CN208562594U - 一种稳定气体出气量的控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种稳定气体出气量的控制器，控制器由壳体组成，壳体内部形成有空腔，壳体左侧内壁中间固定有弹簧，弹簧另一端固定有阀门，壳体右侧面设有第一出气口，第一出气口凸出壳体右侧面且其外壁带有螺纹，壳体右侧面内壁设置有挡块，挡块的内壁呈漏斗状，形成漏斗状空腔，该漏斗状空腔与第一出气口连通；阀门为锥体状，其侧壁的倾斜角度与挡块漏斗状内壁的倾斜角度一致，控制器壳体上还设置有第二出气口；控制器通过旁路与扩散源瓶出气管连接，控制器与旁路螺纹连接。本实用新型可根据扩散源瓶出气量的变化，自动调整管内气压，从而控制通入扩散管内的三氯氧磷气体分子量，不需要人工对扩散工艺参数频繁调整，制程稳定。

Description

一种稳定气体出气量的控制器

技术领域

本实用新型涉及光伏制造业的扩散工序技术领域，具体是一种稳定气体出气量的控制器。

背景技术

目前光伏制造业扩散工序中，需要将磷原子扩散进入硅片中，磷原子以三氯氧磷液体的方式储存在石英玻璃容器内，使用时向容器内液体三氯氧磷中通入高纯氮气鼓泡，此时氮气会携带一部分挥发的三氯氧磷气体分子进入扩散管内完成磷原子的扩散。但是随着生产的进行，容器内的三氯氧磷液面逐渐下降，液面顶部三氯氧磷饱和蒸汽压逐渐减少，导致通入同样多的高纯氮气，携带出的三氯氧磷气体分子量减少，从而造成通入扩散管内的磷原子数减少，出现扩散方阻波动或异常，此时需要增加氮气的通入量，加大携带出的磷原子数目，减小扩散管内磷原子数目波动。当使用新源瓶时，容器内三氯氧磷液体量充足，通入同样多的高纯氮气，携带的三氯氧磷气体分子量会超过同期扩散管内需求量，通入扩散管内的磷原子数相应增加，仍然会出现扩散方阻波动或异常，此时需要减少氮气的通入量，以便减少携带出的磷原子数目。

以上两种异常情况，需要随着三氯氧磷液体量的变化，人为不断调整通入的高纯氮气量或者扩散温度，但是调整相对滞后，不便于连续性生产。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的缺陷，提出了一种稳定气体出气量的控制器，在三氯氧磷扩散源瓶出气管上安装一个稳定三氯氧磷出气量的控制器，该控制器可根据扩散源瓶出气量的变化，自动调整管内气压，从而控制通入扩散管内的三氯氧磷气体分子量，不需要人工对扩散工艺参数频繁调整，制程稳定。

本实用新型的目的及解决的技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据

本实用新型提出的一种稳定气体出气量的控制器，控制器包括壳体，壳体内部形成有空腔，所述壳体左侧内壁的中间固定有弹簧，该弹簧的另一端与阀门的左端固接；

壳体右侧面设有第一出气口，该第一出气口凸出壳体右侧面且其外壁带有螺纹，壳体右侧面的内壁设置有挡块，该挡块的内壁呈漏斗状，在壳体内形成漏斗状的空腔，该漏斗状的空腔与第一出气口连通；

所述阀门为锥体状，其侧壁的倾斜角度与挡块漏斗状内壁的倾斜角度一致，阀门的右端直径小于左端直径且右端直径略大于或等于第一出气口的直径，阀门的左端与壳体之间接触且密封；

所述的控制器壳体上还设置有第二出气口，该第二出气口为均布于壳体上的若干个气孔；

当阀门压迫弹簧收缩时，挡块与阀门之间形成泄气通道；当弹簧推动阀门与挡块闭合时，二者之间的泄气通道完全关闭，控制器内无法通过任何气体；

所述的控制器通过旁路与扩散源瓶出气管连接，该扩散源瓶出气管的A端为进气端，与扩散源瓶出气口连接，B端为出气端，与扩散管连接；旁路的一端与扩散源瓶出气管连通，另一端设置有螺帽，旁路通过该螺帽与控制器的第一出气口螺纹连接。

本实用新型的目的及解决的技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的一种稳定气体出气量的控制器，所述壳体的横截面为圆形或三角形或方形或多边形。

前述的一种稳定气体出气量的控制器，弹簧的自然长度与阀门的长度h的和等于或略大于阀门与挡块紧密接触时壳体左侧面到阀门右端面的距离d，所述阀门的长度h是指阀门左端面到右端面的距离。当弹簧处于自然伸长状态时，阀门与挡块紧密接触，两者之间形成密封，泄气通道完全关闭。

