1、擴(kuò)散工藝2011-4-81什么是擴(kuò)散？擴(kuò)散是一種材料通過(guò)另一種材料的運(yùn)動(dòng)，是一種自然的化學(xué)過(guò)程是摻雜的一種工藝方法2擴(kuò)散的條件是什么？一種材料的濃度必須高于另一種材料的濃度系統(tǒng)內(nèi)部有足夠高 的能量可以使高濃度的材料進(jìn)入或通過(guò)另一種材料常見(jiàn)的擴(kuò)散現(xiàn)象氣相擴(kuò)散：充壓噴霧罐（空氣清新劑之類）液相擴(kuò)散：墨水與水混合固相擴(kuò)散：金鏈子與皮膚3什么是結(jié)？富含電子的區(qū)域（N型區(qū)）與富含空穴的區(qū)域（P型區(qū)）的分界處結(jié)的具體位置在哪里？電子濃度和空穴濃度相同的地方4結(jié)的擴(kuò)散形成雜質(zhì)氣流擴(kuò)散爐管+：P型雜質(zhì)原子 ：N型雜質(zhì)原子大量的雜質(zhì)氣體進(jìn)入密閉空間（擴(kuò)散爐）雜質(zhì)氣體在擴(kuò)散爐內(nèi)擴(kuò)散（氣相擴(kuò)散）因?yàn)檫M(jìn)入的雜質(zhì)氣體為

2、N型雜質(zhì)原子，硅材料內(nèi)部為P型雜質(zhì)原子，因?yàn)闈舛鹊年P(guān)系，發(fā)生擴(kuò)散過(guò)程因?yàn)閿U(kuò)散到晶圓內(nèi)部的N型雜質(zhì)原子數(shù)量高于第一層中P型原子數(shù)量，形成N型導(dǎo)電層發(fā)生從第一層向第二層的擴(kuò)散同樣，第二層中的N型雜質(zhì)的數(shù)量高于P型，使第二層轉(zhuǎn)變?yōu)镹型向深處繼續(xù)擴(kuò)散5NP結(jié)與PN結(jié)？NP結(jié)：摻雜區(qū)中N型原子濃度高PN結(jié)：摻雜區(qū)中P型原子濃度高6擴(kuò)散的工藝目的？在硅片表面產(chǎn)生具體摻雜原子的數(shù)量（濃度） 在硅片表面下的特定位置處形成PN（或NP）結(jié)在硅片表面層形成特定的摻雜原子（濃度）分布7擴(kuò)散工藝步驟淀積（deposition）推進(jìn)氧化（drive-in-oxidation）8淀積工藝的影響因素？特定雜質(zhì)的擴(kuò)散率（di

3、ffusivity）雜質(zhì)在晶圓材質(zhì)的最大固溶度（maximum solid solubility）9擴(kuò)散源的選擇？液態(tài)源(如溴化硼B(yǎng)Br3，三氯氧磷POCl3)氣態(tài)源(如三氫化砷AsH3，乙硼烷B2H6)固態(tài)源(如硼塊（含硼和氮的化合物）)10推進(jìn)氧化的目的？雜質(zhì)在硅片深處的再分布氧化硅表面11推進(jìn)氧化的影響若雜質(zhì)是N型，會(huì)發(fā)生所謂的堆積效應(yīng)，增加了硅表層的雜質(zhì)數(shù)量。若雜質(zhì)是P型，會(huì)發(fā)生相反的效應(yīng)，降低了硅表層的雜質(zhì)數(shù)量。12太陽(yáng)電池工藝中的擴(kuò)散眾陽(yáng)光能科技有限公司13擴(kuò)散的目的：形成PN結(jié)14擴(kuò)散-結(jié)深對(duì)擴(kuò)散的要求是獲得適合于太陽(yáng)電池pn結(jié)需要的結(jié)深和擴(kuò)散層方塊電阻，淺結(jié)死層小，電池短波響應(yīng)

