CN114457410A - 一种硅片处理方法和硅片处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种硅片处理方法和硅片处理装置，硅片处理方法包括：提供硅片；提供反应气体，其中，所述反应气体至少包括含氧气体和含卤气体；在第一预设温度下，采用所述含氧气体与所述硅片的表面反应，以使所述硅片的表面形成保护膜；在第二预设温度下，采用所述含卤气体与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，以去除所述硅片的表面的金属杂质，其中，所述硅片的基体内的金属杂质在所述第二预设温度下可扩散至所述硅片的表面。可以有效提高所述硅片的纯度，并降低对所述硅片纯化的成本。

Description

一种硅片处理方法和硅片处理装置

技术领域

本发明涉及硅片处理技术领域，特别是涉及一种硅片处理方法和硅片处理装置。

背景技术

近年来，通过降低光伏发电度电的成本，提升光伏发电的占比，可以实现碳中和的目标，加大清洁能源并网比例。而提升太阳能电池的转换效率可以降低太阳能电池的成本、减少电站规模、土地成本及施工成本，进而达到降低光伏发电的成本。

现有技术中，太阳能电池是由硅片组成的，而硅片是由硅棒经过切片处理之后得到的，硅棒通常可以通过单晶拉制得到。在单晶拉制硅棒的过程中，通过管控硅棒的生长环境可以减少硅棒的污染，得到纯度较高的硅棒，进而得到纯度较高的硅片，提升太阳能电池的转换效率。然而，在单晶拉制硅棒的过程中，通过管控硅棒的生长环境，对硅棒或硅片成品的纯度提高的效果不明显，而且管理成本较高。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种硅片处理方法和硅片处理装置。

为了解决上述问题，第一方面，本发明实施例公开了一种硅片处理方法，所述硅片处理方法包括：

提供硅片；

提供反应气体，其中，所述反应气体至少包括含氧气体和含卤气体；

在第一预设温度下，采用所述含氧气体与所述硅片的表面反应，以使所述硅片的表面形成保护膜；

在第二预设温度下，采用所述含卤气体与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，以去除所述硅片的表面的金属杂质，其中，所述硅片的基体内的金属杂质在所述第二预设温度下可扩散至所述硅片的表面。

可选地，所述在第一预设温度下，采用所述含氧气体与所述硅片的表面反应，以使所述硅片的表面形成保护膜的步骤，包括：

在所述第一预设温度下，保持5-60分钟，采用所述含氧气体与所述硅片的表面反应，以使所述硅片的表面形成所述保护膜。

可选地，所述在第二预设温度下，采用所述含卤气体与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，以去除所述硅片的表面的金属杂质的步骤，包括：

在所述第二预设温度下，保持5-120分钟，采用所述含卤气体与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，去除所述硅片的表面的金属杂质。

可选地，所述在第二预设温度下，采用所述含卤气体与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，以去除所述硅片的表面的金属杂质的步骤之后，还包括：

采用惰性气体在第三预设温度以下冷却所述硅片，所述第三预设温度为200℃。

可选地，所述含卤气体包括：氯气、溴气、氟气、四氯化碳、氯化氢、氟利昂中的至少一种；

所述惰性气体包括：氮气、氩气、氦气中的至少一种。

可选地，所述第一预设温度为600℃-900℃，所述第二预设温度为700℃-1300℃。

第二方面，本发明实施例还公开了一种硅片处理装置，所述硅片处理装置包括：载台、输送机构、处理腔以及进气机构；其中，

所述处理腔固定连接于所述载台，所述处理腔上设有开口；

所述输送机构滑动连接于所述载台，且与所述开口相对，所述输送机构用于通过所述开口向所述处理腔内运输多个硅片，或者，将所述多个硅片从所述处理腔内输出；在放置有所述硅片的情况下，所述输送机构可带动多个所述硅片进入所述处理腔内；

所述处理腔内设有加热机构，所述加热机构用于调节所述处理腔内的温度；

所述处理腔还设有进气口，所述进气机构与所述进气口连接；所述进气机构可从所述进气口向所述处理腔内通入反应气体，所述反应气体至少包括：含氧气体和含卤气体，所述含氧气体在第一预设温度下与所述硅片的表面反应，在所述硅片的表面形成保护膜；所述含卤气体在第二预设温度下与形成有所述保护膜的所述硅片的表面反应，可去除所述硅片的表面的金属杂质，其中，所述硅片的基体内的金属杂质可在所述第二预设温度下扩散至所述硅片的表面。

可选地，所述载台包括用于固定连接所述处理腔的第一连接部和滑动连接所述输送机构的第二连接部，所述输送机构包括用于密封所述开口的密封部和用于放置所述多个硅片的载重部；

