CN219793198U - 一种扩散炉及扩散装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扩散炉，包括：内设有反应腔的炉主体，反应腔的侧壁开设有废气排气口；位于反应腔外部的第一进气管和第二进气管，第一进气管的第一出气端延伸至反应腔内部且位于炉主体前侧；第二进气管的第二出气端延伸至反应腔内部且位于炉主体的中后侧。通过采用上述的结构，通过调整第一进气管和第二进气管输送工艺气体的流量，使得扩散炉可以加长后，反应腔内部的工艺气体浓度前后仍能基本保持一致，因而扩散炉能够一次处理更多的硅片且硅片扩散处理工艺的均匀性更好。本实用新型还公开了扩散装置，包括输气组件及上述的扩散炉。通过采用上述的扩散炉，使得扩散装置进行扩散工艺处理时，既能够提高产能，而且硅片的扩散处理更加均匀。

Description

一种扩散炉及扩散装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种扩散炉及扩散装置。

背景技术

众所周知硅片是制作太阳能电池的主要部件，企业在生产过程中需要采用扩散炉对硅片进行掺杂，使得硅片内部形成PN结，具体地，太阳能电池的制造过程中，硅片的表面需要在扩散炉中进行扩散工艺处理，其主要其利用杂质原子向半导体芯片内部扩散的方法，改变半导体芯片表面层的导电类型，从而形成P-N结，这也是形成P-N结的主要工艺，在生产过程中，需要采用石英舟装载待处理的硅片并放置于扩散炉，然后在扩散炉内通入工艺气体进行扩散处理。

随着光伏产业的不断发展，市场对于太阳能电池的需求也越来越大，进而企业需要不断扩大对硅片进行扩散工艺处理的产能，现有企业主要方法是通过将扩散炉的炉体加长、石英舟加长，加长后的石英舟可以一次性装载更多的硅片，进而可以推送进加长后的扩散炉内进行扩散处理。

通过采用上述的方法虽然可以扩大硅片的扩散工艺处理产能，但是现有扩散炉的进气方式采用单路进气管结构，具体为从扩散炉的炉体前端的炉口进气，然后从炉体的后端抽取废气的结构，工艺气体从炉体的一端流向另一端，工艺气体的浓度从炉体的前端往后端的方向呈现由高至低的分布，从而导致硅片扩散处理工艺的均匀性变差，且工艺均匀性很难通过温度梯度和压力来补偿。另外加长后的石英舟，从力学分析，石英舟容易出现断裂，另在高温的工艺条件下，石英舟长度越长越容易出现变形，导致石英舟的使用寿命变短。

实用新型内容

本实用新型旨在至少一定程度上解决现有技术问题之一。为此，本实用新型第一方面提出了一种扩散炉，不但可以使得扩散炉一次可以处理更多的硅片，同时有助于使得扩散炉内前后端的工艺气体浓度更加均匀；本实用新型第二方面提出了一种采用上述扩散炉的扩散装置，既可以扩大硅片的扩散工艺处理，同时可以提高硅片扩散处理工艺的均匀性。

根据本实用新型第一方面的一种扩散炉，其特征在于，包括：炉主体，内设有反应腔，所述炉主体前端开设有与所述反应腔相连通的进出口，所述反应腔的侧壁开设有至少一个废气排气口；第一进气管，位于所述炉主体外部，所述第一进气管的第一出气端延伸至所述反应腔内部；第二进气管，位于所述炉主体外部，所述第二进气管的第二出气端延伸至所述反应腔内部；其中，所述第一出气端位于所述炉主体前侧，所述第二出气端位于所述炉主体的中后侧。

根据本实用新型的一种扩散炉，具有如下有益效果：

通过采用第一进气管和第二进气管给炉主体输送工艺气体，且第一进气管的第一出气端位于反应腔前侧，第二进气管的第二出气端位于反应腔的中后侧，因此本实用新型的扩散炉的炉主体加长并用于对硅片进行扩散工艺处理时，可通过调整第一进气管和第二进气管输送工艺气体的流量，进而使得反应腔内部的工艺气体浓度前后基本保持一致，解决了传统扩散炉加长后导致工艺气体的浓度从炉主体内部的前端往后端的方向由高至低的分布的技术问题，进而使得本实用新型的扩散炉可以加长并且能够一次处理更多的硅片，而且反应腔内部前后侧的工艺气体的浓度基本一致，进而使得硅片扩散处理工艺的均匀性更好，很好地满足了企业的生产需求。