4、好，而淺結(jié)引起串聯(lián)電阻增加，只有提高柵電極的密度，才能有效提高電池的填充因子，這樣，增加了工藝難度，結(jié)深太深，死層比較明顯，如果擴(kuò)散濃度太大，則引起重?fù)诫s效應(yīng)，使電池開(kāi)路電壓和短路電流均下降，實(shí)際電池制作中，考慮到各個(gè)因素，太陽(yáng)電池的結(jié)深一般控制在0.30.5m。15擴(kuò)散裝置示意圖16影響擴(kuò)散的因素管內(nèi)氣體中雜質(zhì)源的濃度擴(kuò)散溫度擴(kuò)散時(shí)間17太陽(yáng)電池磷擴(kuò)散方法三氯氧磷（POCl3）液態(tài)源擴(kuò)散噴涂磷酸水溶液后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散絲網(wǎng)印刷磷漿料后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散18POCl3 的特性POCl3是目前磷擴(kuò)散用得較多的一種雜質(zhì)源無(wú)色透明液體，具有刺激性氣味。如果純度不高則呈紅黃色。比重為1.67，熔點(diǎn)2，沸點(diǎn)107，在潮濕

5、空氣中發(fā)煙。POCl3很容易發(fā)生水解，POCl3極易揮發(fā)。19POCl3磷擴(kuò)散原理POCl3在高溫下（600）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反應(yīng)式如下：生成的P2O5在擴(kuò)散溫度下與硅反應(yīng)，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反應(yīng)式如下：20由上一頁(yè)的反應(yīng)式可以看出，POCl3熱分解時(shí)，如果沒(méi)有外來(lái)的氧（O2）參與其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且對(duì)硅有腐蝕作用，破壞硅片的表面狀態(tài)。但在有外來(lái)O2存在的情況下，PCl5會(huì)進(jìn)一步分解成P2O5并放出氯氣（Cl2）其反應(yīng)式如下： 生成的P2O5又進(jìn)一步與硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可見(jiàn)，在磷擴(kuò)散時(shí)，為了

6、促使POCl3充分的分解和避免PCl5對(duì)硅片表面的腐蝕作用，必須在通氮?dú)獾耐瑫r(shí)通入一定流量的氧氣 。POCl3擴(kuò)散過(guò)程中通氧氣的原因？21POCl3含氧擴(kuò)散原理？在有氧氣的存在時(shí)，POCl3熱分解的反應(yīng)式為：POCl3分解產(chǎn)生的P2O5淀積在硅片表面，P2O5與硅反應(yīng)生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一層磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中進(jìn)行擴(kuò)散 。22磷擴(kuò)散工藝過(guò)程？清洗飽和裝片送片回溫?cái)U(kuò)散關(guān)源，退舟方塊電阻測(cè)量卸片23清洗初次擴(kuò)散前，擴(kuò)散爐石英管首先連接TCA裝置，當(dāng)爐溫升至設(shè)定溫度，以設(shè)定流量通TCA60分鐘清洗石英管。清洗開(kāi)始時(shí)，先開(kāi)O2，再開(kāi)TCA；清洗結(jié)束后，先關(guān)TCA，再關(guān)O2。

7、清洗結(jié)束后，將石英管連接擴(kuò)散源瓶，待擴(kuò)散。24飽和每班生產(chǎn)前，須對(duì)石英管進(jìn)行飽和。爐溫升至設(shè)定溫度時(shí)，以設(shè)定流量通小N2（攜源）和O2，使石英管飽和，20分鐘后，關(guān)閉小N2和O2。初次擴(kuò)散前或停產(chǎn)一段時(shí)間以后恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)，需使石英管在950通源飽和1小時(shí)以上。25裝片戴好防護(hù)口罩和干凈的塑料手套，將清洗甩干的硅片從傳遞窗口取出，放在潔凈臺(tái)上。用石英吸筆或夾子依次將硅片從硅片盒中取出，插入石英舟。26送片用舟叉將裝滿硅片的石英舟放在碳化硅臂漿上，保證平穩(wěn)，緩緩?fù)迫霐U(kuò)散爐。27回溫打開(kāi)O2，等待石英管升溫至設(shè)定溫度。28擴(kuò)散打開(kāi)小N2，以設(shè)定流量通小N2（攜源）進(jìn)行擴(kuò)散29關(guān)源，退舟擴(kuò)散結(jié)束后，關(guān)閉

