清洁的成膜环境∙电极优化设计，薄膜均匀性指标达到5%∙无交叉污染∙适用于大面积生产及研发（第五代线尺寸）∙设备反应腔可同时叠层生产，有效提升产能∙控制系统的界面友善、操作简单、数据采集方便产品单腔室PECVD（PE-800TB）理想能源开发成功的单腔室研发设备（图一）适用于各高校、研究所及企业研发机构。
产品已成功通过客户的各项功能测试，交付使用。
产品特点：∙采用与理想能源量产设备相同的反应腔，研发工艺结果可直接导入大规模生产∙已开发出硅基叠层薄膜电池及异质结电池技术∙样机已运行3年，性能稳定、可靠多腔室PECVD（PE-800）产品特点：∙适用于硅基叠层薄膜电池生产，电池稳定效率超过11% ∙各反应腔之间电池效率偏差低于2%∙微晶硅晶化率可调范围：40%-80%∙设备年产能：o非晶/微晶硅叠层薄膜电池20MWo非晶硅单节薄膜电池30MW在线式单腔PECVD（HJ-1200）产品特点：∙重复、稳定、可靠，特别适用于高质量异质结晶体硅电池∙与客户合作完成异质结电池光电转换效率已经超过21.3%；∙本设备已在客户方投入量产；∙高产能：>1200片/小时（125mm*125mm）；∙甚高频（40MHz）等离子体源，基片损伤低；∙无移动原件射频匹配技术，等离子体稳定时间<0.5秒；∙在线式设计可同时满足研发和量产需求图三. 理想能源异质结电池非晶层生产设。
非晶硅薄膜太阳能电池工艺-PECVD
激光划线机2（重要设备）
• 工艺：这一步主要是划刻非晶硅a-Si，使用的532 纳米波长的绿激光器
• 要求：刻蚀速度、激光源寿命、操作系统是否简 单且方便操作、Dead area无用区域大小（三条 刻膜线总线宽）、划非刻晶硅线薄膜P宽太EC阳V、能D电系池工统艺- 产能（MW/年）
磁控溅射系统（主要设备）
TCO
• TCO（Transparent conducting oxide）玻璃，即透明导电 氧化物镀膜玻璃，是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀 膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括 In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。
• TCO玻璃首先被应用于平板显示器中，现在ITO类型的导 电玻璃仍是平板显示器行业的主流玻璃电极产品。近几年， 晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展， 目前薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10％，光 伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件，市场需求迅速 增长，成为了一个炙手可热的高科技镀膜玻璃产品。
非晶硅薄膜太阳能电池工艺PECVD
光伏电池对TCO镀膜玻璃的性能要求
• 1.光谱透过率 • 2.导电性能 • 3.雾度 • 4.激光刻蚀性能 • 5.耐气候性与耐久性
非晶硅薄膜太阳能电池工艺PECVD
光谱透过率
• 为了能够充分地利用太阳光，TCO镀膜 玻璃一定要保持相对较高的透过率。目前， 产量最多的薄膜电池是双结非晶硅电池， 并且已经开始向非晶/微晶复合电池转化。 因此，非晶/微晶复合叠层能够吸收利用更 多的太阳光，提高转换效率，即将成为薄 膜电池的主流产品。
• 参考文献： • 陈冶明． 非晶半导体材料和器件EM]． 北京：科学出版
社，1991．166～415． • Ying Xuantong，Feldman A ，Farabaugh E N．Fitting of
CVD工艺原理及设备介绍
1.CVD的介 绍
一种利用化学反应方式,将反应物(气体)生成固态的产物,并 沉积在基片表面的薄膜沉积技术. 如可生成: 导体: W(钨)等; 半导体:Poly-Si(多晶硅), 非晶硅等; 绝缘体(介电材质): SiO2, Si3N4等.
2.PECVD的介绍
为了使化学反应能在较低的温度下进行, 利用了等离子体的活 性来促进反应, 因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积 (PECVD).
