[发明专利]一种PECVD设备的工艺气体流量的调整方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制备技术领域，尤其涉及一种PECVD设备的工艺气体流量的调整方法和系统。

背景技术

随着气相沉积技术的不断发展，等离子体增强化学气相沉积(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)技术越来越多的应用于光伏中，主要用于各种膜层的制备，尤其对于非晶硅，硅锗以及微晶硅非晶硅叠层和多种薄膜太阳能电池起到关键作用。

PECVD设备的工作原理是：将两块相互平行且具有一定间距的电极板置于真空环境中，其中一块电极板接射频电源，另一块电极板接地，使两块电极板之间产生射频电场。将需要镀膜的基材放置于两块电极板间；镀膜工艺气体进入两块电极板之间，在射频电场的作用下激发成为等离子体，等离子体和基材表面发生反应从而在基材表面形成薄膜。

PECVD设备中的影响产品质量的工艺参数有很多种，主要有温度，压力，等离子体的功率密度以及参与反应的工艺气体的种类和流量大小。其中反应气体的种类和流量大小对于最终形成的膜层类型及结构有着极为重要的作用。在工业生产的过程中，使多台PECVD设备持续稳定的运行工艺得到近似的镀膜效果从而保证产品规格的一致性以及产品的合格率将至关重要。每台PECVD设备即使硬件配置相同，由于使用频次、安装运行环境的不同，经过一段时间的使用也会使工艺参数逐渐产生差异。尤其是控制反应气体流量的气体质量流量计。由于质量流量计受安装的环境，温度，及使用情况的影响较大，即使是同类型的PECVD设置一样气体流量值也会产生不同的镀膜效果。如何控制同一个工艺参数在不同特性的PECVD设备上能够得到稳定近似的结果，从而保证产品规格的一致性和合格率，其具有重要的研究意义。

发明内容

本发明提供一种PECVD设备的工艺气体流量的调整方法和系统，解决现有多台PECVD设备在制备膜层时，由于工艺气体的种类和气体流量计的差异，易造成产品规格的一致性和合格率降低的问题，可降低产品的生产成本，提高产品的生产效率和质量。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种PECVD设备的工艺气体流量的调整方法，包括：

获得工艺气体的流量设定值，并选择基准气体；

确定所述工艺气体相对于所述基准气体的流量系数；

根据所述工艺气体的流量设定值和所述流量系数计算得到所述工艺气体的修正流量值；

判断所述工艺气体的修正流量值是否大于所述工艺气体的气体流量计量程最大值，如果是，则超量程报警，并以所述气体流量计的量程最大值作为所述工艺气体的流量控制值来执行工艺程序，否则，以所述修正流量值作为所述工艺气体的流量控制值。

优选的，还包括：

通过控制各种工艺气体的所述流量控制值，来确定执行工艺程序中的各种工艺气体的比例关系。

优选的，所述确定所述工艺气体相对于所述基准气体的流量系数包括：

获取基准气体在PECVD设备的真空腔室内从第一设定真空度至第二设定真空度时所需的基准气体计时时间；

获取工艺气体在所述PECVD设备的真空腔室内从所述第一设定真空度至所述第二设定真空度时所需的工艺气体计时时间；

将所述工艺气体计时时间与所述基准气体计时时间的比值作为所述工艺气体相对于所述基准气体的流量系数。

优选的，获取所述基准气体计时时间或所述工艺气体计时时间包括以下步骤：

开启真空腔室的抽气阀，将所述真空腔室内的气体抽尽至本底真空度；

关闭所述抽气阀，开启基准气体或工艺气体的充气阀，并对所述真空腔室进行充气；

在所述真空腔室达到所述第一设定真空度时开始计时，直至所述真空腔室达到所述第二设定真空度停止计时，将得到的计时时间作为所述基准气体计时时间或所述工艺气体计时时间。

优选的，获取所述基准气体计时时间或所述工艺气体计时时间还包括以下步骤：

在所述真空腔室达到所述第二设定真空度时，关闭所述充气阀；

开启所述抽气阀，将所述真空腔室抽气至所述本底真空度后关闭所述抽气阀。

优选的，所述基准气体为所述工艺气体中的任一种。

优选的，所述基准气体为以下任一种：氩气、氢气、氧气和硅烷。

优选的，还包括：判断所述工艺气体的流量系数是否在0.8～1.2范围内，如果否，则检修设备或重新设置工艺参数，直至重新确定的所述工艺气体相对于所述基准气体的流量系数处于0.8～1.2范围内。