在一些实施方式中，所述第一进气管和所述第二进气管均设置于所述反应腔的内壁底部。

在一些实施方式中，所述第一出气端位于所述反应腔前侧且临近所述进出口。

在一些实施方式中，所述第二出气端位于所述反应腔中部。

在一些实施方式中，所述炉主体后端侧壁开设有第一过孔和第二过孔，所述第一进气管穿过所述第一过孔并插装于所述反应腔内部，所述第二进气管穿过所述第二过孔并插装于所述反应腔内部。

在一些实施方式中，所述废气排气口开设于所述所述反应腔后端的侧壁。

在一些实施方式中，所述反应腔的侧壁开设有至少一个连接通道，一个所述连接通道内安装有温度检测装置。

在一些实施方式中，所述反应腔内部容纳有至少两个石英舟，所有的所述石英舟沿着所述炉主体的长度方向依次放置。

根据本实用新型第二方面的扩散装置，包括输气组件及上述的扩散炉，所述输气组件用于向所述第一进气管和所述第二进气管输送工艺气体。

根据本实用新型的扩散装置，具有如下有益效果：

通过采用上述的扩散炉，使得扩散装置能够一次对更多的硅片进行硅片扩散工艺处理，大大提高了企业的生产效率，而且可以使得硅片扩散处理工艺的均匀性更好，很好地满足企业的生产需求。

在一些实施方式中，所述输气组件包括设置于所述第二进气管的第二进气端的流量调节阀。

附图说明

图1是本实用新型某些实施例的扩散炉的结构示意图；

图2是图1中示出的扩散炉的另一个角度的结构示意图；

图3是图1中示出的扩散炉沿A-A线的剖面示意图；

图4是图1中示出的扩散炉沿B-B线的剖面示意图；

图5是采用本实用新型某些实施例的扩散装置的结构原理示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实施方式的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实施方式，而不能理解为对本实施方式的限制。

本实施方式所使用的附图为示意性的、原理性的，仅是为了便于描述本实施方式和简化描述，因此不能理解为对本实施方式的限制。

在本实施方式的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实施方式的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实施方式中的具体含义。

图1至图4是本实用新型的一种扩散炉的某种实施方式的示意图。

参照图1至图4，并主要参照图3和图4，根据本实施方式的一种扩散炉(为便于说明，后面有时仅称“扩散炉”)，用于对硅片进行硅片进行扩散工艺处理，使得硅片内部形成PN结，具体地，太阳能电池的制造过程中，硅片的表面需要在扩散炉中进行扩散工艺处理，其主要其利用杂质原子向半导体芯片内部扩散的方法，改变半导体芯片表面层的导电类型，从而形成P-N结，这也是形成P-N结的主要工艺。

本实施例的扩散炉，包括炉主体100、第一进气管200及第二进气管300，在本实施例中，炉主体100的形状大致呈圆柱体状，需要说明的是，上述炉主体100的形状还可以设置为长方体状、正方体状或椭圆形状或其他形状，而不限定为圆柱体状，具体可根据实际需要而定。炉主体100的内部设置有一个反应腔110，炉主体100前端开设有与反应腔110相连通的进出口111，即外部的物品可通过上述的进出口111进入反应腔110内部或从反应腔110内部离开，反应腔110的侧壁开设有一个废气排气口120，该废气排气口120可与外部的抽风设备相连接，具体地，废气排气口120可通过管道与位于反应腔110外部的抽风装置相连接，在本实施例中，上述抽风装置为隔膜泵，隔膜泵工作时可通过废气排气口120抽取反应腔110内部的气体或废弃。可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，上述抽风装置还可以设置为抽风机等，具体可根据实际需要而定。

需要说明的是，在本实施例中，反应腔110的侧壁开设的废气排气口120的数量为一个，在本实用新型的扩散炉的其他实施例中，反应腔110的侧壁开设的废气排气口120的数量可以为两个、三个或多个，具体可根据实际需要而定，而不限定为一个。第一进气管200和第二进气管300均位于炉主体100外部，第一进气管200的第一出气端210延伸至反应腔110内部，第二进气管300的第二出气端310延伸至反应腔110内部，即第一进气管200的进气端和第二进气管300的进气端均位于炉主体100外部，其中，第一出气端210位于炉主体100前侧，第二出气端310位于炉主体100的中后侧。