6. 绝缘膜、有源膜成膜机 理
(1) SiNX绝缘膜: 通过SiH4与NH3混合气体作为反应气体, (2) 辉光放电生成等离子体在衬底上成膜。
(3) a-Si:H有源层膜: SiH4气体在反应室中通过辉光放电，经 过一系列初级、次级反应，生成包括离子、子活性团等较 复杂的反应产物，最终生成a-Si:H薄膜沉积在衬底上，其 中直接参与薄膜 生长的主要是一些中性产物SiHn（n为0～ 3）
➢ 4个Cassette Stage:A,B,C,D(向外从左向右) ➢ 层流净化罩(Laminar Flow Hood):Class 10 ➢ 最大能力:24(目前20 Slot/Cassette) ➢ Light Curtain(红外线):防止设备自动进行时有人接近 Stage ➢ 设备状态指示器
Lid Cart
Process Chamber要在必须的真空和温度环境下 打开Slit阀门
真空机械手end-effector把在Lift Pins上的 玻璃放进 process chamber以及缩回后放进transfer chamber slit阀关闭及密封 susceptor举起玻璃偏离lift pins而放之于 diffuser下方 工艺气体和射频能量打开, 产生等离子体通过 diffuser到达process chamber. 想要的材料沉积在玻璃上 susceptor按需要上升或下降到达必要的电极距
PECVD原理和设备结构
SINx薄膜
氮化硅颜色与厚度旳对照表
颜色
厚度（nm）
颜色
硅本色
0-20
很淡蓝色
褐色
20-40
硅本色
黄褐色
40-50
淡黄色
红色
55-73
黄色
深蓝色
73-77
橙黄色
蓝色
77-93
红色
淡蓝色
93-100
深红色
厚度（nm） 100-110 110-120 120-130 130-150 150-180 180-190 190-210
Si3N4旳认识: 其Si理3N想4膜旳旳厚颜度色是伴75随—它8旳0n厚m度之旳间变，化表而面变呈化现， 旳2.颜5之色间是为深最蓝佳色。，Si3N4膜旳折射率在2.0—
Si3N4旳优点： 优良旳表面钝化效果高效旳光学减反射性能（ 厚度折射率匹配）低温工艺（有效降低成本） 反应生成旳H离子对硅片表面进行钝化.
加热系统：位于石英管外，有五个温区。
PECVD设备构造
冷却系统： 是一套封闭旳循环水系统，位于加热系统旳金属
外壳，四进四出并有一种主管道，可适量调整流 量大小。 冷却系统旳优点:
• 没有消耗净室空气 • 不同管间无热干涉 • 炉环境旳温度没有被热空气所提升 • 空气运动（通风装置）没有使房间污染 • 噪音水平低
冷却系统示意图
PECVD设备构造
特气柜：MFC 气动阀
MFC：气体流量计（NH3 CF4 SiH4 O2 N2）
SiH4 NH3 CF4 O2 N2
1.8 slm 10.8 slm 3.6 slm 3 slm 15 slm
气动阀：之所以不用电磁阀是因为电磁阀在工作时轻
易产生火花，而气动阀能够最大程度旳防止火花。
PECVD的工作原理
PECVD的工作原理PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）是一种利用等离子体增强的化学气相沉积技术，用于在薄膜制备过程中沉积高质量的非晶硅、氮化硅、氧化硅等材料。
本文将详细介绍PECVD的工作原理，包括反应机理、设备构成、工作过程和应用领域。
一、反应机理：PECVD利用等离子体的激活作用，将气相中的前驱物分解并沉积在基底表面，形成所需的薄膜。
等离子体是通过加入辉光放电或射频电场来激活气体的，这样可以提高反应速率和薄膜质量。
二、设备构成：PECVD系统主要由气体供给系统、真空系统、电源系统、等离子体激发系统和基底加热系统组成。
1. 气体供给系统：用于提供反应所需的气体，包括前驱物气体和稀释气体。
前驱物气体通常是有机气体，如硅烷、氨气等；稀释气体用于控制反应的浓度和速率。
2. 真空系统：用于将反应室抽成高真空状态，以消除气体中的杂质和水分，保证反应的纯净性。
3. 电源系统：用于产生辉光放电或射频电场，激活气体形成等离子体。
辉光放电是通过高电压放电产生的，射频电场则是通过射频发生器产生的。
4. 等离子体激发系统：用于激活气体，使其分解成反应所需的活性物种。
常用的激发方法有辉光放电和射频电场。
