一种石英舟的维护方法与流程

1.本公开涉及光伏领域，具体地，涉及一种石英舟的维护方法。


背景技术：

2.目前的高效太阳电池结构中，会经常使用到钝化接触结构，所述的钝化接触结构，通常由一层界面钝化层和一层掺杂半导体薄膜构成。此半导体层薄膜的沉积过程中通常会使用载具承载待镀件。目前的工业化过程中，多数情况下使用石英舟作为半导体薄膜载具。
3.而石英舟载具在反复使用过程中，石英载具表面非工艺区域的半导体薄膜也会逐渐加厚。由于沉积的多晶硅、微晶硅、纳米晶硅或非晶硅薄膜(半导体薄膜层)的热膨胀系数和石英件的热膨胀系数差异巨大(通常硅的热膨胀系数远大于石英)，在反复的使用过程中，要经过反复的高低温过程，因此，累积的薄膜极易造成石英载具的应力集中，从而导致载具断裂或者出现裂隙。
4.目前的多晶硅、微晶硅、纳米晶硅或非晶硅的沉积工艺过程，掺杂工艺通常为原位掺杂技术，或者非原位掺杂技术。非原位掺杂包括一个pocl3或者bbr3或者bcl3的热扩散过程。通常是先进行冷却，再将硅片换到另一台机器中完成掺杂。在此过程中必须降温，否则无法装卸硅片，在降温过程中会使得石英舟表面的硅膜的应力作用于石英舟上，从而大幅减少了石英舟的寿命。


