一种双层反应腔体结构的制作方法

本实用新型涉及半导体和太阳能光伏电池制造领域，特别是涉及一种双层反应腔体结构。

背景技术：

扩散设备作为半导体器件工艺的重要设备之一，被广泛应用于集成电路、电力电子、太阳能电池的生产等行业。在光伏行业，高温扩散炉主要用于对单晶硅片、多晶硅片进行掺杂，形成pn结；退火设备主要是进行退火、激活等作用；低压化学气相沉积(lpcvd)设备主要用于薄膜生长，可用于本征非晶硅、掺杂非晶硅、氧化硅等薄膜生长；等离子增强化学气相沉积(pecvd)设备在太阳能光伏电池工艺流程中作用主要是薄膜生长，可用于氮化硅、氧化铝、本征硅、掺杂非晶硅等薄膜生长。扩散设备、退火设备、lpcvd设备、pecvd设备共有的特征之一是都有一个腔体让硅片在腔体中进行工艺。目前常规的炉管都是单层，并且大都采用石英材质。该种炉管的炉管壁上会随着运行工艺逐渐会镀上一层厚厚的膜，由于膜材料的性质与石英不同，比如lpcvd设备在工艺中会逐渐镀上一层非晶硅。较厚的膜会与石英材质的炉管壁之间产生应力，在几十毫托的真空度下，炉管承受的压力较大，加上膜产生的应力，更容易造成炉管破裂，导致工艺失败，造成工艺硅片返工甚至破碎，炉管内部石英舟、热电偶、进气管等造成损坏。另外设备停机维护，碎裂的石英材质的炉管壁还有可能损坏热场，造成二次损伤。因此需要一种双层的反应腔体结构，增强炉体的承受能力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决现有技术的不足，提供一种双层反应腔体结构，结构简单，使用方便。

一种双层反应腔体结构，包括炉口、腔体以及炉尾；腔体设置于炉口以及炉尾之间；腔体包括内层腔体以及外层腔体，内层腔体设置于外层腔体的内部；外层腔体分别与炉口以及炉尾固定连接；内层腔体与炉口可拆式连接，内层腔体还与炉尾连接。

进一步的，所述炉口包括炉口外法兰、炉口内法兰、水冷管道以及气体管道；炉口外法兰设置于腔体的一端，炉口内法兰套接于腔体的外周，炉口内法兰与炉口外法兰紧贴设置；水冷管道设置于炉口外法兰以及炉口内法兰；气体管道设置于炉口外法兰。

进一步的，所述炉口内法兰与炉口外法兰之间设置有密封圈一；炉口外法兰与内层腔体之间设置有密封圈二。

进一步的，所述炉口外法兰与内层腔体可拆式连接；炉口外法兰和外层腔体的端面之间设置有缓冲块。

进一步的，所述水冷管道包括进水口、出水口、连接管以及水冷内管；水冷内管分别设置于炉口内法兰以及炉口外法兰，水冷内管靠近密封圈一的部位设置；进水口设置于炉口外法兰，出水口设置于炉口内法兰；设置于炉口内法兰的水冷内管和炉口外法兰的水冷内管之间设置有连接管。

进一步的，所述炉尾包括炉尾外法兰、炉尾内法兰、炉尾盖、支撑环、隔热板以及尾排口；炉尾盖设置于腔体远离炉口的一端；支撑环、隔热板以及尾排口均设置于炉尾盖；炉尾外法兰设置于腔体远离炉口的一端，炉尾内法兰套接于腔体的外周，炉尾内法兰与炉尾外法兰紧贴设置。

进一步的，所述炉尾内法兰与炉尾外法兰之间设置有密封圈三；炉尾外法兰与炉尾盖之间设置有密封圈四。

进一步的，所述支撑环呈环状，支撑环的一端与炉尾盖固定连接；支撑环的外径小于内层腔体的内径，内层腔体套接于支撑环外周。

进一步的，所述炉尾盖上还设置有隔热板，隔热板与炉尾盖平行设置；隔热板和炉尾盖之间设置有支撑柱。

进一步的，所述隔热板与支撑环设置于炉尾盖的同一侧；尾排口与隔热板分别位于炉尾盖的两侧；尾排口包括氮气管道以及炉尾管道；炉尾外法兰和外层腔体的端面之间设置有缓冲块。

本实用新型的有益效果为：

通过设置内层腔体和外层腔体的结构，在内层腔体上形成膜，由外层腔体承受真空压力，实现膜应力和真空压力的分离，进而增强腔体的承受能力；

通过在炉口内法兰与炉口外法兰之间设置有密封圈一，炉尾内法兰与炉尾外法兰之间设置有密封圈三，炉尾外法兰与炉尾盖之间设置有密封圈四，实现腔体内部和外部的密封隔离；

通过在炉尾外法兰和炉口外法兰设置缓冲块，避免炉尾外法兰与外层腔体磕碰，或者炉口外法兰与外层腔体磕碰；

通过在炉口外法兰与内层腔体之间设置密封圈二，以及设置氮气通道向内外层腔体之间的夹层通气，减少内层腔体的气体进入到内外层腔体之间的夹层，避免在外层腔体的内壁上形成镀膜。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的整体结构图；

