一种适用于PECVD设备的多射频电源输入系统技术方案

技术编号:43067576 阅读:4 留言:0更新日期:2024-10-22 14:44
本技术涉及PECVD设备领域,公开了一种适用于PECVD设备的多射频电源输入系统,其包括射频电源、多路射频电源控制器和射频电源馈入点。射频电源设置有两个及以上。多路射频电源控制器上设置有多个连接端口,连接端口分别与各个射频电源一一连接,用于独立控制各个射频电源启停以及调节各射频电源输出射频终端的相位、频率大小。射频电源馈入点位于设备腔室的极板上,并与射频电源的输出端一对一电性连接。本技术将多个低功率射频电源连接到极板的各个腔室馈入点上,叠加输出高功率射频到PECVD腔室,从而使腔室起辉,实现镀膜的效果。相比于使用单个高功率射频电源,具有镀膜更均匀、应用端更成熟、成本低的优势。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及pecvd设备领域,尤其是一种适用于pecvd设备的多射频电源输入系统。


技术介绍

1、太阳能光伏发电技术作为可再生清洁能源技术之一已成为世界各主要国家新能源发展战略的重要组成部分。太阳能光伏装机量逐年上升,已经形成势不可挡的发展热潮。异质结太阳能电池制备工艺步骤简单,工艺温度低,且产品具有发电量高、稳定性高、衰减低等优势,有可能成为下一代主流光伏电池之一。

2、异质结太阳能电池一般以n型单晶硅片为衬底,利用pecvd设备制备表面本征i层非晶硅钝化层,制备p型非晶硅/微晶硅薄膜形成pn结,以及n型非晶硅/微晶硅薄膜形成背场;pecvd设备是制备异质结电池的核心设备。随着异质结电池市场需求的增大,大尺寸大产能pecvd设备的市场需求也会随之增大,其对降低成本、规模化生产至关重要。但是,腔室尺寸加大后对设备硬件和工艺提出更高要求。特别是为了适应目前具有高转换效率的双面微晶电池技术,pecvd设备的电源功率密度要高,而现有pecvd设备往往由一台电源提供功率源,因此大尺寸大产能pecvd设备需要配置更高功率的电源。而高功率电源的使用存在以下几个问题。高功率电源在产生等离子体时会产生大量热量,导致反应腔室温度升高,对沉积过程和材料的稳定性产生影响;高功率电源的技术难度大,对元器件要求高,制造成本高,进而带来了pecvd设备成本的增加。高功率电源的稳定性较差,从而影响工艺的稳定性;此外,高功率电源需要较大的电力供应和消耗更多的能量,可能增加设备运行成本。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种适用于pecvd设备的多射频电源输入系统,多电源输入可以降低单台电源的功率配置,相比高功率电源,低功率电源制造难度更低,控制更精准,产生热量更少。同时,低功率对电子元器件性能的要求下降,从而降低了射频电源部分的成本,且低功率射频电源更容易在市场上获得,在应用端也更成熟,解决了行业上大功率电源昂贵且不成熟的痛点。

2、为实现上述目的,本技术采用以下技术方案:

3、本技术公开了一种适用于pecvd设备的多射频电源输入系统,其包括射频电源、多路射频电源控制器、射频电源馈入点。所述射频电源设置有两个及以上。所述多路射频电源控制器上设置有多个连接端口,连接端口分别与各个射频电源一一连接,用于独立控制各个射频电源启停以及调节各射频电源输出射频终端的相位、频率大小。射频电源馈入点位于设备腔室的极板上,并与射频电源的输出端一对一电性连接。

4、进一步地,所述射频电源馈入点与射频电源的输出端之间均设置有一个阻抗匹配器,射频电源的输出端、阻抗匹配器、射频电源馈入点通过射频连接线依次连接。

5、进一步地,所述射频电源馈入点均匀分布于设备腔室的极板上,每组阻抗匹配器与射频电源馈入点连接的射频线的材质、长度相同,以减少射频串扰的产生,更好地实现各个射频电源信号同步。

6、进一步地,所述阻抗匹配器包括阻抗匹配模块和阻抗调节模块;所述阻抗调节模块与阻抗匹配模块相连,实现向阻抗匹配模块反馈经阻抗匹配模块与极板阻抗之间的入射信号和反射信号对比后生成的调节信号;所述阻抗匹配模块根据阻抗调节模块反馈的调节信号进行匹配调节。

7、进一步地,所述多路射频电源控制器包括电源模块以及分别与电源模块电性连接的频率发生器、相位调节模块和通道输出模块。

8、所述频率发生器分别与各个射频电源电性连接,用于提供振荡频率。各个射频电源不采用自身的频率振荡电路,而是设置为外部晶振模式,采用多路射频电源控制器内的频率发生器的晶振电路为各个射频电源提供振荡频率,进行统一控制,可保证多个低功率射频电源频率一致,不相互干扰。

9、所述相位调节模块分别与各个射频电源电性连接,相位调节模块可以对各个低功率射频电源的相位进行微调,从而使各个低功率射频电源保持同步,消除串扰,保证射频功率的叠加。

