半导体硅片局部掺杂装置的制作方法

本实用新型涉及一种半导体硅片处理装置，尤其涉及一种用于对半导体硅片进行局部掺杂的掺杂装置。

背景技术：

众所周知的硅片是一种常见的半导体材质，其分为单晶硅和多晶硅，常用于太阳能电池的应用中；硅片是一种由硅原子组成的晶格。为了实现半导体的功能，需要向硅原子构成的的晶格掺入其它原子去改变硅原子晶格的特性。在太阳能电池的生产中，掺杂透过高温扩散实现，其方法是将整个硅片进行加热并放置于掺杂气体中，透过其它分子的分解与离子碰撞让杂质原子加入到硅原子的晶格阵列中，但是这种方式不能实现半导体硅片的局部区域或点的掺杂，掺杂是向整个半导体硅片进行的，并且由于对半导体硅片进行的是整体加热，能耗高且无法控制掺杂的深度及状态。

因此，亟需一种能对半导体硅片进行局部掺杂的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能对半导体硅片进行局部掺杂的装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种半导体硅片局部掺杂装置，其包括激光发射器、反射镜、物镜组件及掺杂室，所述反射镜呈倾斜设置，所述激光发射器正对所述反射镜；所述物镜组件正对所述反射镜，所述物镜组件呈对激光进行汇聚的聚光结构，，所述物镜组件位于所述激光发射器的下方，所述激光发射器发射出的激光经所述反射镜反射后射入所述物镜组件中；所述掺杂室呈中空结构，所述中空结构形成掺杂腔，所述掺杂腔中设置有用于承载半导体硅片的承载件，所述掺杂室开设有进出口及用于输入掺杂气体离子的进气口，所述进出口处设置有开闭所述进出口的闸门，所述掺杂室开设有正对所述物镜组件的激光射入口，所述激光射入口位于所述承载件与所述物镜组件之间，射入所述物镜组件的激光从所述物镜组件中呈汇聚射出并穿过所述激光射入口而射入所述掺杂腔中。

较佳地，本实用新型的半导体硅片局部掺杂装置的物镜组件包括凹透镜和凸透镜，所述凹透镜与所述凸透镜正对设置，所述凹透镜设置于所述反射镜与所述凸透镜之间，所述凸透镜位于所述凹透镜与所述激光射入口之间。

较佳地，本实用新型的半导体硅片局部掺杂装置的掺杂室还开设有抽气口。

较佳地，本实用新型的半导体硅片局部掺杂装置的承载件为作直线往复运动的直线往复运动机构，所述承载件延伸出所述进出口。

较佳地，本实用新型的半导体硅片局部掺杂装置的进出口及进气口位于所述掺杂室的相对两侧。

与现有技术相比，使用时，半导体硅片传送至掺杂腔中的承载件上，外界的掺杂气体离子通过进气口进入掺杂腔中，使得掺杂腔中充满掺杂气体离子，激光发射器发射出的激光在反射镜的反射作用下射入物镜组件中，射入物镜组件中的激光在物镜组件的汇聚(即聚焦)作用下从物镜组件上呈汇聚的射出，该射出的呈汇聚状的激光穿过掺杂室的激光射入口而照射在承载于承载件上的半导体硅片上，从而使得半导体硅片上被激光照射的部位温度迅速升高到晶格重组的温度，从而使得掺杂腔中掺杂气体离子透过表面撞击而加入到半导体硅片的硅原子晶格中，从而实现对半导体硅片局部掺杂的目的；同时，通过对激光发射器的功率的调整，可实现对半导体硅片局部掺杂的深度的调节控制，还可实现对该掺杂部位的晶格状态的调节控制(使之成为晶态或者非晶态)；通过对半导体硅片在承载件上的位置的不同，可实现对半导体硅片不同局部位置的掺杂；由上可知，本实用新型半导体硅片局部掺杂装置能有效的实现对半导体硅片的局部掺杂，同时还能有效对掺杂部位的掺杂深度及状态进行调节控制，并且在进行局部掺杂处理时，仅利用激光发射器所发射出的激光对半导体硅片需要掺杂的部位进行照射加热，所需的能耗相较于现有的对整个半导体硅片加热进行掺杂，能耗大幅减少。

