多晶硅电池扩散工艺文件

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扩散工艺文件

1. 适用范围及执行

1.1 本文件适用于扩散车间工艺过程控制。

1.2 本文件由工艺部负责制定，质检部监督并保证如实执行，生产部具体执行。

1.3 本文件的修改由工艺部负责，修改后的文件必须经过质检部的签字认可并备案，方可交付生产执行。

2. 工艺目的

在硅片表面制作掺杂磷源的N型发射极，以形成光电转换的基本结构PN结；方便新工艺员的学习。

3. 工艺原理

本工序采用三氯氧磷POCl3液体源扩散方式，在扩散炉管内通入携带PClO3的反应气体，在高温下与硅片表面发生化学反应，实现对硅片表面的磷掺杂。反应过程如下：

POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5）：

5POCl3    ===  3PCl5 + P2O5

通入适量的氧气O2，PCl5会进一步分解成P2O5并放出（Cl2）：

4 PCl5 + 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：

2P2O5  + 5Si ===  5SiO2 + 4P 

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。

4. 扩散车间标准工艺流程

4.1 扩散前清洗标准工艺流程

4.1.1 扩散前清洗工艺参数

工序	酸槽	QDR	慢提拉
溶液	HF+HCl	DIW	DIW（80度）
浓度	8L+4L	100%	100%
时间	2min	3min	3min

备注：溶液的浓度标明

4.1.2 扩散前清洗换酸及清理频次规定

1.换酸前，要穿好防护服，带好耐酸碱手套及全面罩。

2.换酸频次：每班一次。每班在上班时，先放掉槽中原有的酸液，在用无尘布和异丙醇擦拭酸槽，再用水冲洗干净。

3.大清洗：每周二，对扩散前清洗机进行一次大清理：用无尘布和异丙醇擦拭所有酸槽和水槽，再用水冲洗干净，然后每槽加4L HCL浸泡15min,排出后用水冲洗干净。

4.2 扩散标准工艺流程

4.2.1 扩散工艺参数

适用范围

✧ 本工艺方案适用于中联科伟达三管内外联合控温式高温扩散/氧化炉，（标明具体的型号）采用北京中联科利的界面控制软件。

步骤	设定温度(℃)	控温方式	大氮(sccm)	小氮(sccm)	氧气(sccm)	时间(s)
进舟	800	炉外单控	20000-30000	0	0	300
升温	845-855	炉外单控	20000-30000	0	0	600 -900
稳定	845-855	级联控温	20000-30000	0	0
氧化	845-855	级联控温	20000-30000	0	1000-2000	600
扩散	845-855	级联控温	20000-30000	1000-2000	1000-2000	1000-1500
推进	845-855	级联控温	20000-30000	0	1000-2000	1000-1200
降温	800	炉外单控	40000	0	0	300
出舟	800	炉外单控	20000-30000	0	0	300

本工艺方案适用于125mm*125mm单晶电池片生产。

步骤	设定温度(℃)	控温方式	大氮(sccm)	小氮(sccm)	氧气(sccm)	时间(s)
进舟	800	炉外单控	20000-30000	0	0	300
升温	835-845	炉外单控	20000-30000	0	0	600 -900
稳定	835-845	级联控温	20000-30000	0	0
氧化	835-845	级联控温	20000-30000	0	1000-2000	600
扩散	835-845	级联控温	20000-30000	2400-2600	1000-2000	900-1200
推进	835-845	级联控温	20000-30000	0	1000-2000	1000-1200
降温	800	炉外单控	40000	0	0	300
出舟	800	炉外单控	20000-30000	0	0	300

本工艺方案适用于156mm*156mm多晶电池片生产。

4.2.2 扩散预处理工艺流程

此项工作由当班工艺员负责，生产人员配合完成。预处理完毕，由当班工艺员给出交付单，当班工艺员、质检员、工序长三方认可并会签后，方可交付生产使用。

扩散间要求达到1000级洁净度要求，保证硅片扩散前不受污染。车间工作人员，包括生产、工艺、设备等应按照洁净度要求进行生产活动，具体操作要求见附页《扩散车间操作规范》。

1.石英器件清洗及频次

所有石英管以及石英器件，SiC器件均须经过标准的清洗流程（见附件8），方能安装并交付生产使用。清洗流程见后附页《石英/SiC器件标准清洗流程》。石英管及炉管内石英器件，SiC器件每三个月清洗一次。如遇特殊情况，比如石英管受到污染，经工艺工程师判定后，立即清洗。石英舟、凳每周清洗一次。

2.饱和工艺流程

石英炉管首次做扩散工艺，炉管清洗后，或停用一段时间恢复生产，均须完成一次饱和工艺流程，才能执行正常的工艺流程。饱和工艺方案如下：

1) 石英炉管首次做扩散工艺或者炉管清洗后需做饱和4小时以上。

步骤	温度（）	大氮(sccm)	小氮(sccm)	氧气(sccm)	时间(s)
进舟	800	25000	0	0	480
升温	860	25000	0	1000	600
通源	860	25000	1000	1000	0-14400
降温	800	40000	0	1000	300
出舟	800	25000	0	0	480

2）当扩散炉关机降温不超过72小时，再次开机升温使用之前也要做饱和，通源时间可减少为30分钟。

3）清洗后的石英舟也需要饱和，通源时间为20分钟。

5. 工艺过程控制

5.1 工艺过程的监测和记录、工艺异常的及时汇报由当班质检员负责，工艺异常的及时解决由当班工艺员负责。

5.2 控制项及指标

5.1.1 检查并记录每次加工的工艺recipe，保证其参数设置符合4.2中的规定。如不符合，必须立即通知当班工序长停止该管的生产任务，同时报告当班质检组长、工艺员。事件处理完毕，由质检员给出处理报告，当班工艺员、工序长签字后，方可复产。

5.1.2 参数控制指标

工艺参数	规格精度	检测手段	备注
源瓶恒温槽	20±0.5℃	记录源瓶温度，1次/班
恒温区温度	±1℃	记录温控表显示温度，1次/批； 内置热电偶校准恒温区，1次/周；
O2流量	±200 Sccm	记录O2质量流量计数值
大N2流量	±500 Sccm	记录大N2 质量流量计数值
小N2流量	±50 Sccm	记录小N2质量流量计数值
尾气管负压	40±20Pa	记录尾气管压力表数值，1次/小时；	暂不检

5.1.3 反应及处理流程

本文发布于:2023-05-04 17:51:44，感谢您对本站的认可！

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