所述密封部滑动连接于所述第二连接部，且所述密封部与所述开口相对；

所述载重部连接于所述密封部靠近所述处理腔的一侧。

可选地，所述载重部包括支撑结构和用于放置所述多个硅片的承载盘，所述支撑结构连接于所述密封部靠近所述处理腔的一侧，所述承载盘设于所述支撑结构上；

所述承载盘的材质包括：石英、氧化铝、石墨、碳碳和碳化硅中的至少一种。

可选地，所述进气机构包括用于输入所述含氧气体的第一管路和用于输入所述反应气体的第二管路；

所述第一管路和所述第二管路均与所述进气口连接；

所述第一管路内设有第一阀门，所述第二管路内设有第二阀门。

本发明实施例包括以下优点：

在本发明实施例中，在所述第一预设温度下，所述含氧气体可以与所述硅片的表面反应，并在所述硅片的表面形成保护所述硅片的保护膜。在所述第二预设温度，所述含卤气体可以与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，可以去除所述硅片的表面的金属杂质，由于所述硅片的基体内的金属杂质在所述第二预设温度下可以扩散至所述硅片的表面，可有效去除所述硅片的表面和基体内的金属杂质，并有效提高所述硅片的纯度；而且采用上述工艺纯化硅片的过程简单，成本较低。

附图说明

图1是本发明的一种硅片处理方法实施例的步骤流程图；

图2是本发明的另一种硅片处理方法实施例的步骤流程图；

图3是本发明的一种硅片纯化过程的示意图；

图4是本发明的一种硅片处理装置实施例的结构示意图；

图5是本发明的另一种硅片处理装置实施例的结构示意图；

图6是本发明的一种硅片放置在承载盘上的结构示意图；

图7是本发明的另一种硅片放置在承载盘上的结构示意图；

图8是本发明的又一种硅片放置在承载盘上的结构示意图。

附图标记：

1-输送机构，11-密封部，12-载重部，121-支撑结构，122-承载盘，1221-承载底座，1222-安装槽，2-处理腔，21-开口，22-进气口，23-出气口，3-硅片，4-载台，41-第一连接部，42-第二连接部，421-滑轨，5-进气机构，511-第三管路，512-第一管路，513-第二管路，521-第三阀门，522-第一阀门，523-第二阀门，6-保护膜，7-气流边界层，8-主气流层，100-金属原子聚合物，101-金属原子，200-含卤气体原子，300-金属化合物。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

需要说明的是，本发明实施例中的硅片处理方法可以通过硅片处理装置完成，如图4所示，所述硅片处理装置可以包括：用于放置硅片以及对硅片进行纯化处理的处理腔，用于输送硅片进入或退出所述处理腔的输送机构，用于调节所述处理腔内的温度的加热机构，用于向所述处理腔内通入含氧气体或者含卤气体的进气机构。

参照图1，示出了本发明的一种硅片处理方法实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤101：提供硅片。

本发明实施例中，可以先将硅片放置在处理平台上，所述硅片的数量可以是一个或者多个。具体地，可以控制输送机构带动多个硅片进入处理腔，进一步地，所述输送机构可以一次带动较多的所述硅片，可以提高对所述硅片的处理效率。

在实际应用中，可以先打开所述处理腔的开口，以使所述输送机构可以带动所述硅片穿过所述开口进入所述处理腔内。

在实际应用中，所述输送机构可以包括驱动结构和用于承载所述硅片的载重结构，所述驱动结构可以与所述载重结构连接，并可以用于驱动所述载重结构运动。具体地，可以通过人工先将所述硅片装到所述载重结构上，再控制所述驱动结构驱动所述载重结构运动，以使所述载重结构可以带动所述硅片进入所述处理腔。

步骤102：提供反应气体，其中，所述反应气体至少包括含氧气体和含卤气体。

具体地，所述反应气体可以包括含氧气体和含卤气体。所述含氧气体可以包括：氧气或者含氧元素的气体。所述含卤气体可以是卤族气体或者含卤族元素的化合物，具体可以包括：氯气、溴气、氟气、四氯化碳、氯化氢、氟利昂中的至少一种。

具体地，所述反应气体中还可以包括惰性气体，例如，在通入所述含氧气体之前可以先通入惰性气体，或者在通入所述含氧气体的同时可以通入所述惰性气体，又或者在通入所述含卤气体的同时也可以通入所述惰性气体。所述惰性气体可以包括：氮气、氩气、氦气中的至少一种。

步骤103：在第一预设温度下，采用所述含氧气体与所述硅片的表面反应，以使所述硅片的表面形成保护膜。

本发明实施例中，可以采用加热机构将所述处理腔内的温度调节至第一预设温度，具体地，所述加热机构可以设于所述处理腔内，所述加热机构可以为电阻加热器、电磁加热器或红外线加热器等，本发明实施例对.此不作具体限定。

