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目的及意义
培训的目的
了解扩散原理
介绍扩散车间操作流程
熟悉人员、生产、设备安全的要求和危险预防措施
培训的意义
简单介绍扩散车间的生产流程,强调生产安全问题
内容提纲
扩散原理
扩散车间的基本生产流程
人员、生产、设备的安全培训
多晶硅太阳能电池
太阳能电池工艺基本流程
PN结的形成
太阳能电池的心脏是一个PN结。制作太阳能电池的硅片是P型的,也就是说在制造硅片时,已经掺进了一定量的硼(B)元素,使之成为P型的硅片。
硅晶体的特点是原子之间靠共价键连接在一起,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”。硅片掺进硼后,由于硼原子的最外层有3个价电子,必有一个价键上因缺少一个电子而形成一个空位,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。
PN结的形成
同样,磷(P)原子的最外层有五个价电子,只有四个参加共价键,另一个不在价键上,成为自由电子,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。
如果我们把这种P型硅片放在一个石英炉管内,加热到一定温度,并引入含磷的化合物在硅片表面分解出磷,覆盖在硅片的表面,并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,在硅片内部形成了所要的PN结。——这就是所说的扩散。扩散的目的是制作PN结。
三***氧磷(POCl3)
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。
,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。
扩散工艺运行过程中,用到的气体有N2和O2,%。
:小流量氮气,%;携带磷源进入炉管。
:大流量氮气,%;净化炉管,为扩散创造净化环境。
:%;参与化学反应,形成PSG层。
通入氧气的原因
由上一页的反应式可以看出,POCl3热分解时,如果没有外来的氧(O2)参与其分解是不充分的,生成的PCl5是不易分解的,并且对硅有腐蚀作用,破坏硅片的表面状态。但在有外来O2存在的情况下,PCl5会进一步分解成P2O5并放出***气(Cl2)其反应式:
生成的P2O5又进一步与硅作用,生成SiO2和磷原子,由此可见,在磷扩散时,为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用,必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。