磷扩散工艺方案
电池片背部磷扩散
电池片背部磷扩散【原创版】目录1.电池片背部磷扩散的概述2.电池片背部磷扩散的作用3.电池片背部磷扩散的工艺流程4.电池片背部磷扩散的优缺点5.我国在电池片背部磷扩散技术方面的发展正文一、电池片背部磷扩散的概述电池片背部磷扩散是一种在太阳能电池片生产过程中的关键技术，主要作用是在电池片的背面进行磷元素的扩散，形成 p 型区域，从而实现光电转换。
磷扩散是太阳能电池制造过程中的重要环节，对电池片的性能有着至关重要的影响。
二、电池片背部磷扩散的作用1.形成 p 型区域：电池片背部磷扩散的主要目的是在电池片背面形成 p 型区域，与正面的 n 型区域形成 p-n 结，为电子和空穴的分离和传输创造条件。
2.提高光电转换效率：通过背部磷扩散，可以优化电池片的内部结构，提高光电转换效率，从而提高太阳能电池的整体性能。
3.降低电池片的生产成本：电池片背部磷扩散是一种较为成熟的技术，相较于其他生产工艺，具有较低的生产成本，有助于降低电池片的生产成本，提高市场竞争力。
三、电池片背部磷扩散的工艺流程电池片背部磷扩散的工艺流程主要包括以下几个步骤：1.清洗：对电池片进行清洗，去除表面的油污和杂质，为磷扩散创造良好的条件。
2.制备磷源：采用磷酸或磷酸酯等作为磷源，进行磷扩散。
3.扩散：将磷源加入到电池片背面，通过高温烧结，使磷元素向硅片内部扩散。
4.退火：在扩散过程中，通过控制温度和时间，使磷元素在硅片内部形成均匀的 p 型区域。
5.后处理：扩散完成后，对电池片进行后处理，如清洗、刻蚀等，以去除表面残留物，提高电池片的性能。
四、电池片背部磷扩散的优缺点优点：1.工艺成熟，易于实现；2.生产成本较低；3.可以提高电池片的光电转换效率。
缺点：1.扩散过程对温度和时间的控制较为严格，工艺参数的调整需要经验积累；2.磷扩散可能导致电池片的不均匀性，影响电池片的性能。
五、我国在电池片背部磷扩散技术方面的发展我国在电池片背部磷扩散技术方面取得了显著的成果。
新编磷扩散工艺文件(标准)
拟 更改标记 格式（4a） 数量 更改单号 签 名 日 期 审
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Q/ER0.350.004(A)-2007
记录
日 期
Φ 50mm 双极 IC 芯片 生产线磷扩散 通用工艺规范
Q/ER0.350.004(A)-2007
第 1 张 共 5 张
标 准 化 批 准
3 工艺条件及工艺参数 a) ECL、LS、S 系列工艺条件和工艺参数见附件 1 b) ECL、LS、S 系列磷扩散工艺卡见附件 1 4 工艺控制 4.1 工序检测项目及检测方法 4.1.1 LS 系列磷扩散工序检测项目及检测方法
项 目 磷桥扩散后的 R□ 表面状况 发射区后的β 值 BVceo 仪 显微镜 TYPE576、QT2 图示仪 TYPE576、QT2 图示仪 5 片/批 每片 每片 检测设备仪器 SDY-4D 型四 探针 测试 频次 １次／批 要 求 R□=（8.5±1）Ω /□ （特殊品种见附件 1） 表面光亮，氧化层均匀、无合金点 β =80±10（特殊品种见附件 1） BVceo≥5.5V (5.5V 下漏电流小于 1uA)
4.1.2
S 系列磷扩散工序检测项目及检测方法
项目 检测设备仪器 SDY-4D 型四探针测试 仪 显微镜 TYPE576、QT2 图示仪 TYPE576、QT2 图示仪 频次 １次／批 5 片/批 每片亮，氧化层均匀、无合金点 β =40±10（特殊品种见附件 1） BVceo ≥ 5.5V(5.5V 下 漏 电 流 小 于 1uA)
拟 更改标记 格式（4a） 数量 更改单号 签 名 日 期 审 制 核 第 3 张
氮气含水量：≤5ppm 氧气含水量：≤10ppm
Q/ER0.350.004(A)-2007
扩散工艺及控制要点
扩散工艺及控制要点1.由于硅太阳能电池实际生产中均采用P型硅片，因此需要形成N型层才能得到PN结，这通常是通过在高温条件下利用磷源扩散来实现的。