10、所述通道输出模块分别与各个射频电源电性连接,用于控制各个射频电源的启停,通过控制打开射频电源的个数,从而控制到pecvd腔室的射频功率的大小。

11、进一步地,所述多路射频电源控制器还包括与通道输出模块连接的可视化工控主机。

12、进一步地,所述可视化工控主机包括显示模块和手动控制模块,或所述可视化工控主机包括触控显示模块。

13、进一步地,所述可视化工控主机包括接收远程控制信号的远程通讯模块。

14、进一步地,所述连接端口采用具有高机械强度、高防潮等级、高防腐蚀等级的射频同轴电缆接头。

15、进一步地,所述射频电源输出频率为:13.56mhz或以13.56mhz基频的宽频通带。为了更好地在同一个腔室均匀地起辉,低功率电源组合使用数量一般为偶数个,如以2为基数的倍数个,也可以根据腔室的尺寸大小及形状,进行均分组合。

16、本技术的有益之处为:

17、本技术将通过多路射频电源控制器调整后的多个低功率射频电源连接到极板的各个腔室馈入点上,叠加输出高功率射频到pecvd腔室,从而使腔室起辉,实现镀膜的效果。

18、1、多电源输入可以降低单台电源的功率配置,相比高功率电源,低功率电源制造难度更低,控制更精准,产生热量更少。同时,低功率对电子元器件性能的要求下降,从而降低了射频电源部分的成本,且低功率射频电源更容易在市场上获得,在应用端也更成熟,解决了行业上大功率电源昂贵且不成熟的痛点。

19、2、多电源输入可以提供分散的功率输入,并且每个电源的输入功率较低,功率分布更均匀,腔室温度相对较低且温度均匀性更好,制备的薄膜均匀性好。

20、3、多电源输入方式使用上更灵活,可根据具体生产情况控制单个电源的启停来选择合适的功率,同时满足不同工艺需求且不影响设备性能。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于PECVD设备的多射频电源输入系统,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的适用于PECVD设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述射频电源馈入点与射频电源的输出端之间均设置有一个阻抗匹配器,射频电源的输出端、阻抗匹配器、射频电源馈入点通过射频连接线依次连接。

3.根据权利要求2所述的适用于PECVD设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述射频电源馈入点均匀分布于设备腔室的极板上,每组阻抗匹配器与射频电源馈入点连接的射频线的材质、长度相同。

4.根据权利要求2所述的适用于PECVD设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述阻抗匹配器包括阻抗匹配模块和阻抗调节模块;所述阻抗调节模块与阻抗匹配模块相连,实现向阻抗匹配模块反馈经阻抗匹配模块与极板阻抗之间的入射信号和反射信号对比后生成的调节信号;所述阻抗匹配模块根据阻抗调节模块反馈的调节信号进行匹配调节。

5.根据权利要求1所述的适用于PECVD设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述多路射频电源控制器包括电源模块以及分别与电源模块电性连接的频率发生器、相位调节模块和通道输出模块;所述频率发生器分别与各个射频电源电性连接,用于提供振荡频率;所述相位调节模块分别与各个射频电源电性连接,用于对各个射频电源的相位进行微调;所述通道输出模块分别与各个射频电源电性连接,用于控制各个射频电源的启停。

6.根据权利要求1所述的适用于PECVD设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述多路射频电源控制器还包括与通道输出模块连接的可视化工控主机。

7.根据权利要求6所述的适用于PECVD设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述可视化工控主机包括显示模块和手动控制模块,或所述可视化工控主机包括触控显示模块。

8.根据权利要求6所述的适用于PECVD设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述可视化工控主机包括接收远程控制信号的远程通讯模块。

9.根据权利要求1所述的适用于PECVD设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述连接端口采用具有高机械强度、高防潮等级、高防腐蚀等级的射频同轴电缆接头。

10.根据权利要求1所述的适用于PECVD设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述射频电源输出频率为:13.56MHz或以13.56MHz基频的宽频通带,所述射频电源的数量为偶数个。

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【技术特征摘要】

1.一种适用于pecvd设备的多射频电源输入系统,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的适用于pecvd设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述射频电源馈入点与射频电源的输出端之间均设置有一个阻抗匹配器,射频电源的输出端、阻抗匹配器、射频电源馈入点通过射频连接线依次连接。

3.根据权利要求2所述的适用于pecvd设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述射频电源馈入点均匀分布于设备腔室的极板上,每组阻抗匹配器与射频电源馈入点连接的射频线的材质、长度相同。

4.根据权利要求2所述的适用于pecvd设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述阻抗匹配器包括阻抗匹配模块和阻抗调节模块;所述阻抗调节模块与阻抗匹配模块相连,实现向阻抗匹配模块反馈经阻抗匹配模块与极板阻抗之间的入射信号和反射信号对比后生成的调节信号;所述阻抗匹配模块根据阻抗调节模块反馈的调节信号进行匹配调节。

5.根据权利要求1所述的适用于pecvd设备的多射频电源输入系统,其特征在于:所述多路射频电源控制器包括电源模块以及分别与电源模块电性连接的频率发生器、相位调节模块和通道输出模块;所述频率发生器分别与各...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄文智杨与胜曾清华程序
申请(专利权)人:福建金石能源有限公司
类型:新型
国别省市:

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