CN111223776A - 一种晶硅片镀膜方法方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种晶硅片镀膜方法方法及装置,涉及太阳能光伏技术领域。其中,所述方法包括:在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管后,将所述石墨舟与所述石英管内的电极杆连接;在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,将所述电极杆与第一电源连通,通过所述第一电源对所述石墨舟加热,以及将所述石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,通过所述第二电源对所述电阻丝加热;在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,将所述电极杆切换至与辉光电源连通;基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜。不仅用第二电源对炉体加热,还利用第一电源对石墨舟加热,减少了加热时间,第一电源是对石墨舟直接加热,加热效率高,提升了产能。

Description

一种晶硅片镀膜方法方法及装置
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域,特别是涉及一种晶硅片镀膜方法方法及装置。
背景技术
镀膜作为晶硅电池制作的一个重要工序,其主要作用是在硅片的表面沉积氮化硅、氧化硅或氧化铝等介质膜,介质膜对硅片的表面提供良好的钝化,并降低硅片的光反射率,进而显著提高电池的转换效率。按镀膜方式和设备类型,量产的镀膜主要分为管式镀膜和板式镀膜。管式镀膜沉积的介质膜致密性高,表面钝化效果好,同时还可以对硅片表层进行体钝化,所以管式镀膜在提高晶硅电池转换效率方面具有明显的优势。
目前,量产化的管式镀膜工艺为:将预处理后的硅片放置在石墨舟上,将石墨舟送至石英管内,石墨舟与石英管内的铜电极连接,铜电极与外部的辉光电源连接;关闭炉门后抽真空,同时利用石英管外壁设置的电阻丝按设置的功率曲线对炉体进行加热,使硅片的温度上升至设定温度并稳定一定时间;石英管外壁的电阻丝维持恒定的发热功率,待石墨舟连同其上的硅片温度充分均一后,向石英管内部通工艺气体,待压力稳定之后开启辉光电源,工艺气体被等离子化并在硅片的表面形成氮化硅、氧化硅或氧化铝等介质膜,在介质膜沉积到目标厚度后,切断辉光电源和工艺气体,经氮气冲洗后开炉出舟,结束镀膜。每个石磨舟载片量约300片,整个工艺时间约35—45分钟,其中至少一半以上的时间都用来加热和恒温。工艺时间长,主要是加热和恒温时间长,进而导致产能低。通常通过增加石墨舟的载片量来弥补产能短板。
发明人在研究上述现有技术的过程中发现,上述现有技术方案存在如下缺点:石墨舟越来越大,石墨舟内温度的均匀性变差,导致恒温所需的时间加长,同样导致产能较低,而且,石墨舟内温度的均匀性变差影响镀膜质量。
发明内容
本发明提供一种晶硅片镀膜方法及装置,旨在提升晶硅片镀膜的产能。
第一方面,本发明实施例提供了一种晶硅片镀膜方法,所述方法包括:
在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管后,将所述石墨舟与所述石英管内的电极杆连接;
在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,将所述电极杆与第一电源连通,通过所述第一电源对所述石墨舟加热,以及将所述石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,通过所述第二电源对所述电阻丝加热;
在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,将所述电极杆切换至与辉光电源连通;
基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜。
可选的,所述基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜之后,还包括:将所述电极杆切换至与所述第一电源连通,通过所述第一电源对所述石墨舟加热。
可选的,所述基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜,包括:
在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜;所述炉体内处于恒温且稳压的状态包括:所述炉体内的温度稳定在所述设定温度阈值,且所述炉体内的压力稳定在设定压力阈值的状态。
可选的,所述在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜,包括:
在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀第一层膜;