这种扩散工艺包括两个过程：首先是硅片表面含磷薄膜层的沉积，然后是在含磷薄膜中的磷在高温条件下往P型硅里的扩散。
2.在高温扩散炉里，汽相的POCL3（phosphorus oxychloride）或PB r3(phosphorus tribromide)首先在表面形成P2O5（phosphorus pentoxide）;然后，其中的磷在高温作用下往硅片里扩散。
3.扩散过程结束后，通常利用“四探针法”对其方块电阻进行测量以确定扩散到硅片里的磷的总量，对于丝网印刷太阳电池来说，方块电阻一般控制在40-50欧姆。
4.发射结扩散通常被认为是太阳电池制作的关键的工艺步骤。
扩散太浓，会导致短路电流降低（特别是短波长光谱效应很差，当扩散过深时，该效应还会加剧）；扩散不足，会导致横向传输电阻过大，同样还会引起金属化时硅材料与丝网印刷电结之间的欧姆接触效果。
5.导致少数载流子寿命低的原因还包括扩散源的纯度、扩散炉的清洁程度、进炉之前硅片的清洁程度甚至是在热扩散过程中硅片的应力等。
6.扩散结的质量同样依赖于扩散工艺参数，如扩散的最高温度、处于最高温度的时间、升降温的快慢（直接影响硅片上的温度梯度所导致的应力和缺陷）。
当然，大量的研究表明，对于具有600mv左右开路电压的丝网印刷太阳电池，这种应力不会造成负面影响，实际上有利于多晶情况时的吸杂过程。
7.发射结扩散的质量对太阳能电池电学性能的影响反映在串联电阻从而在填充因子上：（1）光生载流子在扩散形成的N-型发射区是多数载流子，在这些电子被金属电极收集之前需要经过横向传输，传输过程中的损失依赖于N-型发射区的横向电阻；（2）正面丝网印刷金属电极与N-型发射区的电接触，为了避免形成SCHOTTKY势垒或其它接触电阻效应而得到良好的欧姆接触，要求N-型发射区的搀杂浓度要高。
硼磷扩散
一、硼扩散工艺原理（液态源）目前，液态源硼扩散常用：硼酸三甲酯B(CH3O)3，硼酸三丙酯，三溴化硼B(B2)3，无水硼酸三甲酯B(CH3O)3，为无色透明液体，在室温下挥发形成，具有较高真气压，硼酸三甲酯遇水易分解，升成硼酸和甲醇。
B（CH3O）+ 3H2O=H3BO3 + 3（CH3OH）B（CH3O）500℃以上B2O3 + CO2 + H2O + C2B2O3 + 3Si = 3SiO2 + 4B硼酸三甲酯在高温（500℃以上）能够分解出三氧化二硼（B2O3），而三氧化二硼在900℃左右又能与硅片起反应，生成硼原子，并沉积在硅片表面，这就是预沉积过程；沉积后在基区窗口表面上生成具有色彩的硼硅玻璃。
二、硼扩散装置：硼再分布：当炉温升到预定温度（1180℃以后）通干O2 20分钟，排除管道内空气，同时加热水浴瓶，是水浴温度达到设定温度值950℃，一切就绪后，即可将正片和陪片一起装入石英舟推入炉子恒温区，先通5分钟干氧，在改通30分钟湿氧，最后通5分钟干氧，时间到即可把硅片拉出石英管，倒在铜块上淬火，防止慢降温时，金从硅体中析出。
一、磷扩散工艺原理5POCl3 >600℃3PCl5 + P2O52P2O5 + 5Si = 5SiO2 + 4P4PCl5+5O2 过量O2 2P2O5+6Cl24PCl3+3O2 过量O2 2P2O5+6Cl2磷预沉积时，一般通N2为20～80ml/分，O2为20～40ml/分，O2可通过，也可不通过源。
二、磷扩散装置磷扩散源POCl3是无色透明有窒息性气味的毒性液体，要求扩散系统密封性好，源瓶进出口两端最好用聚四氟乙烯或聚氯乙烯管道连接。
若用其他塑料管或乳胶管连接易被腐蚀，就需要经常更换。
接口处最好用封口胶，由系统流出气体应通过排风管排到室外，不要泄漏在室内。
源瓶要严加密封，切勿让湿气进入源瓶。
因为三氯氧磷吸水汽而变质，做扩散温度上不去。
2POCl3+3H2O=P2O5+5HCl发现三氟氧磷出现淡黄色就不能使用。
电池片背部磷扩散
电池片背部磷扩散电池片是太阳能光伏系统的核心组件之一，用于将太阳能转化为电能。
为了提高太阳能电池的效率和性能，研究人员一直在努力寻找新的材料和工艺来改进电池片的制造过程。
