CN115430652A - 一种lpcvd石英舟的饱和清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法，所述饱和清洗方法包括：对使用次数到达清洗阈值区间的LPCVD石英舟进行碱洗，并根据LPCVD石英舟是使用次数控制碱洗时长；对碱洗后的LPCVD石英舟进行水洗处理；对水洗后的LPCVD石英舟进行干燥处理；对干燥后的LPCVD石英舟进行饱和处理；对饱和后的LPCVD石英舟进行冷却处理。本发明通过根据使用次数对达到使用次数清洗阈值区间的LPCVD石英舟进行不同程度的碱洗以及水洗、干燥、饱和冷却处理，从而降低了LPCVD石英舟受应力隐裂风险以及清洗过程中被化学品腐蚀的风险，提高石英舟使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于晶体硅太阳电池技术领域，尤其涉及一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法。
背景技术
近年来，ToPCon高效太阳电池(隧穿氧化层钝化接触的太阳能电池)技术飞速发展，已实现大规模产业化。在ToPCon高效太阳电池的生产过程中，需要进行LPCVD(低压化学气象沉积)工序。其中，LPCVD工序是在电池背面制备一层超薄可隧穿的氧化层和一层多晶硅薄层，主要原理是采用气态硅烷在高温、低压下发生热分解生成多晶硅沉积在N型晶体硅表面。
在进行LPCVD工序时，先将硅片插在石英舟内，然后将插满硅片的石英舟放入LPCVD炉管内进行沉积，沉积完毕后将硅片从石英舟内取出，然后再插入新的硅片进行下一批沉积，因此在生产过程中，石英舟是重复使用的。多晶硅薄膜也不可避免的沉积到石英舟上，且随着使用次数的增加，石英舟上多晶硅膜的厚度越来越厚。在多晶硅与石英之间的晶格失配及热应力作用下，最终将导致石英舟发生隐裂甚至断裂。随着时间的增加，发生隐裂的可能性越大，如不及时进行处理，最终导致石英舟及上面承载的硅片报废。
现有的清洗石英舟的方法未考虑因多晶硅与石英之间的晶格失配及应力作用，在洗掉石英舟表面所有沉积的多晶硅的同时，也使得化学品直接与石英舟进行反应从而致使石英舟隐裂。
发明内容
为了解决背景技术中所述的对现有清洗石英舟的方法未考虑因多晶硅与石英之间的晶格失配及应力作用，在洗掉石英舟表面沉积的多晶硅的同时，也使得化学品直接与石英舟反应从而致使石英舟隐裂的问题，本发明提出了如下技术方案：
一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法，所述饱和清洗方法包括：
对使用次数到达清洗阈值区间的LPCVD石英舟进行碱洗，并根据LPCVD石英舟是使用次数控制碱洗时长；
对碱洗后的LPCVD石英舟进行水洗处理；
对水洗后的LPCVD石英舟进行干燥处理；
对干燥后的LPCVD石英舟进行饱和处理；
对饱和后的LPCVD石英舟进行冷却处理。
其中，所述碱洗过程中使用的碱洗液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
进一步地，所述碱洗过程中使用的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液的浓度为5％。
进一步地，所述水洗处理过程中需要将碱洗后的LPCVD石英舟放入纯水中浸泡，浸泡时长根据LPCVD石英舟的使用次数进行调整。
进一步地，所述碱洗时长至少为60分钟。
进一步地，使用次数到达清洗阈值区间的所述LPCVD石英舟的使用次数每增加10次，LPCVD石英舟的碱洗时长增加10分钟。
进一步地，所述清洗阈值区间为100次-150次。
进一步地，所述饱和处理中，需要将干燥后的LPCVD石英舟置于炉温为580℃-620℃、压强为0.15Torr-0.25Torr的管式LPCVD炉管中，通入流量为350sccm-400sccm的气态硅烷进行饱和沉积。
进一步地，所述饱和沉积的时长为90分钟-120分钟。
有益效果：本发明通过根据使用次数对达到使用次数清洗阈值区间的LPCVD石英舟进行不同程度的碱洗以及水洗、干燥、饱和冷却处理，从而降低了LPCVD石英舟受应力隐裂风险以及清洗过程中被化学品腐蚀的风险，提高石英舟使用寿命。
附图说明
图1为根据本发明的实施例提供的一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法的流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步详细地描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
