具有se功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備。該設(shè)備設(shè)置有至少一個(gè)制備含有摻雜物質(zhì)涂層的裝置，通過(guò)該涂層制備裝置可以在被擴(kuò)散物表面PN結(jié)區(qū)域和SE區(qū)域分別制備出密度或濃度或組分不同的含有摻雜物質(zhì)的涂層，表面附著了上述涂層的被擴(kuò)散物，始終保持其擴(kuò)散面朝上，在水平輥道的傳輸下水平移動(dòng)，依次連續(xù)通過(guò)高溫處理裝置，不間斷、一次性完成PN結(jié)和SE的摻雜。該設(shè)備由上片區(qū)、含有摻雜物質(zhì)的涂層區(qū)、預(yù)熱烘干區(qū)、高溫?cái)U(kuò)散區(qū)、冷卻區(qū)和出片區(qū)六個(gè)基本單元組成。該設(shè)備不僅有效解決了PN結(jié)和選擇發(fā)射區(qū)摻雜一次完成、連續(xù)化生產(chǎn)的問(wèn)題，而且解決了連續(xù)化擴(kuò)散設(shè)備爐內(nèi)環(huán)境氣氛的潔凈度問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，用于太陽(yáng)電池片等半導(dǎo)體器件的SE制備和擴(kuò)散處理。
【背景技術(shù)】
[0002]選擇性發(fā)射極(selective emitter簡(jiǎn)稱SE；)就是在發(fā)射極電極下桂表面上制作一個(gè)高摻雜濃度區(qū)域，金屬電極制作在高濃度區(qū)域上，其他區(qū)域?yàn)榈蜐舛葏^(qū)。高摻雜區(qū)使金屬和半導(dǎo)體的接觸電阻下降，低摻雜區(qū)有利于提高光生載流子的數(shù)量、可提高短路電流，因而可以提高電池的轉(zhuǎn)換效率，比無(wú)SE電池的轉(zhuǎn)化效率高1%以上，用這種結(jié)構(gòu)制作的硅太陽(yáng)電池就是選擇發(fā)射區(qū)電池。新南威爾士大學(xué)轉(zhuǎn)換效率世界第一的PERL電池就是一種SE結(jié)構(gòu)的電池，它采用的是實(shí)驗(yàn)室光刻工藝，經(jīng)過(guò)了數(shù)次氧化、擴(kuò)散、對(duì)準(zhǔn)過(guò)程，在大規(guī)模太陽(yáng)電池工業(yè)生產(chǎn)中很難推廣。還有一種SE制備工藝是將高濃度磷漿如電極柵線狀印刷到硅片表面，然后將硅片放入常規(guī)管式擴(kuò)散爐中進(jìn)行擴(kuò)散，高濃度磷漿在擴(kuò)散過(guò)程中從印刷區(qū)揮發(fā)沉積到非印刷區(qū)，但這樣揮發(fā)沉積得到的磷濃度過(guò)低，為彌補(bǔ)其不足，需要在擴(kuò)散時(shí)通入氮?dú)夂腿妊趿讱怏w作為磷源的補(bǔ)充，因?yàn)槭褂昧巳妊趿?，所以只能在密閉的管式擴(kuò)散爐中完成。這種SE的制備技術(shù)需要在常規(guī)擴(kuò)散之前增加一道磷漿印刷工序、并且不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。
[0003]管式擴(kuò)散爐是目前最常用的擴(kuò)散設(shè)備之一，它是將硅片站立放入裝載架、推進(jìn)擴(kuò)散爐中，通以氮?dú)夂腿妊趿?POCl3)氣體，在800°C?1000°C之間高溫處理使磷擴(kuò)散進(jìn)硅片內(nèi)部，在硅片表面形成PN結(jié)。管式擴(kuò)散是雙面、批次擴(kuò)散，以間歇方式運(yùn)行，即每管擴(kuò)散數(shù)百片、循環(huán)反復(fù)操作。管式擴(kuò)散的優(yōu)點(diǎn)是密閉操作，擴(kuò)散環(huán)境潔凈度高，電池轉(zhuǎn)換效率高；缺點(diǎn)是需要通過(guò)人工或特殊的工具將部件放在支架上，不能連續(xù)化作業(yè)，產(chǎn)能低、擴(kuò)散成本高。