扩散工序知识介绍.ppt

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1、扩散工序基础知识培训目的及意义培训的目的了解扩散原理介绍扩散车间操作流程熟悉人员、生产、设备安全的要求和危险预防措施培训的意义简单介绍扩散车间的生产流程，强调生产安全问题内容提纲扩散原理扩散车间的基本生产流程人员、生产、设备的安全培训单晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池太阳能电池工艺基本流程PN结的形成太阳能电池的心脏是一个PN结。制作太阳能电池的硅片是P型的，也就是说在制造硅片时，已经掺进了一定量的硼（B）元素，使之成为P型的硅片。硅晶体的特点是原子之间靠共价键连接在一起，硅原子的4个价电子和它相邻的4个原子组成4对共有电子对。这种共有电子对

2、就称为“共价键”。硅片掺进硼后，由于硼原子的最外层有3个价电子，必有一个价键上因缺少一个电子而形成一个空位，我们称这个空位叫“空穴”。这种依靠空穴导电的半导体称为空穴型半导体，简称P型半导体。PN结的形成同样，磷（P）原子的最外层有五个价电子，只有四个参加共价键，另一个不在价键上，成为自由电子，掺入磷的半导体起导电作用的，主要是磷所提供的自由电子，这种依靠电子导电的半导体称为电子型半导体，简称N型半导体。如果我们把这种P型硅片放在一个石英炉管内，加热到一定温度，并引入含磷的化合物在硅片表面分解出磷，覆盖在硅片的表面，并向硅片内部渗透扩散。在

3、有磷渗透的一面就形成了N型，在没有渗透的一面是原始P型的，在硅片内部形成了所要的PN结。——这就是所说的扩散。扩散的目的是制作PN结。扩散方式扩散原理扩散方法1.三氯氧磷（POCl3）液态源扩散2.涂布源扩散3.固态氮化硼源扩散目前业内批量生产采用第一种方式。三氯氧磷纯度等级：6N。三氯氧磷（POCl3）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。N2扩散装置示意图扩散工艺运行过程中，用

4、到的气体有N2和O2，纯度为99.999%。1.小N2：小流量氮气，纯度99.999%；携带磷源进入炉管。2.大N2：大流量氮气，纯度99.999%；净化炉管，为扩散创造净化环境。3.O2：纯度99.999%；参与化学反应，形成PSG层。磷扩散原理1、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：2、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，其反应方程式：扩散原理通入氧气的原因由上一页的反应式可以看出，POCl3热分解时，如果没有外来的氧（O2）参与其分解是不充分

5、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：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。磷扩散原理（过量氧）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。

6、扩散车间操作流程扩散原理不合格合格开机准备器件清洁物料准备开机上料自动生产下料关机清洗扩散后清洗返工流程检验插片。戴好手套，手套的戴法为：内层汗布手套外层PVC手套。调节插片台风量，然后用石英吸笔吸取硅片的扩散相反面插入石英舟的槽中，扩散面朝向炉尾，每槽一片插入石英舟（做单面扩散时每槽插两片）。主要操作主要操作扩散后硅片影响电池转换效率的两个参数：少子寿命：是描述电子空穴复合几率的一个参数；方块电阻：是硅片的表层（薄层）电阻。检测：等待硅片冷却后，每炉取出5片检验，他们的位置应该为石英舟的五个均匀分布点，将测试片按照从炉尾到炉口的顺序取下来

7、，按顺序一次放入载片盒内，用作测试方块电阻和少子寿命。（详见《方块电阻测试作业指导书》和《少子寿命测试作业指导书》）返工片处理方法下片：用吸笔或镊子依次将硅片从石英舟中取出放置在洁净的传递盒中（注意轻拿轻放，避免摩擦碰撞，防止P-N结损坏），放入传递窗，卸片时注意片子正反面，一律规定正面朝上并且不得发生磨擦（规定扩散面为正面）。扩散车间不合格片返工方式：1.二次扩散。生产中方块电阻偏高的，可以做二次扩散工艺。2.反面扩散。后清洗传过来的硅片，在反面做生产工艺。3.重新制绒。对于外观不合格和电阻偏低的硅片，需要返回制绒车间重新制绒。扩散制结的

8、卫生注意事项由于我们车间是分子级（一万级）的扩散，所以对车间洁净等级和工具的卫生情况要求很高，总结如下：1.所有操作工具必须永远保持洁净的状态，包括吸笔、镊子、石英舟、碳化硅悬臂