对所述辉光电源进行调整,在所述第一层膜的基础上,在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于调整后的所述辉光电源,对所述晶硅片镀第二层膜。
可选的,所述在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管之前,还包括:
用所述第二电源,对所述电阻丝加热。
可选的,所述通过所述第一电源对所述石墨舟加热,包括:
通过功率逐渐减小的所述第一电源对所述石墨舟加热;
所述通过所述第二电源对所述电阻丝加热,包括:
通过功率逐渐减小的所述第二电源对所述电阻丝加热。
可选的,所述第一电源设置在所述炉体的外部。
可选的,所述第一电源的功率范围为1-50千瓦。
可选的,若所述晶硅片为单晶N型硅片,所述设定温度阈值为第一设定温度阈值;
若所述晶硅片为单晶P型硅片,所述设定温度阈值为第为第二设定温度阈值;
若所述晶硅片为多晶P型硅片,所述设定温度阈值为第三设定温度阈值。
可选的,所述晶硅片厚度为100-180微米;所述晶硅片的边距为125-170毫米。
第二方面,本发明实施例提供了一种晶硅片镀膜装置,其特征在于,所述装置包括:石英管、炉体,炉门、装载有晶硅片的石墨舟、第一电源、第二电源、辉光电源;
所述石英管内设置有电极杆;所述电极杆用于在所述装载有晶硅片的石墨舟放入所述炉体内的石英管后,与所述石墨舟连接;
所述电极杆用于在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,与所述第一电源连通,所述第一电源用于对所述石墨舟加热,所述石英管外壁设置有电阻丝;所述电阻丝与所述第二电源接通,所述第二电源用于对所述电阻丝加热;
所述电极杆用于在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,切换至与所述辉光电源连通;所述辉光电源用于对所述晶硅片镀膜。
在本发明实施例中,在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管后,将所述石墨舟与所述石英管内的电极杆连接;在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,将所述电极杆与第一电源连通,通过所述第一电源对所述石墨舟加热,以及将所述石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,通过所述第二电源对所述电阻丝加热;在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,将所述电极杆切换至与辉光电源连通;基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜。相对于现有技术,在加热过程中只是通过石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,第二电源对电阻丝加热,进而由该电阻丝对炉体加热,本发明实施例中,利用石墨舟与石英管内电极杆的连接,在加热阶段,不仅用第二电源对电阻丝加热,进而由该电阻丝对炉体加热,还利用第一电源对石墨舟加热,一方面提升了加热效率,减少了加热时间,提高了产能,同时第一电源是对石墨舟直接加热,并不是对炉体加热,加热效率高,可以提高产能;另一方面,石墨舟作为加热体,石墨舟温度整体的均匀性优于现有加热模式,进而晶硅片的受热均匀性优于现有技术,进而能够提升镀膜质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例一中的一种晶硅片镀膜方法的流程图;
图2示出了本发明实施例一中的一种晶硅片镀膜装置的结构示意图;
图3示出了本发明实施例一中的另一种晶硅片镀膜装置的结构示意图;
图4示出了本发明实施例一中的又一种晶硅片镀膜装置的结构示意图;
图5示出了本发明实施例二的一种晶硅片镀膜方法的流程图;
图6示出了本发明实施例二中的一种晶硅片的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
参照图1,示出了本发明实施例一中的一种晶硅片镀膜方法的流程图,具体可以包括如下步骤:
步骤101,在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管后,将所述石墨舟与所述石英管内的电极杆连接。
在本发明实施例中,可选的,该晶硅片可以为经过预处理的晶硅片,该预处理可以包括:制绒、扩散、激光处理、刻蚀、退火、背面钝化等,对于不同种类的晶硅片其预处理可能相同也可能不同,在本发明实施例中,对此不作具体限定。
在本发明实施例中,可选的,该晶硅片可以包括:单晶N型硅片、单晶P型硅片、多晶P型硅片等,在本发明实施例中,对此不作具体限定。
在本发明实施例中,可选的,可以将经过上述预处理的硅晶片放置在石墨舟上,然后将装置有硅晶片的石墨舟通过碳化硅浆等,送至石英管内。参照图2所示,图2示出了本发明实施例一中的一种晶硅片镀膜装置的结构示意图。图2中的14可以为晶硅片,13可以为石墨舟,12可以为石英管,11可以为炉体。
