一种新型硼扩散湿氧工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种新型硼扩散湿氧工艺，本发明专利技术采用H2+O2进行湿法氧化工艺，两者在一定的压力和温度下生成水蒸气，水蒸气可以溶解管壁上的B2O3，再通过尾排泵的抽空系统排出管外，多余的水蒸气会经过尾排管路，同样对尾排管路和泵中残余的B2O3进行清理，进一步延长了设备的维护时间。设备的维护时间。设备的维护时间。

【技术实现步骤摘要】
一种新型硼扩散湿氧工艺


[0001]本专利技术具体涉及一种新型硼扩散湿氧工艺。

技术介绍

[0002]在N型电池整个工艺流程中，PN结制备的质量是决定电池效率的关键步骤。目前，N型的PN结制备技术即掺杂硼技术主要有四种：管式BBr3或BCl3扩散，旋涂硼源+扩散，APCVD硼源+扩散，离子注入+退火，其中管式BBr3/BCl3扩散由于工艺难度低，性价比高，能有效避免金属离子污染，少子寿命高等特点而成为主流的硼掺杂技术，但扩散炉在工艺生产过程中有很多问题仍需要解决。
[0003]硼扩散预沉积过程中，由于反应产物B2O3的沸点在1600℃以上，扩散过程中始终处于液态，只能以大量氮气稀释分散分布到硅片表面，扩散均匀性难于控制。反应产物B与B2O3对石英器件的腐蚀严重，在恒温区外快速冷却凝固，易造成尾管堵塞，引起扩散石英炉门与石英炉管的粘连，维护成本高。后端工序匹配问题需要一定厚度且均匀的氧化层，所以需要长时间的高温氧化，这无疑又增加了工艺时间，间接增加电池的成本。