前述的一种稳定气体出气量的控制器，第二出气口从挡块的最左端开始向壳体左侧均匀布置，直至弹簧被压缩至最短时停止；第二出气口与阀门的左端完全密封，即控制器内的气体只能从阀门右侧经第二出气口排出，且阀门越靠近控制器壳体的左侧面，第二出气口打开面积越大，泄气量越大。

本发明是在三氯氧磷扩散源瓶出气管上安装一种能稳定三氯氧磷出气量的控制器，该控制器可根据扩散源瓶出气量的变化，通过控制器的泄压自动调整进入扩散管内的气体量，进而稳定控制通入扩散管内的磷原子数目，减小磷原子数目波动，不需要人工对扩散工艺参数频繁调整，制程稳定。

本发明可直接应用于光伏制造业的扩散工序；还可广泛应用于半导体的扩散掺杂岗位，以及其它对管内气体压力有要求的岗位。

附图说明

图1是本实用新型的泄气通道关闭状态的结构示意图；

图2是本实用新型的泄气通道打开状态的结构示意图；

图3是带有旁路的扩散源瓶出气管的结构示意图；

图4是本实用新型的控制器安装在扩散源瓶出气管上的示意图。

【元件符号说明】

1：壳体 2：空腔 3：弹簧 4：阀门 5：第一出气口 6：挡块 7：第二出气口 8：扩散源瓶出气管 9：旁路 10：泄气通道 11：螺帽

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种稳定气体出气量的控制器，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本实用新型是一种安装在扩散源瓶出气管上的控制器，用于确保从扩散源瓶进入扩散管内的气体量和磷原子量保持在稳定的范围内，不发生大的波动。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，所述的指示方位的用语，如：上、下、左、右等均是基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须按照特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的控制器包括控制器壳体1，壳体1内部形成有空腔2，如图1所示，壳体1左侧内壁的中间固定有弹簧3，该弹簧3另一端与阀门4的左端固接；壳体右侧面设有第一出气口5，该第一出气口凸出壳体右侧面且其外壁带有螺纹，壳体右侧面的内壁设置有挡块6，该挡块6的内壁呈漏斗状，在壳体内形成漏斗状的空腔，该漏斗状的空腔与第一出气口5连通。

阀门4为锥体状，其侧壁的倾斜角度与挡块漏斗状内壁的倾斜角度一致，即：阀门4的侧壁与挡块6漏斗状的内壁平行。阀门4的右端直径小于左端直径且右端直径略大于或等于第一出气口5的直径，阀门的左端与壳体之间接触且密封，即阀门左端的直径等于壳体横截面的直径。

所述的控制器壳体上还设置有第二出气口7，该第二出气口7为均布于壳体上的若干个气孔，第二出气口7从挡块6的最左端开始均匀布置，直至弹簧3被压缩至最短时停止；第二出气口7与阀门4的左端完全密封。

弹簧拉伸使阀门向第一气体出口方向靠近，当阀门与挡块紧密接触时，在阀门与挡块之间形成密封。若从第一气体出口向壳体内空腔方向进气，气体压力压迫阀门使弹簧压缩，阀门向远离第一气体出口方向移动，此时，阀门与挡块内壁之间有空隙，该空隙形成泄气通道10，如图2所示。控制器内的气体只能从阀门4右侧经第二出气口7排出，若阀门与挡块接触密封，则泄气通道10和第二出气口7均被关闭，如图1所示。阀门4压缩弹簧向左移动时，形成泄气通道10，同时，第二出气口7被打开，且阀门越靠近控制器左侧面，第二出气口7打开面积越大，泄气量越大。

所述的控制器设置于扩散源瓶出气管8上，该扩散源瓶出气管8的A端为进气端，与扩散源瓶出气口连接，B端为出气端，与扩散管连接。

本实用新型安装在扩散源瓶出气管8上时，可通过三通接头或其它连接部件在扩散源瓶出气管8上引出旁路9，旁路9的一端与扩散源瓶出气管8连通，另一端与螺帽11连接，该螺帽11可与第一出气口5螺纹连接，起到旁路调节作用。扩散工艺对源瓶内气体需求量小，一般是1500ml/min(低压工艺只有80ml/min)，因此传输管路直径很小，只有1-1.5cm(内径)。若管路为软性PVDF材质，控制器接口可以为304不锈钢硬接头，且带螺纹，按所述连接方式连接，若气体管路也为不锈钢等硬质结构，则直接与控制器接口处螺纹连接即可，也可以采用焊接。

进一步，所述控制器壳体的横截面可以是圆形或三角形或方形或多边形。

弹簧的自然长度与阀门的长度h的和应等于或略大于阀门与挡块紧密接触时壳体左侧面到阀门右端面的距离d，如图1所示，阀门的长度h是指阀门左端面到右端面的距离。当没有气体通入扩散源瓶出气管8时(此时弹簧处于自然伸长状态)，阀门与挡块紧密接触，两者之间形成密封。