具体地，在采用所述加热机构调节所述处理腔内的温度之前，可以先使用闸门密封所述处理腔的开口，进而密封所述处理腔，以加快所述加热机构将所述处理腔内的温度调节至所述第一预设温度的速度。

具体地，所述第一预设温度可以为600℃-900℃。

进一步地，可以采用进气机构向所述处理腔内输入含氧气体。

具体地，在所述处理腔内的温度达到第一预设温度，且进气机构向所述处理腔内输入含氧气体的情况下，所述含氧气体可以与所述硅片的表面反应形成所述保护膜。所述保护膜可以形成于所述硅片的表面，用于保护所述硅片的基体。

具体地，在形成所述保护膜的过程中，可以控制所述含氧气体的流量为0.05-0.2升每分钟，所述处理腔内的温度为600-900℃。

进一步地，所述保护膜的厚度可以控制在0.1-0.5微米之间，使得所述保护膜即可以保护所述硅片表面不被腐蚀，也可以避免阻止反应气体扩散至硅片表面。

具体地，可以先使用所述加热机构将所述处理腔内的温度调节至第一预设温度，再使用所述进气机构向所述处理腔内输入含氧气体；也可以先使用所述进气机构向所述处理腔内输入含氧气体，再使用所述加热机构将所述处理腔内的温度调节至第一预设温度，本发明实施例对此不作具体限定。

步骤104：在第二预设温度下，采用所述含卤气体与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，以去除所述硅片的表面的金属杂质，其中，所述硅片的基体内的金属杂质在所述第二预设温度下可扩散至所述硅片的表面。

本发明实施例中，在所述含氧气体与所述硅片表面反应形成保护膜之后，可以采用所述加热机构将所述处理腔内的温度调节至第二预设温度，并采用所述进气机构向所述处理腔内输入至少包括含卤气体的反应气体，使得所述含卤气体可以与所述硅片的表面反应，以去除所述硅片的表面的金属杂质以及从所述硅片的基体内扩散至表面的金属杂质。具体地，在所述第二预设温度下，所述含卤气体可以与所述硅片的表面的金属杂质反应生成化合物，所述化合物在所述第二预设温度下的沸点较低，容易挥发，可以实现将所述金属杂质从所述硅片中分离出去，提高所述硅片的纯度。

具体地，可以先采用所述加热机构将所述处理腔内的温度调节至所述第二预设温度，再采用所述进气机构向所述处理腔内输入所述至少包括含卤气体的反应气体；或者，也可以先采用所述进气机构向所述处理腔内输入所述至少包括含卤气体的反应气体，再采用所述加热机构将所述处理腔内的温度调节至所述第二预设温度，本发明实施例对此不作具体限定。

具体地，所述第二预设温度可以为700℃-1300℃。在第二预设温度下，所述含卤气体与所述硅片的表面的金属杂质反应之后，所述硅片基体内的金属杂质的浓度较高，容易由所述硅片的基体扩散至所述硅片表面，使得所述含卤气体持续与所述硅片表面的金属杂质反应，可以达到对所述硅片提纯的效果。

具体地，在通入含卤气体的同时可以通入惰性气体，在高温环境下，所述惰性气体不与硅片反应，可以减少硅片的损失。所述惰性气体可以包括：氮气、氩气、氦气中的至少一种。进一步地，所述含卤气体与所述惰性气体的比例可以为1∶999至999∶1之间的任意一个。

如图3所示，所述含卤气体与所述硅片基体扩散至所述硅片表面的金属杂质反应的过程如下：

所述含卤气体沿箭头方向吹扫硅片3，以形成气流边界层7和主气流层8，所述含卤气体中的反应气体原子200可以从主气流层8扩散至气流边界层7，随后扩散至保护膜层6。硅片3的基体内的金属原子聚合物100在高温环境下分解成金属原子101，随后金属原子101可以扩散至溶解度更大的保护膜层6中，保护膜层6中的反应气体原子200可以与金属原子101键合，并随着保护膜层6的腐蚀进入气流边界层7，最终扩散至主气流层8，被主气流带走。

具体地，如表1，示出了一种硅片纯化前后的参数对比表。由表1可知，经过上述处理后的硅片基体内的金属杂质含量降低，相较于不经上述处理的硅片直接制成的电池，由经过上述处理的所述硅片以相同工艺条件制成的电池的转换效率增大。