附图说明

图1是本实用新型半导体硅片局部掺杂装置的结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

如图1所示，本实用新型的半导体硅片局部掺杂装置100包括激光发射器1、反射镜2、物镜组件3及掺杂室4，反射镜2呈倾斜设置便于将水平放置的激光发射器1所发射出的激光呈竖直的反射出而进入物镜组件3中，激光发射器1正对反射镜2设置；物镜组件3正对反射镜2，该物镜组件3呈对激光进行汇聚的聚光结构，物镜组件3位于激光发射器1的下方，激光发射器1发射出的激光经反射镜2反射后射入物镜组件3中(具体光路详见图1中箭头所在的虚线)；掺杂室4呈中空结构，该中空结构形成对半导体硅片200进行局部掺杂处理的掺杂腔41，掺杂腔4中设置有用于承载半导体硅片200的承载件5，掺杂室4开设有进出口42及用于输入掺杂气体离子的进气口43，进出口42处设置有用于开闭(即打开和关闭)该进出口42的闸门44，掺杂室4开设有正对物镜组件3的激光射入口45，激光射入口45位于承载件5与物镜组件3之间，射入物镜组件3的激光从物镜组件3中呈汇聚射出并穿过激光射入口45而射入掺杂腔41中(具体光路详见图1中箭头所在的虚线)；使用时，半导体硅片200传送至掺杂腔41中的承载件5上，外界的掺杂气体离子通过进气口43进入掺杂腔41中，使得掺杂腔41中充满掺杂气体离子，激光发射器1发射出的激光在反射镜2的反射作用下射入物镜组件3中，射入物镜组件2中的激光在物镜组件3的汇聚(即聚焦)作用下从物镜组件3上呈汇聚的射出，使得从激光发射器1所发出的激光经反射镜反射发生方向改变，随后再经物镜组件3对激光进行汇聚，从而使得激光的能量更为集中，射出的呈汇聚状的激光穿过掺杂室4的激光射入口45而照射在承载于承载件5上的半导体硅片200上，从而使得半导体硅片200上被激光照射的部位温度迅速升高到晶格重组的温度，从而使得掺杂腔41中掺杂气体离子透过表面撞击而加入到半导体硅片200的硅原子晶格中，从而实现对半导体硅片200局部掺杂的目的。

如图1所示，较佳者，本实用新型的半导体硅片局部掺杂装置100的物镜组件3包括凹透镜31和凸透镜32，凹透镜31与凸透镜32正对设置，凹透镜31设置于反射镜2与凸透镜32之间，凸透镜32位于凹透镜31与激光射入口45之间；激光发射器1发出的激光经反射镜2发射后射入凹透镜31中，射入凹透镜31中的激光呈发散的从凹透镜31上射出，从凹透镜31上射出的激光射入凸透镜32中，射入凸透镜32中的激光呈汇聚的从凸透镜32上射出，从凸透镜32上射出的呈汇聚状的激光穿过激光射入口45而照射在承载件5上的半导体硅片200上(具体光路详见图1中箭头所在的虚线)；本实用新型借由凹透镜和31和凸透镜32形成使出射出的激光呈汇聚状的聚光结构的物镜组件3，结构简单且对激光汇聚作用明显。

如图1所示，较佳者，为了确保掺杂腔41内的气压稳定性和防止掺杂气体离子外泄污染环境，本实用新型的半导体硅片局部掺杂装置100的掺杂室4还开设有抽气口46；使用时，该抽气口与外界一抽气机连通，借由抽气机对掺杂腔41进行抽气处理，使得掺杂腔41能维持在一个相对稳定的气压环境中；更为具体地，该抽气机从掺杂腔41内抽出的气体含有大量的掺杂气体离子，该被抽出的掺杂气体离子可重新从进气口43输入到掺杂腔41中使用，从而实现循环使用，节省成本、减少浪费并防止污染环境。