同時(shí)由于摻雜物質(zhì)擴(kuò)散以氣態(tài)方式預(yù)制在部件表面，擴(kuò)散結(jié)果與爐子的熱場(chǎng)分布、部件在爐中的位置、進(jìn)氣方式和爐中氣流分布等有關(guān)，而造成PN結(jié)方塊電阻在同一部件表面均勻分布存在差異，通常每個(gè)部件四周方塊電阻低于中間的方塊電阻，不均勻性在5%以上。另外，摻雜物質(zhì)源三氯氧磷為危險(xiǎn)物品，在使用過(guò)程中一旦發(fā)生紕漏，可能會(huì)造成人生安全傷害。專利CN202465967U指出目前管式擴(kuò)散方塊電阻的不均勻性5%的原因是進(jìn)氣方式不合理、反應(yīng)氣體沒(méi)有充分混合造成的，該專利提出在擴(kuò)散管前端增加混氣裝置。該裝置需要在原有設(shè)備上進(jìn)行改造，在實(shí)際應(yīng)用中很難實(shí)施。
[0004]作為一種連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，鏈?zhǔn)竭B續(xù)擴(kuò)散爐已經(jīng)問(wèn)世很多年，它是使用金屬網(wǎng)帶循環(huán)進(jìn)出爐子傳輸硅片，并且用一定濃度的磷酸溶液(廉價(jià)安全)作為磷源替代了危險(xiǎn)的三氯氧磷，將磷酸均勻噴涂到硅片上，將硅片在鏈?zhǔn)綌U(kuò)散爐中高溫處理生成PN結(jié)。金屬網(wǎng)帶在使用過(guò)程中容易受應(yīng)力的影響發(fā)生跑偏等問(wèn)題，易污染擴(kuò)散物，還由于這種連續(xù)化設(shè)備爐內(nèi)環(huán)境氣氛潔凈度不容易保證等原因，采用鏈?zhǔn)綌U(kuò)散爐制備的太陽(yáng)電池效率比管式擴(kuò)散爐制備的太陽(yáng)電池的效率低0.1-0.2%。且金屬網(wǎng)帶需要經(jīng)常維護(hù)，更換起來(lái)也非常困難；當(dāng)傳送帶離開爐體時(shí)，還會(huì)將熱量帶走，設(shè)備耗能高。[0005]專利EP1010960A1涉及一個(gè)用于制備太陽(yáng)電池的擴(kuò)散爐，加熱方式是紅外加熱，
磷酸也是被預(yù)制在硅片表面，指明硅片可以采用金屬網(wǎng)帶被傳送，也可高純陶瓷輥道代替鎳鉻合金金屬網(wǎng)帶傳輸電池片。金屬網(wǎng)帶式爐的缺點(diǎn)前面已有描述。該專利也介紹了一種用高純陶瓷輥道代替鎳鉻合金金屬網(wǎng)帶傳輸電池片的方法，其描述的輥軸至少一部分由一系列透明輥軸連續(xù)排列組成，輥軸帶有驅(qū)動(dòng)可自行旋轉(zhuǎn)，并按部件行進(jìn)方向同步轉(zhuǎn)動(dòng)，部件可通過(guò)輥軸的摩擦力從一個(gè)輥軸運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)輥軸。但該專利沒(méi)有涉及如何保持爐內(nèi)環(huán)境氣氛的潔凈度來(lái)保證擴(kuò)散效果的問(wèn)題，并且該設(shè)備沒(méi)有SE功能。
[0006]專利CN1936474A中闡述了一種輥道爐床熱處理爐中的防塵裝置，在該爐體側(cè)壁上、比輥?zhàn)庸艽┛赘叩纳戏轿恢?，安裝著設(shè)有開口的清潔空氣管道，防止?fàn)t體以外的塵埃進(jìn)入爐體，該專利通入的潔凈氣體僅僅在爐體二側(cè)起到防止外部灰塵進(jìn)入爐內(nèi)的保護(hù)作用，并不能從根本上改善爐內(nèi)氣氛和環(huán)境。
[0007]專利CN1602554A闡述了一種烘箱，用于由半導(dǎo)體材料制成的光電裝置，其特點(diǎn)是半導(dǎo)體材料的傳輸通過(guò)一系列陶瓷材料制成的輥?zhàn)訉?shí)現(xiàn)且輥?zhàn)永@其自身的軸線旋轉(zhuǎn)，作為一個(gè)對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行熱處理的連續(xù)化生產(chǎn)設(shè)備，該專利同樣沒(méi)有涉及如何保持爐內(nèi)環(huán)境氣氛的潔凈度來(lái)保證使用效果的問(wèn)題，該設(shè)備也沒(méi)有SE功能。