表1：

综上，本发明实施例所述的硅片处理方法至少包括以下优点：

在本发明实施例中，在所述第一预设温度下，所述含氧气体可以与所述硅片的表面反应，并在所述硅片的表面形成保护所述硅片的保护膜。在所述第二预设温度，所述含卤气体可以与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，可以去除所述硅片的表面的金属杂质，由于所述硅片的基体内的金属杂质在所述第二预设温度下可以扩散至所述硅片的表面，可有效去除所述硅片的表面和基体内的金属杂质，并有效提高所述硅片的纯度；而且采用上述工艺纯化硅片的过程简单，成本较低。

参照图2，示出了本发明的另一种硅片处理方法实施例的步骤流程图，具体可以包括以下步骤：

步骤201：提供硅片。

具体地，本步骤的具体实施过程可以参照步骤101执行即可，在此不做赘述。

步骤202：提供反应气体，其中，所述反应气体至少包括含氧气体和含卤气体。

具体地，本步骤的具体实施过程可以参照步骤102执行即可，在此不做赘述。

步骤203：在所述第一预设温度下，保持5-60分钟，采用所述含氧气体与所述硅片的表面反应，以使所述硅片的表面形成所述保护膜。

具体地，在向所述处理腔内输入含氧气体之后，可以在所述第一预设温度下保持5-60分钟，使得所述含氧气体可以与所述硅片表面充分反应，并在所述硅片表面形成可以保护所述硅片的保护膜，所述保护膜可以为二氧化硅层。

具体地，通过向所述处理腔内输入含氧气体，可以控制所述保护膜的膜层厚度以及所述保护膜在硅片表面分布的均匀程度，且可以快速且可控地在硅片表面形成一定厚度的所述保护膜，以避免所述硅片在后续的气体环境中过度反应而受到腐蚀。

具体地，可以采用加热机构将处理腔的温度调节至所述第一预设温度，在实际应用中，在将所述处理腔内的温度调节至所述第一预设温度之前，可以先采用所述进气机构向所述处理腔输入惰性气体，以使用所述惰性气体置换所述处理腔内的空气，避免空气干扰对所述硅片的纯化处理。

具体地，可以先通过出气口对所述处理腔抽真空，然后再采用所述进气机构向所述处理腔输入所述惰性气体，进而实现所述惰性气体对所述处理腔内空气的置换。

具体地，在使用所述惰性气体置换所述处理腔内的空气之前，可以先使用闸门密封所述处理腔的开口。

步骤204：在所述第二预设温度下，保持5-120分钟，采用所述含卤气体与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，去除所述硅片的表面的金属杂质，其中，所述硅片的基体内的金属杂质在所述第二预设温度下可扩散至所述硅片的表面。

本发明实施例中，在所述硅片表面形成保护膜之后，可以采用所述加热机构将所述处理腔内的温度调节至所述第二预设温度，并采用所述进气机构向所述处理腔内输入所述至少包括含卤气体的反应气体，具体地，所述反应气体的输入量可根据实际需求进行调整。

具体地，可以先采用所述加热机构将所述处理腔内的温度调节至所述第二预设温度，再采用所述进气机构向所述处理腔内输入所述至少包括含卤气体的反应气体；或者，也可以先采用所述进气机构向所述处理腔内输入所述至少包括含卤气体的反应气体，再采用所述加热机构将所述处理腔内的温度调节至所述第二预设温度，本发明实施例对此不作具体限定。所述第二预设温度可以为700-1300℃。

进一步地，在所述第二预设温度下，保持5-120分钟，以使所述含卤气体可以与所述硅片的表面的金属杂质充分反应，这样，得到的所述硅片的纯度较高，品质较好。

步骤205：采用惰性气体在第三预设温度以下冷却所述硅片，所述第三预设温度为200℃。

具体地，在所述含卤气体和所述硅片的表面的金属杂质充分反应之后，可以采用所述进气机构向所述处理腔输入惰性气体，以冷却所述处理腔的温度。具体地，可以将所述处理腔内的温度冷却至200℃以下。

在实际应用中，在所述处理腔内的温度冷却至200℃以下时，可以打开所述处理腔的开口，控制所述输送机构带动所述硅片退出所述处理腔。

综上，本发明实施例所述的硅片处理方法至少包括以下优点：

在本发明实施例中，在所述第一预设温度下，所述含氧气体可以与所述硅片的表面反应，并在所述硅片的表面形成保护所述硅片的保护膜。在所述第二预设温度，所述含卤气体可以与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，可以去除所述硅片的表面的金属杂质，由于所述硅片的基体内的金属杂质在所述第二预设温度下可以扩散至所述硅片的表面，可有效去除所述硅片的表面和基体内的金属杂质，并有效提高所述硅片的纯度；而且采用上述工艺纯化硅片的过程简单，成本较低。

