[发明专利]一种用于扩散炉的称重恒温槽及其参数自动调整方法

说明书

本发明实施例公开了一种用于扩散炉的称重恒温槽，包括对源液冷却控温的温控平台、罩设在所述温控平台上方的隔热外壳，以及设置在所述温控平台上方且用于放置源液的源瓶托盘，所述源瓶托盘上设有用于实时计算源液重量的称重单元，所述称重单元连接有总控制器，所述总控制器通讯连接有气流通量单元，所述总控制器根据所述称重单元得到的源液重量，计算所述气流通量单元的氧气需求量和所述温控平台的制冷条件；采用自动计算降温时长，确定温度控制单元的工作时间，同时自动计算氧气的需求量，自动确定氧气管道通入扩散炉的流量，提高设备的稼动率。

技术领域

本发明实施例涉及磷扩散技术领域，具体涉及一种用于扩散炉的称重恒温槽及其参数自动调整方法。

背景技术

由于硅太阳电池实际生产中均采用P型硅片，因此需要形成N型层才能得到PN结，这通常是通过在高温条件下利用磷源扩散来实现的，POCl₃是目前磷扩散用得较多的一种杂质源，是一种无色透明的液体，具有刺激性气味，性质不稳定，很容易发生水解，同时也极易挥发。

扩散炉的工艺原理就是在硅片中掺入磷原子形成N型半导体，POCL3在高温600℃时会分解，POCl3在扩散炉的化学反应方程式为：

5POCl₃＝P₂O₅+3PCl₅；

然后P₂O₅与Si，O₂反应生成二氧化硅、磷和氯气：

4PCl₅+5O₂＝2P₂O₅+10Cl₂；2P₂O₅+5Si＝5Si O₂+4P。

这工艺的反应中最主要的就是O₂和POCL₃，所以它们的流量会直接影响到硅片的阻值，因此在扩散炉工作时，需要对POCL₃源液称重后，并根据源液重量计算氧气的通入量，并且同时为了保证挥发的POCL3液体导入扩散炉中的稳定性，在氧气中混合增加氮气，氮气将携带挥发的POCL3液体通入扩散炉内。

另外由于POCL₃源液极易挥发，在称重时，需要保持恒温槽的低温条件，但是现有的恒温槽还存在如下缺陷：

(1)、无法实现同步对源液瓶的上下两端同步降温冷却，因此POCL₃源液在称重时不稳定，容易挥发；

(2)POCL₃源液称重操作没有和冷却温度、氧气的需求量有机融合，无法实时准确反应源液重量与对应的气流量、温度等扩散工艺参数，需要人工凭借经验调用工艺文件，过程繁琐且耗时长。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种用于扩散炉的称重恒温槽及其参数自动调整方法，采用自动计算降温时长，确定温度控制单元的工作时间，同时自动计算氧气的需求量，自动确定氧气管道通入扩散炉的流量，以解决现有技术中无法实时准确反应源液重量与对应的气流量、温度等扩散工艺参数的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：一种用于扩散炉的称重恒温槽，包括对源液冷却控温的温控平台、罩设在所述温控平台上方的隔热外壳，以及设置在所述温控平台上方且用于放置源液的源瓶托盘，所述源瓶托盘上设有用于实时计算源液重量的称重单元，所述称重单元连接有总控制器，所述总控制器通讯连接有气流通量单元，所述总控制器根据所述称重单元得到的源液重量，计算所述气流通量单元的氧气需求量和所述温控平台的制冷条件。