[实用新型]一种硅片链式扩散氧化两用设备

说明书

本实用新型公开了一种硅片链式扩散氧化两用设备，其特征在于，包括形成窑炉通道的窑炉主体(2)，窑炉通道内并排设置有多个横跨窑炉通道宽度方向的陶瓷棍棒(3)，窑炉主体(2)入口端的陶瓷棍棒(3)上方设置有磷酸喷涂设备(1)，从入口端到出口端依次将窑炉主体(2)设置为可变功能区(4)、高温扩散氧化区(5)和水循环冷却区(6)，在可变功能区(4)、高温扩散氧化区(5)、水循环冷却区(6)分别连通气体输送设备(8)，水循环冷却区(6)还连通水输送设备(9)。该设备可以用于扩散、氧化两种工艺，简化了生产设备，节约了生产成本。

技术领域

本实用新型涉及硅片高温氧化设备技术领域，具体公开了一种硅片链式扩散氧化两用设备。

背景技术

目前，将硅片制作为太阳能电池主要包括步骤：制绒、扩散、刻蚀、镀膜、印刷和烧结。其中，扩散是指在硅片的表层进行掺杂制成PN结结构。传统的扩散工艺为管式扩散，将硅片依序放入石英舟中，将载有硅片的石英舟推送入管式扩散炉的扩散炉管内，并将扩散炉管升温至第一预设温度；向扩散炉管内通入工艺气体，扩散炉管保持均衡温度一定时间，以进行恒定源扩散；停止通入工艺气体，扩散炉管保持均衡温度一定时间，以进行限定源扩散；当扩散炉管的温度降至第二预设温度时，取出硅片，完成扩散。这种扩散工艺方式是一种间歇式工艺方式，不能连续生产。

另一方面，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的中国实用新型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。

所以需要提供一种新型的扩散、高温氧化设备结合新型的工艺方式，在硅片表面形成一层磷硅玻璃层和致密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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中传统扩散设备、高温氧化设备及工艺为间歇式、不能连续生产的问题，提供一种连续的链式扩散氧化两用设备。

本实用新型所采用的具体技术方案如下：一种硅片链式扩散氧化两用设备，其特征在于，包括形成窑炉通道的窑炉主体，窑炉通道内并排设置有多个横跨窑炉通道宽度方向的陶瓷棍棒，窑炉主体入口端的陶瓷棍棒上方设置有磷酸喷涂设备，从入口端到出口端依次将窑炉主体设置为可变功能区、高温扩散氧化区和水循环冷却区，在可变功能区、高温扩散氧化区、水循环冷却区分别连通气体输送设备，水循环冷却区还连通水输送设备。

通过上述技术方案，当用于磷扩散工艺时，设备可以配置为磷酸喷涂、磷酸脱水(可变功能区实际为磷酸脱水区)、高温扩散(此时的高温扩散氧化区只实现扩散功能)和水循环冷却区，磷酸喷涂设备可以将含有磷酸、乙醇、水混合液的分子结构打散成雾状，喷射到硅表面，然后在磷酸脱水区磷酸脱水变成P₂O₅沉积在硅表面，在高温扩散区P₂O₅与硅反应生成氧化硅与磷，磷向硅片内部扩散，在磷酸脱水区输送的是高纯氮气，在高温扩散氧化区输送的是高纯氮气，在水循环冷却区通入的是冷空气。当用于高温氧化工艺时，设备可以配置为升温预热区(即可变功能区的功能改为升温预热区)、高温氧化区(此时的高温扩散氧化区只实现高温氧化的功能)和水循环冷却区，升温预热区和高温氧化区都通入高纯氧气，水循环冷却区通入冷空气。