本发明实施例的另一个核心构思在于公开一种硅片处理装置。

参照图4，示出了本发明的一种硅片处理装置的结构示意图，所述硅片处理装置具体可以包括：载台4、输送机构1、处理腔2以及进气机构5；其中，处理腔2可以固定连接于载台4，处理腔2上可以设有开口21；输送机构1可以滑动连接于载台4，且与开口21相对，输送机构1可以用于通过开口21向处理腔内运输多个硅片3，或者，将多个硅片3从处理腔2内输出；在放置硅片3的情况下，输送机构1可以带动多个硅片3进入处理腔2内；处理腔2内可以设有加热机构，加热机构可以用于调节处理腔2内的温度；处理腔2还可以设有进气口22，进气机构5可以与进气口22连接；进气机构5可以从进气口22向处理腔2内通入反应气体，所述反应气体可以包括含氧气体和含卤气体，含氧气体在第一预设温度下可与硅片3的表面反应，在硅片3的表面形成保护膜；含卤气体可在第二预设温度下与形成有所述保护膜的硅片3的表面反应，可去除硅片3的表面的金属杂质，其中，硅片3的基体内的金属杂质可以在第二预设温度下扩散至硅片3的表面。

在本发明实施例中，输送机构1沿载台4滑动，可以带动硅片3从开口21进入处理腔2内，然后可以通过加热机构将处理腔2内的温度调节至第一预设温度，进气机构5可以先通过进气口22向处理腔2内输入含氧气体，使得含氧气体可以与硅片3表面反应生成保护硅片3的保护膜。达到预设时间之后，加热机构可以将处理腔2内的温度调节至第二预设温度，且进气机构5可以通过进气口22向处理腔2内输入至少包括含卤气体的反应气体，使得含卤气体可以与硅片3基体扩散到硅片3表面的金属杂质反应，有效提高硅片3的纯度，进而可以有效提高太阳能电池的转换效率，而且处理过程简单，成本较低。而且，输送机构1可以一次带动多个硅片3进入处理腔2，同时对较多的硅片3进行处理，可以有效降低硅片3的处理成本，提高硅片3的处理效率。

具体地，可以先使用加热机构将处理腔2内的温度调节至第一预设温度，再使用进气机构5向处理腔2内输入含氧气体；也可以先使用进气机构5向处理腔2内输入含氧气体，再使用加热机构将处理腔2内的温度调节至第一预设温度，本发明实施例对此不作具体限定。所述第一预设温度可以为700-1300℃。

具体地，可以先采用所述加热机构将所述处理腔内的温度调节至所述第二预设温度，再采用所述进气机构向所述处理腔内输入所述至少包括含卤气体的反应气体；或者，也可以先采用所述进气机构向所述处理腔内输入所述至少包括含卤气体的反应气体，再采用所述加热机构将所述处理腔内的温度调节至所述第二预设温度，本发明实施例对此不作具体限定。所述第二预设温度可以为700-1300℃。

本发明实施例中的载台4可以为连接处理腔2和输送机构1的结构。

本发明实施例中的输送机构1可以包括驱动结构和载重结构，驱动结构可以与载重结构连接，载重结构可以放置硅片3，这样，驱动结构驱动载重结构运动，载重结构可以沿载台4滑动，并带动硅片3运动。具体地，载重结构一次可以承载多个硅片3，载重结构的装片量较高，可以有效摊薄折旧成本，使得硅片3的单片处理成本较低。

具体地，所述驱动结构可以为电机或气缸等，本发明实施例对此不作具体限定。

本发明实施例中的处理腔2可以包括用于容纳硅片3和加热机构的空间，使得硅片3可以进入处理腔2内进行处理。

具体地，处理腔2可以设有开口21，输送机构1带动硅片3穿设于开口21，可以进入或退出处理腔2。

本发明实施例中的进气机构5为用于向处理腔2内输入反应气体的结构。具体地，进气机构5可以包括气体存储腔和泵，泵可以分别与气体存储腔和进气口22连接，以将气体存储腔内的气体泵入处理腔2。含氧气体和反应气体可以采用不同的气体存储腔储存。

具体地，反应气体还可以包括惰性气体，在通过含卤气体的过程中，可保持含卤气体与惰性气体的比例为1∶999至999∶1之间的任意一个，通过调节含卤气体和惰性气体之间的比例可以调节含卤气体的浓度，具体可根据硅片3的实际处理量进行调整，本发明实施例对此不作具体限定。含氧气体可以为含氧气体和惰性气体的混合气体。

具体地，处理腔2可以设有进气口22，在实际应用中，可以通过进气口22向处理腔2内先输入惰性气体，再通入包含含卤气体的反应气体。或者，可以通过进气口22向处理腔2内先输入惰性气体，再通入含氧气体，最后输入包含含卤气体的反应气体。

