[实用新型]气浮辊道式半导体器件热处理炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气浮辊道式半导体器件热处理炉，可用于太阳电池片等半导体器件的烧结热处理或扩散热处理。

背景技术

在太阳电池的整个生产工艺流程中，扩散、印刷和烧结三道工序是最主要的。其中，烧结工艺主要用于烘干印刷在硅片表面的浆料，烧掉从浆料中挥发出的有机溶剂，同步烧结太阳电池硅片的正反面，使印刷至硅片上浆料中的金属电极与硅片形成良好的欧姆接触，烧结质量的好坏直接影响太阳电池的转换效率。

通常，被烧结的电池片正面印刷有银浆、背面印刷有铝背场和背银，目前无论是普遍使用的网带式烧结炉、还是近期问世的辊道式烧结炉，都需要依次经过预热排胶区、升温区、烧结区和降温区完成整个烧结过程，在烧结过程中，需要将银浆和铝浆中的有机物燃烧排出炉体外，为了利于有机物的燃烧和排出，一般向炉膛内通入洁净的压缩空气，目前一般是通过炉体的内壁向炉内通气，对气流的走向、压力、流量有较高的要求。对于辊道式烧结炉来说，由于印刷有浆料的硅片在旋转辊轴的摩擦力作用下进行传输，如果用普通的等径辊轴，高温下铝背场熔化后会发生铝背场和辊轴的粘连问题，专利CN102439738A介绍了一种台阶辊，虽可最大限度地解决粘连问题，但在硅片二个边缘部位还是会留下辊道的印痕，这种结构，对辊轴的加工和安装精度要求极高，否则会出现硅片跑偏的问题。

当电池片在进行扩散热处理制备PN结时，需要炉内保持洁净的气氛，一般通入洁净的氮气作为保护气体，而作为连续作业的辊道式热处理炉，要做到完全密闭是很难的。专利CN1936474A中阐述了一种辊道炉床热处理炉中的防尘装置，在该炉体侧壁上、比辊子管穿孔高的上方位置，安装着设有开口的清洁空气管道，防止炉体以外的尘埃进入炉体，该专利通入的洁净气体仅仅在炉体二侧起到防止外部灰尘进入炉内的保护作用，并不能从根本上改善炉内气氛和环境。

为此，申请人发明了一种气浮辊道式半导体器件热处理炉，可有效解决太阳电池烧结和扩散时存在的上述问题。

发明内容

针对现有技术的弊端，本实用新型的目的是提供一种气浮辊道式半导体器件热处理炉，从根本上保证炉内核心扩散区域的气氛和洁净度，从而提高了扩散效果和质量。

本实用新型所述的气浮辊道式半导体器件热处理炉中，传输半导体器件的辊道由若干条水平排列、可以沿自身轴线往复转动的辊轴组成，至少一部分辊轴为空心辊轴，在空心辊轴上半导体器件经过的部位沿径向方向设置有若干通气孔，在空心辊轴的至少一端通过旋转接头与进气管连接，从进气管可以通入洁净的压缩空气或其他必要的气体，通过空心辊轴上的通气孔进入到半导体器件经过的炉膛部位。

优选的是，从空心辊轴上的通气孔进入炉膛的气体，在半导体器件与空心辊轴表面之间形成一层气膜，半导体器件在气膜的作用下进行传输。

优选的是，通过空心辊轴上的通气孔吹出的气体的压力要能够使半导体器件瞬间离开传输辊轴的表面。

优选的是，在空心辊轴上半导体器件经过的设置有若干通气孔的部位，设置有至少一个中间凹、两边凸的台阶，半导体器件在两边凸起台阶的支撑和摩擦力作用下水平移动，半导体器件与通气孔之间离开一定距离，气体可以无障碍地从半导体器件下面进入炉膛，以便于在半导体器件和辊轴之间形成气膜、以及气体均匀地到达半导体器件周围。

优选的是，在空心辊轴上沿径向方向设置的若干通气孔，可以与空心辊轴的轴心垂直、也可以向半导体器件前进方向倾斜一定的角度。

优选的是，在空心辊轴上沿径向方向设置的若干通气孔，可以是同种孔径和不同孔径、可以是均匀间距或不均匀间距，以达到气体的均匀分布。

优选的是，空心辊轴的材质是石英玻璃管、石英陶瓷管、氧化铝陶瓷管、氮化硅陶瓷管等对半导体器件或热处理工艺不造成污染的材料。

优选的是，所述的半导体器件可以是硅片、锗片、砷化镓片、蓝宝石片或其他可以进行PN结掺杂的材料。

本实用新型具有如下有益效果：