在本发明实施例中,在装载有晶硅片14的石墨舟13放入炉体11内的石英管12后,可以将石墨舟13与石英管内12的电极杆121连接。该电极杆121可以实现电接触。该石墨舟可以与该石英管内的电极杆实现电接触。可选的,该电极杆121可以为铜电极,在本发明实施例中,对此不作具体限定。
步骤102,在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,将所述电极杆与第一电源连通,通过所述第一电源对所述石墨舟加热,以及将所述石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,通过所述第二电源对所述电阻丝加热。
在本发明实施例中,可以将炉体的炉门关闭,并抽真空。在抽真空后,可以将电极杆与第一电源连通,通过该第一电源对上述石墨舟加热,以及将该石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,通过第二电源对该电阻丝加热。
可以参照图2所示,将炉体11的炉门111关闭,并对炉体11抽真空后,将电极杆121与第一电源15连通,通过该第一电源15对石墨舟13进行加热。将该石英管外壁的电阻丝122与第二电源16连通,通过该第二电源16对电阻丝122加热,进而电阻丝122可以对炉体11进行加热。该第电阻丝122的加热功率可以为5-100千瓦,在本发明实施例中,对此不作具体限定。
相对于现有技术,在加热过程中只是通过石英管12外壁的电阻丝122与第二电源16接通,第二电源16对电阻丝122加热,进而由该电阻丝12对炉体11加热,本发明实施例中,利用石墨舟13与石英管12内电极杆121的连接,不仅用第二电源16对电阻丝122加热,进而由该电阻丝122对炉体11加热,还利用第一电源15对石墨舟13加热,电阻丝122和电极杆121均进行加热,一方面提升了加热效率,减少了加热时间,提高了产能,同时第一电源15是对石墨舟13直接加热,并不是对炉体11加热,加热效率高,可以提高产能,同时避免了由于只用电阻丝122加热导致的电阻丝122加热效率降低的问题,还可以降低电能消耗;另一方面,石墨舟13作为加热体,石墨舟13温度整体的均匀性优于现有的对炉体的加热模式,进而晶硅片14的受热均匀性优于现有技术,进而后续能够提升镀膜质量。
在本发明实施例中,该第一电源和第二电源可以为两个独立的电源,该第一电源和第二电源还可以为同一个电源。在本发明实施例中,对此不作具体限定。
例如,参照图2所示,第一电源15和第二电源16可以为两个独立的电源。参照图3所示,图3示出了本发明实施例一中的另一种晶硅片镀膜装置的结构示意图。第一电源和第二电源为同一个电源,均为电源15。第一电源和第二电源为同一个电源可以减少电源的数量,减小该晶硅片镀膜装置的体积,减少了电源的个数,同时还可以从一定程度上降低成本。
步骤103,在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,将所述电极杆切换至与辉光电源连通。
在本发明实施例中,该设定温度阈值可以根据不同的晶硅片等进行设定,可以利用上述第一电源对石墨舟13进行加热,同时利用上述第二电源对电阻丝122加热,在上述晶硅片14,或上述石墨舟13,或上述炉体11达到设定温度阈值后,可以将上述电极杆121切换至与辉光电源17连通。参照图4所示,图4示出了本发明实施例一中的又一种晶硅片镀膜装置的结构示意图。图4中在上述晶硅片14,或上述石墨舟13,或上述炉体11达到设定温度阈值后,可以将上述电极杆121切换至与辉光电源17连通,此时,电极杆121与第一电源15断开连接。
在本发明实施例中,可选的,可以在辉光电源17上设置开关,只有该辉光电源17上的开关开启后,该辉光电源17才可以进行镀膜。在本发明实施例中,对此不作具体限定。
在本发明实施例中,可选的,参照图4所示,在上述晶硅片14,或上述石墨舟13,或上述炉体11达到设定温度阈值后,可以将上述电极杆121切换至与辉光电源17连通,此时,电极杆121与第一电源15断开连接,只有电阻丝122和第二电源连通,该第二电源为该电阻丝122加热,以对硅晶片14及石墨舟13进行温度均匀化,进而有利于后续在硅晶片14上形成均匀的镀膜。
在本发明实施例中,可选的,在对硅晶片14及石墨舟13进行温度均匀化的过程中,或硅晶片14及石墨舟13进行温度均匀化后,可以对炉体11若石英管12通第一工艺气体,该第一工艺气体及其通入的速度和多少,可以根据晶硅片的不同或镀膜的不同进行设定。在本发明实施例中,对此不作具体限定。