本实施例的扩散炉通过采用第一进气管200和第二进气管300给炉主体100输送工艺气体，且第一进气管200的第一出气端210位于反应腔110前侧，第二进气管300的第二出气端310位于反应腔110的中后侧，因此本实用新型的扩散炉的炉主体100加长并用于对硅片进行扩散工艺处理时，可通过调整第一进气管200和第二进气管300输送工艺气体的流量，进而使得反应腔110内部的工艺气体浓度前后基本保持一致，解决了传统扩散炉加长后导致工艺气体的浓度从炉主体内部的前端往后端的方向由高至低的分布的技术问题，进而使得本实用新型的扩散炉可以加长并且能够一次处理更多的硅片，而且反应腔110内部前后侧的工艺气体的浓度基本一致，进而使得硅片扩散处理工艺的均匀性更好，很好地满足了企业的生产需求。

参照图3和图4，为了便于往炉主体100的反应腔110内部放置石英舟400，在本实用新型的某些实施例中，第一进气管200和第二进气管300均设置于反应腔110的内壁底部。在本实施例中，第一进气管200和第二进气管300沿着炉主体100的前后方向布置于反应腔110的内壁底部，且第一进气管200和第二进气管300相互平行。通过采用上述的结构，使得第一进气管200和第二进气管300位于反应腔110的内壁底部而不会干涉到石英舟400，进而便于石英舟400进出反应腔110。

进一步，为了使得第一进气管200更好地往反应腔110内部输送工艺气体，在本实用新型的某些实施例中，第一出气端210位于反应腔110前侧且临近进出口111。通过采用上述的结构，使得第一进气管200能够尽可能地往反应腔110的前侧输送工艺气体，扩散炉用于对硅片进行扩散工艺处理时，工艺气体可以沿着从反应腔110前侧往后侧的方向流动并流经硅片，从而便于对硅片进行扩散工艺处理。

为了便于调整反应腔110前后侧的工艺气体浓度，在本实用新型的某些实施例中，第二出气端310位于反应腔110中部。通过将第二进气管300的第二出气端310放置于反应腔110中部，扩散炉用于对硅片进行扩散工艺处理时，工人可以通过调节第二进气管300输入至反应腔110内部的工艺气体的流量，进而使得反应腔110内部中后侧的工艺气体浓度与反应腔110内部前侧的工艺气体浓度基本相一致，便于工人操作和调节。

为了便于第一进气管200、第二进气管300与炉主体100装配，在本实用新型的某些实施例中，炉主体100后端侧壁开设有第一过孔101和第二过孔102，在本实施例中，第一过孔101和第二过孔102开设于炉主体100后端侧壁的下部，第一进气管200穿过第一过孔101并插装于反应腔110内部，第二进气管300穿过第二过孔102并插装于反应腔110内部。通过采用上述的结构，使得第一进气管200、第二进气管300可以更加方便地插装于反应腔110内部，而且便于工人调节第一出气端210、第二出气端310位于反应腔110内部的位置，操作更加简单方面，待装配完毕后，工人可以密封第一过孔101和第一进气管200之间的间隔，以及密封第二过孔102和第二进气管300之间的间隙。

参照图2至图4，为了便于将反应腔110内部的废气抽出，在本实用新型的某些实施例中，废气排气口120开设于反应腔110后端的侧壁中间位置处，当废气排气口120通过管道与外界的抽风装置相连接，抽风装置工作并抽取反应腔110内部的空气，反应腔110内部与硅片发生反应后的废气可以穿过上述的废气排气口120并被抽走，以便于第一进气管200、第二进气管300持续地将新的工艺气体输送到反应腔110，进而本实施例的扩散炉可更好地对硅片进行扩散工艺处理。

为了便于监测扩散炉内部的工作温度，在本实用新型的某些实施例中，反应腔110的侧壁开设有两个连接通道112，两个连接通道112均与反应腔110内部连通，其中一个连接通道112内安装有温度检测装置，在本实施例中，温度检测装置为热电偶。可以理解的是，温度检测装置还可以设置为温度传感器，具体可根据实际需要而定。另外一个连接通道112则可以作为备用通道，不使用时，可以使用堵头将未启用的连接通道112封堵。