5. 基底加热系统：用于加热基底，使其达到反应所需的温度。
温度的控制对于薄膜的质量和均匀性非常重要。
三、工作过程：PECVD的工作过程主要包括气体供给、气体激发、沉积反应和薄膜生长。
1. 气体供给：前驱物气体和稀释气体通过气体供给系统进入反应室。
气体的流量和比例需要根据所需的薄膜性质进行调节。
2. 气体激发：通过电源系统产生的辉光放电或射频电场激活气体，形成等离子体。
等离子体中的电子和离子具有高能量，可以激发气体分子的化学反应。
3. 沉积反应：激活的气体分子在基底表面发生化学反应，生成所需的薄膜。
反应的具体机理取决于前驱物气体的化学性质和反应条件。
4. 薄膜生长：沉积的薄膜在基底表面逐渐增长，形成均匀的薄膜。
PECVD制备非晶硅薄膜的研究
M icronanoelect ronic Technology Vol.46No.11 N ovember 2009PECV D 制备非晶硅薄膜的研究顾卫东,胥 超,李艳丽(中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄 050051)摘要:实验采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD )法在Si 衬底上制备了非晶硅薄膜。
研究了射频功率、P H 3掺杂浓度等因素对薄膜电阻率以及应力的影响。
实验结果表明,对于非掺杂非晶硅薄膜,当射频功率从15W 增加到45W 时,薄膜应力从张应力变化到压应力,在射频功率为35W 时,应力几乎为零,应力绝对值先降低后增加,淀积速率随着射频功率的增加而增加;对于掺杂非晶硅薄膜,电阻率随着P H 3掺杂浓度的增加而降低,当P H 3流量从0cm 3/min 增加到12cm 3/min 时,薄膜掺杂效果明显,电阻率降低3个数量级,继续增加P H 3流量,电阻率变化较小,而应力随着P H 3掺杂浓度的增加而降低,当P H 3流量超过12cm 3/min 时,应力有增加的趋势。
关键词:等离子体增强化学气相沉积;非晶硅;应力;射频功率;掺杂;电阻率中图分类号:TN 3041055 文献标识码:A 文章编号:1671-4776(2009)11-0664-03Study of Amorphous Silicon Thin Films by PECV DGu Weidong ,Xu Chao ,Li Yanli(T he 13th Research I nstitute ,C E T C,S hi j iaz huang 050051,China )Abstract :Amorp hous silicon t hin films were deposited on silicon substrates using t he PECVD met hod.The effect s of t he RF power and P H 3doped concent ration on t he resistivity and st ress of t he film were st udied.The result s show t hat t he st ress of t he undoped amorp hous silicon film t urns tensile to comp ress when t he RF power increases f rom 15W to 45W ,t he st ress is nearly0M Pa when t he power is 35W ,t he absolute value decreases firstly and increases later and depo 2sitio n rate increases wit h t he increase of RF power.The st ress and resistivity of t he doped amor 2p hous silicon film decrease wit h t he increase of t he P H 3doped concent ration.When t he flow rate of P H 3increases f rom 0to 12cm 3/min ,t he doped effect of film