[发明专利]一种磷扩散炉的三氯氧磷排除装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体分立器件和太阳能电池片的制造领域。

背景技术

磷扩散是半导体分立器件、集成电路芯片和太阳能电池片制作PN结所必须的一道工艺，目前这道工艺所采用的技术是热扩散技术。半导体分立器件主要用于制造二极管、三极管、功率器件、IGBT及晶闸管等，该系列产品在国内有上百亿的销售额，产能非常庞大。另一方面作为太阳能电池片的用途，硅片运用也非常广泛，全球70%以上的太阳能电池片是使用硅片作为电池片的。2011年已经实现25GW的产能，多晶用量达到18万吨是半导体用量的6倍，因此太阳能的产量比半导体产量更大。国内能够生产太阳能电池硅片厂家约120多家，而能够生产半导体分立器件扩散片的厂家也达到几十家。用于磷扩散的扩散炉每个厂家基本有几十台到上百台，市场需求量很大。

目前市场上技术成熟的磷扩散技术主要有三种：1、采用液态三氯氧磷源扩散；2、采用喷涂磷酸水溶液后链式扩散；3、采用磷源纸夹层后链式扩散。这三种磷扩散的方法以液态磷源扩散的方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点，因此运用范围最广，生产厂家普遍采用该方法进行大批量生产。磷扩散方法的结构图如图1所示，

磷扩散的化学反应方程式如下：

生成的P₂O₅在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO₂）和磷原子，其反应式如下：

2P₂O₅+5Si＝5SiO₂+4P↓

为了三氯氧磷能够充分反应必须在石英管内通入氮气的同时充入一定比例的氧气，三氯氧磷才能与硅充分反应，在硅表面形成一层磷——硅玻璃，磷向硅内扩散。

携带有三氯氧磷的气体在通过高温的扩散炉管后并不能完全与硅反应，相当一部分未反应的三氯氧磷气体被排出炉管。而三氯氧磷具有以下的化学、物理性质：无色澄清液体。有刺激性气味。强烈发烟。有吸湿性。遇水和乙醇分解发热。相对密度(d25)1.645。熔点1.25℃。沸点105.8℃。中等毒，半数致死量(大鼠，经口)380mg/kg。有催泪性和腐蚀性。因此未反应的三氯氧磷不能任其扩散在空气中，需要将这些残留三氯氧磷抽走，否则对操作人员危害巨大。现有的扩散炉一般都在石英管出口处安装了抽风口将三氯氧磷抽离。这些抽风装置一般采用不锈钢或者铁皮制作，但是三氯氧磷的腐蚀作用非常强，一般半年到一年时间就会将这些抽风管腐蚀透，三氯氧磷就会泄露出来对操作员产生很大的危害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种磷扩散炉的三氯氧磷排除装置，延长抽风管的使用寿命、减少三氯氧磷有害气体的空气中扩散量，防止对人身产生伤害。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种磷扩散炉的三氯氧磷排除装置，其特征在于：包括缓冲箱与抽风管，该缓冲箱包括方形的缓冲箱体，所述缓冲箱内壁涂覆有特氟龙涂层，所述缓冲箱体后侧壁上设有炉管开口，所述缓冲箱体前侧敞口并设有密封门，所述密封门右侧与缓冲箱体铰接，所述密封门左侧与缓冲箱体之间设有锁闭结构，所述密封门上设有导流结构，所述缓冲箱体右侧壁上设有抽风管开口；该抽风管为U形管，抽风管一端设置开口方向与抽风管左侧管道垂直的进风口，抽风管另一端设有高于进风口的出风口，该出风口开口向上并连接抽风机，抽风管的管道内壁设有特氟龙涂层；磷扩散炉的炉管通过所述炉管开口伸入所述缓冲箱，抽风管进风口通过抽风管开口与缓冲箱连通，炉管口部上设有炉帽，所述炉帽包括底部封闭的圆筒形石英材质帽体，所述帽体底部设有一向外凸出的开口延嘴，所述帽体底部内壁焊接有一石英卡环，所述开口延嘴设置在卡环底面与帽体底壁之间；所述抽风管底部开口并设有缩口结构连接一密封水箱，所述缩口结构外壁上设有倒钩，该密封水箱包括上方敞口的方形密封箱体，密封箱体上方敞口部位为向外侧张开的张口结构，所述张口结构内壁安装一圈密封圈，所述密封箱体上方敞口上边沿外侧安装有固定扣，所述缩口结构插入所述张口结构，所述固定扣与所述倒钩扣合，所述密封圈与所述缩口结构外壁形成密封。

作为优选，所述密封门上边沿、下边沿及右边沿设有密封条进行密封。

作为优选，所述导流结构为密封门左侧边沿的导流槽，所述锁闭结构包括导流槽中间安装的挂钩及缓冲箱体左侧边对应该挂钩设置的挂扣。

作为优选，所述抽风管的左侧管道顶壁上设有喷淋氨水的氨水喷嘴。