图1是根据本发明的实施例提供的一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法的流程图。
参照图1，根据本发明的实施例提供的一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法包括如下步骤：
S10、对使用次数到达清洗阈值区间的LPCVD石英舟进行碱洗，并根据LPCVD石英舟是使用次数控制碱洗时长；
S20、对碱洗后的LPCVD石英舟进行水洗处理；
S30、对水洗后的LPCVD石英舟进行干燥处理；
S40、对干燥后的LPCVD石英舟进行饱和处理；
S50、对饱和后的LPCVD石英舟进行冷却处理。
具体地，在使用LPCVD石英舟进行LPCVD(低压化学气象沉积)工序时，需要记录每台LPCVD石英舟的使用次数。当每台LPCVD石英舟的使用次数达到清洗阈值区间时，将使用次数到达清洗阈值区间的LPCVD石英舟取出并进行清洗。其中，清洗阈值区间为100次-150次。在使用次数超过清洗阈值区间的最大值后，LPCVD石英舟发生隐裂的风险会急剧增大。
具体地，使用次数达到清洗阈值区间的LPCVD石英舟在取出之后需要置入碱洗液中进行碱洗处理。其中，进行碱洗处理时所使用的碱洗液采用浓度为5％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。此外，碱洗的时长与LPCVD石英舟的使用次数相关联。使用次数在清洗阈值区间内的LPCVD石英舟的碱洗时长至少为60分钟，并且在清洗阈值区间内，LPCVD石英舟的使用次数每增加10次，LPCVD石英舟的碱洗时长增加10分钟。例如，当LPCVD石英舟的使用次数为100次时，LPCVD石英舟的碱洗时长为60分钟。当LPCVD石英舟的使用次数为110次时，LPCVD石英舟的碱洗时长需要在60分钟的基础上额外增加10分钟，即需要碱洗70分钟。当LPCVD石英舟的使用次数为120次时，LPCVD石英舟的碱洗时长需要在60分钟的基础上额外增加20分钟，即需要碱洗80分钟。当LPCVD石英舟的使用次数为150次时，LPCVD石英舟的碱洗时长需要在60分钟的基础上额外增加50分钟，即需要碱洗110分钟。
在完成上述的碱洗处理后，LPCVD石英舟整体呈半透明状，并且碱洗完成后的LPCVD石英舟表面仍附有一层用于维持多晶硅石英之间的晶格失配及热应力作用的多晶硅薄膜。该层多晶硅薄膜在LPCVD工序过程中于石英舟表面生成，且在碱洗过程中未被碱洗液完全反应。若碱洗过度，该层多晶硅薄膜会被碱洗液完全消除后，从而出现碱洗液腐蚀石英舟的现象。其中，可以利用测试设备来测试出该用于维持多晶硅石英之间的晶格失配及热应力作用的多晶硅薄膜的存在。
碱洗完成后的LPCVD石英舟需要进行水洗以清洗掉表面附着的碱洗液，具体的水洗时长和形式可根据碱洗的时长进行调整。在本实施例中，LPCVD石英舟的水洗需要将LPCVD石英舟放入纯水中浸泡至少30分钟。具体的浸泡时间与碱洗时长相关联，碱洗时长每增加10分钟，则水洗的浸泡时长增加5分钟。例如，碱洗时长为60分钟时，LPCVD石英舟放入纯水中浸泡的时间为30分钟。碱洗时长为70分钟时，LPCVD石英舟放入纯水中浸泡的时间为35分钟。碱洗时长为110分钟时，LPCVD石英舟放入纯水中浸泡的时间为55分钟。水洗完成之后，需要将整个LPCVD石英舟用干燥气体风干，以避免饱和过程中LPCVD石英舟表面残留的水被炉管加热蒸发形成大量水蒸气，从而破坏炉管内的真空环境。
经过碱洗、水洗和干燥后的LPCVD石英舟表面仍有部分杂质残留，若直接装载硅片进行LPCVD工艺，LPCVD石英舟表面残留的杂质会扩散进入硅片内，从而影响硅片的成品质量。因此，在干燥处理之后还需要对LPCVD石英舟表面的多晶硅薄膜进行饱和处理。在饱和处理过程中，干燥后的LPCVD石英舟置于炉温为580℃-620℃(度，即温度单位)、压强为0.15Torr-0.25Torr(托，即压强单位)的管式LPCVD炉管中，通入流量为350sccm-400sccm(气体的体积流量单位)的气态硅烷进行90分钟至饱和沉积。其中，管式LPCVD炉管的炉温越高、炉管内的压强越高，则饱和沉积所需要的时间越短。通入的气态硅烷气体的流量越大，则在石英舟表面沉积的厚度越厚。
在本实施例中，需要将干燥后的LPCVD石英舟置于炉温为580°，压强为0.15Torr的管式LPCVD炉管中通入350sccm的气态硅烷进行饱和沉积120分钟在另一实施例中，管式LPCVD炉管的炉温还可为620°，炉管内的压强还可为0.25Torr，饱和沉积时间为90分钟。在其他实施例中，管式LPCVD炉管的炉温还可为600°，炉管内的压强还可为0.20Torr，饱和沉积时间为105分钟。
