对磷扩散的认识
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硅晶体内的共价键 硅晶体的特点是原子之间靠共有电子对连接 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。这种共有电子对就称为 “共价键”。
对磷扩散的认识—半导体特性
硼（B）是三族元素，原子的最外层有三个 价电子，硼原子最外层只有三个电子参加共价 键，在另一个价键上因缺少一个电子而形成一 个空位，邻近价键上的价电子跑来填补这个空 位，就在这个邻近价键上形成了一个新的空位， 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。 P型半导体中空穴为多数载流子，自由电子为少 数载流子。这种接受自由电子的杂质称为受主 杂质。如下图:
对磷扩散的认识—半导体特性
P型半导体（受主掺杂）--接受自由电子
空键 空穴
接受电子
对磷扩散的认识—半导体特性
磷（P）是五族元素，原子的最外层有五个 价电子，磷原子最外层五个电子中只有四个参加 共价键，另一个不在价键上，成为自由电子，失 去电子的磷原子是一个带正电的正离子，正离子 处于晶格位置上，不能自由运动，它不是载流子。 因此，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。N型半导体 上自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子。 这种提供自由电子的杂质称为施主杂质。如下图：
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 目前采用的是第一种方法。
扩散装置示意图
总体结构分为四大部分： 控制部分 推舟净化部分 电阻加热炉部分 气源部分
排风
排废口
推舟 机构
气源柜
进气
炉体 柜
总电源进 线
POCl3 简介
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。
对磷扩散的认识—半导体特性
N型半导体（施主掺杂）--提供自由电子
多余电子
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
半导体特性 什么叫扩散 扩散的目的 扩散的方式
பைடு நூலகம்
对磷扩散的认识—半导体特性
硅太阳电池生产中常用的几种元素:硅 （Si）、磷（P）、硼（B）元素的原子结 构模型如下：
第三层4个电子 第二层8个电子 第一层2个电子 最外层5个电子 最外层3个电子
Si +14
P +15
B
si
P
B
对磷扩散的认识—半导体特性
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。
净化操作 台
计算机控 制柜
扩散装置示意图
扩散炉气路系统
压缩空气 O2 N2 N2
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
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。 升温下与水接触会反应释放出腐蚀有毒易 燃气体。
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
对磷扩散的认识—半导体特性
硼（B）是三族元素，原子的最外层有三个 价电子，硼原子最外层只有三个电子参加共价 键，在另一个价键上因缺少一个电子而形成一 个空位，邻近价键上的价电子跑来填补这个空 位，就在这个邻近价键上形成了一个新的空位， 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。 P型半导体中空穴为多数载流子，自由电子为少 数载流子。这种接受自由电子的杂质称为受主 杂质。如下图:
对磷扩散的认识—半导体特性
P型半导体（受主掺杂）--接受自由电子
空键 空穴
接受电子
对磷扩散的认识—半导体特性
磷（P）是五族元素，原子的最外层有五个 价电子，磷原子最外层五个电子中只有四个参加 共价键，另一个不在价键上，成为自由电子，失 去电子的磷原子是一个带正电的正离子，正离子 处于晶格位置上，不能自由运动，它不是载流子。 因此，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。N型半导体 上自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子。 这种提供自由电子的杂质称为施主杂质。如下图：
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 目前采用的是第一种方法。
扩散装置示意图
总体结构分为四大部分： 控制部分 推舟净化部分 电阻加热炉部分 气源部分
排风
排废口
推舟 机构
气源柜
进气
炉体 柜
总电源进 线
POCl3 简介
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。
对磷扩散的认识—半导体特性
N型半导体（施主掺杂）--提供自由电子
多余电子
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
半导体特性 什么叫扩散 扩散的目的 扩散的方式
பைடு நூலகம்
对磷扩散的认识—半导体特性
硅太阳电池生产中常用的几种元素:硅 （Si）、磷（P）、硼（B）元素的原子结 构模型如下：
第三层4个电子 第二层8个电子 第一层2个电子 最外层5个电子 最外层3个电子
Si +14
P +15
B
si
P
B
对磷扩散的认识—半导体特性
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。
净化操作 台
计算机控 制柜
扩散装置示意图
扩散炉气路系统
压缩空气 O2 N2 N2
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
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。 升温下与水接触会反应释放出腐蚀有毒易 燃气体。
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