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CN115584559A - 扩散源瓶的补液控制系统及补液控制方法 - Google Patents

扩散源瓶的补液控制系统及补液控制方法 Download PDF

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CN115584559A
CN115584559A CN202211310022.9A CN202211310022A CN115584559A CN 115584559 A CN115584559 A CN 115584559A CN 202211310022 A CN202211310022 A CN 202211310022A CN 115584559 A CN115584559 A CN 115584559A
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CN
China
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liquid
diffusion
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source bottle
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Application number
CN202211310022.9A
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English (en)
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符黎明
张永红
董建文
任常瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou Shichuang Energy Co Ltd
Original Assignee
Changzhou Shichuang Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Changzhou Shichuang Energy Co Ltd filed Critical Changzhou Shichuang Energy Co Ltd
Priority to CN202211310022.9A priority Critical patent/CN115584559A/zh
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    • C30B31/165—Diffusion sources
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明提供一种扩散源瓶的补液控制系统，包括：源瓶，向源瓶供载源用气体的供气管，向源瓶供液态扩散源且设有补液阀的补液管，对源瓶进行实时称重的称重单元，以及根据称重单元所得实时重量控制补液阀的开闭的补液控制单元。本发明还提供一种扩散源瓶的补液控制方法，其采用上述的补液控制系统，且包括：通源前确认源瓶液面，确定补液控制条件，稳态通源并控制补液，以及异常报警。本发明可使源瓶中液态扩散源的液面维持一定的高度，可实现扩散后方阻的基本稳定，可提高扩散工艺稳定性。本发明可采用集中供液系统对源瓶进行集中供源，还可以采用储液罐对源瓶进行独立供源，可降低更换源瓶的频次，提高源的利用率。

Description

扩散源瓶的补液控制系统及补液控制方法
技术领域
本发明涉及光伏领域，具体涉及一种扩散源瓶的补液控制系统及补液控制方法。
背景技术
目前太阳能电池片生产领域，P-N结的制作是电池的核心工艺，而采用热扩散工艺制作P-N结是目前采用的最广泛的技术；扩散工艺是在高温炉管内通入杂质源，在炉管内形成一定的工艺气氛，并利用物质从高浓度向低浓度运动的特性，将杂质原子掺入到半导体中，从而形成P-N结。
在太阳能电池领域，扩散用的杂质源通常为液态源，当工艺气体通入液态杂质源时，气体中会携带一定量的杂质源分子，这些杂质源被工艺气体带入到炉管内部，形成扩散气氛，工艺气体带入的杂质源的量与气体流量及杂质源在工艺气体中的浓度有关；要形成稳定的扩散气氛，则需要精确控制工艺气体的流量和工艺气体中源杂质的浓度。
扩散源瓶一般储存在恒温箱中，瓶内的压力接近标准大气压，在恒温和恒压条件下，杂质源蒸汽压基本不变，气体流量可以通过质量流量计精确控制，因此，如果保持源溶液高度稳定，则气体通过源的时间基本能保持一致，气体中源的浓度也就能够稳定在一定的范围，从而实现对扩散气氛的控制。