图2为本实用新型实施例一结合炉门的结构图；

图3为本实用新型实施例一剖面图；

图4为图3的a部分放大示意图；

图5为本实用新型实施例一炉口示意图；

图6为图3的b部分放大示意图。

附图标识说明：炉口1、炉口外法兰11、密封圈二12、缓冲块13、炉口内法兰14、密封圈一15、水冷管道16、进水口161、出水口162、连接管163、水冷内管164、气体管道17、腔体2、内层腔体21、外层腔体22、炉尾3、炉尾外法兰31、密封圈三32、炉尾内法兰33、炉尾盖34、密封圈四35、支撑环36、隔热板37、尾排口38、氮气管道381、炉尾管道382。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一：

如图1-3所示，一种双层反应腔体2结构，包括炉口1、腔体2以及炉尾3；腔体2设置于炉口1以及炉尾3之间。腔体2包括内层腔体21以及外层腔体22，内层腔体21设置于外层腔体22的内部；外层腔体22分别与炉口1以及炉尾3固定连接；内层腔体21与炉口1可拆式连接，内层腔体21还与炉尾3连接。

如图4所示，所述炉口1包括炉口外法兰11、炉口内法兰14、水冷管道16以及气体管道17。炉口外法兰11设置于腔体2的一端，炉口内法兰14套接于腔体2的外周，炉口内法兰14与炉口外法兰11紧贴设置。水冷管道16设置于炉口外法兰11以及炉口内法兰14，通过水冷管道16实现对炉口外法兰11以及炉口内法兰14的降温。气体管道17设置于炉口外法兰11，通过气体管道17实现对腔体2内部通入气体。炉口内法兰14固定套接于外层腔体22的外周，炉口外法兰11设置于外层腔体22的一端。在炉口内法兰14与炉口外法兰11之间设置有密封圈一15，炉口外法兰11与炉口内法兰14通过挤压密封圈一15对外层腔体22进行密封。在炉口外法兰11与内层腔体21之间还设置有密封圈二12，密封圈二12用于减少内层腔体21与外层腔体22之间的气体流通，需要说明的是内层腔体21与外层腔体22之间并非隔离。水冷管道16包括进水口161、出水口162、连接管163以及水冷内管164。其中水冷内管164分别设置于炉口内法兰14以及炉口外法兰11，水冷内管164靠近密封圈一15的部位设置；进水口161设置于炉口外法兰11，出水口162设置于炉口内法兰14；设置于炉口内法兰14的水冷内管164和炉口外法兰11的水冷内管164之间还设置有连接管163。炉口外法兰11还与内层腔体21可拆式连接，在本实施例中为螺纹连接。在炉口外法兰11和外层腔体22的端面之间设置有缓冲块13，避免外层腔体22靠近炉口1的一端直接与炉口外法兰11磕碰。

如图5、6所示，所述炉尾3包括炉尾外法兰31、炉尾内法兰33、炉尾盖34、支撑环36、隔热板37以及尾排口38。炉尾盖34设置于腔体2远离炉口1的一端；支撑环36、隔热板37以及尾排口38均设置于炉尾盖34。炉尾外法兰31设置于腔体2远离炉口1的一端，炉尾内法兰33套接于腔体2的外周，炉尾内法兰33与炉尾外法兰31紧贴设置。与炉口1类似的，在炉尾内法兰33与炉尾外法兰31之间设置有密封圈三32，炉尾外法兰31与炉尾内法兰33通过挤压密封圈三32对外层腔体22进行密封。炉尾外法兰31与炉尾盖34之间还设置有密封圈四35，通过密封圈四35，实现腔体2内部的密封。支撑环36呈环状，支撑环36的一端与炉尾盖34固定连接，在炉尾盖34与腔体2结合时，支撑环36位于腔体2内部。支撑环36的外径小于内层腔体21的内径，内层腔体21套接于支撑环36外周，实现炉尾3部分的内层腔体21的支撑。炉尾盖34上还设置有隔热板37，隔热板37与炉尾盖34平行设置，在隔热板37和炉尾盖34之间设置有支撑柱。隔热板37与支撑环36设置于炉尾盖34的同一侧；尾排口38与隔热板37分别位于炉尾盖34的两侧，尾排口38包括氮气管道381以及炉尾管道382。氮气管道381用于向外层腔体22和内层腔体21之间的空间通气，减少内层腔体21的反应气体进入内层腔体21和外层腔体22之间的夹层。在炉尾外法兰31和外层腔体22的端面之间设置有缓冲块13，避免外层腔体22靠近炉尾3的一端直接与炉尾外法兰31磕碰。

在炉尾外法兰31和炉尾内法兰33上也设置有水冷管道16。

在实施的过程中炉口1用于通入桨，以及与炉门连接；通过设置内层腔体21和外层腔体22，并将内层腔体21与炉口外法兰11螺纹连接，同时内层腔体21还套接于支撑环36上，实现内层腔体21的固定，通过设置内层腔体21和外层腔体22的结构，由于在工艺过程中，内层腔体21位于外层腔体22和硅片之间，使内层腔体21在工艺过程中形成镀膜形成在内层腔体21上，另外由于内层腔体21和外层腔体22之间并不是完全密封的，因此真空的压力由外层腔体22承受，将膜的应力和真空压力分离，增强腔体2的承受能力。

以上描述仅是本实用新型的一个具体实例，不构成对本实用新型的任何限制。显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本

技术实现要素：
和原理后，都可能在不背离本实用新型原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本实用新型思想的修正和改变仍在本实用新型的权利要求保护范围之内。