磷扩散工艺方案.ppt

磷扩散 PN结——太阳电池的心脏 扩散的目的：形成PN结 PN结的制造 制造一个PN结并不是把两块不同类型（p型和n型）的半导体接触在一起就能形成的。 必须使一块完整的半导体晶体的一部分是P型区域，另一部分是N型区域。 也就是在晶体内部实现P型和N型半导体的接触 。 扩散装置示意图 气路图 扩散炉总体结构 控制部分、推舟净化部分、电阻加热炉部分、气源部分。 影响扩散的因素 管内气体中杂质源的浓度 扩散温度 扩散时间 太阳电池磷扩散方法 １．三氯氧磷（POCl3）液态源扩散 ２．喷涂磷酸水溶液后链式扩散 ３．丝网印刷磷浆料后链式扩散 本公司目前采用的是第一种方法。 POCl3 简介 POCl3是目前磷扩散用得较多的一种杂质源 无色透明液体，具有刺激性气味。如果纯度不高则呈红黄色。 比重为1.67，熔点2℃，沸点107℃，在潮湿空气中发烟。 POCl3很容易发生水解，POCl3极易挥发。 POCl3磷扩散原理 POCl3在高温下（600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下： 生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应式如下： POCl3磷扩散原理 由上面反应式可以看出，POCl3热分解时，如果没有外来的氧（O2）参与其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。但在有外来O2存在的情况下，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气（Cl2）其反应式如下： 生成的P2O5又进一步与硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可见，在磷扩散时，为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气 。 POCl3磷扩散原理 在有氧气的存在时，POCl3热分解的反应式为： POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与硅反应生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散 。 POCl3磷扩散原理 POCl3液态源扩散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，这对于制作具有大面积结的太阳电池是非常重要的。 扩散注意点： 1、必须保证扩散间的工艺卫生,所有工夹具必须永远保持干净的状态,(包括TEFLON夹子,石英舟，舟叉，炭化硅桨)扩散间洁净度小于一万级. 2、任何用具不得直接与人体或者其他未经过清洗的表面接触，石英舟或石英舟叉应放置在清洗干净的玻璃表面上，sit桨暴露在空气中的时间应越短越好，所有作业必须在洁净窗中完成。 3、源瓶要严加密封，实施“双人双锁”制，即工艺，制造员工各一 把，换源时通知巡检，然后才可以更换。PoCl3会与水反应生成P2O5和HCl，所以发现PCl3出现淡黄色时就不可以再去使用了。磷扩散系统应保持干燥，如果石英管内有水气存在就会使P2O5水解偏磷酸，使管道内出现白色沉积物和在粘滞液体，另外偏磷酸会落到硅片上污染硅片 。 扩散注意点： 4、禁止每台扩散炉四进四出。 5、在正常运行工艺时,舟在前进，切记不可以开《断点启动》。否则舟会停止在半空中，在做磷扩散。 6、扩散间传递窗的里外两扇门不能同时打开，开门时不能用力过大，防止传递窗门破裂，绝不允许通过传递窗进行交谈。 扩散基本工艺流程 打开扩散传递窗 对扩散传递窗进行确认 开窗取硅片 硅片是否甩干 NO 退回清洗间重新甩干 YES 将硅片取出放置于洁净工作台  关闭窗口 调节真空大小使用真空吸笔进行装片 每槽装2片 扩散基本工艺流程 核对硅片数量是否与流程卡上一致 填写流程卡上流入碎片，差异和流入合格品数三项 将空盒及时退还清洗间并将碎片收集放好（面积大于1/2的单独放置） 将装好硅片的石英舟用舟叉放置于桨臂上 用石英舟叉将挡板放置于桨的末端 检查源瓶液位的变化量 戴好防护用品进行检查 扩散基本工艺流程 点击工艺运行，选择所需工艺进行扩散 扩散时对视图切换进行随时监视，确保温度和流量受控 工艺完后点击返回按钮退回手动操作状态 使用石英舟叉将挡板取下放置于玻璃上，注意不要放在桨进出的轨迹上 使用石英舟叉将满舟从桨上取下，放置于卸片台上冷却 从一舟上用吸笔均匀取出5片硅片待测方块电阻 打开四探针测试台和测试仪的电源 扩散基本工艺流程 初次测量时需预热一段时间 将电流档次从0.1改成10 使“R。” “I” “EXCH.1”显示灯亮 将硅片放置于测试台白线内 点击下降按钮使针头平压在硅片上 确认四探针保持水平 调整