例如,若该晶硅片14为单晶N型硅片,则该第一工艺气体可以为氨气、硅烷等,氨气可以以7000SCCM(standard-state cubic centimeter per minute,标况毫升每分)的标准通入10s,或者通入100-600s等。硅烷可以以800SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。若该晶硅片14为单晶P型硅片,则该第一工艺气体可以为笑气、三基甲铝等,笑气可以以4000SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。三基甲铝可以以300SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。若该晶硅片14为多晶P型硅片,则该第一工艺气体可以为笑气、三基甲铝等,笑气可以以6000SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等,三基甲铝可以以500SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。
再例如,若该晶硅片14为单晶P型硅片,若在该单晶P型硅片上的镀膜为:氧化铝膜,则该第一工艺气体可以为笑气、三基甲铝等,笑气可以以4000SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。三基甲铝可以以300SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。若该晶硅片14为单晶P型硅片,若在该单晶P型硅片上的镀膜为:氮化硅膜,则该第一工艺气体可以为氨气、硅烷等,氨气可以以5000SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。硅烷可以以600SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。
在本发明实施例中,对炉体11若石英管12通第一工艺气体,可以为后续晶硅片14镀膜提供一定的气体环境。
步骤104,基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜。
在本发明实施例中,可以基于该辉光电源,对该晶硅片镀膜。此种情况下,电阻丝122与第二电源连通,保证该晶硅片或石墨舟的恒温状态。
具体的,可以参照图4所示,基于辉光电源17对晶硅片14镀膜。此种情况下,电阻丝122与第二电源16连通,保证该晶硅片14或石墨舟13的恒温状态。该镀膜可以为氧化硅膜,或者氧化铝膜等介质膜。辉光电源17的功率可以为1-30KW,在本发明实施例中,对此不作具体限定。
在本发明实施例中,可选的,若辉光电源17上设置开关,则将该辉光电源17上的开关开启,基于辉光电源17对晶硅片14镀膜。进而可以提前将该电极杆122切换至该辉光电源17,但是该辉光电源17不会直接对晶硅片14镀膜,在温度等满足预设条件后,才开启辉光电源17上的开关,能从一定程度上提升产能,而且避免了劣质镀膜的出现,可以提升镀膜质量。
在本发明实施例中,在整个工艺过程中,可选的,该电阻丝可以与第二电源一直保持连通状态,通过第二电源对该电阻丝进行加热,为炉体提供热量,以保障炉体的温度。可以通过调整第二电源的功率,进而使得保证电阻丝的功率能够适应镀膜过程中,各个工艺过程的温度需求,在本发明实施例中,对此不作具体限定。在本发明实施例中,在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管后,将所述石墨舟与所述石英管内的电极杆连接;在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,将所述电极杆与第一电源连通,通过所述第一电源对所述石墨舟加热,以及将所述石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,通过所述第二电源对所述电阻丝加热;在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,将所述电极杆切换至与辉光电源连通;基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜。相对于现有技术,在加热过程中只是通过石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,第二电源对电阻丝加热,进而由该电阻丝对炉体加热,本发明实施例中,利用石墨舟与石英管内电极杆的连接,在加热阶段,不仅用第二电源对电阻丝加热,进而由该电阻丝对炉体加热,还利用第一电源对石墨舟加热,一方面提升了加热效率,减少了加热时间,提高了产能,同时第一电源是对石墨舟直接加热,并不是对炉体加热,加热效率高,可以提高产能;另一方面,石墨舟作为加热体,石墨舟温度整体的均匀性优于现有加热模式,进而晶硅片的受热均匀性优于现有技术,进而能够提升镀膜质量。
实施例二
参照图5,图5示出了本发明实施例二的一种晶硅片镀膜方法的流程图,具体可以包括如下步骤:
步骤201,用所述第二电源,对所述电阻丝加热。
在本发明实施例中,可以在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管之前,可以用上述第二电源对上述电阻丝进行加热,进而在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管之前,该炉体内或该石英管内就具有一定的温度,即,对该石英管或该炉体具有预加热功能,进而在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管之后,可以快速对晶硅片进行加热,进一步提升晶硅太阳能的产能。在本发明实施例中,对此不作具体限定。