扩散效果一般用方块电阻表征，其值和表面扩散浓度和结深有关，是扩散工艺主要的监控参数。扩散浓度越高、结深越深，对应的方块电阻越小，扩散工艺控制会对方阻限定一个范围，超出范围为不合格。在扩散系统，扩散炉温度精度可以达到±1℃以内，扩散的时间也可以精确控制，工艺气体的流量由质量流量计控制，控制精度可达1%以内，因而源气氛的波动是造成工艺波动的主要原因。
目前的扩散工艺有如下缺点：
a）气体流量和扩散源温度都恒定条件下，随着源瓶中溶液量消耗，溶液高度降低，方阻会逐渐增大，在目前设备状况下，只能通过人为增加工艺气体流量来保证源含量基本稳定，实现方阻的稳定，频繁的调整造成扩散方阻不稳定；
b）特别是在更换源瓶的初期和源瓶使用末期，实际需要的工艺气体差异很大，若调节不慎，很容易造成方阻异常返工的情况，影响正常生产，而提前更换源瓶会造成源的浪费。
造成这个问题的根本原因是携带气体通过液态源的过程中，由于气体和液体接触时间较短，气液接触面积有限，气体内部不能形成源的饱和状态；当气体流量一定时，源溶液高度的变化，使得气泡和源接触的时间发生变化，气体中源的浓度相应变化，造成扩散方阻变化，在更换源瓶初期液态高度，携带气体中源浓度较高，扩散方阻偏小；源瓶使用末期溶液高度较低，携带气体中源浓度降低，方阻偏高，严重时出现返工等异常。
目前已有专利采用特殊结构的源瓶，以尽可能增加气液接触时间或通过特殊的结构增加气液接触面积，源瓶结构比较复杂且不能从根本上解决源液消耗带来的源量减小的变化趋势；也有采用光电传感器监控源瓶内液面位置，增加辅助源瓶给主体源瓶补液，以维持源液的高度，这种技术也需要采用专利本身特殊设计的源瓶，且在工艺过程中液面存在波动会造成检测异常，也很少在实际被应用。
发明内容
为了提高扩散工艺稳定性，本发明提供一种扩散源瓶的补液控制系统，包括：
源瓶，其用于存放液态扩散源；源瓶顶部设有载源气体输出端，且载源气体输出端通过供源管与扩散炉连通；
供气管，其向源瓶底部供载源用气体；
补液管，其向源瓶底部供液态扩散源；且补液管上设有补液阀；
称重单元，其对存放有液态扩散源的源瓶进行实时称重并得到实时重量；
补液控制单元，其根据目标重量
Figure 536525DEST_PATH_IMAGE001
、浮动重量
Figure 523067DEST_PATH_IMAGE002
以及称重单元所得的实时重量
Figure 330486DEST_PATH_IMAGE003
来控制补液阀的开闭；目标重量
Figure 624674DEST_PATH_IMAGE001
为扩散炉中扩散方阻达到工艺目标值时称重单元所得的重量；浮动重量
Figure 783123DEST_PATH_IMAGE002
为预设值，且浮动重量
Figure 307777DEST_PATH_IMAGE002
不大于目标重量
Figure 969702DEST_PATH_IMAGE001
与下限重量
Figure 420144DEST_PATH_IMAGE004
的差（
Figure 331468DEST_PATH_IMAGE002
≤
Figure 659812DEST_PATH_IMAGE005
）；下限重量
Figure 707403DEST_PATH_IMAGE004
为扩散炉中扩散方阻达到工艺上限值时称重单元所得的重量；当称重单元所得的实时重量
Figure 220424DEST_PATH_IMAGE003
小于目标重量
Figure 605662DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 721386DEST_PATH_IMAGE002
之差（
Figure 639794DEST_PATH_IMAGE006
），则补液控制单元控制补液阀开启，开始对源瓶补充液态扩散源，直至当称重单元所得的实时重量
Figure 182771DEST_PATH_IMAGE003
大于目标重量
Figure 786797DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 237370DEST_PATH_IMAGE002
之和（
Figure 213547DEST_PATH_IMAGE007
），则补液控制单元控制补液阀关闭，停止对源瓶补充液态扩散源；
报警单元，其在称重单元所得的实时重量
Figure 193004DEST_PATH_IMAGE003
处于小于目标重量
Figure 552835DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 275940DEST_PATH_IMAGE002
之差（
Figure 27996DEST_PATH_IMAGE006
）状态且保持该状态达到第一预设时限时发出报警，还在称重单元所得的实时重量