具体地，处理腔2还可以设有出气口23，可以通过出气口23排出处理腔2内的空气，进而可以调节处理腔2内的压力和气体成分。例如，可以通过进气口22向处理腔2内输入惰性气体，并通过出气口23排出处理腔2内的空气，使得惰性气体可以置换处理腔2内的空气。

本发明实施例中的加热机构为用于调节处理腔2内温度的设备，例如，加热机构可以为电磁加热器、红外线加热器或电阻较热器等，本发明实施例对此不作具体限定。

进一步地，加热机构可以将处理腔2内的温度调节至第一预设温度，在第一预设温度下，含氧气体可以和硅片3表面反应生成保护膜，所述保护膜可以为二氧化硅。在实际应用中，可以先向处理腔2内输入含氧气体，以使硅片3表面可以生成保护膜，达到预设时间之后，加热机构可以将处理腔2内的温度调节至第二预设温度，再向处理腔2内输入反应气体，使得保护膜可以阻挡反应气体与硅片3反应而腐蚀硅片3。通过进气口22通入含氧气体之后，可以保持5-60分钟，使得含氧气体可以和硅片3表面充分反应。

具体地，含卤气体可以和硅片3的表面的金属杂质反应生成金属化合物，所述金属化合物的沸点较低，在第二预设温度下，所述金属化合物可以以气态的形式被气流带走。在实际应用中，含卤气体先与硅片3的表面的金属杂质反应，使得硅片3的表面的金属杂质的浓度降低，使得硅片的表面的金属杂质与硅片3的基体内部的金属杂质之间形成浓度差，而在第二预设温度下，金属杂质可以从高浓度区域持续往低浓度区域扩散，使得硅片3的基体内的金属杂质可以从硅片3的基体内部扩散至硅片3的表面，并与含卤气体反应生成易挥发的金属化合物，金属杂质可以从硅片3中分离，进而可以提高硅片3的纯度和品质，以及后续太阳能电池的转换效率。通过进气口22通入反应气体之后，可以保持5-120分钟，使得含卤气体可以和硅片3中的金属杂质充分反应。

具体地，金属杂质可以包括金属及其金属化合物。例如：金属钙、铝、铁、镁、钛等，及其对应的金属化合物。

具体地，含卤气体和扩散至硅片3的表面的金属杂质充分反应后，还可以再次通过进气口22向处理腔2内输入惰性气体，以冷却处理腔2内的温度，在实际应用中，可以将处理腔2内的温度冷却至200℃以下。进一步地，在将处理腔2内的温度冷却至200℃以下之后，输送机构1可以带动硅片3退出处理腔2，得到处理后的硅片3。

本发明的一些可选实施例中，硅片处理装置还可以包括用于密封开口21的闸门，闸门可以活动连接于开口21。

在本发明实施例中，闸门可以打开开口21，使得输送机构1可以带动硅片3通过开口21进入处理腔2内。闸门可以通过密封开口21，实现对处理腔2的密封，可以避免处理腔2内的气体与空气发生置换，减少处理腔2内的热量散失，提高硅片3处理的稳定性和处理效率。

具体地，闸门可以采用电动控制或手动控制，本发明实施例对此不作具体限定。

本发明的另一些可选实施例中，载台4可以包括用于固定连接处理腔2的第一连接部41和用于滑动连接输送机构的第二连接部42，输送机构1可以包括用于密封开口21的密封部11和用于放置多个硅片3的载重部12；密封部11可以滑动连接于第二连接部42，且密封部11可以与开口21相对；载重部12连接于密封部11靠近处理腔2的一侧。

在本发明实施例中，密封部11沿第二连接部42朝向开口21滑动的情况下，密封部11可以带动载重部12上的硅片3穿过开口21进入处理腔2，并且密封部11可以将载重部12上的硅片3密封在处理腔2内，可以提高硅片3处理的稳定性。密封部11沿第二连接部42背离开口21滑动的情况下，密封部11可以带动载重部12上的硅片3穿过开口21退出处理腔2，提高了硅片3进出处理腔2的便捷性。

具体地，如图5所示，密封部11将处理腔2的开口21密封，载重部12上的硅片3可以密封在处理腔2内。如图4所示，密封部11背离开口21滑动，并带动载重部12上的硅片3退出处理腔2。

具体地，输送机构1可以包括驱动结构，驱动结构可以与密封部11连接，用于驱动密封部11沿第二连接部42滑动。

可选地，载重部12可以包括支撑结构121和用于放置多个硅片3的承载盘122，支撑结构121可以连接于密封部11靠近处理腔2的一侧，承载盘122可以设于支撑结构121上；承载盘122的材质可以包括：石英、氧化铝、石墨、碳碳和碳化硅中的至少一种。