在本发明实施例中,可选的,在采用第二电源对电阻丝122进行加热的过程中,可以将石英管12内的温度加热至预设温度。该预设温度可以根据实际情况进行设定。例如,可以根据晶硅片14的不同等,设定不同的预设温度等。例如,若该晶硅片14为单晶N型硅片,该预设温度可以为380℃,若该晶硅片14为单晶P型硅片,该预设温度可以为450℃,若该晶硅片14为多晶P型硅片,该预设温度可以为350℃。
在本发明实施例中,可选的,各个不同类型的晶硅片的预设温度可以为该类型的晶硅片的上述设定温度阈值。进而可以减少对硅晶片的加热时间,提升产能;同时该预设温度不至于太高,一方面会避免能量浪费,另一方面避免较高温度对晶硅体的不良影响。
在本发明实施例中,可选的,在采用第二电源对电阻丝122进行加热的过程中,可以采用逐渐变小的功率对该电阻丝进行加热,因为刚开始加热过程中,由于温度与该预设温度差距可能较大,为了减少加热时间,可以将功率设置的较大,随着加热的持续,石英管12内的温度距离该预设温度的差距会逐渐减小,则可以将电阻丝122的功率逐渐减小,进而可以避免后期加热过快,超过该预设温度。该电阻丝的功率可以采用线性逐渐变小的趋势进行调整,例如,电阻丝的功率可以与预加热的时间线性递减。或者,该电阻丝的功率可以与预加热的时间为指数递减等。在本命发明实施例中,对此不作具体限定。
步骤202,在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管后,将所述石墨舟与所述石英管内的电极杆连接。
在本发明实施例中,上述步骤202可以参照上述步骤101的相关记载,为了避免重复,此处不再赘述。需要说明的是,所述晶硅片厚度为100-180微米;所述晶硅片的边距为125-170毫米。晶硅片的厚度为100-180微米,晶硅片的边距为125-170毫米,该晶硅片的尺寸便于镀膜处理,后续该晶硅片后续形成的镀膜质量更优。
具体的,可以参照图6所示,图6示出了本发明实施例二中的一种晶硅片的示意图。各个晶硅片之间的边距L可以为125-170毫米,各个晶硅片的厚度可以为100-180微米。
在本发明实施例中,可选的,该晶硅片14的厚度或边距可以根据晶硅片的类型进行设定。在本申请实施例中,对此不作具体限定。
例如,若该晶硅片14若为单晶N型硅片,厚度可以为160微米等,边距可以为165毫米等;若该晶硅片14为单晶P型硅片,厚度可以为150微米等,边距可以为170毫米等;若该晶硅片14为多晶P型硅片,厚度可以为180微米等,边距可以为156.75毫米等。
步骤203,在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,将所述电极杆与第一电源连通,通过功率逐渐减小的所述第一电源对所述石墨舟加热,以及将所述石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,通过功率逐渐减小的所述第二电源对所述电阻丝加热。
在本发明实施例中,上述步骤203可以参照上述步骤102的相关记载,需要说明的是:通过功率逐渐减小的第一电源对石墨舟加热;通过功率逐渐减小的所述第二电源对所述电阻丝加热。
具体的,可以采用功率逐渐变小的第一电源对该对石墨舟加热进行加热,采用功率逐渐减小的第二电源对电阻丝加热,因为刚开始加热过程中,由于温度与设定温度阈值差距可能较大,为了减少加热时间,可以将第一电源功率和第二电源的功率设置的较大,随着加热的持续,晶硅片的温度距离该设定温度阈值的差距会逐渐减小,则可以将第一电源功率和第二电源的功率逐渐减小,进而可以避免后期加热过快,超过该设定温度阈值的问题。该第一电源功率或第二电源的功率可以采用线性逐渐变小的趋势进行调整,例如,第一电源功率或第二电源的功率可以与预加热的时间线性递减的方式。或者,该第一电源功率或第二电源的功率可以与预加热的时间为指数递减等方式。在本命发明实施例中,对此不作具体限定。
在本发明实施例中,通过功率逐渐减小的第一电源对石墨舟加热;通过功率逐渐减小的所述第二电源对所述电阻丝加热。刚开始加热过程中,由于温度与设定温度阈值差距可能较大,将第一电源功率和第二电源的功率设置的较大,可以减少加热时间,进而节省加热时间,提高产能;随着加热的持续,晶硅片的温度距离该设定温度阈值的差距会逐渐减小,将第一电源功率和第二电源的功率逐渐减小,进而可以避免后期加热过快,超过该设定温度阈值的问题。
在本发明实施例中,可选的,所述第一电源设置在所述炉体的外部。因为,该炉体内部加热后的温度会比较高,影响该第一电源的正常使用。可选的,该第二电源和辉光电源也可以设置在该炉体的外部。进而保证该第二电源和辉光电源在炉体加热过程中的正常使用。
具体的,可以参照上述图2至图4所示,第一电源设置在炉体11的外部。第二电源和辉光电源17也设置在炉体11的外部。
在本发明实施例中,可选的,所述第一电源的功率范围为1-50千瓦。第一电源的功率范围在1-50千瓦范围内,便于控制该第一电源对石墨舟13的加热。不进提升了加热速率,提升了产能,还可以便于控制。