Figure 929087DEST_PATH_IMAGE003
处于大于目标重量
Figure 258437DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 627976DEST_PATH_IMAGE002
之和（
Figure 844325DEST_PATH_IMAGE007
）状态且保持该状态达到第二预设时限时发出报警。
本发明还提供一种扩散源瓶的补液控制方法，其采用上述的补液控制系统，且所述补液控制方法包括：通源前确认源瓶液面，确定补液控制条件，稳态通源并控制补液，以及异常报警。
本发明扩散源瓶的补液控制系统及补液控制方法的具体内容，参见实施例。
本发明的优点和有益效果在于：
本发明通过称重单元实时监测源瓶重量，并对源瓶进行补充液态扩散源的实时控制，可以使源瓶中液态扩散源的液面维持一定的高度，以保持液态扩散源液面高度基本一致，扩散通源过程中，在载源用气体流量不变的情况下，可使气体携带进入扩散炉的扩散源含量基本保持恒定，在其它扩散工艺条件稳定情况下，可实现扩散后方阻的基本稳定，可提高扩散工艺稳定性。
本发明可采用集中供液系统对源瓶进行集中供源，还可以采用大的储液罐对源瓶进行独立供源，不需要频繁更换源瓶，提高源的利用率。
本发明可采用电子秤检测源瓶重量，检测精度受使用环境影响很少，本发明的源瓶结构和现用源瓶基本相同，不需要更改辅助的恒温箱等附件，且适合多种结构和形状的源瓶，增加的控制单元控制简单可靠，安装位置比较灵活（只要在源瓶外部即可），适合在现有设备上应用。
本发明可对扩散通源进行实时监控和动态调整，响应更快，工艺稳定性好，可提高扩散工艺稳定性，减少扩散异常。
本发明可减少扩散工艺调整程序频次，使工艺稳定性提高，使方阻异常造成的返工比例减少，使源利用率提高。
附图说明
图1和图2是本发明的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
太阳能电池制作中，扩散工艺通常采用气相扩散，掺杂原子的分压强
Figure 900005DEST_PATH_IMAGE008
与表面浓度
Figure 968849DEST_PATH_IMAGE009
的关系满足
Figure 768178DEST_PATH_IMAGE010
，其中
Figure 104612DEST_PATH_IMAGE011
为Henry气体定律常数；因此，表面浓度依赖于在气体中的掺杂原子的分压（除非表面达到了固溶度的极限）。
扩硼使用的气态源为BBr3,磷掺杂使用的气态源为POCl3，两者在室温下都是液态，为了将这些液态物质作为气态源引入扩散炉中，使用惰性气体（如N2）在控制载源气体流量和液态扩散源温度下通过液态鼓泡携带出来，掺杂原子进入气态中的摩尔含量为：
Figure 596774DEST_PATH_IMAGE012
其中，M为摩尔流量（mol/min），
Figure 149983DEST_PATH_IMAGE013
为恒温箱设定温度时的液体蒸汽压（mmHg），
Figure 753003DEST_PATH_IMAGE014
为载源气体的压强（mmHg），
Figure 209523DEST_PATH_IMAGE015
为载源气体的流量（sccm），22400是在标准温度和压强下每摩尔气体的体积。
在扩散系统中，气体压力
Figure 607007DEST_PATH_IMAGE014
可由减压阀精确控制，因此要保证M恒定，则需要确保
Figure 539191DEST_PATH_IMAGE016
恒定。其中，气体流量
Figure 920800DEST_PATH_IMAGE015
由程序设定并由质量流量控制器控制，其值波动很小；而
Figure 746674DEST_PATH_IMAGE013
受液态扩散源温度和载源用气体在源液中的滞留时间t影响，其值是
Figure 596949DEST_PATH_IMAGE017
（饱和蒸汽压）和时间t的函数：
Figure 875484DEST_PATH_IMAGE018
一定的温度下，液体的
Figure 961252DEST_PATH_IMAGE017
保持恒定，因此要保持
Figure 625320DEST_PATH_IMAGE013
的恒定，则需要维持载源用气体和液态扩散源的接触时间（气泡在溶液中上升时间）t恒定；若能保持液态扩散源液面高度基本不变，保持载源用气体的压力和流量稳定，那么气泡在溶液中上升时间接近稳定。
源瓶一般放置在恒温箱中，直接对液态扩散源液面高度检测比较困难，且在通源过程中气泡的波动造成检测误差较大；而常用的源瓶是规则的柱形结构，其中液态扩散源的液面高度变化和液态扩散源的重量变化存在严格的对应关系，因而可以通过检测重量来对液态扩散源的液面高度进行检测和控制，使液态扩散源的液面高度维持在一定范围。