在本发明实施例中，承载盘122可以用于放置硅片3，而且承载盘122可以带动硅片3进入处理腔2，而承载盘122的材质选自石英、氧化铝、石墨、碳碳和碳化硅中的一种，可以避免承载盘122在处理腔2内与硅片3反应生成新的杂质，提高硅片3的品质。

具体地，第二连接部42可以设有滑轨421，密封部11可以滑动连接于滑轨421，使得密封部11可以带动支撑杆进入或退出处理腔2。

具体地，如图6所示，多个硅片3可以横向放置在承载盘122上，多个硅片3可以叠放或分开放置。如图7所示，多个硅片3还可以竖向放置在承载盘122上，如图8所示，多个硅片3也可以菱形放置在承载盘122上。本发明实施例对硅片3放置在承载盘122上的方式不作具体限定，具体可参考3-5进行设置。

如图8所示，承载盘122可以包括承载底座1221，承载底座1221延其长度方向上可以设有依次连接的安装槽1222，安装槽1222用于放置硅片3；安装槽1222沿承载底座1221的宽度方向上的正投影的形状可以为V形。

在本发明实施例中，在承载底座1221上布置用于放置硅片3的安装槽1222，可以提高承载盘122的支撑强度，避免硅片3发生碎裂。而且，反应气体沿承载底座1221的长度方向吹向硅片3，可以增大反应气体与硅片3的接触面积，提高对硅片3的纯化效果。

可选地，进气机构5可以包括用于输入含氧气体的第一管路512和用于输入反应气体的第二管路513；第一管路512和第二管路513均可以与进气口22连接；第一管路512内可以设有第一阀门522，第二管路513内可以设有第二阀门523。

在本发明实施例中，第一阀门522打开，可以通过第一管路512向处理腔2输入含氧气体；第二阀门523打开，可以通过第二管路513向处理腔2输入反应气体。

具体地，进气机构5还可以包括用于输入惰性气体的第三管路511、第三管路511内可以设置有第三阀门521，第三阀门521打开，可以通过第三管路511向处理腔2输入惰性气体。

进一步地，可以先将第三阀门521打开，通过第三管路511向处理腔2输入惰性气体，以使用惰性气体置换处理腔2内的空气。然后关闭第三阀门521，可以使用加热机构将处理腔2内的温度调节至第一预设温度。再然后，可以打开第一阀门522，通过第一管路512向处理腔2输入含氧气体，关闭第一阀门522，保持5-60分钟，使得硅片3表面形成二氧化硅的保护膜。接着，可以打开第二阀门523，通过第二管路513向处理腔2输入反应气体，关闭第二阀门523，使用加热机构将处理腔2内的温度调节至第二预设温度，保持5-120分钟，使得反应气体中的含卤气体可以与扩散至硅片3表面的金属杂质反应，以去除扩散至硅片3表面的金属杂质。最后，可以再次打开第三阀门521，通过第三管路511向处理腔2输入惰性气体，使得惰性气体可以置换处理腔2内的反应气体，将硅片3冷却至200℃以下。

可选地，含卤气体可以包括：氯气、溴气、氟气、四氯化碳、氯化氢、氟利昂中的至少一种。在实际应用中，氯气、溴气、氟气、四氯化碳、氯化氢、氟利昂等含卤气体在高温环境下，容易与扩散至硅片3表面的金属杂质反应，而与硅的反应较慢，可以提高硅片3的品质。惰性气体可以包括：氮气、氩气、氦气中的至少一种。在实际应用中，氮气、氩气、氦气等惰性气体不与硅片3反应，可以提高硅片3的品质。

具体地，含卤气体可以包括氯气、溴气、氟气、四氯化碳、氯化氢、氟利昂中的一种或多种。惰性气体可以包括氮气、氩气、氦气中的一种或多种。

可选地，第一预设温度可以为600℃-900℃，第二预设温度可以为700℃-1300℃。在实际应用中，第二预设温度为700℃-1300℃的情况下，含卤气体可以与扩散至硅片3表面的金属杂质反应生成化合物，而所述化合物在700℃-1300℃的环境下容易挥发，便于将所述化合物与硅片3分离，提高硅片3的纯度和产品品质。

综上，本发明实施例所述的硅片处理装置至少包括以下优点：

在本发明实施例中，在所述第一预设温度下，所述含氧气体可以与所述硅片的表面反应，并在所述硅片的表面形成保护所述硅片的保护膜。在所述第二预设温度，所述含卤气体可以与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，可以去除所述硅片的表面的金属杂质，由于所述硅片的基体内的金属杂质在所述第二预设温度下可以扩散至所述硅片的表面，可有效去除所述硅片的表面和基体内的金属杂质，并有效提高所述硅片的纯度；而且采用上述工艺纯化硅片的过程简单，成本较低。

