《磷扩散培训》.doc

岗位安全工作时穿好工作服工作帽和工作鞋，戴好口罩汗布手套和乳胶手套，换源时一定要戴好面罩式防毒面具。传递盒子时一手只能拿取一个盒子。传递窗的开关要轻柔。MSDS氢氟酸1.物质的理化常数:国标编号81016CAS号7664-39-3中文名称氢氟酸英文名称Hydrofluoric acid别 名氟化氢溶液分子式HF外观与性状无色透明有刺激性臭味的液体。商品为40%的水溶液分子量20.01沸 点120(35.3%)熔 点-83.1(纯)溶解性与水混溶密 度相对密度(水=1)1.26(75%)；相对密度(空气=1)1.27稳定性稳定危险标记20(酸性腐蚀品)主要用途用作分析试剂、高纯氟化物的制备、玻璃蚀刻及电镀表面处理等。2.对环境的影响:一、健康危害侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。 健康危害：对皮肤有强烈的腐蚀作用，能穿透皮肤向深层渗透，形成坏死和溃疡，且不易治愈。眼接触高浓度氢氟酸可引起角膜穿孔。接触其蒸气，可发生支气管炎、肺炎等。长期接触可发生呼吸道慢性炎症，引起牙周炎、氟骨病。二、毒理学资料及环境行为急性毒性：LC501276ppm，1小时(大鼠吸入)亚急性和慢性毒性：家兔吸入3341mg/m3，平均20mg/m3，经过15.5个月，可出现粘膜刺激，消瘦，呼吸困难，血红蛋白减少，网织红细胞增多，部分动物死亡。 致突变性：DNA损伤：黑胃果蝇吸入1300ppb(6周)。性染色体缺失和不分离：黑胃果蝇吸入2900ppb。 生殖毒性：大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0)：4980ug/m3(孕122天)，引起死胎。 危险特性：腐蚀性极强。遇H发泡剂立即燃烧。能与普通金属发生反应，放出氢气而与空气形成爆炸性混合物。 燃烧(分解)产物：氟化氢。3.现场应急监测方法:4.实验室监测方法: 离子色谱法 超纯酸的电感耦合等离子体质谱分析刊,英/Paulsen P.J.；Beary E.S.；Bushee D.S./Anal.Chem.-1988,60(10).-971975 分析化学文摘 1990.4.5.环境标准:中国(TJ36-79)车间空气中有害物质的最高容许浓度 1mg/m3F6.应急处理处置方法:一、泄漏应急处理疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，建议应急处理人员戴好面罩，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，在确保安全情况下堵漏。喷雾状水，减少蒸发。用沙土、干燥石灰或苏打灰混合，然后收集运至废物处理场所处置。也可以用大量水冲洗，经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏，利用围堤收容，然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。二、防护措施呼吸系统防护：可能接触其蒸气或烟雾时，必须佩戴防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时，建议佩带自给式呼吸器。眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。防护服：穿工作服(防腐材料制作)。手防护：戴橡皮手套。其它：工作后，淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后再用。保持良好的卫生习惯。三、急救措施皮肤接触：脱去污染的衣着，用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗。若有灼伤，就医治疗。眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。给予2-4%碳酸氢钠溶液雾化吸入。就医。食入：误服者给饮牛奶或蛋清。立即就医。灭火方法：雾状水、泡沫。盐酸1.物质的理化常数:国标编号81013CAS号7647-01-0中文名称盐酸英文名称Hydrochloric acid；Chlorohydric acid别 名氢氯酸分子式HCl外观与性状无色或微黄色发烟液体，有刺鼻的酸味分子量36.46蒸汽压30.66kPa(21)熔 点-114.8/纯 沸点：108.6/20%溶解性与水混溶，溶于碱液密 度相对密度(水=1)1.20；相对密度(空气=1)1.26稳定性稳定危险标记20(酸性腐蚀品)主要用途重要的无机化工原料，广泛用于染料、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业2.