is obvious and t he resistivity decreases t hree orders.The resistivity changes little wit h t he flow rate of P H 3increasing conti 2nuously.The stress has tend to increase when t he flow rate of P H 3exceeds 12cm 3/min.K ey w ords :PECVD ;amorp hous silicon ;st ress ;RF power ;dope ;resistivity DOI :10.3969/j.issn.1671-4776.2009.11.005 EEACC :0520F0 引 言非晶硅薄膜具有高光敏性、较高的电阻温度系数、可以大面积低温成膜、与常规IC 工艺兼容等优点,已经被广泛地应用于半导体领域,如薄膜晶体管、太阳能电池以及非制冷红外探测器等方面[1-3]。
PECVD镀膜设备
PECVD镀膜设备PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)是一种通过在低压下使用等离子体来沉积薄膜的技术。
PECVD镀膜设备结合了化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）技术的优点，可在较低的温度下制备优质的薄膜。
PECVD镀膜设备的工作原理是将气体引入真空室中，在等离子体的作用下，气体分解成离子和自由基，并沉积在衬底表面上形成薄膜。
反应气体通过电极引入真空室，并在电场的作用下形成等离子体。
等离子体中的电子被加热并激发，产生高能量且高活性的粒子，如离子和自由基。
这些粒子可以与反应气体发生化学反应，并在衬底表面沉积成薄膜。
PECVD镀膜设备具有许多优点。
首先，PECVD可以在相对较低的温度下进行镀膜，以避免对衬底的热损伤。
这对于具有较低熔点和热敏感性的材料是非常重要的。
其次，PECVD可以制备多种类型的薄膜，如氧化物、氮化物、硅酸盐等。
这些薄膜具有不同的物理和化学特性，满足各种特定应用的需求。
PECVD还可以实现薄膜的选择性沉积，通过调整反应气体成分来控制薄膜的成分和性质。
在PECVD镀膜设备中，反应气体的选择和比例起着至关重要的作用。
常用的反应气体包括硅源气体（如二甲基硅烷、三甲基硅烷等）、氮源气体（如氨气、含氮有机化合物等）和辅助气体（如氢气、氧气等）。
反应气体的比例可以通过控制气体流量来调节，以达到所期望的薄膜成分和性质。
设备中还包括真空系统、电源和控制系统等组件，以确保设备的正常运行和薄膜的质量控制。
PECVD镀膜设备广泛应用于微电子、光电子、显示器、太阳能电池等领域。
例如，在微电子领域，PECVD可以用于制备硅氧化物薄膜，用作绝缘层和通道隔离。
在光电子领域，PECVD可以制备氮化硅薄膜，用作光波导层和反射层。
在太阳能电池领域，PECVD可以制备氨基硅薄膜，用作抗反射层。
总之，PECVD镀膜设备是一种高效、灵活和可靠的薄膜制备技术。
PECVD设备介绍
PECVD设备介绍PECVD（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）是一种利用等离子体增强的化学气相沉积方法，用于在固体表面上生长薄膜。
PECVD 设备是用于执行这一过程的装置，它由若干重要组件组成。
下面将对PECVD设备的原理、构成和应用进行详细介绍。
PECVD设备的工作原理基于化学气相沉积（CVD）和等离子体技术的结合。
它通常包括一个真空室，用来确保反应环境中没有气体和杂质。
PECVD过程中，在真空室中供应一种或多种气体，通过设置一定的温度和压力条件，使其在受到等离子体激发的条件下，发生化学反应并沉积在底板上。
PECVD设备的核心部分是等离子体产生系统，它通常由高频电源、电极和等离子体构成。
高频电源产生高频电场，应用在电极上，形成电介质冷等离子体。
这个等离子体通过电极间的电场加速，进而与传递过来的气体发生碰撞，使气体电离并激发化学反应。
此外，PECVD设备还包括气体供应系统、真空泵、控制系统和监测系统等组件。
气体供应系统用于控制和提供所需的反应气体，通常通过气体质量流控制器来实现。
真空泵用于在沉积过程中创建和维持所需的真空环境。