在上述内容的基础上，本发明提供一种扩散源瓶的补液控制系统及补液控制方法，具体如下。
如图1和图2所示，本发明提供一种扩散源瓶的补液控制系统，包括：
源瓶，其用于存放液态扩散源；源瓶的内腔为竖置直柱状（源瓶内腔各高度位置的横截面形状和面积保持不变，如源瓶内腔可以为圆柱状）；源瓶顶部设有载源气体输出端；载源气体输出端通过供源管与扩散炉连通，且供源管上设有单向阀；
供气管，其向源瓶底部供载源用气体；供气管可由源瓶顶部贯穿并伸入源瓶底部；供气管上设有质量流量控制器；
补液管，其向源瓶底部供液态扩散源；且补液管上设有补液阀；
称重单元，其对存放有液态扩散源的源瓶进行实时称重并得到实时重量；称重单元可以包括：设于源瓶下方且支承源瓶的称重传感器（如电子秤）；
补液控制单元，其根据目标重量
Figure 630185DEST_PATH_IMAGE001
、浮动重量
Figure 146748DEST_PATH_IMAGE002
以及称重单元所得的实时重量
Figure 629682DEST_PATH_IMAGE003
来控制补液阀的开闭；目标重量
Figure 416766DEST_PATH_IMAGE001
为扩散炉中扩散方阻达到工艺目标值时称重单元所得的重量；浮动重量
Figure 61374DEST_PATH_IMAGE002
为预设值，且浮动重量
Figure 65233DEST_PATH_IMAGE002
不大于目标重量
Figure 351858DEST_PATH_IMAGE001
与下限重量
Figure 990519DEST_PATH_IMAGE004
的差（
Figure 602766DEST_PATH_IMAGE002
≤
Figure 828342DEST_PATH_IMAGE005
）；下限重量
Figure 653078DEST_PATH_IMAGE004
为扩散炉中扩散方阻达到工艺上限值时称重单元所得的重量；当称重单元所得的实时重量
Figure 149175DEST_PATH_IMAGE003
小于目标重量
Figure 666744DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 645196DEST_PATH_IMAGE002
之差（
Figure 273623DEST_PATH_IMAGE006
），则补液控制单元控制补液阀开启，开始对源瓶补充液态扩散源，直至当称重单元所得的实时重量
Figure 512974DEST_PATH_IMAGE003
大于目标重量
Figure 450712DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 165727DEST_PATH_IMAGE002
之和（
Figure 348578DEST_PATH_IMAGE007
），则补液控制单元控制补液阀关闭，停止对源瓶补充液态扩散源；
报警单元，其在称重单元所得的实时重量
Figure 301491DEST_PATH_IMAGE003
处于小于目标重量
Figure 678639DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 615371DEST_PATH_IMAGE002
之差（
Figure 336333DEST_PATH_IMAGE006
）状态且保持该状态达到第一预设时限时发出报警，还在称重单元所得的实时重量
Figure 674911DEST_PATH_IMAGE003
处于大于目标重量
Figure 954451DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 253846DEST_PATH_IMAGE002
之和（
Figure 762187DEST_PATH_IMAGE007
）状态且保持该状态达到第二预设时限时发出报警。
更具体的：
如图1所示，所述源瓶可以为多个，各源瓶的补液管都外接至集中供液系统，集中供液系统可向各源瓶的补液管供应液态扩散源，进而实现多个源瓶的集中供源；
或者，
如图2所示，所述源瓶可以为多个，各源瓶的补液管分别独立外接储液罐，储液罐可向其所连接的补液管供应液态扩散源，进而实现不同源瓶的独立供源；补液管伸至其所连接的储液罐的底部，储液罐顶部外接向储液罐内部提供气体压力的供压管，供压管向储液罐内部提供一定的气体压力，以使储液罐内的液态扩散源有动力沿补液管补充至源瓶中；供压管上设有调压阀，通过调压阀控制使供压管内压力稳定，进而使补液过程稳定。
本发明还提供一种扩散源瓶的补液控制方法，其采用上述的补液控制系统，且所述补液控制方法包括：通源前确认源瓶液面，确定补液控制条件，稳态通源并控制补液，以及异常报警；
所述通源前确认源瓶液面，包括：开启通源前，确保源瓶中液态扩散源的液面高度不低于预设高度