其中，磷扩散技术是一种常用的工艺方法，可以在电池片背部形成磷掺杂层，从而提高电池片的性能。
磷扩散是一种通过在材料表面引入磷元素来改变材料性质的过程。
在太阳能电池片的制造中，磷扩散主要用于背面电场形成和电池片的电性能优化。
下面将详细介绍电池片背部磷扩散的工艺过程和其对电池性能的影响。
1. 磷扩散的工艺过程电池片背部磷扩散的工艺过程主要包括以下几个步骤：1.1 清洗：首先，需要对电池片进行表面清洗，以去除表面的污垢和杂质。
这可以通过浸泡在酸性或碱性溶液中、超声波清洗或机械刷洗等方法来实现。
1.2 磷源制备：接下来，需要准备磷源。
常用的磷源包括磷酸、磷酸盐或磷化氢等。
磷酸和磷酸盐在高温下可以分解释放出磷，而磷化氢则需要特殊的设备和条件来生成。
1.3 扩散：在背部扩散过程中，将磷源涂覆在电池片的背面，然后将其暴露在高温环境中。
高温会促进磷元素的扩散，使其渗透到电池片的表面和内部。
1.4 烧结：扩散完成后，需要进行烧结以稳定磷的分布并形成均匀的磷掺杂层。
烧结温度和时间的选择对于磷扩散层的性能和稳定性至关重要。
2. 磷扩散对电池性能的影响电池片背部磷扩散可以对太阳能电池的性能和效率产生多方面的影响。
2.1 背面电场形成：磷扩散可以在电池片背面形成掺杂层，增加背面的载流子浓度，从而形成背面电场。
这种电场可以减小电池片的反射损失、提高光吸收效率，并增强电池片的光电转换效率。
2.2 电池片效率：磷扩散可以提高电池片的效率。
通过形成磷掺杂层，可以增加电池片的导电性能和光电转换效率，从而提高电池片的整体效率。
2.3 电池片稳定性：磷扩散可以增强电池片的稳定性。
磷掺杂层可以提高电池片的抗腐蚀性能和抗氧化性能，从而延长电池片的使用寿命。
2.4 热稳定抱歉，我在之前的回答中意外地截断了。
硼磷扩散原理和示意图
一、硼扩散工艺原理（液态源）目前，液态源硼扩散常用：硼酸三甲酯B(CH3O)3，硼酸三丙酯，三溴化硼B(B2)3，无水硼酸三甲酯B(CH3O)3，为无色透明液体，在室温下挥发形成，具有较高真气压，硼酸三甲酯遇水易分解，升成硼酸和甲醇。
B（CH3O）+ 3H2O=H3BO3 + 3（CH3OH）B（CH3O）500℃以上B2O3 + CO2 + H2O + C2B2O3 + 3Si = 3SiO2 + 4B硼酸三甲酯在高温（500℃以上）能够分解出三氧化二硼（B2O3），而三氧化二硼在900℃左右又能与硅片起反应，生成硼原子，并沉积在硅片表面，这就是预沉积过程；沉积后在基区窗口表面上生成具有色彩的硼硅玻璃。
二、硼扩散装置：硼再分布：当炉温升到预定温度（1180℃以后）通干O2 20分钟，排除管道内空气，同时加热水浴瓶，是水浴温度达到设定温度值950℃，一切就绪后，即可将正片和陪片一起装入石英舟推入炉子恒温区，先通5分钟干氧，在改通30分钟湿氧，最后通5分钟干氧，时间到即可把硅片拉出石英管，倒在铜块上淬火，防止慢降温时，金从硅体中析出。
一、磷扩散工艺原理5POCl3 >600℃3PCl5 + P2O52P2O5 + 5Si = 5SiO2 + 4P4PCl5+5O2 过量O2 2P2O5+6Cl24PCl3+3O2 过量O2 2P2O5+6Cl2磷预沉积时，一般通N2为20～80ml/分，O2为20～40ml/分，O2可通过，也可不通过源。
二、磷扩散装置磷扩散源POCl3是无色透明有窒息性气味的毒性液体，要求扩散系统密封性好，源瓶进出口两端最好用聚四氟乙烯或聚氯乙烯管道连接。
若用其他塑料管或乳胶管连接易被腐蚀，就需要经常更换。
接口处最好用封口胶，由系统流出气体应通过排风管排到室外，不要泄漏在室内。
源瓶要严加密封，切勿让湿气进入源瓶。
因为三氯氧磷吸水汽而变质，做扩散温度上不去。
2POCl3+3H2O=P2O5+5HCl发现三氟氧磷出现淡黄色就不能使用。
磷扩散工艺方案
将合格硅片卸入纸盒中
➢
将卸片时产生的碎片按是否大于1/2分开放置
➢
做好岗位5S工作
➢
清点合格电池片的数量将本工序流程卡余项完成
扩散基本工艺流程
➢ 硅片和流程卡一起放入扩散传递出口 ➢ 对传递窗进行确认.
