[發明專利]用于晶體硅擴散的勻流板及其晶體硅擴散工藝爐

有效

• 申請號: 201310369412.8
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103409803A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 程曦;匡成國;姜濤;楊東;姚騫;包崇彬
• 申請（專利權）人: 天威新能源控股有限公司
• 主分類號: C30B31/16
• 分類號: C30B31/16;C30B31/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本發明涉及晶體硅擴散裝置，具體是指用于晶體硅擴散的勻流板及其晶體硅擴散工藝爐。?

背景技術

在晶體硅太陽能電池生產工藝中，目前所普遍采用的是POCL3液態源擴散制作PN結，其原理是，在一個爐體內放置晶體硅，通入工藝氣體進行擴散。在擴散過程中，工藝氣體通過一個罩杯從爐管尾進入爐內，尾氣和未反應的氣體通過尾氣管從爐口抽出。?

利用該方法進行擴散，工藝簡單，成本較低，因而成為目前晶體硅太陽能電池生產制作PN結的主要方法。?

由于從爐尾進入的工藝氣體溫度較低（室溫），工藝氣體在進入爐內（溫度800度左右）后會先下沉，經加熱后再上升分散進入硅片中心區域。這樣使得爐尾及靠近爐尾區域的方阻均勻性受到一定的影響。為了使整個爐管的硅片有較好的方阻均勻性，通常采用的方法是在進氣口添加一個勻流管。但是勻流管存在諸多維護和安全上，成本上的問題。為了進一步改善擴散方阻的均勻性。?

現有技術的技術方案：?

目前業內所采用的勻流管結構延伸進爐內，勻流管延伸進爐內的一端封閉，其側壁處開有開口指向爐頂的出氣口。其通過使用勻流管將溫度低的工藝氣體往上通入到爐體頂部中，這樣使得低溫的工藝氣體在下沉的過程中加熱進行擴散。

現有技術的缺點：?

缺點1：由于爐尾進氣管通道內的溫度要遠低于爐內。因此工藝氣體在爐內反應生產的P₂O₅及容易在出氣口和勻流管壁上沉積，實踐證明，在用過一段時間之后，勻流管靠近進氣端的外壁上都會沉積很厚的一層P₂O₅沉淀。在P₂O₅沉淀的長期腐蝕作用下，勻流管壁就會被腐蝕穿，最后導致勻流管斷裂。現有設計勻流管的使用壽命一般只有1-2個月。這就變相地加大了勻流管的使用成本以及設備的維護時間。

缺點2：工藝氣體進入爐體內之后，僅僅通過勻流管的上揚作用，再依靠氣體自身在管內均勻分布的方法不能很好的達到勻流的左右。上述爐尾區域是指工藝氣體進入的區域。?

發明內容

本發明的目的在于提供用于晶體硅擴散的勻流板及其晶體硅擴散工藝爐，本方案不在進氣口增加勻流管，工藝氣體通過勻流板再進入爐內，這樣不但能解決爐尾區域氣體流向問題導致的方阻均勻性問題，對擴散方塊電阻的均勻性起到了很好的改善作用，P₂O₅不會造成勻流板損壞，還不存在多次維護和安全上的問題。?

本發明的目的主要通過以下技術方案實現：用于晶體硅擴散的勻流板，包括勻流板本體，勻流板本體按照區域劃分為爐頂板區域和爐底板區域，爐頂板區域內開有若干勻流通孔，爐底板區域為密封板體。?

實現原理為：利用勻流板替代勻流管，在勻流板本體上設置分流的勻流通孔，且勻流通孔只位于爐頂板區域，即將勻流板本體安裝進工藝爐爐體內后，勻流通孔位于工藝爐爐體上部區域，這樣可以造成工藝氣體經過勻流通孔后得到上揚，這樣工藝氣體可以像設置勻流管時一樣先流通到多晶硅上方，工藝氣體在多晶硅上方開設下沉，被加熱后進行擴散，由于勻流板本體在安裝時才有密封安裝在工藝爐爐體的內壁上，因此P₂O₅不會對勻流板本體造成的腐蝕。其不存在多次維護的問題，維護成本大大降低。?

優選的，爐頂板區域和爐底板區域的面積相等。?

優選的，爐頂板區域和爐底板區域均為半圓形或矩形。?

優選的，爐頂板區域和爐底板區域以勻流板本體的軸線對稱設置。?

優選的，勻流通孔的大小一致均勻的分布在爐頂板區域內。?

優選的，勻流通孔的大小從爐頂板區域指向爐底板區域方向由大變小、且同一高度的勻流通孔大小一致的均勻分布在爐頂板區域內。?

本發明的技術方案，還包括在上述勻流板本體的基礎上建立的晶體硅擴散工藝爐，包括工藝爐爐體和上述勻流板本體，勻流板本體橫檔在工藝爐爐體內，且勻流板本體的邊緣與工藝爐爐體內壁密封連接，且爐頂板區域位于工藝爐爐體上部區域，爐底板區域位于工藝爐爐體下部區域，工藝爐爐體一端設置有進氣管，工藝爐爐體內設置有硅片放置區域，勻流板本體位于進氣管與有硅片放置區域之間。?

進氣管的軸線與勻流板本體表面垂直。?

工藝爐爐體內還設置有尾氣管，尾氣管的進氣端位于硅片放置區域遠離勻流板本體的一側，且尾氣管沿著工藝爐爐體底部內壁敷設。?

優選的，尾氣管的進氣端位于工藝爐爐體內距離勻流通孔最遠的點上。?