电池制造工艺 cvd

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时间:2017-11-13

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1、化学气相淀积(CVD)什么是淀积?在半导体工艺中,淀积是指一种材料以物理方式沉积在硅片表面的工艺过程CVD:含有薄膜所需的原子或分子的化学物质在反应室内混合并在气态下发生反应,其原子或分子淀积在硅片表面聚集,形成薄膜薄膜特性参数厚度/均匀性表面平整度/粗糙度组成/核粒尺寸自由应力纯净度完整性化学气相淀积的基本过程化学气相沉积是通过化合物气体(一般为挥发性的化合物)与其它气体进行化学反应生成固体薄膜的方法:CVD生长薄膜过程?含有薄膜所需的原子或分子的化学物质在反应室内混合并在气态下发生反应,其原子或分子淀积在硅片表面聚集,形成薄膜,其生长过程具体为:成核

2、过程核生长过程岛接合化学反应类型高温分解(Pyrolysis)还原(Reduction)氧化(Oxidation)化合物合成歧化反应(Disproportionation)反应类型原理应用高温分解(Pyrolysis)一般通过对基片高温加热,使氢化物,羰基化合物和金属有机物等分解成固体薄膜和残余气体多晶硅和非晶硅膜的制备还原(Reduction):一般用氢气作还原性气体在高温下对卤化物、羰基卤化物和卤氧化合物以及含氧化合物进行还原反应;硅膜的同质外延氧化(Oxidation):一般用氧气、二氧化碳作氧化性气体在高温下对卤化物、羰基卤化物进行氧化反应,生成

3、氧化物薄膜;SiO2薄膜的低温合成化合物合成:利用两种或多种气体进行气相化学反应,生成各种化合物薄膜硬质涂层的化学气相沉积歧化反应(Disproportionation):利用一些挥发性物质的稳定性与温度有关的特点,采用不同的反应温度实现薄膜的合成Ge薄膜的制备,早期外延硅膜的生产CVD系统分类APCVD(常压)LPCVD(低压)PECVD(等离子体)PECVD的特点低温优良的薄膜组成台阶覆盖能力太阳电池中的CVD技术PECVD法制备减反膜PECVD沉积膜原理PECVD名词化学全名:MicrowaveRemotePlasmaEnhanceChemical

4、VapourDeposition中文解释:微波间接等离子增强化学气相沉积PECVD原理微波功率从微波源输出后,传输到等离子体反应腔,在高压击穿的情况下激发携带气体或低压反应气体。气体分子一旦被加热,X和Y间的振动就会变得剧烈。当振动能超过结合能时,就会使用分子离解。如:Si-H键,N-H键(以微波为例说明)若碰撞电子的能量足够高,分子中绕核运动的低能电子,就会在碰撞中获得充足的能量,使其脱离核的束缚而成为自由电子,即分子发生了电离。沉积方式与CVD类似.PECVD沉积的SiN膜有什么优势?膜层折射率:1.9-2.5对硅片的H钝化效果蓝色的膜层(厚度)与前

5、后工艺高配合性PECVD镀膜的工艺条件?特气:SiH4,NH3真空状态T:~400℃等离子源通常为微波电源或射频电源设备的实现1,炉式结构2,Inline(水平)式结构设备的实现途径和差异性?特点管式结构In-line式结构膜层性能均匀性,钝化效果很好梢差产能较差产能很高自动化程度梢差自动化程度高占地空间小空间需要很大的空间设备的实现1,炉式结构2,Inline(水平)式结构膜的特性?在太阳电池表面沉积深蓝色减反膜-SiN膜。其还具有卓越的抗氧化和绝缘性能,同时具有良好的阻挡钠离子、掩蔽金属和水蒸汽扩散的能力;它的化学稳定性也很好,除氢氟酸和热磷酸能缓慢

6、腐蚀外,其它酸与它基本不起作用。除SiN膜外,TiO2,SiO2也可作为减反膜为什么需要1.9~2.5的折射率和蓝色的膜层厚度?空气或玻璃n0=1or1.5SiN减反膜的最佳折射率n1为1.9或2.3硅n2=3.87在左图中示出了四分之一波长减反射膜的原理。从第二个界面返回到第一个界面的反射光与从第一个界面的反射光相位相差180度,所以前者在一定程度上抵消了后者。即n1d1=λ/4镀膜后的硅表面反射率的下降MoH钝化钝化膜(介质)的主要作用是保护半导体器件表面不受污染物质的影响,半导体表面钝化可降低半导体表面态密度。在SiN减反射膜中存在大量的H,在烧结

7、过程中会钝化晶体内部悬挂键。H钝化-体内在SiN减反射膜中存在大量的H,在烧结过程中会钝化晶体内部悬挂键。等离子体的定义和特性?物质的第四种状态——等离子态这一新的存在形式,是经气体电离产生的由大量的带电粒于(离子、电子)和中性粒子(原子、分子)所组成的体系,因其总的正、负电荷数相等,故称为等离子体。特性等离子体则是在整体上保持电中性而又能导电的流体气体分子间不存在静电磁力,而等离子体粒子间存在库仑力,并导致带电粒子群特有的集体运动等离子体的运动行为明显地受到电磁场的影响和约束。不是任何电离气体都是等离子体,只有当电离度大到这种程度,使带电粒子密度达到所

8、产生的空间电荷足以限制其自身运动时,系统才转变成等离子体。等离子体在太阳能电池中

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