[0008]目前，現(xiàn)有技術(shù)存在PN結(jié)和選擇發(fā)射區(qū)(簡(jiǎn)稱SE)摻雜不能一次完成、連續(xù)化擴(kuò)散設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率低、以及連續(xù)化擴(kuò)散設(shè)備難以保證擴(kuò)散環(huán)境氣氛的潔凈度等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的是提供一種具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，不僅有效解決了 PN結(jié)和SE摻雜一次完成、連續(xù)化生產(chǎn)的問(wèn)題，而且解決了連續(xù)化擴(kuò)散設(shè)備爐內(nèi)環(huán)境氣氛的潔凈度問(wèn)題。
[0010]本實(shí)用新型所述的具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備是:在所述擴(kuò)散設(shè)備中，設(shè)置有至少一個(gè)制備含有摻雜物質(zhì)涂層的裝置，通過(guò)該涂層制備裝置可以在被擴(kuò)散物表面PN結(jié)區(qū)域和SE區(qū)域分別制備出密度或濃度或組分不同的含有摻雜物質(zhì)的涂層，表面附著了上述涂層的被擴(kuò)散物，始終保持其擴(kuò)散面朝上，在水平輥道的傳輸下水平移動(dòng)，依次連續(xù)通過(guò)高溫處理裝置，不間斷、一次性完成PN結(jié)和SE的摻雜。
[0011]優(yōu)選的是，在所述擴(kuò)散設(shè)備中，通過(guò)設(shè)置的涂層制備裝置可以在被擴(kuò)散物表面PN結(jié)區(qū)域和SE區(qū)域分別制備出密度或濃度或組分不同的含有摻雜物質(zhì)的涂層，表面附著了上述涂層的被擴(kuò)散物，始終保持其擴(kuò)散面朝上，通過(guò)由若干條水平排列、可以沿軸線方向往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥軸的摩擦力的作用下依次從上一個(gè)輥軸水平移動(dòng)至下一個(gè)輥軸，被擴(kuò)散物通過(guò)水平移動(dòng)、依次連續(xù)通過(guò)高溫處理裝置，不間斷、一次性完成PN結(jié)和SE的摻雜。輥軸間距設(shè)計(jì)要能夠?qū)崿F(xiàn)被擴(kuò)散物在摩擦力的作用下依次從上一個(gè)輥軸水平移動(dòng)至下一個(gè)輥軸。
[0012]該設(shè)備由上片區(qū)、含有摻雜物質(zhì)的涂層區(qū)、預(yù)熱烘干區(qū)、高溫?cái)U(kuò)散區(qū)、冷卻區(qū)和出片區(qū)等多個(gè)基本單元組成，必要時(shí)可增加一個(gè)含有摻雜物質(zhì)的涂層區(qū)，在各個(gè)單元之間可設(shè)立緩沖區(qū)，各個(gè)單元的排列順序可以根據(jù)需要前后調(diào)整。即含有摻雜物質(zhì)的涂層區(qū)可以為一個(gè)或者兩個(gè)。
[0013]優(yōu)選的是，所述涂層的制備裝置，為絲網(wǎng)印刷裝置或霧化噴涂裝置或激光噴涂裝置或旋涂裝置；所述含有摻雜物質(zhì)的涂層區(qū)為一個(gè)或兩個(gè)，其中，涂層區(qū)為一個(gè)時(shí)(以A涂層區(qū)表示)，通過(guò)絲網(wǎng)印刷裝置或激光噴涂裝置中的任意一種涂層制備裝置在被擴(kuò)散物表面PN結(jié)區(qū)域和SE區(qū)域一次分別制備出密度或濃度不同的含有摻雜物質(zhì)的涂層；涂層區(qū)為兩個(gè)時(shí)(以A涂層區(qū)、B涂層區(qū)表示)，前一涂層區(qū)采用絲網(wǎng)印刷裝置或激光噴涂裝置制備含有摻雜物質(zhì)的SE圖形，然后在后一涂層區(qū)通過(guò)絲網(wǎng)印刷裝置、霧化噴涂裝置、激光噴涂裝置或旋涂裝置中的任意一種序?qū)又苽溲b置制備PN結(jié)涂層，二步操作在被擴(kuò)散物表面PN結(jié)區(qū)域和SE區(qū)域分別制備出密度或濃度或組分不同的含有摻雜物質(zhì)的涂層。