8、小N2和O2，將石英舟緩緩?fù)酥翣t口，降溫以后，用舟叉從臂槳上取下石英舟。并立即放上新的石英舟，進(jìn)行下一輪擴(kuò)散。如沒(méi)有待擴(kuò)散的硅片，將臂漿推入擴(kuò)散爐，盡量縮短臂槳暴露在空氣中的時(shí)間。30卸片等待硅片冷卻后，將硅片從石英舟上卸下并放置在硅片盒中，放入傳遞窗。31擴(kuò)散工序工藝衛(wèi)生要求桂林眾陽(yáng)光能科技有限公司32擴(kuò)散間工藝衛(wèi)生為保證擴(kuò)散間1萬(wàn)級(jí)潔凈度標(biāo)準(zhǔn)和穩(wěn)定電池片的效率，以下各條款各部門人員應(yīng)嚴(yán)格遵守。1、非擴(kuò)散間工作人員不得進(jìn)入擴(kuò)散間，如有需要進(jìn)入擴(kuò)散間的人員（工藝、設(shè)備、設(shè)施、電池線巡檢）必須換鞋套、戴口罩，經(jīng)30s風(fēng)淋后才可進(jìn)入；擴(kuò)散間兩側(cè)的門除存取源瓶時(shí)，平時(shí)不得打開(kāi)。33擴(kuò)散間工藝衛(wèi)生2、

9、擴(kuò)散間工作人員必須嚴(yán)格按照規(guī)定穿戴潔凈服、帽，所有扣子（包括粘拉毛）和拉鏈必須扣好拉嚴(yán)。除眼部皮膚外，其他皮膚不得裸露于空氣中。頭發(fā)應(yīng)完全掩蓋在帽子下，女生的劉海和辮子應(yīng)全部遮掩在帽子下。3、清洗間和擴(kuò)散間的傳遞窗嚴(yán)禁同時(shí)打開(kāi)，傳遞窗由清洗間人員定時(shí)擦洗，每班每四小時(shí)擦洗一次。4、裝片臺(tái)不得堆放過(guò)多的清洗甩干后的硅片，裝好舟的硅片應(yīng)及時(shí)進(jìn)行擴(kuò)散工藝或放于通風(fēng)柜中，避免長(zhǎng)時(shí)間暴漏于空氣中。 34擴(kuò)散間工藝衛(wèi)生5、操作過(guò)程中，嚴(yán)令禁止赤手接觸硅片、吸筆、花籃、石英舟、舟叉及其他任何作業(yè)工具。 6、裝片人員與卸片人員應(yīng)分開(kāi)工作，避免交叉污染硅片。卸片后如要裝片應(yīng)更換乳膠手套。7、禁止在擴(kuò)散間追逐打鬧，盡量減少起身走動(dòng)次數(shù)，以減少揚(yáng)起地面灰塵的幾率。35擴(kuò)散間工藝衛(wèi)生8、注意潔凈服的衛(wèi)生，避免潔凈服沾污油污和粉塵。建議每周將潔凈服、帽和鞋清洗一次。36方塊電阻測(cè)試要求桂林眾陽(yáng)光能科技有限公司371：著裝規(guī)范操作提示：戴好頭套、工作帽、口罩、汗布手套、乳膠手套，左手戴上一次性手套，右手臂戴上凈化護(hù)袖382：操作準(zhǔn)備操作提示：打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，初次測(cè)量時(shí)，要先預(yù)熱15min393：檢查指示燈操作提示：檢查各類指示燈是否正確，確保溫度正常，無(wú)強(qiáng)光直射，無(wú)高頻干擾404：調(diào)整電流操作提示：確定“R”“I”“EXCH.1各個(gè)指示燈亮。把電流檔位從0.1MA調(diào)至10MA。用手輕輕旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)按鈕