CN102915914B - 用于扩散磷源的源瓶液位传导温控***及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于扩散磷源的源瓶液位传导温控方法，包括以下步骤：1）采用传感器模块（2）实时检测源瓶（1）中的液位并获得液位数据；2）建立所述液位数据与所述源瓶内温度的对应关系；3）利用所述液位数据与所述源瓶内温度的对应关系，根据液位的变化调整与所述源瓶连接的控温装置（5），使得所述磷源源瓶中的气态分子密度上升直至不同液位情况下，所述源瓶内的分子密度相近。本发明提高了扩散制程的稳定性，有利于搭配前后端制程。同时不需要对因扩散制程波动而生产出的阻值异常硅片进行重工处理。不需要工程师经常调节炉管各个温区温度，从而可以节省人力。

Description

用于扩散磷源的源瓶液位传导温控***及控制方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池制作过程中使用的设备，尤其涉及在太阳能电池制作过程中用于扩散POCl3源瓶的液位传导温控***及控制方法。
背景技术
太阳能电池生产过程中有一个核心工序就是扩散工序，是在硅晶体表面进行扩散形成PN结，在这一工序中是将源瓶中的磷源以气体的形式被出气管引入到石英炉中进行扩散反应，在扩散工序中常用的是三氯氧磷(POCl3)液态源扩散，由于将液态三氯氧磷装载在源瓶中，不同的液位变化会影响源瓶中POCl3气体分子密度。
如图1a-1b所示，当N2开始通气前，源瓶在较长时间后达到平衡状态，充溢了POCl3分子。当N2持续通气过程中，充溢的POCl3气态分子被完全冲入石英炉的炉管。图1a和图1b为液位y和液位Y的情况下，源瓶中的POCl3分子处于不平衡状态，且图1a中的POCl3分子密度大于图1b中的POCl3分子密度。不平衡状态下，进入炉管的POCl3分子通量等于a/b体积中POCl3分子密度*通入N2总体积。所以保持源瓶a和b中的POCl3分子密度相近，才能保证不同液位在源瓶a和b情况下进入炉管的POCl3分子通量相等。从而达到较好的扩散效果。
鉴于此，有必要设计一种新的***和方法达到保持源瓶a和b中的POCl3分子密度相近，从而保证液位在a和b情况下进入炉管的POCl3分子通量相等的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在太阳能电池制作过程中用于扩散磷源瓶的液位传导温控***及控制方法，达到保持源瓶中的POCl3分子密度相近，从而保证液位不同时进入炉管的POCl3分子通量相等的效果。
为了解决上述技术问题，本发明才采用如下技术方案：用于扩散磷源的源瓶液位传导温控方法，包括以下步骤：
1)采用传感器模块(2)实时检测源瓶(1)中的液位并获得液位数据；
2)建立所述液位数据与所述源瓶内温度的对应关系；
3)利用所述液位数据与所述源瓶内温度的对应关系，根据液位的变化调整与所述源瓶连接的控温装置，使得所述POCl3源瓶中的气态分子密度上升直至不同液位情况下，所述源瓶内的分子密度相近。
作为本发明的优选方案之一，所述步骤2)包括以下步骤：
a.设定一个目标片电阻的阻值A，当所述源瓶的液位数据为B时，设置若干个不同的源瓶内温度进行扩散实验，检测所述不同的环境温度下的目标片电阻的阻值；
b.若所述源瓶内温度为C时得到的片电阻阻值为A，则所述源瓶的液位数据B与源瓶内温度C之间建立对应关系；
c.按照步骤b的方法一一建立所述源瓶的液位数据与所述源瓶内温度之间的对应关系。
作为本发明的优选方案之一，所述的磷源为POCl3。
本发明还提供一种液位传导温控的***，该***包括装载扩散磷源的源瓶(1)、装设于所述源瓶(1)内侧用于实时检测液位的传感器模块(2)、与所述传感器模块(2)连接的液位传导模块(3)、与所述液位传导模块(3)连接的机台控制模块(4)以及一端和所述机台控制模块(4)连接另一端和源瓶(1)连接的控温装置(5)。
作为本发明的优选方案之一，所述扩散磷源包括POCl3。
本发明提高了扩散制程的稳定性，有利于搭配前后端制程。同时不需要对扩散制程波动中生产出一些阻值异常的硅片进行重工处理。不需要工程师经常调节炉管各个温区温度，从而可以节省人力。
附图说明
图1a-1b是现有的POCl3源瓶不同液位的示意图。
图2是本发明一种进行液位传导温控的***示意图。
图3是本发明用于扩散POCl3源瓶的液位传导温控方法的流程图。
图4是液位变化时目标片电阻的阻值变化示意图。
具体实施方式