[0014]優(yōu)選的是，所述A涂層區(qū)的制備裝置，可以是絲網(wǎng)印刷裝置或激光噴涂裝置；所述B涂層區(qū)的制備裝置，可以是絲網(wǎng)印刷裝置或霧化噴涂裝置或激光噴涂裝置或旋涂裝置。其中，在A涂層區(qū)的絲網(wǎng)印刷裝置中，用來(lái)進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的網(wǎng)版針對(duì)SE區(qū)域和PN結(jié)區(qū)域有不同的印刷特性，即SE區(qū)域印刷的涂層密度或濃度高于PN結(jié)區(qū)域印刷的涂層密度或濃度，實(shí)現(xiàn)一次印刷分別在SE區(qū)域和PN結(jié)區(qū)域形成不同密度或濃度的涂層；這種印刷效果是通過(guò)一種特殊的絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即SE區(qū)域由互相貫通的鏤空?qǐng)D案組成，PN結(jié)區(qū)域由若干不連通的圖案組成，該不連通的圖案包括圓形(點(diǎn)狀)、或線性、或方形、或三角形、或菱形或其他任何不連通的圖形；或者，所述絲網(wǎng)印刷裝置中的絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版，SE區(qū)域刻蝕程度高于PN結(jié)區(qū)域刻蝕程度。在B涂層區(qū)中，霧化噴涂裝置或激光噴涂裝置設(shè)置在水平輥道的上方，被擴(kuò)散物在水平輥道的傳輸下水平移動(dòng)過(guò)程中，依次經(jīng)過(guò)霧化噴涂裝置或激光噴涂裝置的下方時(shí)，完成所述涂層的噴涂作業(yè)。
[0015]優(yōu)選的是，本實(shí)用新型中傳輸被擴(kuò)散物的輥道至少一部分尤其是在爐膛內(nèi)部的輥道由空心輥軸組成，在空心輥軸上被擴(kuò)散物經(jīng)過(guò)的部位沿徑向方向設(shè)置有若干通氣孔，在空心輥軸的至少一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭與進(jìn)氣管連接，從進(jìn)氣管可以通入潔凈的氮?dú)?、壓縮空氣或?yàn)榱烁纳茢U(kuò)散效果而添加的其他必要的氣體，通過(guò)空心輥軸上的通氣孔進(jìn)入到被擴(kuò)散物經(jīng)過(guò)的爐膛部位，由于始終有新鮮潔凈的氣體從空心輥軸的通氣孔中噴出，而被擴(kuò)散物一直從空心輥軸的通氣孔上部經(jīng)過(guò)，因而不斷噴出的潔凈氣體將被擴(kuò)散物包圍、阻止了外來(lái)氣體接近被擴(kuò)散物，從而在被擴(kuò)散物周圍形成了局部非常潔凈的小環(huán)境，因此，不會(huì)因?yàn)閿U(kuò)散爐爐體密封不嚴(yán)、外來(lái)雜質(zhì)氣體進(jìn)入爐膛而影響熱處理工作環(huán)境的潔凈度，因此，可對(duì)擴(kuò)散環(huán)境起到保護(hù)作用。其中，在空心輥軸上被擴(kuò)散物經(jīng)過(guò)的設(shè)置有若干通氣孔的部位，還可以設(shè)置有至少一個(gè)中間凹、兩邊凸的臺(tái)階，被擴(kuò)散物在兩邊凸起臺(tái)階的支撐和摩擦力作用下水平移動(dòng)，被擴(kuò)散物與通氣孔之間離開一定距離，氣體可以無(wú)障礙地從被擴(kuò)散物下面進(jìn)入爐膛，以便于氣體均勻地到達(dá)被擴(kuò)散物周圍；在空心輥軸上沿徑向方向設(shè)置的若干通氣孔，可以是同種孔徑和不同孔徑、可以是均勻間距或不均勻間距，以達(dá)到氣體的均勻分布。作為空心輥軸的材質(zhì)可以是石英玻璃管、石英陶瓷管、氧化鋁陶瓷管、氮化硅陶瓷管等對(duì)被擴(kuò)散物或擴(kuò)散工藝不造成污染的材料。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0017]通過(guò)本實(shí)用新型提供的具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，在水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散爐中引入了 SE工藝，有效解決了 PN結(jié)和SE摻雜一次完成、并且連續(xù)化生產(chǎn)的問(wèn)題；通過(guò)空心傳輸輥軸向爐內(nèi)通入潔凈氣體，解決了連續(xù)化擴(kuò)散設(shè)備爐內(nèi)環(huán)境氣氛的潔凈度問(wèn)題。