[发明专利]一种硅片高温氧化工艺

说明书

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种硅片高温氧化工艺，高温氧化在高温氧化设备上进行，所述高温氧化设备包括入料段、升温段、恒温段、冷却段、出料段，各段均用穿设在设备腔体两侧之间的转动的陶瓷轴进行传送，通过工控电脑设置各段的温度曲线，确保各段温差控制在±3℃；首先将硅片放入高温氧化设备入料段的陶瓷轴上，然后在陶瓷轴的转动下将硅片依次传送经过升温段、恒温段、冷却段、出料段，恒温段的设备腔内设有红外加热装置和氧气发生器，陶瓷轴上的硅片在此段发生氧化反应，后再经冷却段风冷后即得表面有氧化层的硅片。该工艺所得硅片氧化一致性好，工艺简单。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体公开了一种一种硅片高温氧化工艺。

背景技术

随着国内晶硅太阳能电池片生产工艺不断升级，为了防止SE硅片在抛光时，其正面磷硅玻璃层受到破坏，需要在抛光前，在硅片表面增加SiOx掩膜辅助抛光。申请号为CN201110446243.4的中国发明专利中给出了一种晶体硅片高温干法双面氧化工艺，包括以下步骤：(1)进舟：将晶体硅片装舟后推进氧化炉管内；(2)温度稳定：调整氧化炉管内的温度；(3)氧化：在氧化炉内注入氧气和氮气对硅片进行氧化；(4)稳定：氧化完成后停止向氧化炉内供氧，调节氮气的流量和氧化炉内的温度；(5)退舟：把装有氧化后硅片的石英舟或石墨舟从氧化炉管中退出。该工艺成本低，工艺设备要求简单，且无需增加额外的设备，其通过在镀钝化膜前将晶体硅片置于氧化炉管中高温干法氧化生长一层氧化膜，与氮化硅薄膜形成性能优异的双层膜，该双层膜具备优异的钝化和减反射性能。然而该工艺其实隐含了需要打开舟盖子将硅片放入舟内后盖住盖子和拿出舟以及打开盖子拿取硅片的步骤，这个动作虽然简单，但对于工厂大规模生产而言工序还是挺复杂的，耗时耗力。

本专利所描述的氧化工艺就是采用新型的高温氧化设备结合新型的工艺方式，在硅片表面形成一层致密2－10nm的氧化层，可以保护激光SE的重掺区域在碱抛光过程不被腐蚀，从而提高SE+碱抛电池的效率，确保效率稳定。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中硅片高温氧化工艺复杂的问题，提供一种新型的硅片高温氧化工艺。

本发明所采用的具体技术方案如下：一种硅片高温氧化工艺，高温氧化在高温氧化设备上进行，所述高温氧化设备包括入料段、升温段、恒温段、冷却段、出料段，各段均用穿设在设备腔体两侧之间的陶瓷轴进行传送，首先通过工控电脑设置各段的温度曲线，确保各段温差控制在±3℃；然后将硅片放入高温氧化设备入料段的陶瓷轴上，然后在陶瓷轴的转动下将硅片依次传送经过升温段、恒温段、冷却段、出料段，恒温段的设备腔内设有红外加热管和氧气发生器，陶瓷轴上的硅片在此段发生氧化反应，后再经冷却段风冷后即得表面有氧化层的硅片。

通过上述技术方案，利用先进的流体模拟和热工分析，能够确保各段温差能够控制在±3度，控制系统可通过工控电脑设定温度曲线、各个温区手动、自动运行，实际记录报警、运行数据，可转存至电脑做后期分析处理。红外加热装置和氧气发生器保证硅片氧化的一致性。传动机构采用膨胀系数小、蠕变小、热稳定好的陶瓷轴，通过设置合理的轴径和轴间距，确保硅片在陶瓷轴上移动平稳，不跑偏。

进一步的，入料段的长度为100mm，温度为室温；升温段的长度为1000mm，温度设定为550±5℃，硅片在此段的处理时间为17s；恒温段从入到出依次分为第一恒温段、第二恒温段、第三恒温段和第四恒温段，第一恒温段的长度为1100mm，温度设定为600±5℃，硅片在此段的处理时间为19s，第二恒温段的长度为1100mm，温度设定为650±5℃，硅片在此段的处理时间为19s，第三恒温段的长度为1100mm，温度设定为650±5℃，硅片在此段的处理时间为19s，第四恒温段的长度为1250mm，温度设定为650±5℃，硅片在此段的处理时间为21s；冷却段的长度为1150mm，使得硅片到达出料段的温度在40℃以下，出料段的长度为100mm。

通过上述技术方案，多级恒温段的设置使得硅片氧化更均匀，一致性好。