光伏电池制备工艺-项目三-扩散.pptxVIP

太阳电池磷扩散方法三氯氧磷（POCl3）液态源扩散喷涂磷酸水溶液后链式扩散丝网印刷磷浆料后链式扩散目前多采用的是第一种方法。

二、扩散扩散的目的：1、在p型晶体硅上进行n型扩散，形成p-n结，它是半导体器件工作的“心脏”。通过扩散磷工艺，形成外吸杂。需要强调指出，p-n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p-n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。PN

3工作间扩散间

扩散气氛场结构示意图

POCl3性质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。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。常用扩散的液态源——三氯氧磷（POCl3）

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：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：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。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。

任务二扩散工艺操作流程工艺、质量要求扩散后硅片表面呈咖啡色，颜色均匀； 表面清洁，无染色，无明显斑迹；单晶薄层电阻在50～60Ω/□之间；多晶薄层电阻在55～65Ω/□之间，单片方块电阻控制在正负5Ω/□以内；P-N结深为0.2～0.4μm方块电阻，简称方阻，指一个正方形的薄膜导电材料边到边之间的电阻。其值与薄膜的电阻率、厚度有关

二、原材料和器件1、主要原材料原材料要求三氯氧磷（POCl3）6N氧气（O2）5N氮气（N2）5N减薄制绒的硅片符合清洗工艺技术要求

2、主要仪器设备及工具扩散炉、超净台、石英真空吸笔、石英舟、舟叉石英舟托四探针测试仪

三、扩散工艺准备工作安装源瓶开机石英管进源装片扩散取舟取片测试方阻扩散炉保温和关机

1、准备工作（1）石英器件、悬臂浆的清洗戴上橡胶手套和口罩。对未使用过的石英器件，首先要用丙酮棉球把石英器件擦拭一遍，再用酒精棉球把石英器件擦拭一遍。把石英器件放入配有氢氟酸溶液（1：25的氢氟酸和纯水）的清洗槽中（二次清洗工序），打开进气阀，让溶液轻度鼓泡，持续10分钟。关闭进气阀，把槽中的溶液抽到另一个槽中。打开纯水阀，让纯水完全淹没石英器件，再关闭纯水阀，打开进气阀，让它轻度的鼓泡；持续5分钟。关闭进气阀，排水，放水，充气，多次循环清洗后，用电阻率仪测量清洗后水的电阻率，直到清洗后水的电阻率大于2MΩ.CM。打开排液阀门，把水排掉，氮气吹干，戴上橡胶手套，取出石英器件，然后将石英器件拿到扩散间。

更换源瓶（一般60-70批次换源）换源前，作业员将工控机里是工艺次数记入《换源记录表》，并清零操作员带上橡胶手套和口罩、头罩（安全眼镜），另有一人监督。在扩散间内，打开源瓶的包装箱，小心的取出源瓶。注意源瓶内部两根管子的长度（玻璃长管子为进气口如下图1，接口处粗管为出气管，细管为进气管如图2，确定进气口和出气口然后将源瓶接好（注意：搬运源瓶时，要非常小心，以防打碎源瓶，如有源从源瓶中流出，将非常危险，在这种情况下马上要求所有车间人员紧急撤离到室外，待室外制定通风排毒计划后可以带防毒面具实施计划）。

把进气、出气阀拧紧，源瓶小心放回包装箱，搬到扩散间准备装源。把源瓶放入恒温槽（一般20℃左右），水位离源瓶顶部1CM左右水位，确定装源瓶时不能带入纸屑等杂物（包括贴在源瓶上的标签），以防把恒温槽循环泵的进出水口堵塞，把进气管和出气管接好。先在PLC控制面板上把小氮出气的电磁阀打开，把源瓶出气阀慢慢的拧开，目的释放瓶内压力。然后在PLC控制面板上把小氮进气的电磁阀打开，设定小氮流量（500）。把源瓶进气阀慢慢的拧开，不用眼睛看，手可以感觉到冒泡引起的震动（注意换源时重点保护的是眼睛），慢慢拧到全开。把电源柜门关上。

看PLC上实际流量是否达到设定值，如果一致，再设定小氮流量，增大到扩散时小氮流量值的一半，流量稳定且达到设定值后，再隔着玻璃看源瓶是否漏源（注意未稳定前不能直接看源瓶是否漏源，以免流量增大时可能导致的喷源，造成人员伤害）。实际流量和设定值一致后，把流量设定为扩散时的流量，再隔着玻