专利名称：一种磷扩散炉的三氯氧磷排除方法
技术领域：
本发明涉及半导体分立器件和太阳能电池片的制造领域。
背景技术：
磷扩散是半导体分立器件、集成电路芯片和太阳能电池片制作PN结所必须的一道工艺，目前这道工艺所采用的技术是热扩散技术。半导体分立器件主要用于制造二极管、三极管、功率器件、IGBT及晶闸管等，该系列产品在国内有上百亿的销售额，产能非常庞大。另一方面作为太阳能电池片的用途，硅片运用也非常广泛，全球70%以上的太阳能电池片是使用硅片作为电池片的。2011年已经实现25GW的产能，多晶用量达到18万吨是半导体用量的6倍，因此太阳能的产量比半导体产量更大。国内能够生产太阳能电池硅片厂家约120多家，而能够生产半导体分立器件扩散片的厂家也达到几十家。用于磷扩散的扩散炉每个厂家基本有几十台到上百台，市场需求量很大。目前市场上技术成熟的磷扩散技术主要有三种:1、采用液态三氯氧磷源扩散；2、采用喷涂磷酸水溶液后链式扩散；3、采用磷源纸夹层后链式扩散。这三种磷扩散的方法以液态磷源扩散的方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点，因此运用范围最广，生产厂家普遍采用该方法进行大批量生产。磷扩散方法的结构图如
图1所示，磷扩散的化学反应方程式如下:
权利要求
1.一种磷扩散炉的三氯氧磷排除方法，其特征在于包括如下步骤: 首先，磷扩散炉排出的三氯氧磷气体进入缓冲箱内与进入缓冲箱内的自然风混合冷却，其中该缓冲箱包括方形的缓冲箱体，所述缓冲箱的内壁涂覆有特氟龙涂层，所述缓冲箱体后侧壁上设有炉管开口，磷扩散炉的炉管通过所述炉管开口伸入所述缓冲箱，所述缓冲箱体前侧敞口并设有密封门，所述密封门右侧与缓冲箱体铰接，所述密封门左侧与缓冲箱体之间设有锁闭结构，所述密封门上设有导流结构引导自然风进入缓冲箱，所述缓冲箱体右侧壁上设有抽风管开口，炉管口部上设有炉帽，所述炉帽包括底部封闭的圆筒形石英材质帽体，所述帽体底部设有一向外凸出的开口延嘴，所述帽体底部内壁焊接有一石英卡环，所述开口延嘴设置在卡环底面与帽体底壁之间，炉管口部顶接在卡环上，开口延嘴正对缓冲箱体右侧壁上的抽风管开口； 其次，冷却后的三氯氧磷气体被抽入抽风管并在抽风管内被喷淋的氨水中和液化落入抽风管底部的密封水箱，密封水箱内储存的冷却碳酸氢钠溶液中和液态的三氯氧磷，其中该抽风管为U形管，抽风管一端设置开口方向与抽风管左侧管道垂直的进风口，进风口通过缓冲箱的抽风管开口与缓冲箱连通，抽风管另一端设有高于进风口的出风口，该出风口开口向上并连接抽风机，抽风机抽风将缓冲箱内冷却后的三氯氧磷气体抽入抽风管进风口，抽风管的管道内壁设有特氟龙涂层，所述抽风管的左侧管道顶壁上设有氨水喷嘴进行氨水的雾状喷淋，所述抽风管底部开口并设有缩口结构；该密封水箱包括上方敞口的方形密封箱体，密封箱体上方敞口部位为向外侧张开的张口结构，所述缩口结构插入所述张口结构，缩口结构与张口结构密封并固定； 最后，液化并中和的三氯氧磷液体从密封水箱排出进入废水处理系统进行处理，其中，密封箱体底部侧面设有进水口，密封箱体正对进水口的侧面在进水口上方设有溢流排水口，所述密封水箱进水口通过管道与冷却罐连接，所述溢流排水口通过管道连接废水处理系统，所述冷 却罐内盛装有碳酸氢钠冷却溶液，冷却罐内设有冷却盘管，所述冷却罐底部设有排放阀，冷却罐持续为密封水箱供应碳酸氢钠冷却溶液，多余的碳酸氢钠冷却溶液又从密封水箱的溢流排水口排入废水处理系统，利用持续流动的冷却碳酸氢钠溶液中和液态的三氯氧磷并排入废水处理系统。
2.根据权利要求1所述的磷扩散炉的三氯氧磷排除方法，其特征在于:所述密封门上边沿、下边沿及右边沿设有密封条进行密封，所述导流结构为密封门左侧边沿的导流槽，所述锁闭结构包括导流槽中间安装的挂钩及缓冲箱体左侧边对应该挂钩设置的挂扣。
3.根据权利要求2所述的磷扩散炉的三氯氧磷排除方法，其特征在于:所述缩口结构外壁上设有倒钩，所述张口结构内壁安装一圈密封圈，所述密封箱体上方敞口上边沿外侧安装有固定扣，所述固定扣与所述倒钩扣合，所述密封圈与所述缩口结构外壁形成密封。
4.根据权利要求3所述的磷扩散炉的三氯氧磷排除方法，其特征在于:所述抽风管包括横截面为方形的管道本体，所述管道本体内设有一竖直的中间隔板将抽风管分隔成U形结构，所述中间隔板底端到达缩口结构处止。
5.根据权利要求4所述的磷扩散炉的三氯氧磷排除方法，其特征在于:所述抽风管的缩口结构底端设有延伸板伸入密封水箱的液面以下。
6.根据权利要求5所述的磷扩散炉的三氯氧磷排除方法，其特征在于:所述缩口结构外壁上喷涂有特氟龙涂层，所述抽风机为混流风机，所述密封水箱为不锈钢结构，密封水箱内壁设有特氟龙涂层。
7.根据权利要求6所述的磷扩散炉的三氯氧磷排除方法，其特征在于:所述溢流排水口的高度低于U形抽风管的中间隔板底端，高于U形抽风管的延伸板底端。
8.根据权利要求7所述的磷扩散炉的三氯氧磷排除方法，其特征在于:所述帽体底部外壁焊接有一石英把手，所述开口延嘴长度控制在3-5cm，开口延嘴内径控制在0.5-lcm,所 述卡环厚度等于帽体底部壁厚。
全文摘要
本发明公开了一种磷扩散炉的三氯氧磷排除方法，包括如下步骤首先，磷扩散炉排出的三氯氧磷气体进入缓冲箱内与进入缓冲箱内的自然风混合冷却；其次，冷却后的三氯氧磷气体被抽入抽风管并在抽风管内被喷淋的氨水中和液化落入抽风管底部的密封水箱；最后，液化并中和的三氯氧磷液体从密封水箱排出进入废水处理系统进行处理。本发明利用自然空气和雾状稀释氨水迅速冷却扩散炉管中排除的尾气，防止熔化抽风管的特氟龙涂层，同时使三氯氧磷在抽风管内迅速液化。
文档编号C30B31/16GK103088429SQ201310018278
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者陈功 申请人:陈功