控制系统用于控制和监测PECVD设备的各个参数，如温度、压力、频率等。
监测系统用于实时采集并分析过程中的关键参数，如等离子体密度和附着物质的化学成分。
PECVD设备在许多领域有广泛的应用。
在半导体行业中，PECVD用于沉积和改善硅氧化物（SiO2）和氮化硅（SiNx）等薄膜的性能。
在显示技术中，PECVD用于制备液晶显示器和有机发光二极管（OLED）等器件的透明导电氧化物薄膜。
在太阳能行业中，PECVD用于制备薄膜太阳电池的多层结构，如非晶硅和微晶硅薄膜。
此外，PECVD设备还广泛应用于光学镀膜、防反射涂层和生物医学领域等。
在使用PECVD设备进行表面涂层时，需要考虑反应气体的选择、流量和工艺参数的优化，以确保所需的沉积效果。
用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置[实用新型专利]
![用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/48e5743749649b6649d7474d.png)
专利名称：用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置专利类型：实用新型专利
发明人：王伟,莫建良,汪建勋,解欣业,王华新,刘先平
申请号：CN200620084626.6
申请日：20060518
公开号：CN2931495Y
公开日：
20070808
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种用于非晶硅薄膜太阳电池制作的PECVD装置，其特征是真空室是由结构件和保温件组成的外壳体、电加热板、散热板及轨道车组成的密闭长立方体，盒式反应器是由盖板、可加工陶瓷绝缘块、微孔式电极板组成的气腔与阻尼喷嘴及电极板组成的反应腔构成，盒式反应器内设有玻璃基片，轨道车上设有若干盒式反应器，在辉光放电及一定温度的条件下，反应气体经过分解反应均匀得在玻璃基片上淀积非晶硅薄膜，所产生废气经过阻尼排气嘴均匀的进入真空室，通过增压泵、机械泵组把废气引入气体反应塔进行尾气处理，本实用新生产的非晶硅薄膜太阳电池，膜层均匀，微观性能一致，操作简单，具有良好的重复性。
申请人：威海蓝星玻璃股份有限公司
地址：264205 山东省威海市经济技术开发区青岛中路98号
国籍：CN
代理机构：济南金迪知识产权代理有限公司
代理人：赵会祥
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一种适用于HJT电池非晶硅沉积的多层PECVD设备[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011450582.5(22)申请日 2020.12.09(71)申请人 晋能光伏技术有限责任公司地址 030600 山西省晋中市山西综改示范区晋中开发区新能源汽车园区广安东街533号(72)发明人 白焱辉 杨立友 王继磊 冯乐 黄金 郭磊 张永前 鲍少娟 杜凯 师海峰 杨文亮 孔青青 (74)专利代理机构 北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11465代理人 符继超(51)Int.Cl.C23C 16/509(2006.01)C23C 16/458(2006.01)C23C 16/24(2006.01)H01L 31/20(2006.01)(54)发明名称一种适用于HJ T电池非晶硅沉积的多层PECVD设备(57)摘要本发明公开了一种适用于HJT电池非晶硅沉积的多层PECVD设备，包括：预热腔、工艺腔和冷却腔，并依次相连通，硅片在预热腔预热后输送至所述工艺腔用于沉积非晶硅薄膜，并从所述工艺腔输送至所述冷却腔进行冷却；所述工艺腔的一个侧面设置有进气口，相对的侧面设置有尾气管路，且所述工艺腔的内部设置有至少两个电极板，所述电极板在竖直方向上平行设置，并通过绝缘块间隔相邻的两个所述电极板，相邻的两个所述电极板分别连接射频电源和零电势；所述尾气管路上至少设置有一个抽气孔；本发明为单腔多层非晶硅沉积设备，电极板在竖直方向上平行设置，形成多层结构，能够有效减小设备的占地面积，大幅度增加单台设备产能，解决了现有技术中存在的问题。