晶硅太阳能电池变温扩散炉的制作方法

1.本发明涉及及扩散炉技术领域，特别是涉及一种晶硅太阳能电池变温扩散炉。


背景技术：

2.扩散炉是半导体生产线前工序的重要工艺设备之一，用于大规模集成电路、分立器件、电力电子、光电器件和光导纤维等行业的扩散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。它的主要用途是对半导体进行掺杂，即在高温条件下将掺杂材料扩散入硅片，从而改变和控制半导体内杂质的类型、浓度和分布，以便建立起不同的电特性区域。
3.虽然某些工艺可以使用离子注入的方法进行掺杂，但是热扩散仍是最主要、最普遍的掺杂方法。硅的热氧化作用是使硅片表面在高温下与氧化剂发生反应，生长一层二氧化硅膜。氧化方法有干氧氧化和水汽氧化(含氢氧合成)两种，扩散炉是用这两种氧化方法制备氧化层的必备设备。扩散炉是半导体集成电路工艺的基础设备，它与半导体工艺互相依存、互相促进、共同发展。
4.扩散炉有垂直扩散炉和水平扩散炉两种类型。垂直扩散炉是石英舟垂直于水平面，更加有利于机械手传送硅片，片内工艺参数一致性更好。水平扩散炉是石英舟平行于水平面，一台可以4个或4个以上的工艺炉管，平均炉管的占地面积更小，片间的工艺参数较垂直扩散炉更好。
5.目前，公开号为cn107604444a的中国专利公开了一种硅片加热扩散炉，包括炉体和设置于炉体内的多根炉管，炉体上设有控制柜，炉管相互间隔的横向装设于炉体内，且炉管的两端设为炉口和炉尾，且炉口和炉尾于炉体上设有炉门。炉管的炉口、炉尾和炉管的中部分别设有加热元件，炉管内设有石英层，且炉管的炉口和炉尾的外表面分别套设有石棉垫和石棉圈，控制柜实时监控和控制炉体内的温度。
6.这种硅片加热扩散炉虽然可达到对炉口和炉尾保温的作用，防止其散热导致炉口，但这种扩散炉在使用时，其炉口由于炉门的存在，封闭不够良好，在生产过程中容易造成热量的逸散，同时由于高温条件，硅片容易产生有害气体，并从炉门位置泄露，从而对操作人员的身体健康造成一定损伤。