对环境的影响:一、健康危害侵入途径：吸入、食入。 健康危害：接触其蒸气或烟雾，引起眼结膜炎，鼻及口腔粘膜有烧灼感，鼻衄、齿龈出血、气管炎；刺激皮肤发生皮炎，慢性支气管炎等病变。误服盐酸中毒，可引起消化道灼伤、溃疡形成，有可能胃穿孔、腹膜炎等。二、毒理学资料及环境行为急性毒性：LD50900mg/kg(兔经口)；LC503124ppm，1小时(大鼠吸入) 危险特性：能与一些活性金属粉末发生反应，放出氢气。遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体。与碱发生中合反应，并放出大量的热。具有强腐蚀性。 燃烧(分解)产物：氯化氢。3.现场应急监测方法:气体检测管法4.实验室监测方法:硫氰酸汞比色法作业环境空气中有毒物质检测方法，陈安之主编5.环境标准:中国(TJ36-79)车间空气中有害物质的最高容许浓度 15mg/m36.应急处理处置方法:一、泄漏应急处理疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，建议应急处理人员戴好面罩，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，禁止向泄漏物直接喷水。更不要让水进入包装容器内。用沙土、干燥石灰或苏打灰混合，然后收集运至废物处理场所处置。也可以用大量水冲洗，经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏，利用围堤收容，然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。二、防护措施 呼吸系统防护：可能接触其蒸气或烟雾时，必须佩戴防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时，建议佩带自给式呼吸器。 眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 防护服：穿工作服(防腐材料制作)。 手防护：戴橡皮手套。 其它：工作后，淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后再用。保持良好的卫生习惯。三、急救措施 皮肤接触：立即用水冲洗至少15分钟。或用2%碳酸氢钠溶液冲洗。若有灼伤，就医治疗。 眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。呼吸困难时给输氧。给予2-4%碳酸氢钠溶液雾化吸入。就医。 食入：误服者立即漱口，给牛奶、蛋清、植物油等口服，不可催吐。立即就医。灭火方法：雾状水、砂土。五氧化(二)磷1.物质的理化常数:国标编号81063CAS号1314-56-3中文名称五氧化(二)磷英文名称Phosphorus pentoxide；Phosphoric anhydride别 名磷酸酐分子式P2O5外观与性状白色粉末，不纯品为黄色粉末，易吸潮分子量141.94蒸汽压0.13kPa(384)熔 点563溶解性不溶于丙酮、氨水，溶于硫酸密 度相对密度(水=1)2.39；相对密度(空气=1)4.9稳定性稳定危险标记20(酸性腐蚀品)主要用途用作干燥剂、脱水剂，用于制造高纯度磷酸、磷酸盐及农药等2.对环境的影响:一、健康危害侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。 健康危害：中毒表现与黄磷相同。 急性中毒：经口：毒物进入数小时内，发生恶心、呕吐、腹痛、腹泻；数日内出现黄疸及肝肿大，或出现急性肝坏死；最严重的病例，数小时内患者由兴奋转入抑制、发生昏迷，循环衰竭，以致死亡。吸入：轻症患者有头痛、头晕、呕吐、全身无力；中度患者上述症状较重，上腹疼痛；脉快、血压偏低等；重度中毒引起急性肝坏死及昏迷。慢性中毒：有呼吸道刺激症状、胃炎、肝炎、贫血、骨质疏松及坏死等。二、毒理学资料及环境行为 急性毒性：LD501217mg/m3，1小时(大鼠吸入)危险特性：接触有机物有引起燃烧危险。受热或遇水分解放热，放出有毒的腐蚀性烟气。具有强腐蚀性。燃烧(分解)产物：氧化磷。3.现场应急监测方法:4.实验室监测方法:钼酸铵比色法空气中有害物质的测定方法(第二版)，杭士平主编5.