CN201327839Y - 扩散系统硅片装载装置 - Google Patents

Abstract

一种扩散系统硅片装载装置，用于制备半导体器件与太阳能光伏电池PN结扩散掺杂设备中；它包括一端有进气口而下部设有碳化硅悬臂桨的石英管，石英舟置于碳化硅悬臂桨上，石英舟靠近所述进气口一端设有置于碳化硅悬臂桨上的石英匀流板且该石英匀流板与石英舟之间有间距，石英舟另一端设有石英挡板且其与石英舟之间有间距；石英匀流板一侧开有一个与其内腔连通的较大进气孔而其另一侧开设有多个与其内腔连通且均匀分布的较小出气孔。它既可以最大的数量的放置硅片，又能保证所扩散后的硅片的电阻值在规定的要求内，并可有效地对炉尾部的气流进行分散，使整个反应管内的气氛均匀；还能方便手工装卸石英舟，该装置配合高温扩散系统中的送片装置，可实现低成本、高质量扩散掺杂。

Description

扩散系统硅片装载装置

技术领域

本实用新型涉及晶体硅太阳能电池制造技术，进一步是指用于制备晶硅太阳能电池PN结的高温扩散系统中硅片装载装置。

背景技术

随着人们环保意识的日益提高，国际、国内对可再生能源，特别是对太阳能的开发利用的需求越来越强。在过去的10多年来世界太阳能电池的产量一直以每年30％以上的高速增长，是世界上发展最快的行业之一。据统计目前世界上共有136个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中，其中有95个国家正在大规模地进行太阳能电池及相关技术的研发。我国的可再生能源法案也已于2005年2月28日正式通过，太阳能是地球上能获得的最重要的再生清洁能源，而硅太阳能电池是获得太阳能最重要的光电产品。

目前，硅太阳能电池是太阳能电池生产的主流产品，晶体硅太阳能电池的产量占世界太阳能电池总产量的90％以上。硅太阳能电池的一个必不可少的关键核心工艺是利用高温扩散系统对P型或N型衬底进行掺杂以形成硅电池的关键单元-PN结。PN结是硅太阳能电池的“心脏”，其质量的好坏直接影响到电池的光电转换效率等电性能，高质量的扩散所制得的硅太阳能电池其转换效率已达到17％以上。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术状况，设计一种扩散系统硅片装载装置，它能保持气流的均匀性而保证扩散后硅片片间均匀性；合理减少石英舟的自重及确定石英舟上槽与槽之间的距离而使之能装载更多的硅片；合理确定石英舟上槽宽及槽深，以保证硅片片内均匀性；还合理设置方便装卸石英舟的结构。

本实用新型的技术方案是，所述扩散系统硅片装载装置包括一端有进气口的石英管，石英管内腔下部设有碳化硅(SiC)悬臂桨，石英舟置于该碳化硅悬臂桨上，其结构特点是，在石英舟靠近所述进气口的一端设有置于碳化硅悬臂桨上的石英匀流板且该石英匀流板与石英舟之间有间距，在所述石英舟的另一端设有石英挡板且该石英挡板与石英舟之间有间距；所述石英匀流板一侧开有一个与其内腔连通的较大进气孔，而该石英匀流板另一侧开设有多个与其内腔连通且均匀分布的较小出气孔。

一下对本实用新型做出进一步说明。

参见图1，本实用新型的扩散系统硅片装载装置包括一端有进气口6的石英管5，石英管5内腔下部设有碳化硅(SiC)悬臂桨3，石英舟2置于该碳化硅悬臂桨3上，其结构特点是，在石英舟2靠近所述进气口6的一端设有置于碳化硅悬臂桨3上的石英匀流板1且该石英匀流板1与石英舟2之间有间距，在所述石英舟2的另一端设有石英挡板4且该石英挡板4与石英舟2之间有间距；如图2和图3所示，所述石英匀流板1一侧开有一个与其内腔7连通的较大进气孔8，而该石英匀流板1另一侧开设有多个与其内腔7连通且均匀分布的较小出气孔9。

