等离子刻蚀-培训教程.ppt

 等离子刻蚀工艺 1 概述 2 等离子刻蚀基本原理 3 等离子刻蚀基本工艺 4 刻蚀后硅片检验 目 录 1.1 太阳能电池片生产工艺流程 分选测试 PECVD 一次清洗 二次清洗 烧结 印刷电极 等离子刻蚀 检验入库 扩散 概述 1.2 等离子刻蚀工艺的目的 概述 将PN结周边刻蚀 P型衬底 2.1 等离子体 等离子刻蚀基本原理 等离子体（Plasma）的含义 包含足够多的正负电荷数目近于相等的带电粒子的物 质聚集状态。 由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样 物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物(蜡烛的火 焰就处于这种状态)。我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态，即等 离子体(plasma)。因为电离过程中正离子和电子总是成对出现，所以等离 子体中正离子和电子的总数大致相等，总体来看为准电中性。 液态 固态 气态 等离子体 2.2 刻蚀机构 等离子刻蚀基本原理 射频电源辉光放电 辉光放电是由大量中等能量（15eV）的电子激发中性原子，电子返回基态 时释放的光辐射。 射频电源 2.2 刻蚀方程式 等离子刻蚀基本原理 为何处在等离子体环境下进行刻蚀 在我们的工艺中，是用CF4和O2来刻蚀扩散后的硅片，其刻蚀原理如下： CF4 = CFx* + (4-x) F* (x≤3) Si + 4 F* = SiF4 ↑ SiO2 + 4 F* = SiF4 + O2↑ 反应的实质，打破C-F、Si-Si键，形成挥发性的Si-F硅卤化物。 CΘF +Si ΘSi = Si-F + 17kcal/mol 反应需要一个净正能量，CF4本身不会直接刻蚀硅。等离子体高能量 的电子碰撞会使CF4分子分裂生产自由的氟原子和分子团，使得形成 SiF是能量有利的。 2.2 氧气的作用 等离子刻蚀基本原理 在CF4进气中加入少量氧气会提高硅和二 氧化硅的刻蚀速率。人们认为氧气与碳原 子反应生成CO2，这样从等离子体中去掉 一些碳，从而增加F的浓度，这些成为富氟 等离子体。往CF4等离子体中每增加12% 的氧气，F浓度会增加一个数量级，对硅的 刻蚀速率增加一个数量级。 3.1 工艺参数 时间参数 预抽 120 Sec 辉光 540 Sec 主抽 180 Sec 清洗 60 Sec 送气 150 Sec 充气 30 Sec 工艺参数 工艺压力 15 Pa 辉光功率 600 W 氧气流量 50 SCCM CF4流量 300 SCCM 压力偏差设置 压力偏差 20 Pa 等离子刻蚀基本原理 4.1 刻蚀后硅片检验 刻蚀好的硅片周边应光滑发亮. 到分选测试仪处，检查电池片的I-V曲线。 若出现如右侧所示的I-V曲线图， 则说明硅片的等离子刻蚀工艺有问题。