技术实现要素：

5.本公开的目的在于提供一种可以提高石英舟寿命的工艺方法。
6.为了实现上述目的，本公开提供了一种石英舟的维护方法，所述方法包括：
7.对装载有待镀件的石英舟进行待镀件表面的硅薄膜的沉积工艺，在经过所述沉积工艺后的石英舟的温度不降低到室温的情况下，直接对所述经过所述沉积工艺后的石英舟进行维护工艺，所述维护工艺包括高温氧化处理。
8.可选地，所述硅薄膜为多晶硅薄膜、微晶硅薄膜、纳米晶硅薄膜和非晶硅薄膜中的至少一种。
9.可选地，在经过所述沉积工艺后的石英舟的温度不降低到200℃以下的情况下，直接对所述经过所述沉积工艺后的石英舟进行所述维护工艺。
10.可选地，所述沉积工艺和所述维护工艺在同一个lpcvd炉管中连续进行，所述沉积工艺的温度为400-900℃，所述高温氧化处理的温度为500-1000℃。
11.可选地，所述沉积工艺和所述维护工艺分别在lpcvd炉管和维护炉管中进行，所述沉积工艺的温度为400-900℃，所述高温氧化处理的温度为500-1000℃；在将石英舟在所述lpcvd炉管中完成所述沉积工艺后取出并置入所述维护炉管的转移过程中，所述石英舟取出的温度不低于200℃，置入所述维护炉管的温度不低于200℃，所述维护炉管的待机温度不低于400℃。
12.可选地，在所述转移过程中，不卸载装载在石英舟内的所述待镀件，在经过所述沉
积工艺的硅薄膜表面高温氧化形成氧化硅。
13.可选地，所述维护工艺包括依次进行的升温过程、所述高温氧化处理过程和降温过程；所述升温过程的升温速率为5-30℃/min，所述降温过程的降温速率为1-20℃/min。
14.可选地，所述维护工艺的总时间为10-50min；所述高温氧化处理的时间不少于所述维护工艺的总时间的50％。
15.可选地，所述高温氧化处理通入中的氧化气体选自氧气、空气和一氧化二氮中的至少一种。
16.可选地，所述高温氧化处理中的氧化气体的流量为200-5000sccm，所述高温氧化处理的时间不少于1min。
17.通过上述技术方案，本公开通过在硅薄膜的沉积工艺后，通过增加石英舟的维护工艺步骤，使得石英舟表面的沉积的硅薄膜表面硅部分氧化成为氧化硅，由于氧化硅具有较小的热膨胀系数，因此在冷却时，可以抵消相当部分的硅薄膜收缩应力，从而降低了石英舟具本身承受的应力，进而减少石英舟出现裂隙或者断裂的概率。同时本公开中沉积工艺和维护工艺之间不存在长时间降温冷却的步骤，也即石英舟的温度不会出现大幅下降，从而避免了因温度变化较大而出现的应力情况。
18.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
19.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
20.图1为本公开的石英舟的维护的方法的工艺流程示意图；
21.图2为本公开的第一种实施方式中的工艺流程示意图；
22.图3为本公开的第二种实施方式中的工艺流程示意图。
具体实施方式
23.以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
24.本公开提供了一种石英舟的维护方法，所述方法包括：
25.对装载有待镀件的石英舟进行待镀件表面的硅薄膜的沉积工艺，在经过所述沉积工艺后的石英舟的温度不降低到室温的情况下，直接对所述经过所述沉积工艺后的石英舟进行维护工艺，所述维护工艺包括高温氧化处理。
26.本公开通过在硅薄膜沉积工艺后，通过增加维护工艺步骤，使得石英舟表面沉积的硅薄膜中的表面硅氧化成为氧化硅，由于氧化硅具有较小的热膨胀系数，因此在冷却时，可以抵消相当部分的硅薄膜收缩应力，从而降低了石英舟本身承受的应力，进而减少石英舟出现裂隙或者断裂的概率。同时本公开中沉积工艺和维护工艺之间不存在长时间降温冷却的步骤，也即石英舟的温度不会出现大幅下降，从而避免了因温度变化较大而出现的应力情况。
27.本公开中的硅薄膜为本领域技术人员所熟知的，例如，所述硅薄膜可以为多晶硅薄膜、微晶硅薄膜、纳米晶硅薄膜和非晶硅薄膜中的至少一种。
28.本公开的一种优选的实施方式，在经过所述沉积工艺后的石英舟的温度不降低到200℃以下的情况下，直接对所述经过所述沉积工艺后的石英舟进行所述维护工艺。本公开的发明人经过大量实验发现，通过将不低于200℃的石英舟直接进行维护工艺，可以有效避免因温度变化较大而出现的应力情况进而减少石英舟出现裂隙或者断裂的概率。
29.本公开中较高的高温氧化处理温度可以减少维护工艺的时间，从而提高设备产能；也可以使得对于石英舟表面的硅膜的氧化效果更好，从而保证降低应力的效果。优选地，所述沉积工艺的温度可以为400-900℃，所述高温氧化处理的温度可以为500-1000℃。
30.本公开的一种具体的实施方式，如图3所示，所述沉积工艺和所述维护工艺可以在同一个lpcvd炉管中连续进行。该实施方式通过在同一个炉管内连续进行沉积工艺和维护工艺，可以减少工艺进出舟具的时间，也避免了沉积工艺和维护工艺之间的进出舟的降温过程，从而减少了石英舟内的部分的应力释放，使得维护工艺对于石英舟具的保护作用能够完全的利用。
31.本公开的另一种具体的实施方式，如图2所示，所述沉积工艺和所述维护工艺可以分别在lpcvd炉管和维护炉管中进行；该实施方式通过在不同炉管内分别完成沉积工艺和维护工艺，可以有利于炉管的专业利用及维护。另外，由于沉积工艺步骤中通常配置有更高的管路，也通常会设置多种气路及抽真空装置，因此沉积管更为昂贵，而维护工艺管实际上仅需配备密封炉管及进气口和排气口即可，相对便宜。因此，分开的沉积管和维护管有利于提高炉管的利用率，降低生产过程中的成本。
32.优选地，在该实施方式中，在将石英舟在所述lpcvd炉管中完成所述沉积工艺后取出并置入所述维护炉管的转移过程中，所述石英舟取出的温度不低于200℃，置入所述维护炉管的温度不低于200℃，所述维护炉管的待机温度不低于400℃。通过上述限定，两个工艺过程之间不存在长时间降温冷却的步骤，也即石英舟的温度不会出现大幅下降，从而避免了因温度变化较大而出现的应力情况。
33.本公开中，在所述转移过程中，不卸载装载在石英舟内的所述待镀件，在经过所述沉积工艺的硅薄膜表面高温氧化形成氧化硅。
34.根据本公开，所述维护工艺可以包括依次进行的升温过程、所述高温氧化处理过程和降温过程；所述升温过程的升温速率可以为5-30℃/min，所述降温过程的降温速率可以为1-20℃/min。
35.根据本公开，所述高温氧化处理中通入的氧化气体可以选自氧气、空气和一氧化二氮中的至少一种。
36.本公开的高温氧化处理通过在维护工艺的全程通入的氧化气体或者在部分时间段通入的氧化气体，使得石英舟表面的沉积的硅薄膜表面硅部分氧化成为氧化硅。本公开中，最佳开始通氧的时间为石英舟的舟尾和舟头的温度差异在100℃以内为更佳，从而减少石英舟不同区域的氧化效果差异。优选地，所述高温氧化处理中的氧化气体的流量可以为200-5000sccm，所述高温氧化处理的时间优选不少于1min，最佳的高温氧化处理的时间为5-15分钟。
37.以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
38.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
39.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。