擴(kuò)散效果大幅度提高，以晶硅電池為例，單晶電池效率可提高0.8%、多晶電池效率可提高0.4%;因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了擴(kuò)散工藝在潔凈氣氛下的連續(xù)化生產(chǎn)，不但可大大提高產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本，而且保證了擴(kuò)散工藝的穩(wěn)定性和可靠性。本實(shí)用新型對(duì)優(yōu)化太陽(yáng)電池工藝流程、提高電池效率、降低生產(chǎn)成本都具有重要的意義。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為B涂層區(qū)和涂層裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為通氣空心輥軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為PN結(jié)和SE摻雜涂層的涂層區(qū)圖形；
[0022]圖5為被擴(kuò)散物在通氣臺(tái)階空心輥軸上傳輸?shù)氖疽鈭D；
[0023]圖中:1、上料區(qū)；2、傳輸輥軸；3、被擴(kuò)散物；4、涂層區(qū)；4_1、A涂層區(qū)；4_2、B涂層區(qū)；5、緩沖區(qū)；6、預(yù)熱烘干區(qū)；7、A涂層區(qū)的涂層裝置；8、B涂層區(qū)的涂層裝置；9、高溫?cái)U(kuò)散區(qū)；10、保溫層；11、排風(fēng)管；12、加熱燈管；13、冷卻區(qū)；14、冷卻風(fēng)機(jī)；15、下料區(qū)；16、SE區(qū)域；17、PN結(jié)區(qū)域；18、不連通的圖案；201、軸頭；202、空心輥軸；203、通氣孔；204、通氣軸頭；205、旋轉(zhuǎn)接頭；206、進(jìn)氣管；207臺(tái)階。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖1-5所示，本實(shí)施例為具有SE功能的硅太陽(yáng)電池用水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，其結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1，包括上料區(qū)1、傳輸輥軸2、被擴(kuò)散物3、A涂層區(qū)4-1、緩沖區(qū)5、預(yù)熱烘干區(qū)6、A涂層區(qū)4-1的涂層裝置7、高溫?cái)U(kuò)散區(qū)9、保溫層10、排風(fēng)管11、加熱燈管12、冷卻區(qū)13、冷卻風(fēng)機(jī)14、下料區(qū)15等。該實(shí)施例只有一個(gè)涂層區(qū)。
[0027]以硅片作為被擴(kuò)散物3為例，A涂層區(qū)4-1的涂層裝置7為絲網(wǎng)印刷機(jī)或激光噴涂裝置，當(dāng)使用絲網(wǎng)印刷機(jī)作為涂層裝置時(shí)，使用一種含磷漿料進(jìn)行印刷，采用一種特殊結(jié)構(gòu)的網(wǎng)版在硅片上一次印刷出不同濃度或密度的SE圖形和PN結(jié)圖形磷漿，其網(wǎng)版結(jié)構(gòu)如圖4所示。16實(shí)線部分為SE區(qū)域，該區(qū)圖形為直線，包括毫米量級(jí)以上的粗線條和垂直于粗線條的幾微米到數(shù)十微米量級(jí)的細(xì)線條和邊框，粗線可以設(shè)計(jì)為連續(xù)、部分間斷計(jì)(中間是串聯(lián)的)、鏤空等，條數(shù)為二至多條，細(xì)線條部分必須為連續(xù)，條數(shù)為數(shù)十到幾百條。