CN202543323U - 一种lpcvd预热腔控温*** - Google Patents

一种lpcvd预热腔控温*** Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种LPCVD预热腔控温***，具体地讲是涉及一种LPCVD预热腔分区控温***。该***包括加热模块、与加热模块连接的温度控制模块，加热模块分为六个控温区，每个控温区包括一个或多个碳中波红外灯管，其中四个控温区分布在中心位置，另外两个控温区分别位于玻璃传输方向的两侧。该***结构相对简单，加热效果好，能够在玻璃预热控温过程中保持温度更加均匀，控温准确，成品率高，且易于维护。

Description

一种LPCVD预热腔控温***
技术领域
本实用新型涉及一种LPCVD预热腔控温***，具体地讲是涉及一种LPCVD预热腔分区控温***。
背景技术
由于太阳能清洁安全、取之不竭，很多国家将目光投向了清洁的太阳能发电。对于太阳能发电而言，最重要的莫过于太阳能电池技术的发展。其中，薄膜太阳能电池就以其大面积、轻薄透明等特点在民用设施建筑物等的太阳能发电领域拥有广阔的发展前景。
薄膜太阳能电池的制造需要透明导电氧化物玻璃(TCO)作为电池的前电极，LPCVD设备就是根据低压化学气相沉积法制备TCO的一种设备。其原理是：在低压状态下，利用气态物质通过热分解反应或者化学反应，在玻璃基材表面上形成固态薄膜。LPCVD拥有均匀的阶梯覆盖性、很好的组成成份和结构的控制，具有较高的沉积速率和输出量，以及低廉的制程成本，适合大批量生产应用；另外，LPCVD不需要载子气体，大大降低了颗粒污染源，因此其被广泛应用于薄膜电池产业及高附加价值的半导体产业中，用作薄膜的沉积。
在LPCVD中对于TCO超白浮法平板玻璃的加热大致有以下四种方式：
1、热阻丝加热方式，在反应腔体中采用热阻丝线圈加热时，除了TCO玻璃本身外，反应腔体的炉壁也会被加热，这种方式中所蒸镀的薄膜，除了会在基板上，也会在腔室上生成。因而必须经常清洗炉管，以避免微尘粒污染，导致生产效率降低。
2、射频(RF)感应加热方式，即由射频感应来引入热源，将只会对TCO玻璃和载具加热，而不会对反应腔的炉壁加热，但是在一些的冷壁反应器的***中，还是会发生炉壁被加热的情形，所以就必须借着冷却炉壁(通入冷却循环水)的方式来降低或避免在炉壁上反应或沉积薄膜，而且反应炉管的几何形状受反应压力和热源供应方式严格限制，这是影响输出量的一个重要因素，所以该方式在工业应用中受到很大的限制。
3、光能加热方式，其技术相对成熟，是经由反应器内装红外线、紫外线加热灯管来引入热源。但因其还是会发生炉壁被加热的情形，仍必须借着冷却炉壁(通入冷却循环水)的方式来降低或避免在炉壁上反应或沉积薄膜。
4、等离子增强加热方式，射频感应所产生的灼热放电，把能量转换到反应气体上，经加热的基板温度比常压或低压化学气相沉积法低许多，低温沉积是等离子增强化学气相沉积法最主要的优点。事实上，等离子增强化学气相沉积法提供了一种在基板上镀膜的方法，并且没有在镀膜时热稳定性的问题。此外，等离子增强化学气相沉积法能增进镀膜的速率，比单纯靠热反应来得更快，能提供唯一成份及特性的薄膜，但是生产量的限制(特别是大尺寸晶片)、及因松散的粘附性所造成的微尘物污染仍旧是最大的问题。
目前，主流的预热腔加热方式为热阻丝和红外加热，技术比较成熟，采用红外灯管加热的方式会使整个腔室中的温度达到比较高的水平，因为没有其他的化学反应可以在对玻璃上下及平面上达到温度的均匀一致性有比较好的可控性，所以在没有其他反应产物的预热腔中采用红外加热是一种比较经济和可靠的加热方式。
现有技术采用的是三区加热。在实际应用中不能很好的控制加热板的温度，导致玻璃加热后温度一致性较差，进而会影响工艺腔的工艺流程，影响成品质量。
实用新型内容
本实用新型提供一种LPCVD预热腔控温***，其结构相对简单，加热效果好，能够在玻璃预热控温过程中保持温度更加均匀，控温准确，成品率高，且易于维护。
为解决上述技术问题，本实用新型技术方案如下：
一种LPCVD预热腔控温***，包括加热模块、与加热模块连接的温度控制模块。控温的主要依据是腔室四周的冷却***对腔室内温度的影响，因而加热模块分为六个控温区。
根据玻璃对红外线的吸收率和实验证明，选用碳中波灯管对玻璃的加热效果是最好的，因而每个控温区包括一个或多个碳中波红外灯管，其中四个控温区分布在中心位置，另外两个控温区分别位于玻璃传输方向的两侧。
所述在中心位置的四个控温区形状基本相同。该四个控温区的灯管总功率约为80-90KW，优选为84KW；其中每个控温区优选各有7只灯管。
所述分别位于玻璃传输方向的两侧的两个控温区形状基本相同。该两个控温区的灯管总功率约为3-5KW，优选为4KW；其中每个控温区优选各有1只灯管。
温度控制模块为温控器和固态继电器，温控器为多重输入型，即可以使用热电偶、铂电阻、模拟量输入，也可以使用AI(自动整定)或ST(自我整定)两种调整功能，有进行Bank、运行/停止、自动/手动、简易程序的启动/复位功能进行切换等功能，在实际应用中可以很好的控制加热。
被加热体主要指玻璃，玻璃被两边的滚轮支撑半悬空在腔室中，加热过程中采用玻璃前后振荡移动，可以有效改善玻璃的加热效果。
综上所述，本实用新型提供的LPCVD预热腔控温***，结构相对简单，通过采用碳中波灯管加热，加热效果得到提高；并且采用六区控温的方式，使得在玻璃预热控温过程中温度更加均匀，控温准确，成品率高，且易于维护。
附图说明
图1是本实用新型的加热模块的结构示意图；
图2是本实用新型的玻璃吸收率与红外波长的关系曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例1
一种LPCVD预热腔控温***，包括加热模块、与加热模块连接的温度控制模块。加热模块分为六个控温区，如图1所示。
根据玻璃对红外线的吸收率和实验证明，如图2所示，加热灯管选用碳中波灯管对玻璃的加热效果是最好的，因而每个控温区包括一个或多个碳中波红外灯管，加热模块的六个控温区中，四个控温区分布在中心位置，另外两个控温区分别位于玻璃传输方向的两侧。
在中心位置的四个控温区形状相同。该四个控温区的灯管总功率为84KW，其中每个控温区各有7只灯管。
分别位于玻璃传输方向的两侧的两个控温区形状相同。该两个控温区的灯管总功率为4KW；其中每个控温区各有1只灯管。
温度控制模块为温控器和固态继电器，温控器为多重输入型，有进行Bank、运行/停止、自动/手动、简易程序的启动/复位功能进行切换等功能，在实际应用中可以很好的控制加热。
被加热玻璃被两边的滚轮支撑半悬空在腔室中，加热过程中采用玻璃前后振荡移动，可以有效改善玻璃的加热效果。
通过将本实施例与现有技术中的三区控温方案进行数据对比，原三区控温方案需对玻璃加热180s，玻璃各区温差约为2℃，玻璃上下温差约为5℃；而本实施例中，只需对玻璃加热150s，玻璃各区温差约为1℃，玻璃上下温差约为2℃。

