多晶硅片-生产工艺介绍.ppt

浙江光普能源有限公司 多晶硅片生产工艺介绍 多晶硅片生产技术部 目录 一、光伏产业链 二、多晶硅片生产流程 三、半导体和硅材料 四、多晶硅片生产技术指标（简介） 一、光伏产业链 “晶体硅原料生产”+“硅棒/硅锭生产”为光伏产业链上游；“太阳能电池制造”+“组件生产”+“光伏产品生产”为光伏产业链中游；“光伏发电系统”为光伏产业链下游。 二、多晶硅片生产流程 多晶硅片的生产流程包括：多晶原料清洗、检测→坩埚喷涂→多晶铸锭→硅锭剖方→ 硅块检验→去头尾→磨面、倒角→粘胶→切片→硅片脱胶→硅片清洗→硅片检验→硅片包装→硅片入库 2.1多晶铸锭生产流程 热流方向 硅溶液 热交换台 加热器 长晶方向 公司铸锭用多晶炉为JJL500型多晶炉，一次装载量在500KG，硅料在高温下加热熔化。长晶过程中，通过伺服控制器控制热交换台的上升、下降以达到长晶的目的。长晶的方向为向上生长，热流方向向下，如右图所示。 硅锭经剖方后进行少子寿命、电阻率、杂质等的检测，如左图所示，为硅块的少子寿命截面图。 2.2多晶切片生产流程 去头尾：将硅块的头部和尾部去除 配置砂浆：砂浆是为开方和切片用的 切片：用WIRESAW将硅块切割成硅片（wafer） 粘胶：将硅块粘接在晶托上，为切片做准备。 切割后多晶硅片 多晶硅片生产设备一览 主要工序 使用设备 产品 业内主流设备 原料清洗 硅料酸洗、碱洗机、硅料烘箱 多晶原料（原生硅、循环料） 张家港超声清洗设备 坩埚喷涂 喷涂站、坩埚烘箱 喷涂后坩埚 　 多晶铸锭 多晶铸锭炉 多晶硅锭 美国GT、德国ALD、绍兴精工 硅锭剖方 剖方机 多晶硅块 HCT、上海日进 硅块检验 少子寿命检测仪、杂质探伤仪、碳氧含量检测仪 划线后硅块 Semilab(施美乐伯）设备系列（WT-2000D、IRB50) 去头尾 截断机 小硅块 无锡上机、上海日进 切片 切片机 多晶硅片 瑞士HCT、MB，日本NTC，德国KUKA 硅片清洗 硅片脱胶机、硅片清洗机 多晶硅片 张家港超声清洗设备 公司设备图片 硅料清洗机 坩埚烘箱 喷涂台 坩埚旋转台 多晶铸锭炉 上海日进截断机 无锡上机截断机 剖方机 红外杂质探伤仪IRB50 切片机 硅片清洗机 少子寿命检测仪WT-2000D 三、半导体和硅材料 3.1什么是“半导体材料” 材料按照导电的能力来划分可以分为： 导体 ——金属等 绝缘体——橡胶，塑料等 半导体——硅，锗等等 半导体材料是介于导体与绝缘体之间的，导电能力一般的导体。它的显著特点是对温度、杂质和光照等外界作用十分的敏感。 半导体材料的内部结构 半导体材料之所以具有介于导体与绝缘体之间的性质，一部分原因是因为它的特殊的结构。 科学分析表明，硅原子是按照金刚石结构的形式占据空间位置（晶格）。 金刚石结构的排列特点是： 晶格立方格子的8个顶点有一个原子 晶格6个面的中心各有一个原子 晶格的4个对角线离顶点的1/4处各有一个原子 金刚石结构 晶体的能带 导体存在一个电子不能填满的导带，故能导电。金属导体的电阻率约为108～10－6欧姆·米 ； 绝缘体只有满带和空带，没有导带，且禁带很大（3－6 eV） ，故不能导电。绝缘体的电阻率约为108～1020欧姆·米 ； 半导体只有满带和空带，但禁带很小（0.1－2eV），满带中的电子可以在光、热、电作用下进入空带，形成导带。电阻率约为10－8～107欧姆·米。 本征半导体和杂质半导体 纯净半导体又叫本征半导体，就是指晶体中除了本身原子外，没有其他杂质原子存在。 假如在本征半导体中掺入杂质，使其产生载流子以增加半导体的导电能力，这种半导体称为杂质半导体。 n型和p型半导体 杂质半导体中以电子导电为主的称为n (negative)型半导体(硅掺磷、砷等Ⅴ族元素)，以空穴导电为主的称为p (positive)型半导体(硅掺硼、镓等Ⅲ族元素) 。 半导体的性质 电阻率随温度的增加而减小（称为负温度系数） 微量的杂质对半导体的导电性能有很大的影响 光照可以改变半导体的电阻率 光生伏特效应 当入射光子的能量大于禁带宽度时，光照射在距表面很近的p－n结，就会在p－n结产生电动势，接通外电路就可形成电流。这称为光生伏特效应。 太阳能电池就是利用光生伏特效应制成的。 3.2什么是“硅材料” 硅：台湾、香港称为矽，化学元素符号Si，相对原子质量为28.09，在地壳中的含量约占27.6%，主要以二氧化硅