如图1所示，较佳者，本实用新型的半导体硅片局部掺杂装置100的承载件5为作直线往复运动的直线往复运动机构，承载件5延伸出进出口43，使得半导体硅片200在进行局部掺杂处理前，首先将其放置于掺杂室4外的承载件5上，随后启动承载件5使承载件5将半导体硅片200从闸门44打开的进出口42传送到掺杂腔41内并位于激光射入口45下方，半导体硅片200进入掺杂腔41后关闭闸门44从而封闭进出口42，使得从物镜组件3出射出的汇聚状的激光能照射在半导体硅片200上需要掺杂的部位处，此时停止承载件5使半导体硅片200停止移动，随后开启激光发射器1对半导体硅片200进行局部的掺杂处理，如果半导体硅片200需要进行多个部位的局部掺杂处理，通过启动承载件5即可完成半导体硅片200的位置调整，使得不同局部部位完成掺杂处理，当半导体硅片200完成局部处理后，启动承载件5并开启闸门44，使得完成局部掺杂处理的半导体硅片200从进出口42被传送到掺杂室4外；由此可见，半导体硅片200进、出掺杂腔41通过承载件5的直线往复运动即可实现，结构简单且传送方便可靠；本实用新型承载件5所采用的作直线往复运动的直线往复运动机构采用现有的传输机构即可，如采用图1所示的马达带动链条51与辊轴52配合的传输机构，马达带动链条51转动，链条51的转动带动辊轴自转，半导体硅片200承载于辊轴上52，辊轴52的自动推动半导体硅片200传送；如采用马达带动皮带与滚轮配合的传输机构，马达驱动滚轮转动，滚轮带动套设于其上的皮带转动，半导体硅片承载于皮带上；借由马达的正传与反转实现往复运动；本领域技术人员在本申请所提供的技术方案的前提下，根据实际情况的需求即可从现有的传输机构中无需任何创造性的劳动选择使用，因此在此不再详细赘述。

较佳者，本实用新型的半导体硅片局部掺杂装置100的进出口42及进气口43位于掺杂室4的相对两侧。

较佳者，本实用新型的半导体硅片局部掺杂装置100的激光发射器1为发射脉冲激光的脉冲激光发射器；该脉冲激光发射器具体所发射的脉冲激光的波形，本领域技术人员，根据实际需要掺杂的半导体硅片200的需求，无需任何创造性的劳动即可作出选择和调整，在此不再详细赘述。

如图1所示，本实用新型使用时，半导体硅片200传送至掺杂腔中的承载件上，外界的掺杂气体离子通过进气口42进入掺杂腔41中，使得掺杂腔41中充满掺杂气体离子，激光发射器1发射出的激光在反射镜2的反射作用下射入物镜组件3中，射入物镜组件3中的激光在物镜组件3的汇聚(即聚焦)作用下从物镜组件3上呈汇聚的射出，该射出的呈汇聚状的激光穿过掺杂室4的激光射入口45而照射在承载于承载件3上的半导体硅片200上，从而使得半导体硅片200上被激光照射的部位温度迅速升高到晶格重组的温度，从而使得掺杂腔41中掺杂气体离子透过表面撞击而加入到半导体硅片200的硅原子晶格中，从而实现对半导体硅片200局部掺杂的目的；同时，通过对激光发射器1的功率的调整，可实现对半导体硅片200局部掺杂的深度的调节控制，还可实现对该掺杂部位的晶格状态的调节控制(使之成为晶态或者非晶态)；通过对半导体硅片200在承载件5上的位置的不同，可实现对半导体硅片200不同局部位置的掺杂；由上可知，本实用新型半导体硅片局部掺杂装置100能有效的实现对半导体硅片200的局部掺杂，同时还能有效对掺杂部位的掺杂深度及状态进行调节控制，并且在进行局部掺杂处理时，仅利用激光发射器1所发射出的激光对半导体硅片200需要掺杂的部位进行照射加热，所需的能耗相较于现有的对整个半导体硅片加热进行掺杂，能耗大幅减少。

另，本实用新型所涉及半导体硅片的掺杂原理，为本领域普通技术人员所熟知的，在此不再作详细的说明。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。