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 112760621 A 2021.05.07C N 112760621A1.一种适用于HJT电池非晶硅沉积的多层PECVD设备，包括：预热腔、工艺腔和冷却腔，并依次相连通，其特征在于，硅片在预热腔预热后输送至所述工艺腔用于沉积非晶硅薄膜，并从所述工艺腔输送至所述冷却腔进行冷却；所述工艺腔的一个侧面设置有进气口，相对的侧面设置有尾气管路，且所述工艺腔的内部设置有至少两个电极板，所述电极板在竖直方向上平行设置，并通过绝缘块间隔相邻的两个所述电极板，相邻的两个所述电极板分别连接射频电源和零电势；所述尾气管路上至少设置有一个抽气孔；所述硅片放置在相邻的两个所述电极板之间，所述电极板固定或可移动地设置在所述工艺腔内，当所述电极板固定设置时，除最顶端的一片所述电极板之外，每片所述电极板上均设置有一块可移动载板，所述硅片设置于所述可移动载板上，当所述电极板可移动地设置在所述工艺腔内时，所述硅片直接放置在相邻的两个所述电极板上；其中，每两个相邻的所述电极板之间至少包括一片硅片。
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非晶硅薄膜PECVD沉积装置（专有技术）参示指标1、设备外形
2、装片腔体结构
3、应用：
非晶硅太阳能电池生产线主要用于生产大型光电玻璃模板，以普通玻璃为基底经过常压CVD制备氧化锡,PECVD制备各类非晶硅膜层，磁控溅射制备铝膜电极，中间利用激光对膜系进行刻槽，再经过检测和封装，完成大面积电池组件的制造过程，整个工艺流程不超过十道。
比晶体硅电池制作工艺更简单，硅材料利用率提高了几十倍，制造成本大约只有晶体硅电池的1/3。
4、非晶硅电池生产流程：
整条生产线主要包括：玻璃磨边、玻璃清洗、玻璃钻孔、预热炉、冷却炉、老化炉、PECVD设备、PVD设备、激光刻膜设备、封装层压设备、电池I-V检测设备等。
5、设备形式： PECVD设备采用集装箱式装夹方式，可一次装夹生产48片单片
规格
6、装片规格： 1245mm×635mm
7、设备极限真空度:可达到5×10-4Pa
8、温度控制：设备采用PID温控，具有外部隔热保护
9、等离子体：射频方式
10、控制方式：采用计算机系统控制
11、工艺气体：硅烷、磷烷、硼烷气、氢气、氩气、氮气
12、 PIN 淀积厚度：0.3-0.5um
13、设备详细参数：
设备组成：真空室，真空系统，电极盒，电极盒承载输送专用车，工件承载输送专用车，电极维修专用车，预热炉，冷却炉；
主要技术规格：被加工玻璃尺寸＝1245 x 635 mm 单次处理组件数量＝48；
电极盒结构：两个磁极之间是真空室。
里面装有两个半圆形空盒状的金属电极，通称为“D形电极”。
D形电极接在高频电源的输出端上，2个D形电极之间的空隙（加速间隙）有高频电场产生。
粒子源安装在真空室中心的加速间隙中。
D形电极内部没有高频电场，粒子进入D形电极之内就不再被加速，在恒定的主导磁场作用下做圆周运动。
只要粒子回旋半圆的时间等于加速电压半周期的奇整数倍，就能够得到谐振加速。
用一个表达式可以表示成：Tc=KTrt 式中Tc是粒子的回旋周期，Trt是加速电压的周期，K应该是奇整数；
电极盒材料：100％高强度航空铝材；
电极盒制造：高精度大型加工中心；
电极材料防变形工艺： 1）辉光放电(Glow Discharge)，属于低气压放电(low pressure discharge)，工作压力一般都低于10mbar，其构造是在封闭的容器內放置两个平行的电极板，利用电子将中性原子和分子激发，当粒子由激发态(excited state)降回至基态(ground state)时会以光的形式释放出能量。
电
源可以为直流电源也可以是交流电源。
2）电晕放电(Corona Discharge)：辉光放电只能在低气压下工作，而电晕放电可以在大气压下工作，但需要足够高的电压以增加电晕部位的电场；
高温高真空获取泵：涡轮分子泵，本底真空：《10－3 pa,工艺真空获取泵：英制工艺无油泵，工艺压力控制：美制碟阀与压力传感器，工件加温制式：防污染红外线外加热，温度控制：美制测温元件与日温控器，温度工件温度》250 C，射频电源（含匹配器）数量＝24套，半导体气体精密控制系统一套，半导体气体微量探测系统4套，非晶硅双结电池制备工艺＋公司专有技术。