扩散炉开机流程
➢ 开启电源进入WIN界面 ➢ 键入初始密码AAAAA 进入程序 ➢ 点击数据编辑按钮进入工艺编辑屏编辑所需工艺 ➢ 点击存盘退出，返回主操作屏 ➢ 点击工艺运行选择所需工艺进行扩散 ➢ 扩散时对视图切换进行随时监视确保温度和流量
➢
将装好硅片的石英舟用舟叉放置于桨臂上
➢
用石英舟叉将挡板放置于桨的末端
➢ 检查源瓶液位的变化量
戴好防护用品进行检查
扩散基本工艺流程
➢ 点击工艺运行，选择所需工艺进行扩散
➢
扩散时对视图切换进行随时监视，确保温度和流量受控
➢
工艺完后点击返回按钮退回手动操作状态
➢
使用石英舟叉将挡板取下放置于玻璃上，注意不要放在 桨进出的轨迹上
➢ 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：
5POCl 600C3PCl P O
3
5
25
2P O 5Si 5SiO 4P
25
2
POCl3磷扩散原理
➢ 由的上氧面（O反2应）式参可与以其看分出解，是P不O充Cl分3热的分，解生时成，的如P果Cl没5是有不外易来分 解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。但在 有氯外气来（OCl22存）在其的反情应况式下如，下P：Cl5会进一步分解成P2O5并放出
石英管拆装流程
➢ 将洁净的管子从纸箱中抬出 ➢ 将管子装入炉体中（3人操作） ➢ 将隔热砖装好 ➢ 将进气不锈钢盖板装上 ➢ 将炉口不锈钢盖板装上 ➢ 将碳化硅浆、石英门、底座安装好 ➢ 对炉管的密封性进行调整，浆位高低的调整 ➢ 安装气路和热偶 ➢ 打开源瓶阀门
磷扩散
扩散间洁净度、温度、 扩散间洁净度、温度、湿度
洁净度： 洁净度：万级净化间，净化插片台(净化度：100级)、净化保护柜（净化度:100级） 温度： ± ℃ 温度：23±2℃ 湿度： 湿度：<50%
扩散工段生产操作规程
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 1.开机操作 开机操作 1.1开机前检查确认内容： 1.1.1 检查电源。打开电控柜电源开关。确定整机上电正常，电源指示灯亮。 1.1.2 检查气源。确定氧气、压缩空气、氮气的压力为 0.4-0.6MPa。 1.1.3 检查排气系统。检查各风口排风应有风吸出。 1.1.4 检查水源。确定冷却水进出水阀应在打开状态。 1.1.5 检查源瓶。确认源瓶上的进气出气阀门已打开，各接口连接正常。 1.1.6 检查BV100恒温水槽。确定温度正常。如需开关机，按开关机按钮3秒以上。 1.1.7 检查急停按扭。确定按扭正常。 1.2其它检查内容： 1.2.1 检查净化台。应干净，无废液，无其它物品。 1.2.2 检查接液槽。各面应干净，无废液。 1.2.3 检查气源柜。各面应干净，无废液。 1.2.4 检查BV100水槽。水面正常，水中无杂物。 1.3开启监控系统： 1.3.1 启动计算机。按下电控柜面板上的“上电”按钮 。 1.3.2 启动扩散炉监控系统。双击屏幕上“扩散炉监控系统” 图标，输入密码登陆监 控系统软件。 1.3.3 启动加热。按加热按钮前先将温度设定为0才可操作。 1.3.4 当加热按钮按下后加热指示灯亮时，开机完成。
扩散炉开关机作业
• • • • • • • • 在开机前，先去废气室查看水电气是否准备就绪。 水—冷却水；查看是否有冷却水（将进水开关关闭，听是否有水流的声音） 电—配电柜是否送电(门上有电压显示，如显示380V电压，说明已送电)， 总闸及控制各扩散炉分闸是否合上。 气—大氮、小氮、氧气及压缩空气。在扩散炉最上方有四路进气管，从右 至左分别是压缩空气、氧气、小氮和大氮，查看其控制阀是否打开（一般 情况下是常开，遇特殊情况时才关闭）。查看调压阀是否在正确压力. 在查看水电气准备就绪以后，来到扩散炉控制面板前，先把抽风开关打开， 然后把控制电脑电源打开，等电脑启动完毕后，打开程序，登陆，给各炉 管上电，在程序的手动操作界面，给各炉管通大氮。 在手动操作界面，炉外SV设定目标温度（与将要运行程序的第一步温度相 同），设定完毕后，点确定，看数值是否能够输入，如果不能输入，退出 程序，再进一次，重复上述动作。 在确认上述情况都无误以后，在自动运行界面，选择将要运行的程序，最 后将加热开关打开，开始加热。 关机：在关机前确保程序没有运行任何工艺，然后退出程序，关闭计算机 电源，到废气室查看保护氮阀门是否打开。
一种topcon电池中磷扩散工艺