步骤204,在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,将所述电极杆切换至与辉光电源连通。
在本发明实施例中,上述步骤204可以参照上述步骤103的相关记载,需要说明的是:若所述晶硅片为单晶N型硅片,所述设定温度阈值为第一设定温度阈值;若所述晶硅片为单晶P型硅片,所述设定温度阈值为第为第二设定温度阈值;若所述晶硅片为多晶P型硅片,所述设定温度阈值为第三设定温度阈值。
具体的,由于不同类型的硅晶片其镀膜需求的设定温度阈值可能会不相同,根据具体的硅晶片设置对应的设定温度阈值。例如,参照图2至图4所示,晶硅片14若为单晶N型硅片,该设定温度阈值可以为第一设定温度阈值,例如,该第一设定温度阈值可以为:380℃。若该晶硅片14为单晶P型硅片,该设定温度阈值为第为第二设定温度阈值,该第二设定温度阈值可以为:450℃,若该晶硅片14为多晶P型硅片,该设定温度阈值可以为第三设定温度阈值,该第三设定温度阈值可以为:350℃。
步骤205,在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜;所述炉体内处于恒温且稳压的状态包括:所述炉体内的温度稳定在所述设定温度阈值,且所述炉体内的压力稳定在设定压力阈值的状态。
在本发明实施例中,该晶硅片可能需要在恒温且稳压的情况下进行镀膜,则在上述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于该辉光电源,对上述晶硅片镀膜,该炉体内处于恒温且稳压的状态包括:该炉体内的温度稳定在上述设定温度阈值,且该炉体内的压力稳定在设定压力阈值的状态。
在本发明实施例中,可选的,可以根据晶硅片类型的不同,可能该设定压力阈值可能相同,或可能不同。在本发明实施例中,对此不作具体限定。
在本发明实施例中,具体在调整该炉体的压力的过程中,可以通过调整上述第一工艺气体的通入速度和通入时间等,进而达到控制炉体压力的效果。例如,可以将第一工艺气体的通入时间设置为10s,或者可以将第一工艺气体的通入时间设置为100-600s等。以及通过前述工艺气体的通入速度,即可以将炉体的压力调整为设定压力阈值等。
在本发明实施例中,可选的,所述在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜,可以包括:在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀第一层膜;对所述辉光电源进行调整,在所述第一层膜的基础上,在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于调整后的所述辉光电源,对所述晶硅片镀第二层膜。
具体的,某些情况下,晶体硅片可能需要几种不同的镀膜叠加。可以在炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于该辉光电源,对上述晶硅片第一层膜,然后对该辉光电源进行调整,例如,对该辉光电源的功率等进行调整,在第一层膜的基础上,在该炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于调整后的辉光电源,对晶硅片镀第二层膜。需要注意的是,不同的膜可能需要的第一工艺气体不同,此种情况下,需要在镀完第一层膜后,向炉体或石英管内通第二层膜需要的第一工艺气体,然后在该炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于调整后的辉光电源,对晶硅片镀第二层膜。
例如,若该晶硅片14为单晶P型硅片,若在该单晶P型硅片上的第一层镀膜为:氧化铝膜,则该第一工艺气体可以为笑气、三基甲铝等,笑气可以以4000SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。三基甲铝可以以300SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。若该晶硅片14为单晶P型硅片,若在该单晶P型硅片上第一层膜的基础上,再镀第二层膜,如氮化硅膜,可以向炉体或石英管内通氨气、硅烷等的第一工艺气体,氨气可以以5000SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。硅烷可以以600SCCM的标准通入10s,或者通入100-600s等。对辉光光源的功率等进行调整,然后可以在该炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于调整后的辉光电源,对晶硅片镀第二层膜氮化硅膜。
步骤206,将所述电极杆切换至与所述第一电源连通,通过所述第一电源对所述石墨舟加热。
在本发明实施例中,在镀膜结束后,可以将电极杆切换至与上述第一电源连通,通过该第一电源对该石墨舟加热,进而可以避免后续可能通入的冲洗气体对晶硅片或晶硅片上镀膜的影响,可以保证该晶硅片或石英管内恒定的温度,避免后续可能通入的冲洗气体对晶硅片上镀膜的不良干扰。