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，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，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是本发明实施例所必须的。

对于方法实施例而言，由于其与装置实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端设备不仅包括那些要素，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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种硅片处理方法和硅片处理装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种硅片处理方法，其特征在于，所述硅片处理方法包括：

提供硅片；

提供反应气体，其中，所述反应气体至少包括含氧气体和含卤气体；

在第一预设温度下，采用所述含氧气体与所述硅片的表面反应，以使所述硅片的表面形成保护膜；

在第二预设温度下，采用所述含卤气体与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，以去除所述硅片的表面的金属杂质，其中，所述硅片的基体内的金属杂质在所述第二预设温度下可扩散至所述硅片的表面。

2.根据权利要求1所示的硅片处理方法，其特征在于，所述在第一预设温度下，采用所述含氧气体与所述硅片的表面反应，以使所述硅片的表面形成保护膜的步骤，包括：

在所述第一预设温度下，保持5-60分钟，采用所述含氧气体与所述硅片的表面反应，以使所述硅片的表面形成所述保护膜。

3.根据权利要求1所示的硅片处理方法，其特征在于，所述在第二预设温度下，采用所述含卤气体与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，以去除所述硅片的表面的金属杂质的步骤，包括：

在所述第二预设温度下，保持5-120分钟，采用所述含卤气体与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，去除所述硅片的表面的金属杂质。

4.根据权利要求1所示的硅片处理方法，其特征在于，所述在第二预设温度下，采用所述含卤气体与形成所述保护膜的所述硅片的表面反应，以去除所述硅片的表面的金属杂质的步骤之后，还包括：

采用惰性气体在第三预设温度以下冷却所述硅片，所述第三预设温度为200℃。

5.根据权利要求4所述的硅片处理方法，其特征在于，所述含卤气体包括：氯气、溴气、氟气、四氯化碳、氯化氢、氟利昂中的至少一种；

所述惰性气体包括：氮气、氩气、氦气中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的硅片处理方法，其特征在于，所述第一预设温度为600℃-900℃，所述第二预设温度为700℃-1300℃。

7.一种硅片处理装置，其特征在于，所述硅片处理装置包括：载台、输送机构、处理腔以及进气机构；其中，

所述处理腔固定连接于所述载台，所述处理腔上设有开口；

所述输送机构滑动连接于所述载台，且与所述开口相对，所述输送机构用于通过所述开口向所述处理腔内运输多个硅片，或者，将所述多个硅片从所述处理腔内输出；在放置有所述硅片的情况下，所述输送机构可带动多个所述硅片进入所述处理腔内；

所述处理腔内设有加热机构，所述加热机构用于调节所述处理腔内的温度；

所述处理腔还设有进气口，所述进气机构与所述进气口连接；所述进气机构可从所述进气口向所述处理腔内通入反应气体，所述反应气体至少包括：含氧气体和含卤气体，所述含氧气体在第一预设温度下与所述硅片的表面反应，在所述硅片的表面形成保护膜；所述含卤气体在第二预设温度下与形成有所述保护膜的所述硅片的表面反应，去除所述硅片的表面的金属杂质，其中，所述硅片的基体内的金属杂质可在所述第二预设温度下扩散至所述硅片的表面。

8.根据权利要求7所述的硅片处理装置，其特征在于，所述硅片处理装置还包括用于密封所述开口的闸门，所述闸门活动连接于所述开口。

9.根据权利要求7所述的硅片处理装置，其特征在于，所述载台包括用于固定连接所述处理腔的第一连接部和滑动连接所述输送机构的第二连接部，所述输送机构包括用于密封所述开口的密封部和用于放置所述多个硅片的载重部；

所述密封部滑动连接于所述第二连接部，且所述密封部与所述开口相对；

所述载重部连接于所述密封部靠近所述处理腔的一侧。

10.根据权利要求9所述的硅片处理装置，其特征在于，所述载重部包括支撑结构和用于放置所述多个硅片的承载盘，所述支撑结构连接于所述密封部靠近所述处理腔的一侧，所述承载盘设于所述支撑结构上；

所述承载盘的材质包括：石英、氧化铝、石墨、碳碳和碳化硅中的至少一种。

11.根据权利要求7所述的硅片处理装置，其特征在于，所述进气机构包括用于输入所述含氧气体的第一管路和用于输入所述反应气体的第二管路；

所述第一管路和所述第二管路均与所述进气口连接；

所述第一管路内设有第一阀门，所述第二管路内设有第二阀门。

Images