一种topcon电池中磷扩散工艺
磷扩散工艺是一种常见的半导体工艺，用于在晶体硅片上形成磷掺杂区域，以改变硅片的导电性能。
在Topcon电池中，磷扩散工艺通常用于形成电池的n型掺杂区域，以增强电池的光电转换效率和性能。
这种工艺可以通过以下步骤实现：
1. 清洗，首先，晶体硅片经过严格的清洗和去除表面氧化物的处理，以确保磷掺杂可以均匀地扩散到硅片的表面。
2. 磷源扩散，在清洗后的硅片表面涂覆磷化合物作为磷源，然后将硅片置于高温炉中进行扩散处理。
在高温下，磷化合物分解并释放出磷原子，这些磷原子会扩散到硅片表面并与硅原子结合，形成n型掺杂区域。
3. 退火处理，扩散完成后，通常需要进行退火处理，以消除因扩散过程导致的晶格缺陷，并恢复硅片的晶体结构和电学性能。
通过这种磷扩散工艺，Topcon电池可以实现更高的光电转换效率和更好的性能表现。
此外，工艺参数的优化和控制对于确保扩散区域的均匀性和稳定性也至关重要。
同时，工艺中所用的化学物质
和工艺条件也需要严格控制，以确保电池的质量和稳定性。
总的来说，磷扩散工艺在Topcon电池制造中起着至关重要的作用，对于提高电池性能和降低生产成本具有重要意义。
POCl3磷扩散原理
密度
POCL3的密度为1.82g/cm³，表明其质量较大，有助于其在硅片表 面形成均匀的磷膜。
溶解性
POCL3可溶于有机溶剂，如丙酮、甲醇等，这为其在制备过程中 与其它化学试剂混合提供了便利。
效果。
05
磷扩散的影响因素
温度对磷扩散的影响
温度越高，磷扩散速率越 快
随着温度的升高，分子运动速度加快，扩散 过程中的碰撞频率增加，从而加速了磷原子 的扩散。
温度对扩散系数的影响
扩散系数是描述物质扩散能力的物理量，温 度越高，扩散系数越大，扩散速率越快。
POCL3浓度对磷扩散的影响
POCL3浓度越高，磷扩散速率越快
POCL3的磷供给能力
磷含量
01
POCL3含有丰富的磷元素，可以提供硅片制备过程中所需的磷
源，有助于形成磷硅玻璃和磷膜。
扩散系数
02
POCL3在硅片中的扩散系数较小，表明其扩散速度较慢，需要
较长时间才能形成均匀的磷膜。
溶解度
03
POCL3在硅熔体中的溶解度较低，表明其在硅熔体中的溶解能
力较弱，需要控制温度和浓度以获得较好的磷扩散效果。
在集成电路制造中，磷扩散技术的应 用提高了器件的性能和可靠性，降低 了生产成本，促进了集成电路的发展 。
磷扩散工艺的优化方向
优化磷扩散工艺可以提高磷掺杂的均 匀性和重复性，降低生产成本和提高 器件性能。
优化方向包括改进反应气体流量、温 度和时间等工艺参数，以及探索新型 的磷扩散技术，如等离子体增强磷扩 散等。
高浓度的POCL3溶液中，磷原子的浓度较高，扩散过程中磷原子之间的相互碰撞 频率增加，从而加速了磷原子的扩散。
扩散操作规程
四.气体流量、阀门及开关量控制
在手动操作屏右侧，有“气体流量控制”和“阀 门及开关量控制”两个区域，在这两个区域可对 电磁阀状态、气体流量大小以及其它一些开关量 状态进行设置。设置键为右侧下面的“+1”等按 钮。在设置各路气体的流量时，相应气路的电磁 阀或气动阀将自动打开（后阀除外）。在“气体 流量设置”区域的右侧有一个测量值区域，显示 气路中的实际流量。流量的设定值和显示值的单 位均为mL/Min。 在手动操作屏、自动运行屏和恒温区调整屏的转 换中，气体流量、阀门及开关量的设置状态将得 到保持。
扩散操作屏作业
磷扩散工艺过程
清洗
扩散
饱和 回温 装片
关源，退舟
卸片
送片
方块电阻测量
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TCA6h清洗石英管。做TCA前先要确认管 路的正确. 清洗开始时，若在手动状态下要先开O2， 再开TCA；清洗结束后，先关TCA，再关 O2。 清洗结束后，进行饱和，待扩散。
进入工艺自动运行屏（此时将启动自动运行状态下的 温度曲线记录）。
三.手动状态实时温度曲线和流量曲 线显示
温度曲线是由计算机读回的扩散氧化炉的控制热 偶的测量值进行绘制的，左端温度记录曲线显示 为白色线条，中点温度记录曲线显示为洋红色线 条，右端温度记录曲线显示为绿色线条。 本屏顶部有实时时间显示。建议隔一个月左右将 所有的计算机时钟参照一个标准时钟作一次调整， 因为计算机的实时时钟作为长时间计时是不太准 确的。 本操作界面还有流量曲线显示，操作同温度曲线 显示，通过手动操作屏的“温度曲线/流量曲线” 进行温度曲线显示和流量曲线显示的转换。
磷 扩散 硅 氧化硅