原有技术没有控制器，仅仅是扩散源瓶与扩散源瓶出气管8连接，扩散源瓶出气管8再与扩散管连接，为尽量保证进入扩散管的磷原子数目不发生较大波动，原有技术前期氮气通入量较小，为M，后期需增加氮气通入量，为N，N大于M，原有技术需要人为不断调整氮气通入量，非常不方便。

本实用新型的原理是：在扩散源瓶出气管8上通过三通接头引出旁路9，并安装本实用新型的扩散控制器，扩散控制器与旁路通过螺纹和螺帽连接，安装完成，向扩散源瓶内通入氮气鼓泡。

本实用新型使用时前期和后期通入的氮气量均为P，P等于或略大于N，N为原有技术中(没有安装扩散控制器时)后期通入的氮气量，即本实用新型使用时事先增加氮气的通入量，前、后期通入的氮气量基本不变。

由于前期扩散源瓶内挥发的三氯氧磷气体分子量大，同样的氮气量携带的磷原子数量多。氮气携带三氯氧磷气体进入扩散源瓶出气管8，一部分气体从旁路9进入第一出气口5，压迫阀门使弹簧收缩，阀门与挡块之间形成泄气通道10，多余气体经泄气通道10并进一步经过第二出气口7扩散排出，实现自动泄压，使扩散源瓶出气管8内的气体压力和磷原子数控制在一定数量。

后期扩散源瓶内挥发的三氯氧磷气体分子量少，但是氮气通入量始终为P，进入扩散源瓶出气管8的气体压力不变，因此对阀门的压力仍保持不变，但是由于后期单位氮气内所携带的P原子数目下降，因此经控制器排放的P原子数目同样减少，总体来讲，能够保证进入扩散管的磷原子数目较前期波动不大。

本实用新型主要是能够稳定前期扩散进入扩散管的磷原子数目，通过事先增加氮气通入量，前期通过泄压泄出多余的磷原子，而后期仍然能保证磷原子数目在理想范围内，使前期和后期进入扩散管的磷原子数目在较小范围内波动，整个过程无需或者极少需要人为调整。相比原有技术，大大减少了人工调整的次数，可以实现连续生产。

图4的箭头表示扩散源瓶内的气体(氮气携带三氯氧磷气体)从扩散源瓶出气管8的A端进入扩散源瓶出气管，并经由B端进入扩散管内。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用上述技术内容做出些许更动或修饰的实施例，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种稳定气体出气量的控制器，其特征在于所述控制器包括壳体(1)，壳体(1)内部形成有空腔(2)，所述壳体(1)左侧内壁的中间固定有弹簧(3)，该弹簧(3)的另一端与阀门(4)的左端固接；

壳体右侧面设有第一出气口(5)，该第一出气口凸出壳体右侧面且其外壁带有螺纹，壳体右侧面的内壁设置有挡块(6)，该挡块(6)的内壁呈漏斗状，在壳体内形成漏斗状的空腔，该漏斗状的空腔与第一出气口(5)连通；

所述阀门(4)为锥体状，其侧壁的倾斜角度与挡块漏斗状内壁的倾斜角度一致，阀门(4)的右端直径小于左端直径且右端直径略大于或等于第一出气口(5)的直径，阀门(4)的左端与壳体之间接触且密封；

所述的控制器壳体上还设置有第二出气口(7)，该第二出气口(7)为均布于壳体上的若干个气孔；

当阀门(4)压迫弹簧收缩时，挡块(6)与阀门(4)之间形成泄气通道(10)；当弹簧(3)推动阀门(4)与挡块(6)闭合时，二者之间的泄气通道(10)完全关闭，控制器内无法通过任何气体；

所述的控制器通过旁路(9)与扩散源瓶出气管(8)连接，该扩散源瓶出气管(8)的A端为进气端，与扩散源瓶出气口连接，B端为出气端；旁路(9)的一端与扩散源瓶出气管(8)连通，另一端设置有螺帽(11)，旁路通过该螺帽(11)与控制器的第一出气口(5)螺纹连接。

2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于所述壳体(1)的横截面为圆形或三角形或方形或多边形。

3.如权利要求1所述的控制器，其特征在于弹簧(3)的自然长度与阀门(4)的长度h的和等于或略大于阀门与挡块紧密接触时壳体左侧面到阀门右端面的距离d，所述阀门的长度h是指阀门左端面到右端面的距离。

4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于弹簧处于自然伸长状态时，阀门与挡块紧密接触，两者之间形成密封，泄气通道(10)完全关闭。

5.如权利要求1所述的控制器，其特征在于第二出气口(7)从挡块(6)的最左端开始向壳体左侧均匀布置，直至弹簧(3)被压缩至最短时停止；第二出气口(7)与阀门(4)的左端完全密封，即控制器内的气体只能从阀门(4)右侧经第二出气口(7)排出，且阀门(4)越靠近控制器壳体的左侧面，第二出气口(7)打开面积越大，泄气量越大。