需要说明的是，在上述实施例中，反应腔110的侧壁开设的连接通道112的数量为两个，在本实用新型的其他实施例中，反应腔110的侧壁开设的连接通道112的数量可以为一个、三个或多个，具体可根据实际需要而定。

参照图3和图4，在本实用新型的某些实施例中，扩散炉包括两个石英舟400，两个石英舟400均可容纳于反应腔110内部，且两个石英舟400沿着炉主体100的长度方向依次放置。通过采用上述的结构，当炉主体100加长，进而使得反应腔110内部的空间变长时，反应腔110可以容纳两个石英舟400，因而不需要对石英舟400进行加长，进而解决了石英舟因加长而导致结构强度降低的技术问题，通过两个石英舟400共同装载硅片并放置于反应腔110内部，进而使得扩散炉一次可以对更多的硅片进行扩散工艺处理，有助于提高扩散炉的产能。需要说明的是，上述实施例中，反应腔110内部容纳的石英舟400的数量为两个，在本实用新型的其他实施例中，反应腔110内部容纳的石英舟400的数量可以为三个或多个，所有的所述石英舟400沿着炉主体100的长度方向依次放置。

参照图1至图5，本实用新型某些实施例的扩散装置，包括输气组件及上述的扩散炉，输气组件用于向第一进气管200和第二进气管300输送工艺气体。具体地，输气组件包括工艺气体源及一个三通阀，三通阀的一个接口与工艺气体源相连通，三通阀的另外两个接口则一一对应地与第一进气管200和第二进气管300相连通。通过采用上述的结构，使得输气组件可以通过第一进气管200、第二进气管300往反应腔110内部输送工艺气体。

其中，为了便于调节第二进气管300输送至反应腔110内部的工艺气体的流量，在本实用新型的某些实施例中，输气组件包括设置于第二进气管300的第二进气端的流量调节阀320，具体地，流量调节阀320为针阀，通过在第二进气管300的第二进气端设置流量调节阀320，工人通过该流量调节阀320可以调节第二进气管300输送至反应腔110内部的工艺气体的流量，进而便于工人调节反应腔110前后侧的工艺气体浓度基本保持一致。

由于扩散装置采用了上述实施例的扩散炉的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

尽管已经示出和描述了本实施方式的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实施方式的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实施方式的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种扩散炉，其特征在于，包括：

炉主体，内设有反应腔，所述炉主体前端开设有与所述反应腔相连通的进出口，所述反应腔的侧壁开设有至少一个废气排气口；

第一进气管，位于所述炉主体外部，所述第一进气管的第一出气端延伸至所述反应腔内部；

第二进气管，位于所述炉主体外部，所述第二进气管的第二出气端延伸至所述反应腔内部；

其中，所述第一出气端位于所述炉主体前侧，所述第二出气端位于所述炉主体的中后侧。

2.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于：所述第一进气管和所述第二进气管均设置于所述反应腔的内壁底部。

3.根据权利要求1或2所述的扩散炉，其特征在于：所述第一出气端位于所述反应腔前侧且临近所述进出口。

4.根据权利要求3所述的扩散炉，其特征在于：所述第二出气端位于所述反应腔中部。

5.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于：所述炉主体后端侧壁开设有第一过孔和第二过孔，所述第一进气管穿过所述第一过孔并插装于所述反应腔内部，所述第二进气管穿过所述第二过孔并插装于所述反应腔内部。

6.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于：所述废气排气口开设于所述反应腔后端的侧壁。

7.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于：所述反应腔的侧壁开设有至少一个连接通道，一个所述连接通道内安装有温度检测装置。

8.根据权利要求1所述的扩散炉，其特征在于：所述反应腔内部容纳有至少两个石英舟，所有的所述石英舟沿着所述炉主体的长度方向依次放置。

9.扩散装置，其特征在于：包括输气组件及如权利要求1至8任一项所述的扩散炉，所述输气组件用于向所述第一进气管和所述第二进气管输送工艺气体。

10.根据权利要求9所述的扩散装置，其特征在于：所述输气组件包括设置于所述第二进气管的第二进气端的流量调节阀。