[發明專利]磷擴散爐的三氯氧磷排除裝置

無效

• 申請號: 201210417787.2
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102936752A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 陳功
• 申請（專利權）人: 陳功
• 主分類號: C30B31/16
• 分類號: C30B31/16
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

技術領域

本發明涉及半導體分立器件和太陽能電池片的制造領域。

背景技術

磷擴散是半導體分立器件、集成電路芯片和太陽能電池片制作PN結所必須的一道工藝，目前這道工藝所采用的技術是熱擴散技術。半導體分立器件主要用于制造二極管、三極管、功率器件、IGBT及晶閘管等，該系列產品在國內有上百億的銷售額，產能非常龐大。另一方面作為太陽能電池片的用途，硅片運用也非常廣泛，全球70%以上的太陽能電池片是使用硅片作為電池片的。2011年已經實現25GW的產能，多晶用量達到18萬噸是半導體用量的6倍，因此太陽能的產量比半導體產量更大。國內能夠生產太陽能電池硅片廠家約120多家，而能夠生產半導體分立器件擴散片的廠家也達到幾十家。用于磷擴散的擴散爐每個廠家基本有幾十臺到上百臺，市場需求量很大。

目前市場上技術成熟的磷擴散技術主要有三種：1、采用液態三氯氧磷源擴散；2、采用噴涂磷酸水溶液后鏈式擴散；3、采用磷源紙夾層后鏈式擴散。這三種磷擴散的方法以液態磷源擴散的方法具有生產效率較高，得到PN結均勻、平整和擴散層表面良好等優點，因此運用范圍最廣，生產廠家普遍采用該方法進行大批量生產。磷擴散方法的結構圖如圖1所示，

磷擴散的化學反應方程式如下：

生成的P₂O₅在擴散溫度下與硅反應，生成二氧化硅（SiO₂）和磷原子，其反應式如下：

2P₂O₅+5Si＝5SiO₂+4P↓

為了三氯氧磷能夠充分反應必須在石英管內通入氮氣的同時充入一定比例的氧氣，三氯氧磷才能與硅充分反應，在硅表面形成一層磷——硅玻璃，磷向硅內擴散。

攜帶有三氯氧磷的氣體在通過高溫的擴散爐管后并不能完全與硅反應，相當一部分未反應的三氯氧磷氣體被排出爐管。而三氯氧磷具有以下的化學、物理性質：無色澄清液體。有刺激性氣味。強烈發煙。有吸濕性。遇水和乙醇分解發熱。相對密度(d25)1.645。熔點1.25℃。沸點105.8℃。中等毒，半數致死量(大鼠，經口)380mg/kg。有催淚性和腐蝕性。因此未反應的三氯氧磷不能任其擴散在空氣中，需要將這些殘留三氯氧磷抽走，否則對操作人員危害巨大。現有的擴散爐一般都在石英管出口處安裝了抽風口將三氯氧磷抽離。這些抽風裝置一般采用不銹鋼或者鐵皮制作，但是三氯氧磷的腐蝕作用非常強，一般半年到一年時間就會將這些抽風管腐蝕透，三氯氧磷就會泄露出來對操作員產生很大的危害。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種磷擴散爐的三氯氧磷排除裝置，延長抽風管的使用壽命、減少三氯氧磷有害氣體的空氣中擴散量，防止對人身產生傷害。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：磷擴散爐的三氯氧磷排除裝置，其特征在于：包括緩沖箱與抽風管，該緩沖箱包括方形的緩沖箱體，所述緩沖箱內壁涂覆有特氟龍涂層，所述緩沖箱體后側壁上設有爐管開口，所述緩沖箱體前側敞口并設有密封門，所述密封門右側與緩沖箱體鉸接，所述密封門左側與緩沖箱體之間設有鎖閉結構，所述密封門上設有導流結構，所述緩沖箱體右側壁上設有抽風管開口；該抽風管為U形管，抽風管一端設置開口方向與抽風管左側管道垂直的進風口，抽風管另一端設有高于進風口的出風口，該出風口開口向上并連接抽風機，抽風管的管道內壁設有特氟龍涂層；磷擴散爐的爐管通過所述爐管開口伸入所述緩沖箱，抽風管進風口通過抽風管開口與緩沖箱連通。

作為優選，所述密封門上邊沿、下邊沿及右邊沿設有密封條進行密封。

作為優選，所述導流結構為密封門左側邊沿的導流槽。

作為優選，所述鎖閉結構包括導流槽中間安裝的掛鉤及緩沖箱體左側邊對應該掛鉤設置的掛扣。

作為優選，所述緩沖箱為312不銹鋼結構。

作為優選，所述抽風管的左側管道頂壁上設有噴淋氨水的氨水噴嘴。

作為優選，所述抽風機為混流風機。

作為優選，所述抽風管包括橫截面為方形的管道本體，所述管道本體內設有一豎直的中間隔板將抽風管分隔成U形結構。

作為優選，所述管道本體底端開口并連接一密封水箱。

作為優選，所述特氟龍涂層噴涂厚度為0.2-10mm。