邊框可以為連續(xù)或蛇形，寬度與細(xì)線條一致；17是PN結(jié)區(qū)，由空白或若干不連通的圖案組成，該不連通的圖案包括圓形(點(diǎn)狀)、或線性、或方形、或三角形或菱形或其他任何不連通的圖形，圖案尺寸在微米量級(jí)，間距為零到數(shù)微米。由于這種網(wǎng)版結(jié)構(gòu)對(duì)同一種漿料有不同的透過(guò)特性，因此，一次印刷就可以分別在SE區(qū)域和PN結(jié)區(qū)域制備出濃度或密度不同的圖形，將這種印刷完磷漿涂層的硅片，在水平輥軸的傳輸下送入高溫?cái)U(kuò)散區(qū)，在700-100(TC下進(jìn)行高溫處理，就形成了具有SE功能的擴(kuò)散片。輥道運(yùn)行速度可在12m/min以內(nèi)任意可調(diào)，必要時(shí)可以往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)、使硅片在擴(kuò)散爐內(nèi)停留足夠的時(shí)間，以達(dá)到擴(kuò)散效果。
[0028]當(dāng)使用激光噴涂裝置作為涂層裝置時(shí)，在激光噴涂裝置中按照?qǐng)D4所示圖案設(shè)置好噴涂的圖形，一次噴涂就可以分別在SE區(qū)域和PN結(jié)區(qū)域制備出濃度或密度不同的圖形，然后在水平輥軸的傳輸下送入高溫?cái)U(kuò)散區(qū)，在700-1000 V下進(jìn)行高溫處理，就形成了具有SE功能的擴(kuò)散片。[0029]實(shí)施例2
[0030]該實(shí)施例為具有SE功能的硅太陽(yáng)電池用水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，在實(shí)施例1基礎(chǔ)上增加了 I個(gè)B涂層區(qū)4-2和涂層裝置8，以硅片作為被擴(kuò)散物3為例，通過(guò)二次噴涂分別在SE區(qū)域和PN結(jié)區(qū)域制備出濃度或密度或組分不同的含磷圖形。
[0031]涂層裝置7為絲網(wǎng)印刷機(jī)，涂層裝置8為霧化噴涂裝置或激光噴涂裝置。硅片先經(jīng)過(guò)涂層裝置7的絲網(wǎng)印刷機(jī)印刷了圖4中SE圖形的磷漿，在水平輥道的傳輸下依次經(jīng)過(guò)霧化噴涂裝置或激光噴涂裝置8的下方，霧化噴涂裝置或激光噴涂裝置8再在硅片上部噴涂一層濃度低于SE區(qū)域的磷漿、或者噴涂一層與SE區(qū)域組分不同的磷漿，在同等工藝條件下，噴涂裝置8噴涂的磷漿其摻雜效果比SE區(qū)域的磷漿差，將其送入高溫?cái)U(kuò)散區(qū)在700-100(TC下進(jìn)行高溫處理，就形成了具有SE功能的擴(kuò)散片。
[0032]實(shí)施例3
[0033]本實(shí)施例為半導(dǎo)體用水平輥道連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，與實(shí)施例1不同的是，該設(shè)備只有I個(gè)B涂層區(qū)4-2和涂層裝置8。
[0034]本設(shè)備中，被擴(kuò)散物3可以是鍺片、硅片和砷化鎵片，涂層裝置8為霧化噴涂裝置或激光噴涂裝置。被擴(kuò)散物經(jīng)過(guò)涂層裝置8時(shí)上表面全部被噴涂了摻雜物質(zhì)，再依次進(jìn)入烘干區(qū)、高溫?cái)U(kuò)散區(qū)進(jìn)行后續(xù)處理，最終成為一般擴(kuò)散片。
[0035]實(shí)施例4
[0036]在實(shí)施例1-3的基礎(chǔ)上，上表面附著了摻雜物質(zhì)的被擴(kuò)散物3，都是始終保持其擴(kuò)散面朝上，通過(guò)由若干條水平排列、可以沿軸線方向往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥軸2的摩擦力的作用下依次從上一個(gè)輥軸水平移動(dòng)至下一個(gè)輥軸，被擴(kuò)散物3通過(guò)水平移動(dòng)、依次連續(xù)通過(guò)高溫處理裝置，不間斷、一次性連續(xù)完成PN結(jié)和SE的摻雜。