技术实现要素：

7.本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种晶硅太阳能电池变温扩散炉。
8.为了解决以上技术问题，本发明提供一种晶硅太阳能电池变温扩散炉。
9.技术效果：能够在关闭扩散炉的炉门时，通过联动件带动封闭机构同步对其炉口进行封闭，一方面增加对炉口封闭时的隔热性，避免发生热量逸散，保证炉体内温度快速增长并维持平衡，另一方面能够提升炉口位置的气密性，从而防止炉体内经过高温后硅片或其他元件产生的有害气体泄露，以保证操作人员的身体健康。
10.本发明进一步限定的技术方案是：一种晶硅太阳能电池变温扩散炉，包括炉体，炉
体上开设有炉口，炉口一侧的炉体上铰接设有用于封闭炉口的炉门，炉口呈圆形状设置，炉门上设有
11.封闭件，包括形成于炉门上的固定环，固定环外滑移连接有形状与炉口相同的封闭环，用于在炉门封闭时滑移卡接在炉口外并封闭炉口，炉口上设有形状与固定环匹配的连接环，炉门封闭时固定环嵌设于连接环内，且封闭环套设于连接环外；
12.辅助隔离件，包括两块关于固定环对称设置并滑移连接在炉门上的隔离块，隔离块呈半环形设置，其形状与封闭环贴合，炉门上设有联动件，包括转轮，用于通过旋转的方式带动两块隔离块相对或相背方向滑移，以辅助隔离或放开封闭环；
13.锁紧件，包括固定在炉体上的嵌槽以及滑移连接在炉门上的连接块，连接块通过连动杆与联动件连接，转轮旋转时通过连动杆带动连接块嵌设于嵌槽内或拉出嵌槽，以实现炉门的锁紧。
14.进一步的，炉体上设有用于容纳炉门的容纳槽，炉口位于容纳槽中间位置，封闭件包括活动杆，活动杆中间位置铰接在炉门上，活动杆一端铰接在封闭环侧面，另一端与炉门之间通过固定弹簧连接，容纳槽内对应活动杆末端设有压块。
15.前所述的晶硅太阳能电池变温扩散炉，固定环底部设有限位凸环，封闭环末端形成有内凸环，内凸环在炉门与限位凸环之间滑移，炉门封闭时内凸环顶面与限位凸环相互贴合，封闭环整体由钢化玻璃材料制成，其包括两层，中间位置设置真空隔热层。
16.前所述的晶硅太阳能电池变温扩散炉，嵌槽设于容纳槽内侧面顶部和底部位置，炉门上滑移连接有活动块，活动块与连接块之间通过连动杆固定，炉门内设有主动齿轮，活动块一侧设有与主动齿轮相互啮合的活动齿条，用于驱动活动块和连动杆滑移。
17.前所述的晶硅太阳能电池变温扩散炉，转轮通过转轴转动连接在炉门上，转轴穿透炉门设置，主动齿轮同轴心固定在转轴上，辅助隔离件包括驱动块，驱动块滑移连接在炉门上，驱动块末端通过驱动杆与隔离块固定。
18.前所述的晶硅太阳能电池变温扩散炉，驱动块上一体形成有驱动齿条，驱动齿条与主动齿轮相互啮合，用于带动驱动块滑移，驱动齿条与活动齿条相互错位，驱动块位于主动齿轮上下两侧，活动块位于主动齿轮的左右两侧。
19.前所述的晶硅太阳能电池变温扩散炉，隔离块内设有贴合在封闭环上的石棉垫，炉门包括内层和外层，内层与外层之间真空设置，炉门和炉体的对应设有钢化玻璃形成的视窗，用于观测炉体内工作情况。
20.本发明的有益效果是：
21.(1)本发明中，在关闭炉门时，操作人员先将炉门闭合至容纳槽，此时固定环与连接环配合，固定环嵌设于连接环内，继续封闭炉门，通过两侧的压块将活动杆末端向外顶出，由于活动杆中间铰接在炉门上，活动杆另一端能够带动封闭环在固定环上滑移，从而使封闭环套设在连接环外形成封闭，由于封闭环中间真空设置，能够提升整个炉门的封闭性能，而辅助隔离件能够在炉门关闭时，在封闭环外实现两块隔离块的合并，从而将整个封闭环包容在内，进一步提升炉门的隔热性能和气密性，最后配合锁紧件，能够将整个炉门锁紧在容纳槽内，从而实现炉门的牢固封闭；
22.(2)本发明中，固定环底部设置限位凸环，而封闭环末端形成内凸环，因此在封闭环卡设在连接环外时，内凸环顶面能够抵接在封闭凸环上，从而提升整体的密封性，钢化玻
璃材料制成的封闭环具有良好的气密性，而真空隔热层的设置也能够使整个密封环具有良好的保温性能，从而保证整个炉口的温度不发生逸散，同时炉体内气体不易发生泄露；
23.(3)本发明中，在炉门封闭后，操作人员可以通过旋转转轮，带动内部的主动齿轮旋转，由于主动齿轮左右两侧与活动齿条啮合，能够带动活动齿条上下滑移，从而联动活动块和连动杆，驱使连动杆末端的连接块滑移，使连接块嵌设在嵌槽内或从嵌槽中拉出，达到锁紧整个炉门的效果，同样的，通过主动齿轮能够带动齿轮上下侧的驱动齿条滑移，实现对隔离块的拉动；
24.(4)本发明中，驱动齿条能够带动两个隔离块相互贴合或相互分离，在需要时能够完成对封闭环外的贴紧，而操作人员只需要转动转轮就能够实现对炉门的锁紧和对隔离块的驱动，整体较为方便，另外隔离块内设有贴合在封闭环上的石棉垫，能够对封闭环进行隔热和气密性能的辅助提升，达到更好的封闭效果；
25.(5)本发明中，能够在关闭扩散炉的炉门时，通过联动件带动封闭机构同步对其炉口进行封闭，一方面增加对炉口封闭时的隔热性，避免发生热量逸散，保证炉体内温度快速增长并维持平衡，另一方面能够提升炉口位置的气密性，从而防止炉体内经过高温后硅片或其他元件产生的有害气体泄露，以保证操作人员的身体健康。