Figure 706004DEST_PATH_IMAGE019
；预设高度
Figure 172757DEST_PATH_IMAGE019
为源瓶内腔高度的1/2～3/4；
所述确定补液控制条件，包括：开启通源，且称重单元对源瓶进行实时称重并得到实时重量；通过调整扩散炉中的扩散工艺条件（扩散工艺条件为扩散温度、扩散时间以及载源气体流量等条件），使扩散炉中扩散方阻达到工艺目标值，以此时称重单元所得的重量为目标重量
Figure 82418DEST_PATH_IMAGE001
，以此时的扩散工艺条件为稳态工艺条件；在保持稳态工艺条件的情况下持续通源，随着扩散批次增加，源溶液消耗，高度降低，扩散方阻逐渐增加，直至扩散炉中扩散方阻达到工艺上限值，以此时称重单元所得的重量为下限重量
Figure 394451DEST_PATH_IMAGE004
；根据目标重量
Figure 192774DEST_PATH_IMAGE001
、下限重量
Figure 564849DEST_PATH_IMAGE004
预设浮动重量
Figure 681578DEST_PATH_IMAGE002
，使浮动重量
Figure 797302DEST_PATH_IMAGE002
不大于目标重量
Figure 715711DEST_PATH_IMAGE001
与下限重量
Figure 524267DEST_PATH_IMAGE004
的差（
Figure 131222DEST_PATH_IMAGE002
≤
Figure 50636DEST_PATH_IMAGE005
）；
Figure 213764DEST_PATH_IMAGE002
取值越小，工艺控制的稳定性越高，方阻波动越小；
所述稳态通源并控制补液，包括：开启通源，并保持稳态工艺条件持续通源，且称重单元对源瓶进行实时称重并得到实时重量；持续通源过程中，补液控制单元根据目标重量
Figure 943954DEST_PATH_IMAGE001
、浮动重量
Figure 51587DEST_PATH_IMAGE002
以及称重单元所得的实时重量
Figure 23960DEST_PATH_IMAGE003
来控制补液阀的开闭；当称重单元所得的实时重量
Figure 900649DEST_PATH_IMAGE003
小于目标重量
Figure 801741DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 131091DEST_PATH_IMAGE002
之差（
Figure 267674DEST_PATH_IMAGE006
），则补液控制单元控制补液阀开启，开始对源瓶补充液态扩散源，直至当称重单元所得的实时重量
Figure 516646DEST_PATH_IMAGE003
大于目标重量
Figure 837906DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 405285DEST_PATH_IMAGE002
之和（
Figure 470193DEST_PATH_IMAGE007
），则补液控制单元控制补液阀关闭，停止对源瓶补充液态扩散源；
所述异常报警，包括：通源过程中，若称重单元所得的实时重量
Figure 462419DEST_PATH_IMAGE003
处于小于目标重量
Figure 203848DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 242211DEST_PATH_IMAGE002
之差（
Figure 595963DEST_PATH_IMAGE006
）状态且保持该状态达到第一预设时限，则报警单元发出报警；且通源过程中，若称重单元所得的实时重量
Figure 36172DEST_PATH_IMAGE003
处于大于目标重量
Figure 810486DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 86878DEST_PATH_IMAGE002
之和（
Figure 228009DEST_PATH_IMAGE007
）状态且保持该状态达到第二预设时限，则报警单元发出报警；报警单元发出报警，可以提醒相关人员补液控制系统可能出现异常。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.扩散源瓶的补液控制系统，其特征在于，包括：
源瓶，其用于存放液态扩散源；源瓶顶部设有载源气体输出端，且载源气体输出端通过供源管与扩散炉连通；
供气管，其向源瓶底部供载源用气体；
补液管，其向源瓶底部供液态扩散源；且补液管上设有补液阀；
称重单元，其对存放有液态扩散源的源瓶进行实时称重并得到实时重量；
补液控制单元，其根据目标重量
Figure 455975DEST_PATH_IMAGE001