磷扩散硅氧化硅磷是一种常见的元素，广泛应用于许多领域。
在半导体工业中，磷在硅材料中的扩散过程具有重要的意义。
本文将探讨磷在硅材料中的扩散过程，并介绍硅材料中的氧化硅。
磷的扩散是指将磷原子引入到硅材料中的过程。
在半导体工业中，磷的扩散是制备n型硅材料的重要方法之一。
n型硅材料是指掺杂有电子供体杂质的硅材料，具有导电性能。
磷的扩散过程一般通过高温扩散法实现，即将硅材料与含有磷杂质的气体接触，在高温下使磷原子从气体中扩散到硅材料中。
磷的扩散过程是一个复杂的物理化学过程。
在扩散过程中，磷原子首先要与硅材料表面的硅原子发生反应，形成一层磷化物。
然后，磷原子从磷化物层向硅材料内部扩散。
扩散速率取决于扩散温度、时间和硅材料的电子结构等因素。
通过控制扩散参数，可以实现对硅材料中磷杂质浓度的精确控制，从而实现对n型硅材料电性能的调控。
氧化硅是一种常见的化合物，也是硅材料中常见的氧化物。
氧化硅具有优良的绝缘性能和稳定性，因此在半导体工业中被广泛应用。
氧化硅可以用于制备电容器、绝缘层等器件，也可以用于制备硅材料的保护层。
氧化硅的制备方法有多种，其中最常见的是热氧化法和化学气相沉积法。
热氧化法是将硅材料放置在高温氧气中，使氧气与硅材料表面发生反应生成氧化硅层。
热氧化法具有简单、成本低、制备速度快等优点，因此被广泛应用。
化学气相沉积法是利用化学气相反应在硅材料表面沉积氧化硅薄膜。
该方法可以实现对氧化硅薄膜的精确控制，薄膜质量较高。
在半导体工业中，磷的扩散和氧化硅的制备是两个关键的工艺步骤。
磷的扩散过程可以实现对硅材料电性能的调控，而氧化硅的制备则可以实现对硅材料的绝缘和保护。
这两个工艺步骤的优化和控制对于半导体器件的性能和可靠性具有重要意义。
磷的扩散和硅材料中的氧化硅是半导体工业中的重要工艺步骤。
磷的扩散可以实现对硅材料电性能的调控，而氧化硅的制备可以实现对硅材料的绝缘和保护。
这两个工艺步骤的优化和控制对于半导体器件的性能和可靠性具有重要意义。
电池片背部磷扩散
电池片背部磷扩散电池片背部磷扩散现象在近年来引起了广泛关注。
磷作为一种关键材料，在电池片中发挥着重要作用。
然而，磷在电池片背部的扩散现象却给电池性能带来了很大的影响。
本文将从磷扩散现象的简介、影响因素、测量方法以及降低磷扩散的策略等方面展开讨论，并探讨磷扩散在电池片制造中的应用前景。
一、电池片背部的磷扩散现象简介电池片背部磷扩散现象是指磷在电池片背部涂层中的扩散过程。
在电池充放电过程中，磷材料会逐渐向电池片背部扩散，导致电池性能的降低。
这种现象在一定程度上影响了电池的循环寿命、容量以及安全性等关键性能指标。
二、磷扩散的影响因素1.磷材料性质：磷材料的性质直接影响其在电池片背部的扩散速度。
一般来说，磷材料的颗粒尺寸越小，比表面积越大，扩散速度越快。
2.电池工作环境：电池在不同的环境条件下，其内部温度、湿度等参数会发生变化，进而影响磷的扩散过程。
3.电池结构：电池的结构设计对磷扩散具有重要影响。
例如，电池片背部的涂层厚度、磷材料的分布状态以及电池内部的微孔结构等都会对磷扩散产生影响。
4.电池制备工艺：电池制备过程中，加工温度、压力等工艺参数对磷扩散具有显著影响。
三、磷扩散的测量方法测量电池片背部磷扩散的方法主要有：电化学方法、光学方法、原子力显微镜（AFM）等。
这些方法可以对磷扩散过程中的各项性能参数进行实时、在线监测，为优化电池设计和制备工艺提供重要依据。
四、降低磷扩散的策略1.优化磷材料性质：通过调整磷材料的颗粒尺寸、比表面积等性质，降低磷在电池片背部的扩散速度。
2.改进电池结构：优化电池片背部的涂层厚度、磷材料的分布状态以及电池内部的微孔结构，提高电池的抗磷扩散性能。
3.电池制备工艺的改进：通过调整加工温度、压力等工艺参数，降低磷扩散现象。
4.采用新型磷扩散抑制材料：研究开发具有优良抗磷扩散性能的新型材料，应用于电池片背部涂层，从而降低磷扩散。
五、磷扩散在电池片制造中的应用前景随着新能源领域的快速发展，电池片制造对磷扩散现象的研究越来越重视。
电池片背部磷扩散
电池片背部磷扩散摘要：一、电池片背部磷扩散的概念与原理二、电池片背部磷扩散的作用与优势三、电池片背部磷扩散的工艺流程四、电池片背部磷扩散的发展趋势正文：一、电池片背部磷扩散的概念与原理电池片背部磷扩散是指在太阳能电池片的背部，通过扩散磷元素，形成一层磷吸杂层，以提高太阳能电池的光吸收效率和转换效率。
磷元素在太阳能电池中起到吸收电子的作用，当磷元素在电池片背部形成扩散层时，可以有效地吸收电子，减少电子和空穴的重组，从而降低表面的复合速度，提高太阳能电池的光吸收效率和转换效率。