[0037]其中高溫?cái)U(kuò)散區(qū)的溫度在700-1000°C，輥道運(yùn)行速度可在12m/min以內(nèi)任意可調(diào)。輥軸2可以是實(shí)心軸，也可以是帶有通氣孔203的空心輥軸202，在設(shè)備的爐膛內(nèi)一般采用空心輥軸202，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，201是軸頭，用于固定空心輥軸；202是空心輥軸；203是空心軸的通氣孔；205是旋轉(zhuǎn)接頭，一端與通氣軸頭204相接，另一端與進(jìn)氣管205相接，從進(jìn)氣管205可以通入潔凈的氮?dú)?、壓縮空氣或其他必要的氣體，該氣體通過(guò)空心輥軸202上的通氣孔203進(jìn)入被擴(kuò)散物3下部和周圍，由于始終有新鮮潔凈的氣體從空心輥軸202的通氣孔203中噴出，而被擴(kuò)散物3 —直從空心輥軸202的通氣孔203上部經(jīng)過(guò)，因而不斷噴出的潔凈氣體將被擴(kuò)散物3包圍、阻止了外來(lái)氣體接近被擴(kuò)散物3，從而在被擴(kuò)散物3周圍形成了局部非常潔凈的小環(huán)境，因此，不會(huì)因?yàn)閿U(kuò)散爐爐體密封不嚴(yán)、外來(lái)雜質(zhì)氣體進(jìn)入爐膛而影響熱處理工作環(huán)境的潔凈度，因此，可對(duì)擴(kuò)散環(huán)境起到保護(hù)作用。
[0038]其中，在空心輥軸202上被擴(kuò)散物3經(jīng)過(guò)的設(shè)置有若干通氣孔203的部位，還可以設(shè)置有至少一個(gè)中間凹、兩邊凸的臺(tái)階207，被擴(kuò)散物3在兩邊凸起臺(tái)階的支撐和摩擦力作用下下水平移動(dòng)，被擴(kuò)散物3與凸起臺(tái)階的支撐接觸的部位一般以l_2mm為宜，被擴(kuò)散物3與通氣孔203之間離開一定距離，較適宜的距離是0.5-2mm，這樣氣體可以無(wú)障礙地從被擴(kuò)散物3下面進(jìn)入爐膛，以便于氣體均勻地到達(dá)被擴(kuò)散物3周圍；在空心輥軸上沿徑向方向設(shè)置的若干通氣孔，可以是同種孔徑和不同孔徑、可以是均勻間距或不均勻間距，以達(dá)到氣體的均勻分布。
[0039]盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，其特征在于:在所述擴(kuò)散設(shè)備中，設(shè)置有至少一個(gè)制備含有摻雜物質(zhì)涂層的裝置，通過(guò)該涂層制備裝置可以在被擴(kuò)散物表面PN結(jié)區(qū)域和SE區(qū)域分別制備出密度或濃度或組分不同的含有摻雜物質(zhì)的涂層，表面附著了上述涂層的被擴(kuò)散物，始終保持其擴(kuò)散面朝上，在水平輥道的傳輸下水平移動(dòng)，依次連續(xù)通過(guò)高溫處理裝置，不間斷、一次性完成PN結(jié)和SE的摻雜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，其特征在于:該設(shè)備由上片區(qū)、含有摻雜物質(zhì)的涂層區(qū)、預(yù)熱烘干區(qū)、高溫?cái)U(kuò)散區(qū)、冷卻區(qū)和出片區(qū)六個(gè)基本單元組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，其特征在于:所述涂層的制備裝置，為絲網(wǎng)印刷裝置或霧化噴涂裝置或激光噴涂裝置或旋涂裝置；所述含有摻雜物質(zhì)的涂層區(qū)為一個(gè)或兩個(gè)，其中，涂層區(qū)為一個(gè)時(shí)，通過(guò)絲網(wǎng)印刷裝置或激光噴涂裝置中的任意一種涂層制備裝置在被擴(kuò)散物表面PN結(jié)區(qū)域和SE區(qū)域一次分別制備出密度或濃度不同的含有摻雜物質(zhì)的涂層；涂層區(qū)為兩個(gè)時(shí)，前一涂層區(qū)采用絲網(wǎng)印刷裝置或激光噴涂裝置制備含有摻雜物質(zhì)的SE圖形，然后在后一涂層區(qū)通過(guò)絲網(wǎng)印刷裝置、霧化噴涂裝置、激光噴涂裝置或旋涂裝置中的任意一種涂層制備裝置制備PN結(jié)涂層，二步操作在被擴(kuò)散物表面PN結(jié)區(qū)域和SE區(qū)域分別制備出密度或濃度或組分不同的含有摻雜物質(zhì)的涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，其特征在于:在所述絲網(wǎng)印刷裝置中，用來(lái)進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的網(wǎng)版針對(duì)SE區(qū)域和PN結(jié)區(qū)域有不同的印刷特性，即SE區(qū)域印刷的涂層密度或濃度高于PN結(jié)區(qū)域印刷的涂層密度或濃度，實(shí)現(xiàn)一次印刷分別在SE區(qū)域和PN結(jié)區(qū)域形成不同密度或濃度的涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，其特征在于:所述絲網(wǎng)印刷裝置中的絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版，SE區(qū)域由互相貫通的鏤空?qǐng)D案組成，PN結(jié)區(qū)域由若干不連通的圖案組成，該不連通的圖案包括圓形、線性、方形、三角形、菱形或其他任何不連通的圖形。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，其特征在于:所述絲網(wǎng)印刷裝置中的絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版，SE區(qū)域刻蝕程度比PN結(jié)區(qū)域刻蝕程度高。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，其特征在于:霧化噴涂裝置或激光噴涂裝置設(shè)置在水平輥道的上方，被擴(kuò)散物在水平輥道的傳輸下水平移動(dòng)過(guò)程中，依次經(jīng)過(guò)霧化噴涂裝置或激光噴涂裝置的下方時(shí)，完成所述涂層的噴涂作業(yè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，其特征在于:傳輸被擴(kuò)散物的輥道由若干條水平排列、沿軸線方向往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥軸組成，傳輸被擴(kuò)散物的輥道至少一部分是由空心輥軸組成，在空心輥軸上被擴(kuò)散物經(jīng)過(guò)的部位沿徑向方向設(shè)置有若干通氣孔，在空心輥軸的至少一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭與進(jìn)氣管連接，從進(jìn)氣管通入潔凈的氮?dú)?、壓縮空氣或其他必要的氣體，該氣體通過(guò)空心輥軸上的通氣孔進(jìn)入到被擴(kuò)散物經(jīng)過(guò)的爐膛部位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，其特征在于:在空心輥軸上被擴(kuò)散物經(jīng)過(guò)的設(shè)置有若干通氣孔的部位，設(shè)置有至少一個(gè)中間凹、兩邊凸的臺(tái)階，被擴(kuò)散物在兩邊凸起臺(tái)階的支撐和摩擦力作用下水平移動(dòng)，被擴(kuò)散物與通氣孔之間離開一定距離，氣體無(wú)障礙地從被擴(kuò) 散物下面進(jìn)入爐膛。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有SE功能的水平輥道式連續(xù)擴(kuò)散設(shè)備，其特征在于:在空心輥軸上沿徑向方向設(shè)置的若干通氣孔，其孔徑相同或不同，其間距為均勻間距或不均勻間距 。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK203607443SQ201320728031
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】袁向東, 許穎, 袁瑒 申請(qǐng)人:北京金晟陽(yáng)光科技有限公司, 袁向東, 許穎