技术实现思路

[0004]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种新型硼扩散湿氧工艺。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种新型硼扩散湿氧工艺，包括以下步骤：
[0007](1)将载有硅片的舟送入炉管中；
[0008](2)抽真空，检漏；
[0009](3)升温至800
‑
810℃，通入N2，炉管压力为150
‑
>180mbar；
[0010](4)在800
‑
810℃下，通入N2，O2，进行氧化；
[0011](5)升温至800
‑
810℃后，通入N2、O2、硼源，炉管压力为 150
‑
180mbar；
[0012](6)升温至830
‑
840℃后，通入N2、O2、硼源，炉管压力为 150
‑
180mbar；
[0013](7)升温至850
‑
860℃后，通入N2、O2、硼源，炉管压力为 150
‑
180mbar；
[0014](8)升温至950
‑
960℃，升温过程中通入N2，炉管压力为 400
‑
450mbar；
[0015](9)950
‑
960℃恒温推进，用时20
‑
23min，推进过程中通入N2，炉管压力为400
‑
450mbar；
[0016](10)升温到1040～1050℃，升温过程中通入N2、O2，炉管压力为600
‑
650mbar；
[0017](11)在1040
‑
1050℃下进行氧化20
‑
22min，氧化过程中通入 N2，O2，炉管压力为600
‑
650mbar；
[0018](12)在1040
‑
1050℃下进行氧化40
‑
42min，氧化过程中通入 H2，O2，炉管压力为250
‑
300mbar；
[0019](13)从1040
‑
1050℃降温至800℃，降温过程中通入氮气，氧气，压力600
‑
650mbar；
[0020](14)破真空至常压。
[0021](15)出舟。
[0022]进一步地，步骤(3)中，由700℃
‑
710℃斜率升温至800
‑
810℃，用时12
‑
15min。本专利技术中，选择以上所述的升温速率有助于提高热量的均匀性，有利于后续氧化步骤的进行。如果升温速率过快，会导致炉管内硅片接收到的热辐射产生差异，不利于炉管内硅片热量的均匀性；如果升温速率太慢，会延长工艺时间，产能降低。
[0023]进一步地，步骤(4)中，通入N2、O2的流量分别为1000
‑
1100sccm、 2000
‑
2100sccm，通入10
‑
12min。
[0024]进一步地，步骤(5)中，硼源为BCl3或/和BBr3。
[0025]进一步地，步骤(5)中，通入N2、O2、硼源的流量分别为： 1500
‑
1600sccm、540
‑
560sccm、200
‑
250sccm，通入时间为2
‑
3min。
[0026]进一步地，步骤(6)中，通入N2、O2、硼源的流量分别为： 1500
‑
1600sccm、540
‑
560sccm、200
‑
250sccm，通入时间为4
‑
6min。
[0027]进一步地，步骤(7)中，通入N2、O2、硼源的流量分别为： 1500
‑
1600sccm、540
‑
560sccm、200
‑
250sccm，通入时间为4
‑
6min。
[0028]进一步地，步骤(8)中，通入N2的流量分别为2000
‑
2100sccm，通入时间为20
‑
23min。
[0029]进一步地，步骤(9)中，通入N2的流量为2000
‑
2100sccm，通入时间为20
‑
23min。
[0030]进一步地，步骤(10)中，由950
‑
960℃斜率升温到1040～1050 ℃，用时10
‑
12min。本专利技术中，选择以上所述的升温速率有助于提高热量的均匀性，有利于后续氧化步骤的进行。如果升温速率过快，会导致炉管内硅片接收到的热辐射产生差异，不利于炉管内硅片热量的均匀性；如果升温速率太慢，会延长工艺时间，产能降低。
[0031]进一步地，步骤(10)中，通入N2、O2的流量分别为： 1000
‑
1100sccm、10000
‑
11000sccm，通入时间为10
‑
13min。
[0032]进一步地，步骤(11)中，通入N2、O2的流量分别为 1000
‑
1100sccm、10000
‑
11000sccm。
[0033]进一步地，步骤(12)中，通入H2，O2的流量分别为1500
‑
1700sccm、3500
‑
3700sccm。
[0034]进一步地，步骤(13)中，通入氮气、氧气的流量分别为 100
‑
500sccm、10000
‑
11000sccm，通入时间为30
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型硼扩散湿氧工艺，其特征是，包括以下步骤：(1)将载有硅片的舟送入炉管中；(2)抽真空，检漏；(3)升温至800
‑
810℃，通入N2，炉管压力为150
‑
180mbar；(4)在800
‑
810℃下，通入N2，O2，进行氧化；(5)升温至800
‑
810℃后，通入N2、O2、硼源，炉管压力为150
‑
180mbar；(6)升温至830
‑
840℃后，通入N2、O2、硼源，炉管压力为150
‑
180mbar；(7)升温至850
‑
860℃后，通入N2、O2、硼源，炉管压力为150
‑
180mbar；(8)升温至950
‑
960℃，升温过程中通入N2，炉管压力为400
‑
450mbar；(9)950
‑
960℃恒温推进，用时时20
‑
23min，推进过程中通入N2，炉管压力为400
‑
450mbar；(10)升温到1040～1050℃，升温过程中通入N2、O2，炉管压力为600
‑
650mbar；(11)在1040
‑
1050℃下进行氧化20
‑
22min，氧化过程中通入N2，O2，炉管压力为600
‑
650mbar；(12)在1040
‑
1050℃下进行氧化40
‑
42min，氧化过程中通入H2，O2，炉管压力为250
‑
300mbar；(13)从1040
‑
1050℃降温至800℃，降温过程中通入氮气，氧气，压力600
‑
650mbar；(14)破真空至常压。(15)出舟。2.根据权利要求1所述的一种新型硼扩散湿氧工艺，其特征是，步骤(3)中，由700℃
‑
710℃斜率升温至800
...

【专利技术属性】
技术研发人员：林佳继，祁文杰，刘群，梁笑，毛文龙，范伟，
申请(专利权)人：深圳市拉普拉斯能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：