在本发明实施例中,镀膜结束可以为,晶硅片上的镀膜厚度达到预设镀膜厚度,进而可以表征镀膜结束。该预设镀膜厚度可以根据实际需要等进行设定,在本发明实施例中,对此不作具体限定。
在本发明实施例中,可选的,可以在通过第一电源对石墨舟加热的同时,或之前,或之后,可以向上述石英管内通冲洗气体。该冲洗气体可以为化学活性较低的气体,例如,该冲洗气体可以为氮气,可以向炉体内或石英管内通氮气,然后抽真空,如此反复几次,进而将炉体内、石英管内或晶体硅表面、石墨舟表面的第一工艺气体冲洗干净,避免该第一工艺气体后续对上述部件的不良干扰。在本发明实施例中,对此不作具体限定。
在本发明实施例中,可选的,在向石英管内通冲洗气体后,可以在该冲洗气体的保护下,打开炉门,将石墨舟取出,待冷却后取出晶体硅,该晶体硅镀膜完成。
在本发明实施例中,可选的,在打开炉门的过程中,由于炉体内外具有温度差,可以在打开炉体的同时,将第二电源的功率调高,进而避免打开炉门对炉体内温度的影响,为下次镀膜做好准备工作,以提升产能。
在本发明实施例中,在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管后,将所述石墨舟与所述石英管内的电极杆连接;在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,将所述电极杆与第一电源连通,通过所述第一电源对所述石墨舟加热,以及将所述石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,通过所述第二电源对所述电阻丝加热;在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,将所述电极杆切换至与辉光电源连通;基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜。相对于现有技术,在加热过程中只是通过石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,第二电源对电阻丝加热,进而由该电阻丝对炉体加热,本发明实施例中,利用石墨舟与石英管内电极杆的连接,在加热阶段,不仅用第二电源对电阻丝加热,进而由该电阻丝对炉体加热,还利用第一电源对石墨舟加热,一方面提升了加热效率,减少了加热时间,提高了产能,同时第一电源是对石墨舟直接加热,并不是对炉体加热,加热效率高,可以提高产能;另一方面,石墨舟作为加热体,石墨舟温度整体的均匀性优于现有加热模式,进而晶硅片的受热均匀性优于现有技术,进而能够提升镀膜质量。
需要说明的是,对于方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请实施例,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作并不一定都是本申请实施例所必须的。
实施例三
本发明实施例提供了一种晶硅片镀膜装置,所述装置100可以包括:石英管、炉体,炉门、装载有晶硅片的石墨舟、第一电源、第二电源、辉光电源;
所述石英管内设置有电极杆;所述电极杆用于在所述装载有晶硅片的石墨舟放入所述炉体内的石英管后,与所述石墨舟连接;
所述电极杆用于在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,与所述第一电源连通,所述第一电源用于对所述石墨舟加热,所述石英管外壁设置有电阻丝;所述电阻丝与所述第二电源接通,所述第二电源用于对所述电阻丝加热;
所述电极杆用于在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,切换至与所述辉光电源连通;所述辉光电源用于对所述晶硅片镀膜。
具体的,可以参照上述图2-4,或图6所示,晶硅片镀膜装置,可以包括:石英管12、炉体11,炉门111、装载有晶硅片的石墨舟13、第一电源、第二电源、辉光电源17。
石英管12内设置有电极杆121;电极杆121用于在装载有晶硅片14的石墨舟13放入炉体11内的石英管12后,与石墨舟13连接。
电极杆121用于在炉体11的炉门111关闭并抽真空后,与第一电源连通,第一电源用于对石墨舟13加热,石英管12外壁设置有电阻丝122;电阻丝122与第二电源接通,第二电源用于对电阻丝122加热。
电极杆121用于在晶硅片14的温度稳定在设定温度阈值后,切换至与辉光电源17连通;辉光电源用于对晶硅片14镀膜。
本发明实施例提供的晶硅片镀膜装置能够实现图1至图6的方法实施例中装置实现的各个过程,为避免重复,这里不再赘述。