二、电池片背部磷扩散的作用与优势1.提高光吸收效率：电池片背部磷扩散可以增加电池片对长波长光的吸收，提高光吸收效率。
2.降低表面复合速度：电池片背部磷扩散形成的磷吸杂层可以有效地降低表面复合速度，减少电子和空穴的重组，从而提高太阳能电池的光转换效率。
3.提高电池片的稳定性：电池片背部磷扩散可以提高电池片的稳定性，延长电池片的使用寿命。
三、电池片背部磷扩散的工艺流程电池片背部磷扩散的工艺流程主要包括以下几个步骤：1.清洗：对电池片进行清洗，去除表面的油污和氧化物。
2.制备磷源：将磷粉和载体混合，制备成磷源。
3.扩散：将制备好的磷源涂覆在电池片背部，通过高温扩散，使磷元素扩散进入电池片内部。
4.退火：将扩散后的电池片进行退火处理，使磷元素在电池片内部形成均匀的扩散层。
5.清洗：对扩散后的电池片进行清洗，去除表面的磷源残留物。
四、电池片背部磷扩散的发展趋势随着太阳能电池技术的不断发展，电池片背部磷扩散技术也在不断进步。
未来，电池片背部磷扩散技术将会有以下几个发展趋势：1.磷扩散技术的工艺流程将更加简化，提高生产效率。
2.磷扩散层的均匀性将得到进一步提高，提高电池片的光转换效率。
3.采用新型磷源材料，降低磷扩散成本。
一种晶体硅片的磷扩散方法[发明专利]
![一种晶体硅片的磷扩散方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9dace5c00722192e4436f6a6.png)
专利名称：一种晶体硅片的磷扩散方法
专利类型：发明专利
发明人：党继东,贾洁静,辛国军,徐义胜,王永伟,费正洪,孟祥熙,王栩生,章灵军
申请号：CN201210238933.5
申请日：20120711
公开号：CN102758256A
公开日：
20121031
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种晶体硅片的磷扩散方法，包括如下步骤：(1)第一次恒定源扩散：升温至700~820℃，通入携磷源氮气、干氧和大氮进行恒定源扩散；(2)高温推进：以10~25℃/min的升温速率升温至860~1000℃，进行推进；(3)第二次恒定源扩散：降温至830~860℃，通入携磷源氮气、干氧和大氮进行恒定源扩散；(4)扩散结束，降温出舟。
实验证明：相对于现有的磷扩散工艺，采用本发明的磷扩散方法制备的电池片的开路电压得到7mV左右的显著提升，制得的电池片的填充因子可以提升0.9，使组件损耗降低了0.97%，取得了意想不到的技术效果。
申请人：苏州阿特斯阳光电力科技有限公司,阿特斯(中国)投资有限公司
地址：215129 江苏省苏州市苏州高新区鹿山路199号
国籍：CN
代理机构：苏州创元专利商标事务所有限公司
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➢ 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 。
POCl3磷扩散原理
➢ POCl3液态源扩散方法具有生产效率较高， 得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等 优点，这对于制作具有大面积结的太阳电 池是非常重要的。
磷扩散
PN结——太阳电池的心脏
扩散的目的：形成PN结
PN结的制造
➢ 制造一个PN结并不是把两块不同类型（p型和 n型）的半导体接触在一起就能形成的。
➢ 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。
扩散装置示意图
压缩空气O2N2 (1.2) N2 (3.4)
➢ 3、源瓶要严加密封，实施“双人双锁”制，即工艺， 制造员工各一 把，换源时通知巡检，然后才可以更换。 PoCl3会与水反应生成P2O5和HCl，所以发现PCl3出现 淡黄色时就不可以再去使用了。磷扩散系统应保持干燥， 如果石英管内有水气存在就会使P2O5水解偏磷酸，使 管道内出现白色沉积物和在粘滞液体，另外偏磷酸会落 到硅片上污染硅片 。
➢ 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：
5POCl 600C3PCl P O
3
5
25
2P O 5Si 5SiO 4P
25
2
POCl3磷扩散原理