、浮动重量
Figure 186164DEST_PATH_IMAGE002
以及称重单元所得的实时重量
Figure 136541DEST_PATH_IMAGE003
来控制补液阀的开闭；目标重量
Figure 62908DEST_PATH_IMAGE001
为扩散炉中扩散方阻达到工艺目标值时称重单元所得的重量；浮动重量
Figure 955909DEST_PATH_IMAGE002
为预设值，且浮动重量
Figure 840689DEST_PATH_IMAGE002
不大于目标重量
Figure 422236DEST_PATH_IMAGE001
与下限重量
Figure 89978DEST_PATH_IMAGE004
的差；下限重量
Figure 821173DEST_PATH_IMAGE004
为扩散炉中扩散方阻达到工艺上限值时称重单元所得的重量；当称重单元所得的实时重量
Figure 627586DEST_PATH_IMAGE003
小于目标重量
Figure 709812DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 351884DEST_PATH_IMAGE002
之差，则补液控制单元控制补液阀开启，开始对源瓶补充液态扩散源，直至当称重单元所得的实时重量
Figure 688318DEST_PATH_IMAGE003
大于目标重量
Figure 321425DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 625367DEST_PATH_IMAGE002
之和，则补液控制单元控制补液阀关闭，停止对源瓶补充液态扩散源。
2.根据权利要求1所述的扩散源瓶的补液控制系统，其特征在于，还包括：报警单元，其在称重单元所得的实时重量
Figure 480584DEST_PATH_IMAGE003
处于小于目标重量
Figure 451951DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 865746DEST_PATH_IMAGE002
之差状态且保持该状态达到第一预设时限时发出报警，还在称重单元所得的实时重量
Figure 797930DEST_PATH_IMAGE003
处于大于目标重量
Figure 204641DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 14203DEST_PATH_IMAGE002
之和状态且保持该状态达到第二预设时限时发出报警。
3.根据权利要求1所述的扩散源瓶的补液控制系统，其特征在于，所述源瓶为多个，各源瓶的补液管都外接至集中供液系统，集中供液系统可向各源瓶的补液管供应液态扩散源，进而实现多个源瓶的集中供液。
4.根据权利要求1所述的扩散源瓶的补液控制系统，其特征在于，所述源瓶为多个，各源瓶的补液管分别独立外接储液罐，储液罐可向其所连接的补液管供应液态扩散源，进而实现不同源瓶的独立供液。
5.根据权利要求4所述的扩散源瓶的补液控制系统，其特征在于，所述补液管伸至其所连接的储液罐的底部，储液罐顶部外接向储液罐内部提供气体压力的供压管，供压管向储液罐内部提供一定的气体压力，以使储液罐内的液态扩散源有动力沿补液管补充至源瓶中。
6.根据权利要求5所述的扩散源瓶的补液控制系统，其特征在于，所述供压管上设有调压阀，通过调压阀控制使供压管内压力稳定，进而使补液过程稳定。
7.根据权利要求1所述的扩散源瓶的补液控制系统，其特征在于，所述源瓶的内腔为直柱状。
8.根据权利要求1所述的扩散源瓶的补液控制系统，其特征在于，所述供源管上设有单向阀。
9.根据权利要求1所述的扩散源瓶的补液控制系统，其特征在于，所述供气管上设有质量流量控制器。
10.根据权利要求1所述的扩散源瓶的补液控制系统，其特征在于，所述称重单元包括：设于源瓶下方的称重传感器。
11.扩散源瓶的补液控制方法，其采用权利要求1至9中任一项所述的补液控制系统，且所述补液控制方法包括：确定补液控制条件，稳态通源并控制补液；
所述确定补液控制条件，包括：开启通源，且称重单元对源瓶进行实时称重并得到实时重量；通过调整扩散炉中的扩散工艺条件，使扩散炉中扩散方阻达到工艺目标值，以此时称重单元所得的重量为目标重量
Figure 113746DEST_PATH_IMAGE001
，以此时的扩散工艺条件为稳态工艺条件；在保持稳态工艺条件的情况下持续通源，直至扩散炉中扩散方阻达到工艺上限值，以此时称重单元所得的重量为下限重量
Figure 877433DEST_PATH_IMAGE004
；根据目标重量
Figure 87835DEST_PATH_IMAGE001
、下限重量
Figure 909160DEST_PATH_IMAGE004