Claims (9)

1.一种LPCVD预热腔控温***，包括加热模块、与加热模块连接的温度控制模块，其特征在于加热模块分为六个控温区，每个控温区包括一个或多个碳中波红外灯管，其中四个控温区分布在中心位置，另外两个控温区分别位于玻璃传输方向的两侧。
2.根据权利要求1所述的LPCVD预热腔控温***，其特征在于所述在中心位置的四个控温区形状相同。
3.根据权利要求2所述的LPCVD预热腔控温***，其特征在于所述在中心位置的四个控温区的灯管总功率为80-90KW。
4.根据权利要求3所述的LPCVD预热腔控温***，其特征在于所述在中心位置的四个控温区的灯管总功率为84KW。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的LPCVD预热腔控温***，其特征在于所述在中心位置的四个控温区中每个控温区各有7只灯管。
6.根据权利要求1所述的LPCVD预热腔控温***，其特征在于所述分别位于玻璃传输方向的两侧的两个控温区形状相同。
7.根据权利要求6所述的LPCVD预热腔控温***，其特征在于所述分别位于玻璃传输方向的两侧的两个控温区的灯管总功率为3-5KW。
8.根据权利要求7所述的LPCVD预热腔控温***，其特征在于所述分别位于玻璃传输方向的两侧的两个控温区的灯管总功率为4KW。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的LPCVD预热腔控温***，其特征在于所述分别位于玻璃传输方向的两侧的两个控温区中每个控温区各有1只灯管。
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