如图2至图3所示，本发明提供一种用于扩散磷源的源瓶的液位传导温控方法，包括以下步骤：
1)采用传感器模块2实时检测POCl3源瓶1中的液位并获得液位数据；
2)建立液位数据与POCl3源瓶内温度的对应关系；
3)利用液位数据与POCl3源瓶内温度的对应关系，根据液位的变化调整与POCl3源瓶连接的控温装置4，使得POCl3源瓶中POCl3的气态分子密度上升直至不同液位情况下POCl3源瓶内的POCl3分子密度相近。
所述步骤2)包括以下步骤：a.设定一个目标片电阻的阻值A，当POCl3源瓶的液位数据为B时，设置若干个不同的POCl3源瓶内温度进行扩散实验，检测所述不同的环境温度下的目标片电阻的阻值；b.若POCl3源瓶内温度为C时得到的片电阻阻值为A，则POCl3源瓶的液位数据B与POCl3源瓶内温度C之间建立对应关系；c.按照步骤b的方法一一建立POCl3源瓶的液位数据与POCl3源瓶内温度之间的对应关系。
例如：设定目标片电阻阻值为60欧姆，当POCl3液位为25％时，按POCl3瓶环境温度分5组进行扩散实验，POCl3瓶环境温度分别为20.2℃、20.4℃、20.6℃、20.8℃、21℃。若在20.6℃环境温度下，可以得到片电阻阻值为60欧姆，那么POCl3液位25％与POCl3瓶环境温度20.6℃之间即建立对应关系。
本发明还提供一种进行液位传导温控的***，该***包括装载扩散磷源的源瓶1、装设于所述源瓶1内侧用于实时检测液位的传感器模块2、与传感器模块2连接的液位传导模块3、与液位传导模块3连接的机台控制模块4以及一端和所述机台控制模块4连接另一端和源瓶1连接的控温装置5。
本发明提供的装置可使得a、b中的POCl3分子密度相近。在POCl3瓶内侧设置一支传感器来实时检测POCl3液位。可利用传感器反馈出的液位信息控制POCl3瓶的环境温度。当液位下降L时，对应控温装置上升t。使得POCl3瓶中POCl3的气态分子密度上升。
本发明运行步骤：
1、通过POCl3瓶侧的sensor检测POCl3液位。
2、传感器将POCl3液位信息传递给液位传导模块。
3、液位传导模块将液位信息对应得到POCl3瓶环境温度反馈给机台控制模块，机台控制模块将该POCl3瓶环境温度设置为目标值。
建立液位信息和POCl3瓶环境温度的对应关系方法如下：
1、通过实验方法得到对应关系。
2、设定一个目标片电阻阻值A，当POCl3为某一液位B时，设置不同的POCl3瓶环境温度进行扩散实验，检测不同环境温度下的片电阻阻值。
3、若POCl3瓶环境温度为C时得到的片电阻阻值为A，则POCl3液位B与POCl3瓶环境温度C之间即建立对应关系。
本发明的有益效果：
1、新型POCl3瓶提高了扩散制程的稳定性，更有利于搭配前后端制程。
2、扩散制程波动会生产出一些阻值异常的硅片，一般会对这部分硅片进行重工处理。新型POCl3瓶导入后可以节约这部分浪费。
3、为了维持制程稳定，工程师需要经常调节炉管各个温区温度。新型POCl3瓶导入后可以节省人力。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.用于扩散磷源的源瓶液位传导温控方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)采用传感器模块(2)实时检测源瓶(1)中的磷源液位并获得液位数据；
2)所述传感器模块将所述液位数据传递给液位传导模块；及
3)所述液位传导模块将所述液位数据对应得到所述源瓶的环境温度反馈给机台控制模块，所述机台控制模块将所述源瓶的环境温度设置为目标值。
2.如权利要求1所述的用于扩散磷源的源瓶液位传导温控方法，其特征在于，在所述步骤1)之前，还包括以下步骤：建立所述液位数据与所述源瓶内温度的对应关系。
3.如权利要求1或2所述的用于扩散磷源的源瓶液位传导温控方法，其特征在于，所述的磷源为POCl3。
4.一种采用权利要求1或2的方法进行液位传导温控的***，其特征在于，该***包括装载扩散磷源的源瓶(1)、装设于所述源瓶(1)内侧用于实时检测液位的传感器模块(2)、与所述传感器模块(2)连接的液位传导模块(3)、与所述液位传导模块(3)连接的机台控制模块(4)以及一端和所述机台控制模块(4)连接另一端和源瓶(1)连接的控温装置(5)。
5.如权利要求4所述的进行液位传导温控的***，其特征在于，所述扩散磷源包括POCl3。
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