附图说明
26.图1为实施例1的结构图；
27.图2为实施例1的连接示意图；
28.图3为实施例1中封闭环与固定环的结构图；
29.图4为实施例1中封闭环的连接示意图；
30.图5为实施例1中辅助隔离件的结构图。
31.其中：1、炉体；11、炉口；12、炉门；121、内层；122、外层；123、视窗；13、容纳槽；2、封闭件；21、固定环；211、限位凸环；22、封闭环；221、内凸环；23、连接环；24、活动杆；25、压块；3、辅助隔离件；31、隔离块；311、石棉垫；32、驱动块；33、驱动杆；34、驱动齿条；4、锁紧件；41、嵌槽；42、连接块；43、活动块；44、连动杆；45、活动齿条；5、联动件；51、转轮；52、转轴；53、主动齿轮。
具体实施方式
32.本实施例提供的一种晶硅太阳能电池变温扩散炉，结构如图1-3所示，包括炉体1，炉体1上开设有炉口11，炉口11一侧的炉体1上铰接设有用于封闭炉口11的炉门12，炉口11呈圆形状设置，炉门12上设有封闭件2、辅助隔离件3和锁紧件4。
33.如图2-4所示，封闭件2,包括形成于炉门12上的固定环21，固定环21外滑移连接有形状与炉口11相同的封闭环22，用于在炉门12封闭时滑移卡接在炉口11外并封闭炉口11，炉口11上设有形状与固定环21匹配的连接环23，炉门12封闭时固定环21嵌设于连接环23内，且封闭环22套设于连接环23外。
34.如图3-5所示，炉体1上设有用于容纳炉门12的容纳槽13，炉口11位于容纳槽13中间位置，封闭件2包括活动杆24，活动杆24中间位置铰接在炉门12上，活动杆24一端铰接在封闭环22侧面，另一端与炉门12之间通过固定弹簧连接，容纳槽13内对应活动杆24末端设
有压块25。
35.如图3-5所示，固定环21底部设有限位凸环211，封闭环22末端形成有内凸环221，内凸环221在炉门12与限位凸环211之间滑移，炉门12封闭时内凸环221顶面与限位凸环211相互贴合，封闭环22整体由钢化玻璃材料制成，其包括两层，中间位置设置真空隔热层。隔离块31内设有贴合在封闭环22上的石棉垫311，炉门12包括内层121和外层122，内层121与外层122之间真空设置，炉门12和炉体1的对应设有钢化玻璃形成的视窗123，用于观测炉体1内工作情况。
36.如图3-5所示，辅助隔离件3包括两块关于固定环21对称设置并滑移连接在炉门12上的隔离块31，隔离块31呈半环形设置，其形状与封闭环22贴合，炉门12上设有联动件5，包括转轮51，用于通过旋转的方式带动两块隔离块31相对或相背方向滑移，以辅助隔离或放开封闭环22。
37.如图3-5所示，还设有锁紧件4，包括固定在炉体1上的嵌槽41以及滑移连接在炉门12上的连接块42，连接块42通过连动杆44与联动件5连接，转轮51旋转时通过连动杆44带动连接块42嵌设于嵌槽41内或拉出嵌槽41，以实现炉门12的锁紧。
38.如图3-5所示，嵌槽41设于容纳槽13内侧面顶部和底部位置，炉门12上滑移连接有活动块43，活动块43与连接块42之间通过连动杆44固定，炉门12内设有主动齿轮53，活动块43一侧设有与主动齿轮53相互啮合的活动齿条45，用于驱动活动块43和连动杆44滑移。转轮51通过转轴52转动连接在炉门12上，转轴52穿透炉门12设置，主动齿轮53同轴心固定在转轴52上，辅助隔离件3包括驱动块32，驱动块32滑移连接在炉门12上，驱动块32末端通过驱动杆33与隔离块31固定。
39.如图3-5所示，驱动块32上一体形成有驱动齿条34，驱动齿条34与主动齿轮53相互啮合，用于带动驱动块32滑移，驱动齿条34与活动齿条45相互错位，驱动块32位于主动齿轮53上下两侧，活动块43位于主动齿轮53的左右两侧。
40.在关闭炉门12时，操作人员先将炉门12闭合至容纳槽13，此时固定环21与连接环23配合，固定环21嵌设于连接环23内，继续封闭炉门12，通过两侧的压块25将活动杆24末端向外顶出，由于活动杆24中间铰接在炉门12上，活动杆24另一端能够带动封闭环22在固定环21上滑移，从而使封闭环22套设在连接环23外形成封闭，由于封闭环22中间真空设置，能够提升整个炉门12的封闭性能，而辅助隔离件3能够在炉门12关闭时，在封闭环22外实现两块隔离块31的合并，从而将整个封闭环22包容在内，进一步提升炉门12的隔热性能和气密性，最后配合锁紧件4，能够将整个炉门12锁紧在容纳槽13内，从而实现炉门12的牢固封闭。
41.本发明能够在关闭扩散炉的炉门12时，通过联动件5带动封闭机构同步对其炉口11进行封闭，一方面增加对炉口11封闭时的隔热性，避免发生热量逸散，保证炉体1内温度快速增长并维持平衡，另一方面能够提升炉口11位置的气密性，从而防止炉体1内经过高温后硅片或其他元件产生的有害气体泄露，以保证操作人员的身体健康。
42.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。