饱和沉积完成之后，将饱和好的的石英舟从炉管中取出自然冷却。当清洗完成的LPCVD石英舟重新装载硅片时，将之前该LPCVD石英舟的使用次数清零并重新计数。
综上所述，本发明通过根据使用次数对达到使用次数清洗阈值区间的LPCVD石英舟进行不同程度的碱洗以及水洗、干燥、饱和冷却处理，从而降低了LPCVD石英舟受应力隐裂风险以及清洗过程中被化学品腐蚀的风险，提高石英舟使用寿命。
上述对发明的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。
在整个本说明书中使用的术语“示例性”、“示例”等意味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公知的结构和装置以框图形式示出。
以上结合附图详细描述了本发明的实施例的可选实施方式，但是，本发明的实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的实施例的技术构思范围内，可以对本发明的实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的实施例的保护范围。
本说明书内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本说明书内容。对于本领域普通技术人员来说，对本说明书内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，将本文所定义的一般性原理应用于其它变型。因此，本说明书内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
Claims (9)
1.一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法，其特征在于，所述饱和清洗方法包括：
对使用次数到达清洗阈值区间的LPCVD石英舟进行碱洗，并根据LPCVD石英舟是使用次数控制碱洗时长；
对碱洗后的LPCVD石英舟进行水洗处理；
对水洗后的LPCVD石英舟进行干燥处理；
对干燥后的LPCVD石英舟进行饱和处理；
对饱和后的LPCVD石英舟进行冷却处理。
2.根据权利要求1中所述的一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法，其特征在于，所述碱洗过程中使用的碱洗液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
3.根据权利要求2中所述的一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法，其特征在于，所述碱洗过程中使用的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液的浓度为5％。
4.根据权利要求2中所述的一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法，其特征在于，所述水洗处理过程中需要将碱洗后的LPCVD石英舟放入纯水中浸泡，浸泡时长根据LPCVD石英舟的使用次数进行调整。
5.根据权利要求1中所述的一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法，其特征在于，所述碱洗时长至少为60分钟。
6.根据权利要求5中所述的一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法，其特征在于，使用次数到达清洗阈值区间的所述LPCVD石英舟的使用次数每增加10次，LPCVD石英舟的碱洗时长增加10分钟。
7.根据权利要求6中所述的一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法，其特征在于，所述清洗阈值区间为100次-150次。
8.根据权利要求6中所述的一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法，其特征在于，所述饱和处理中，需要将干燥后的LPCVD石英舟置于炉温为580℃-620℃、压强为0.15Torr-0.25Torr的管式LPCVD炉管中，通入流量为350sccm-400sccm的气态硅烷进行饱和沉积。
9.根据权利要求8中所述的一种LPCVD石英舟的饱和清洗方法，其特征在于，所述饱和沉积的时长为90分钟-120分钟。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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