➢ 由的上氧面（O反2应）式参可与以其看分出解，是P不O充Cl分3热的分，解生时成，的如P果Cl没5是有不外易来分 解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。但在 有氯外气来（OCl22存）在其的反情应况式下如，下P：Cl5会进一步分解成P2O5并放出
受控 ➢ 工艺完成后点击返回按钮退回手动操作屏 ➢ 退出系统，关机
➢
确认四探针保持水平 ➢ 调整电流值到4.530后将“I”指示灯切换成“R。/P”状态
扩散基本工艺流程
➢ 隔2小时校准电流一次
➢
读取瞬间数值记录于表格中
➢
点击上升按钮
➢
等针头到达上升位置时取出硅片
➢
将超范围片取出作返工片处理,并记录下数量和 在炉中所处位置
扩散基本工艺流程
➢ 进行工艺参数的调整确保方块电阻受控（对应所 在位置进行温度的调节，偏低降温、偏高升温）
开窗取硅片
对扩散传递窗进行确认
➢
硅片是否甩干 NO 退回清洗间重新甩干
➢ YES ➢ 将硅片取出放置于洁净工作台
➢
关闭窗口
➢
调节真空大小使用真空吸笔进行装片 每槽装2片
扩散基本工艺流程
➢ 核对硅片数量是否与流程卡上一致
➢
填写流程卡上流入碎片，差异和流入合格品数三项
➢
将空盒及时退还清洗间并将碎片收集放好（面积大于 1/2的单独放置）
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在高温P下O（C>l630磷0℃扩）分散解生原成理五氯化磷（PCl5） 和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下： 5POCl 3 600 C3PCl 5 P2O5
4PCl 5O 过 量O2 2P O 10Cl
5
2
25
2
➢ 生可P定C成见流l5对的，量硅P在的2片O磷氧5表又扩气面进散。的一时腐步，蚀与为作硅了用作促，用使必，PO须生C在l成3充通Si分O氮2的气和分的磷解同原和时子避通，免入由一此
POCl3磷扩散原理
➢ 在有氧气的存在时，POCl3热分解的反应式为：
➢
使用石英舟叉将满舟从桨上取下，放置于卸片台上冷却
➢
从一舟上用吸笔均匀取出5片硅片待测方块电阻
➢
打开四探针测试台和测试仪的电源
扩散基本工艺流程
➢ 初次测量时需预热一段时间
➢
将电流档次从0.1改成10
➢
使“R。” “I” “EXCH.1”显示灯亮
➢
将硅片放置于测试台白线内
➢
点击下降按钮使针头平压在硅片上
➢
将装好硅片的石英舟用舟叉放置于桨臂上
➢
用石英舟叉将挡板放置于桨的末端
➢ 检查源瓶液位的变化量
戴好防护用品进行检查
扩散基本工艺流程
➢ 点击工艺运行，选择所需工艺进行扩散
➢
扩散时对视图切换进行随时监视，确保温度和流量受控
➢
工艺完后点击返回按钮退回手动操作状态
➢
使用石英舟叉将挡板取下放置于玻璃上，注意不要放在 桨进出的轨迹上
➢
将合格硅片卸入纸盒中
➢
将卸片时产生的碎片按是否大于1/2分开放置
➢
做好岗位5S工作
➢
清点合格电池片的数量将本工序流程卡余项完成
扩散基本工艺流程
➢ 硅片和流程卡一起放入扩散传递出口 ➢ 对传递窗进行确认.
扩散炉开机流程
➢ 开启电源进入WIN界面 ➢ 键入初始密码AAAAA 进入程序 ➢ 点击数据编辑按钮进入工艺编辑屏编辑所需工艺 ➢ 点击存盘退出，返回主操作屏 ➢ 点击工艺运行选择所需工艺进行扩散 ➢ 扩散时对视图切换进行随时监视确保温度和流量
扩散注意点：
➢ 4、禁止每台扩散炉四进四出。
➢ 5、在正常运行工艺时,舟在前进，切记不可 以开《断点启动》。否则舟会停止在半空中，在 做磷扩散。
➢ 6、扩散间传递窗的里外两扇门不能同时打开， 开门时不能用力过大，防止传递窗门破裂，绝不 允许通过传递窗进行交谈。
扩散基本工艺流程
➢ 打开扩散传递窗
➢
气路图
扩散炉总体结构
➢ 控制部分、推舟净化部分、电阻加热炉部分、 气源度 ➢ 扩散温度 ➢ 扩散时间
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
本公司目前采用的是第一种方法。
POCl3 简介
扩散注意点：
➢ 1、必须保证扩散间的工艺卫生,所有工夹具必须永远 保持干净的状态,(包括TEFLON夹子,石英舟，舟叉，炭 化硅桨)扩散间洁净度小于一万级.
➢ 2、任何用具不得直接与人体或者其他未经过清洗的 表面接触，石英舟或石英舟叉应放置在清洗干净的玻璃 表面上，sit桨暴露在空气中的时间应越短越好，所有作 业必须在洁净窗中完成。