[发明专利]一种石英件保护层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石英件保护层，所述保护层位于石英件表面，所述保护层的热膨胀系数大小介于石英与镀膜层热膨胀系数之间。本发明还公开了一种石英件保护层的制备方法，所述方法为LPCVD方法沉积保护层或/和喷涂烧结的方法沉积保护层；或者所述方法为采用LPCVD方法直接生长SiO₂，再逐渐减少供氧物质的含量比例，提高镀膜层物质的比例，直至最后全是镀膜层物质。本发明中，石英件保护层(即过渡层)能够隔离镀膜层与石英件的直接接触；由于过渡层的存在，相互之间的热应力都能降低，极大的延长了石英件的寿命，降低了维护成本和工作量；减少了设备维护工作和时间，提高了设备使用率。

技术领域

本发明具体涉及一种石英件保护层及其制备方法。

背景技术

随着半导体技术和太阳能光伏发电技术越来越受到重视，相关电池技术的需求越来越高，从而对相关设备的要求越来越高，并且随着对成本的要求，对相关设备和耗材的要求越来越高。在太阳能光伏制造工艺包括常压和低压的硼扩散\磷扩散\退火\氧化等工艺，以及低压化学气相沉积和等离子增强化学气相沉积等。其中化学气相沉积和等离子增强化学气相沉积会在石英件包括炉管内壁沉积一些薄膜。随着设备的运行，薄膜的厚度随之增加。运行工艺过程\工艺腔体炉门的开关\工艺产品的进出，炉内的石英件的温度会产生波动，由于石英件与表层的薄膜热膨胀系数差异大，使得石英和薄膜产生较大的热应力。随着薄膜厚度的增加，热应力增大，达到临界时，石英件会产生裂纹和破裂，从而损坏石英件。导致设备故障，损坏产品。

常规的处理方式有三种：

第一种方式是定期拆卸石英件对其进行表面腐蚀去除薄膜层。可使用酸洗或碱洗。其中酸洗使用硝酸\氢氟酸，由于用酸浓度高，清洗过程中耗量大，产物污染大，氢氟酸使用过程中存在较大风险。碱洗危害略小，但产物中有氢气，需要对反应产物处理好，避免发生事故。这种定期拆卸清洗石英件的维护方式，由于需要拆卸很多法兰结构，以及一些冷却管道和特气管道接头，拆卸和安装都存在石英件破损风险，所以每次维护后都需要大量的检查工作，而且该方式维护周期短。

第二种方式是通入含氟气体如NF₃或ClF₃等，在工艺腔体中与石英件表层的产物反应刻蚀带走，这种方式是在线处理，不需要拆卸各种石英件，但需要频繁处理，需要大量的NF₃或ClF₃这类高价格气体，产物对反应腔体内部分金属件会产生腐蚀，并且设备需要安装相应的气体管道以及危险气体泄漏检测等防护措施，含F尾气也需要处理。且需要严格控制反应条件，减少对石英件的腐蚀。这种方式成本高，存在安全风险。

第三种方式是常用的定期更换石英件，即根据统计，在石英件使用一定时间后，在石英件损坏前更换石英件。此种方式以一定的成本和人工的代价保持设备稳定运行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种石英件保护层及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种石英件保护层，所述保护层位于石英件表面，所述保护层的热膨胀系数大小介于石英与镀膜层热膨胀系数之间，或所述石英件保护层为一种相对疏松的缓冲层。此处，相对疏松指的是相对石英件来说是疏松的，保护层的结构致密性差一些。

进一步地，所述保护层为连续式过渡层或/和阶梯式过渡层。

进一步地，采用LPCVD方法沉积保护层或/和喷涂烧结的方法沉积保护层；

或者采用LPCVD方法直接生长SiO₂，再逐渐减少供氧物质的含量比例，提高供Si物质的比例，直至最后全是Si层。

进一步地，石英件保护层为在石英件表面沉积SiO₂或Si₃N₄或SiO₂和Si₃N₄的多层结构；