扩散工艺培训初次优秀课件.ppt

扩散工散工艺培培训初次初次第1页，本讲稿共11页2 1.1.在硅片表面产生具体掺杂原子的数量（浓度）在硅片表面产生具体掺杂原子的数量（浓度）1.2.在硅片表面下的特定位置处形成在硅片表面下的特定位置处形成PN结结 1.3.在硅片表面层形成特定的掺杂原子（浓度）分布在硅片表面层形成特定的掺杂原子（浓度）分布1、扩散的目的第2页，本讲稿共11页2.PN结的制造结的制造 PN结是太阳能电池的心脏。需要强调指出，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。第3页，本讲稿共11页3.太阳电池磷扩散方法太阳电池磷扩散方法3.三氯氧磷（POCl3）液态源扩散3.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。第4页，本讲稿共11页 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能电池是非常重要的。POCl3无色透明液体，具有刺激性气味。如果纯度不高则呈红黄色,在潮湿空气中发烟,有毒性。第5页，本讲稿共11页4.扩散原理扩散原理 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：5POCl3=3PCl5+P2O5有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：4PCl5+5O2=2P2O5+10Cl2 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：2P2O5+5Si=5SiO2+4P 第6页，本讲稿共11页5.扩散装置示意图扩散装置示意图1.大量的杂质气体进入密闭空间（扩散炉）2.杂质气体在扩散炉内扩散（气相扩散）3.因为进入的杂质气体为N型杂质原子，硅材料内部为P型杂质原子，因为浓度的关系，发生扩散过程4.因为扩散到晶圆内部的N型杂质原子数量高于第一层中P型原子数量，形成N型导电层5.发生从第一层向第二层的扩散6.同样，第二层中的N型杂质的数量高于P型，使第二层转变为N型7.向深处继续扩散扩散炉管第7页，本讲稿共11页操作步骤进炉恒温磷扩散恒温推进出炉冷却运行时间(min)气体N2/O2 N2/O2 N2/O2/小N2 N2/O2 N2/O2 N2/O2 流量 slm扩散工艺步骤第8页，本讲稿共11页三、方块电阻的测量三、方块电阻的测量在太阳电池扩散工艺中，扩散层薄层电阻（方块电阻）是反映扩散层质量是否符合设计要求的重要工艺指标之一。考虑一块长为l、宽为a、厚为t的薄层如右图。如果该薄层材料的电阻率为，则该整个薄层的电阻为n当当l=a（即为一个方块）时，（即为一个方块）时，R=/t。可见，（。可见，（/t）代）代表一个方块的电阻，故称为方块电阻，特记为表一个方块的电阻，故称为方块电阻，特记为R=/t (/)VIS S S2143t第9页，本讲稿共11页四、扩散工艺控制点四、扩散工艺控制点1、方块电阻：大小 不均匀度2、少子寿命：扩散后少子寿命第10页，本讲稿共11页五、影响扩散工艺控制点的因素五、影响扩散工艺控制点的因素管内气体中杂质源的浓度与分布扩散温度扩散时间第11页，本讲稿共11页