进一步地，如图4所示，在石英舟2两端上部各设置(焊接)一根石英管10，用以方便装、取石英舟2。

进一步地，如图4和图5所示，在所述石英舟2两端板11上均开设方孔12，以减轻石英舟本身的重量，使之能装载较多的硅片。

进一步地，参见图6，合理设置石英舟2用以放置硅片的硅片槽13之间的距离L，如硅片槽13之间的距离L为小于5mm，可以保证在恒温区范围内放置更多的硅片。

进一步地，参见图6，合理设置石英舟2的硅片槽13的槽深d和槽宽a，如槽深d小于3mm，槽宽a为0.7～0.8mm，可以保证硅片片内均匀性。

合适的槽间距及槽宽可以保证在恒温区范围内放置更多的硅片且获得良好的工艺质量。

本实用新型在规定炉膛及恒温区长度范围内，设计出符合要求的装片装置。该装置在石英舟的前面放置石英匀流板1，在石英舟后面放置石英挡板，当尾部气体送到石英管5中时，石英匀流板1将气流进行分散，保证进气后气流均匀，即保证炉尾部的硅片处的气流大小均匀，从而有效地防止炉尾的硅片因气流过大而造成电阻值与炉中差距较大，使同一批硅片扩散后片间均匀性好；在石英舟2的后面加有石英挡板4同样起到匀流作用；石英匀流板1、石英舟2、石英挡板4均放置在SiC悬臂桨3上面且石英匀流板1、石英挡板4与石英管5的间隙合适以保证工艺过程质量。

由于工艺过程中硅片只进行单面扩散，为了提高产能，硅片放置在石英舟2中时采用背靠背的形式，即每个硅片槽13中放置两片硅片。

如图6所示，考虑硅片的尺寸及在加热过程中的变形，因此所设计的槽宽a为0.7～0.8mm。

在石英舟2两端的板料上开设方孔11，可以有效以减轻石英舟2本身的重量。

为了保证装卸石英舟2的方便，如图4所示在其上面加装两根石英管10，其厚度为3mm，这样既保证装卸舟时的可靠性，又可以减轻石英舟本身的重量。

由以上可知，本实用新型为一种扩散系统硅片装载装置，它能保持气流的均匀性而保证扩散后硅片片间均匀性；减少了石英舟的自重及合理确定石英舟上硅片槽的间距而使之能装载更多的硅片；合理确定出石英舟上槽宽及槽深，保证了硅片片内均匀性；还使石英舟的装卸更方便。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的主视结构示意图；

图2是图1中石英匀流板的主视结构示意图；

图3是图2所示构件的A-A向剖视结构；

图4是图1中石英舟的主视结构示意图；

图5是图4所示石英舟的左视结构示意图；

图6是所示图4所示石英舟的硅片槽放大结构示意图。

在附图中：

1-石英匀流板，    2-石英舟，    3-碳化硅悬臂桨，

4-石英挡板，      5-石英管，    6-进气口，

7-内腔，          8-较大进气口，9-较小出气口，

10-石英管，       11-端板，     12-方孔，

13-硅片槽。

具体实施方式

如图1至图6所示，扩散系统硅片装载装置包括一端有进气口6的石英管5，石英管5内腔下部设有碳化硅(SiC)悬臂桨3，石英舟2置于该碳化硅悬臂桨3上，石英舟2靠近所述进气口6的一端设有置于碳化硅悬臂桨3上的石英匀流板1且该石英匀流板1与石英舟2之间有间距，在所述石英舟2的另一端设有石英挡板4且该石英挡板4与石英舟2之间有间距；如图2和图3所示，所述石英匀流板1一侧开有一个与其内腔7连通的较大进气孔8，而该石英匀流板1另一侧开设有多个与其内腔7连通且均匀分布的较小出气孔9。

在石英舟2两端上部各焊接一根石英管10。

如图4和图5所示，在所述石英舟2两端板11上均开设方孔12，该方孔12边长为100mm左右。

参见图6，石英舟2的硅片槽13之间的距离L为4mm-5mm。

参见图6，石英舟2的硅片槽13的槽深d为2.5mm，槽宽a为0.7～0.8mm。

Claims (5)

1、一种扩散系统硅片装载装置，包括一端有进气口(6)的石英管(5)，石英管(5)内腔下部设有碳化硅悬臂桨(3)，石英舟(2)置于该碳化硅悬臂桨(3)上，其特征是，在石英舟(2)靠近所述进气口(6)的一端设有置于碳化硅悬臂桨(3)上的石英匀流板(1)且该石英匀流板(1)与石英舟(2)之间有间距，在所述石英舟(2)的另一端设有石英挡板(4)且该石英挡板(4)与石英舟(2)之间有间距；所述石英匀流板(1)一侧开有一个与其内腔(7)连通的较大进气孔(8)，而该石英匀流板(1)另一侧开设有多个与其内腔(7)连通且均匀分布的较小出气孔(9)。

2、根据权利要求1所述扩散系统硅片装载装置，其特征是，在石英舟(2)两端上部各设置一根石英管(10)。

3、根据权利要求1所述扩散系统硅片装载装置，其特征是，在所述石英舟(2)两端板(11)上均开设方孔(12)。

4、根据权利要求1所述扩散系统硅片装载装置，其特征是，所述石英舟(2)的硅片槽(13)之间的距离(L)小于5mm。

5、根据权利要求1所述扩散系统硅片装载装置，其特征是，石英舟(2)的硅片槽(13)的槽深(d)小于3mm，槽宽(a)为0.7～0.8mm。

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