磷扩散sanjing-1剖析

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
ห้องสมุดไป่ตู้ecipe
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，炭化硅桨) 扩散间洁净度小于10000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，石英舟应放置在清洗干净的玻璃表面上，石 英舟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。
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
扩散注意点：
➢ 4、禁止每台扩散炉四进四出。 ➢ 5、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 , 对扩散传递窗进行确认 :上道工序的 工艺参数是否在范围内,外观是否有异常,检查上道工序 的出料时间到扩散时间是否超出规定时间(Q time),数量 是否正确等.
N型半导体示意图
P型半导体示意图
扩散目的：是为了形成p-n结， p-n结是 电池片的结构基础。下面讲一下p-n结的
形成过程。
➢ 当Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一起时，由于交界面处 存在 载流子浓度的差异 ，这样电子和空穴都要 从浓度高 的地方向浓度低的地方扩散 。但是，电子和空穴都是带 电的，它们扩散的结果就使Ｐ区和Ｎ区中原来的电中性条 件破坏了。Ｐ区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子， Ｎ区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能 移动的带电粒子通常称为 空间电荷 ，它们集中在Ｐ区和 Ｎ区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是 我们所说的 ＰＮ结 。
磷扩散
光生伏特效应 简单结构图 POCl3磷扩散原理 扩散基本工艺流程 扩散评定标准 注意事项
--肖海东
光伏效应
➢ 是指当半导体受到光照射时，半导体内部 就会产生电流或电动势的现象。当电池表 面受到光照射时，在电池内部产生的光生 电子-空穴对，扩散到P-N结并受结电场影 响而分开，电子移向N区，空穴移向P区， 这样在P区和N区时间产生了光生电动势， 当外路连接起来时就有电流通过。
➢ 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 。
动态平衡下的 PN 结
PN 结形成的物理过程
注意： PN 结处于动态平衡时，扩散电流与漂移电流 相抵消，通过 PN 结的电流为零。
动态平衡下的 PN 结图解
利用掺杂工艺，把 P 型半导体和 N 型半导体在原子 级上紧密结合，P 区与 N 区的交界面就形成了 PN 结。
扩散炉总体结构
➢ centrothem扩散炉是主要由以下四个部分组成：
气柜区 炉体区 装载区
电源柜
扩散装置示意图
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
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
➢ 开窗取硅片 ➢ 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）
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：
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：
5POCl 3 600C3PCl 5 P2O5
➢ 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：
➢
将装好硅片的石英舟放置于R2D承载槽上并将其载到碳 化硅桨上
➢
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
➢
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。
➢
本征半导体-si示意图
硅和锗的单晶称为本征半导体。它们是制造半导 体器件的基本材料。
POCl 3 O2 2P2O5 6Cl 2
➢ 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。