在本发明实施例中,所述装置包括:石英管、炉体,炉门、装载有晶硅片的石墨舟、第一电源、第二电源、辉光电源;所述石英管内设置有电极杆;所述电极杆用于在所述装载有晶硅片的石墨舟放入所述炉体内的石英管后,与所述石墨舟连接;所述电极杆用于在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,与所述第一电源连通,所述第一电源用于对所述石墨舟加热,所述石英管外壁设置有电阻丝;所述电阻丝与所述第二电源接通,所述第二电源用于对所述电阻丝加热;所述电极杆用于在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,切换至与所述辉光电源连通;所述辉光电源用于对所述晶硅片镀膜。相对于现有技术,在加热过程中只是通过石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,第二电源对电阻丝加热,进而由该电阻丝对炉体加热,本发明实施例中,利用石墨舟与石英管内电极杆的连接,在加热阶段,不仅用第二电源对电阻丝加热,进而由该电阻丝对炉体加热,还利用第一电源对石墨舟加热,一方面提升了加热效率,减少了加热时间,提高了产能,同时第一电源是对石墨舟直接加热,并不是对炉体加热,加热效率高,可以提高产能;另一方面,石墨舟作为加热体,石墨舟温度整体的均匀性优于现有加热模式,进而晶硅片的受热均匀性优于现有技术,进而能够提升镀膜质量。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。

Claims (11)

1.一种晶硅片镀膜方法,其特征在于,所述方法包括:
在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管后,将所述石墨舟与所述石英管内的电极杆连接;
在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,将所述电极杆与第一电源连通,通过所述第一电源对所述石墨舟加热,以及将所述石英管外壁的电阻丝与第二电源接通,通过所述第二电源对所述电阻丝加热;
在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,将所述电极杆切换至与辉光电源连通;
基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜之后,还包括:
将所述电极杆切换至与所述第一电源连通,通过所述第一电源对所述石墨舟加热。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜,包括:
在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜;所述炉体内处于恒温且稳压的状态包括:所述炉体内的温度稳定在所述设定温度阈值,且所述炉体内的压力稳定在设定压力阈值的状态。
4.根据权利要求3所述的方法所述的方法,其特征在于,所述在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀膜,包括:
在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于所述辉光电源,对所述晶硅片镀第一层膜;
对所述辉光电源进行调整,在所述第一层膜的基础上,在所述炉体内处于恒温且稳压的状态下,基于调整后的所述辉光电源,对所述晶硅片镀第二层膜。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在装载有晶硅片的石墨舟放入炉体内的石英管之前,还包括:
用所述第二电源,对所述电阻丝加热。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过所述第一电源对所述石墨舟加热,包括:
通过功率逐渐减小的所述第一电源对所述石墨舟加热;
所述通过所述第二电源对所述电阻丝加热,包括:
通过功率逐渐减小的所述第二电源对所述电阻丝加热。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一电源设置在所述炉体的外部。
8.根据权利要求1所述的方法所述的方法,其特征在于,若所述晶硅片为单晶N型硅片,所述设定温度阈值为第一设定温度阈值;
若所述晶硅片为单晶P型硅片,所述设定温度阈值为第为第二设定温度阈值;
若所述晶硅片为多晶P型硅片,所述设定温度阈值为第三设定温度阈值。
9.根据权利要求1所述的方法所述的方法,其特征在于,所述晶硅片厚度为100-180微米;所述晶硅片的边距为125-170毫米。
10.根据权利要求1所述的方法所述的方法,其特征在于,所述第一电源的功率范围为1-50千瓦。
11.一种晶硅片镀膜装置,其特征在于,所述装置包括:石英管、炉体,炉门、装载有晶硅片的石墨舟、第一电源、第二电源、辉光电源;
所述石英管内设置有电极杆;所述电极杆用于在所述装载有晶硅片的石墨舟放入所述炉体内的石英管后,与所述石墨舟连接;
所述电极杆用于在所述炉体的炉门关闭并抽真空后,与所述第一电源连通,所述第一电源用于对所述石墨舟加热,所述石英管外壁设置有电阻丝;所述电阻丝与所述第二电源接通,所述第二电源用于对所述电阻丝加热;
所述电极杆用于在所述晶硅片的温度稳定在设定温度阈值后,切换至与所述辉光电源连通;所述辉光电源用于对所述晶硅片镀膜。
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