预设浮动重量
Figure 888925DEST_PATH_IMAGE002
，使浮动重量
Figure 654755DEST_PATH_IMAGE002
不大于目标重量
Figure 888422DEST_PATH_IMAGE001
与下限重量
Figure 423308DEST_PATH_IMAGE004
的差；
所述稳态通源并控制补液，包括：开启通源，并保持稳态工艺条件持续通源，且称重单元对源瓶进行实时称重并得到实时重量；持续通源过程中，补液控制单元根据目标重量
Figure 113922DEST_PATH_IMAGE001
、浮动重量
Figure 507994DEST_PATH_IMAGE002
以及称重单元所得的实时重量
Figure 404406DEST_PATH_IMAGE003
来控制补液阀的开闭；当称重单元所得的实时重量
Figure 934744DEST_PATH_IMAGE003
小于目标重量
Figure 281412DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 742873DEST_PATH_IMAGE002
之差，则补液控制单元控制补液阀开启，开始对源瓶补充液态扩散源，直至当称重单元所得的实时重量
Figure 833189DEST_PATH_IMAGE003
大于目标重量
Figure 686876DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 188133DEST_PATH_IMAGE002
之和，则补液控制单元控制补液阀关闭，停止对源瓶补充液态扩散源。
12.根据权利要求11所述的扩散源瓶的补液控制方法，其特征在于，还包括：通源前确认源瓶液面；
所述通源前确认源瓶液面，包括：开启通源前，确保源瓶中液态扩散源的液面高度不低于预设高度
Figure 291218DEST_PATH_IMAGE005
。
13.根据权利要求12所述的扩散源瓶的补液控制方法，其特征在于，所述预设高度
Figure 185225DEST_PATH_IMAGE005
为源瓶内腔高度的1/2～3/4。
14.根据权利要求11所述的扩散源瓶的补液控制方法，其特征在于，还包括：异常报警；
所述异常报警，包括：通源过程中，若称重单元所得的实时重量
Figure 299943DEST_PATH_IMAGE003
处于小于目标重量
Figure 457255DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 424467DEST_PATH_IMAGE002
之差状态且保持该状态达到第一预设时限，则报警单元发出报警；且通源过程中，若称重单元所得的实时重量
Figure 591006DEST_PATH_IMAGE003
处于大于目标重量
Figure 888126DEST_PATH_IMAGE001
与浮动重量
Figure 996765DEST_PATH_IMAGE002
之和状态且保持该状态达到第二预设时限，则报警单元发出报警。
15.根据权利要求11所述的扩散源瓶的补液控制方法，其特征在于，所述扩散工艺条件为扩散温度、扩散时间以及载源气体流量。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0559835U (ja) * 1992-01-20 1993-08-06 シャープ株式会社 半導体製造装置
CN201838614U (zh) * 2010-07-30 2011-05-18 常州捷佳创精密机械有限公司 一种自动称重补液系统
CN112725900A (zh) * 2020-12-30 2021-04-30 苏州腾晖光伏技术有限公司 一种扩散源瓶及扩散源供应系统
CN216074097U (zh) * 2021-08-13 2022-03-18 通威太阳能(眉山)有限公司 一种新型磷源源瓶

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0559835U (ja) * 1992-01-20 1993-08-06 シャープ株式会社 半導体製造装置
CN201838614U (zh) * 2010-07-30 2011-05-18 常州捷佳创精密机械有限公司 一种自动称重补液系统
CN112725900A (zh) * 2020-12-30 2021-04-30 苏州腾晖光伏技术有限公司 一种扩散源瓶及扩散源供应系统
CN216074097U (zh) * 2021-08-13 2022-03-18 通威太阳能(眉山)有限公司 一种新型磷源源瓶

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