扩散培训教材.ppt

* 磷扩散注意事项（二）——安全操作 所有的石英器具都必须轻拿轻放。 源瓶更换的标准操作过程 　依次关闭进气阀门、出气阀门，拔出连接管道，更换源瓶，连接管道，打开出气阀门、进气阀门。 * 磷扩散注意事项（二）——安全操作 三氯氧磷发生泄露时的应急处理方法 第一时间疏散人群，退出扩散等相关工艺，及时通知工艺和设备人员处理，如果发生爆燃现象，应在戴好防毒面具以及遮盖好身体各部位的前提下用干粉或黄沙灭火，绝对不能用水。 * 磷扩散注意事项（三）——工艺控制 方块电阻调整规则 在正常情况下，每升高一度，方块电阻下降一个，每下降一度，方块电阻上升一个。如果方块电阻值与要求值相差十个以上及时通知工艺员调整，切勿自行调整。 * 日常使用保养 1、保持净化台面的清洁卫生 2、保持固定桨支架的清洁，及时清理滴落偏磷酸。 3、当炉管不使用时，请降温到600度左右保温，可延长加热器的使用寿命。 * 磷扩散 太阳电池制造的核心工序 * 对磷扩散的认识--什么叫扩散 太阳能电池的心脏是一个PN结。PN结是不能简单地用两块不同类型（p型和n型）的半导体接触在一起就能形成的。要制造一个PN结，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。 * 对磷扩散的认识--什么叫扩散 制造PN结，实质上就是想办法使受主杂质（P型），在半导体晶体内的一个区域中占优势，而使施主杂质（N型）在半导体内的另外一个区域中占优势，这样就在一块完整的半导体晶体中实现了P型和N型半导体的接触 。 * 对磷扩散的认识--什么叫扩散 制作太阳电池的硅片是P型的，也就是说在制造硅片时，已经掺进了一定量的硼元素，使之成为P型的硅片。如果我们把这种硅片放在一个石英容器内，同时对此石英容器内加热到一定温度，并将含磷的气体通入这个石英容器内，这时施主杂质磷可从化合物中分解出来，在容器内充满着含磷的蒸汽。 * 对磷扩散的认识--什么叫扩散 在硅片周围包围着许许多多的磷的分子，因此磷原子能从四周进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散。在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， 这样就达到了在硅片内部形成了所要的PN结。----这就是所说的扩散。 * PN结——太阳电池的心脏 扩散的目的：形成PN结 * 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 * * 扩散装置示意图 * 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： 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 。 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 。 * 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 * 影响扩散的因素 管内气体中杂质源浓度的大小决定着硅片N型区域磷浓度的大小。但是沉积在硅片表面的杂质源达到一定程度时，将对N型区域的磷浓度改变影响不大。 扩散温度和扩散时间对扩散结深影响较大。 N型区域磷浓度和扩散结深共同决定着方块电阻的大小。 * 磷扩散工艺过程 清洗 饱和 装片 送片 回温 扩散 关源，退舟 方块电阻测量 卸片 * 清洗 初次扩散前，扩散炉石英管首先连接TCA装置，当炉温升至设定温度，以设定流量通TCA60分钟清洗石英管。 清洗开始时，先开O2，再开TCA；清洗结束后，先关TCA，再关O2。 清洗结束后，将石英管连接扩散源瓶，待扩散。 * 饱和 每班生产前，需对石英管进行饱和。 炉温升至设定温度时，以设定流量通小N2（携源）和O