环境标准:中国(TJ36-79)车间空气中有害物质的最高容许浓度1mg/m3中国(TJ36-79)居住区大气中有害物质的最高容许浓度0.15mg/m3(一次值)0.05mg/m3(日均值)6.应急处理处置方法:一、泄漏应急处理隔离泄漏污染区，周围设警告标志，建议应急处理人员戴好防毒面具，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触，禁止向泄漏物直接喷水，更不要让水进入包装容器内。小心扫起，以少量加入大量水中，调节至中性，再放入废水系统。如果大量泄漏，在技术人员指导下清除。二、防护措施呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，必须佩带防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时，建议佩带自给式呼吸器。眼睛防护：必要时戴安全防护眼镜。防护服：穿工作服(防腐材料制作)。手防护：戴橡皮手套。其它：工作后，淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后再用。保持良好的卫生习惯。三、急救措施皮肤接触：尽快用软纸或棉花等擦去毒物，继之用3%碳酸氢钠液浸泡。然后用水彻底冲洗。就医。眼睛接触：尽快用软纸或棉花等擦去毒物，然后用水彻底冲洗。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。必要时进行人工呼吸。就医。食入：误服者立即漱口，给饮牛奶或蛋清。立即就医。灭火方法：干粉、砂土。禁止用水。三氯乙烷1、物质的理化常数国标编号61555 CAS号71-55-6中文名称1，1，1-三氯乙烷英文名称1，1，1-trichloroethane；methyl chloroform别 名甲基氯仿分子式C2H3Cl3；CH3CCl3外观与性状无色液体分子量133.42蒸汽压13.33kPa(20)熔 点-32.5 沸点：74.1溶解性不溶于水，溶于乙醇、乙醚等密 度相对密度(水=1)1.35；相对密度(空气=1)4.6稳定性稳定危险标记14(有毒品)主要用途 用作溶剂、金属清洁剂2、对环境的影响该物质对环境可能有危害，应特别注意对地下水的污染。在对人类重要食物链中，特别是在水生生物体中发生生物蓄积。一、健康危害 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。 健康危害：急性中毒主要损害中枢神经系统。轻者表现为头痛、眩晕、步态蹒跚、共济失调、嗜睡等；重埏可出现抽搐，甚至昏迷。可引起心律不齐。对皮肤有轻度脱脂和刺激作用。二、毒理学资料及环境行为 毒性：属低毒类。 急性毒性：LD5010300mg/kg(大鼠经口)；LC5097920mg/m3，4小时(大鼠吸入)；人吸入54.614.96g/m3，全麻醉，血压下降，心律不齐；人吸入14.196g/m315分钟，不能站起；人吸入2.73g/m3180分钟，轻度嗜睡及眼刺激，头痛。亚急性和慢性毒性：豚鼠吸入5.46g/m3，3小时/天，3个月，肝重增加，有脂肪变性，肺炎。 危险特性：遇明火、高热能燃烧，并产生剧毒的光气和氯化氢烟雾。与碱金属和碱土金属能发生强烈反应。与活性金属粉末(如镁铝等)能发生反应，引起分解。 燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳、氯化氢、光气。3、现场应急监测方法便携式气相色谱法；水质检测管法；气体检测管法4、实验室监测方法监测方法来源类别气相色谱法城市和工业废水中有机化合物分析王克欧等译废水气相色谱法空气中有害物质的测定方法(第二版)，杭士平主编空气吹扫捕集-气相色谱法中国环境监测总站水质气相色谱法固体废弃物试验与分析评价手册中国环境监测总站等译固体废弃物色谱/质谱法美国EPA524.2方法水质5、环境标准前苏联车间空气中有害物质的最高容许浓度20mg/m3日本(1993)环境标准地面水：1mg/L废水：3mg/L土壤浸出液：1mg/L嗅觉阈浓度400ppm6、应急处理处置方法一、泄漏应急处理 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 废弃物处置方法：用焚烧法。废料同其它燃料混合后焚烧，燃烧要充分，防止生成光气。焚烧炉排气中的卤化氢通过酸洗涤器除去。另外还应从废气废液中回收三氯乙烷，再循环使用。二、防护措施 呼吸系统防护：空气中浓度超标时，应该佩戴直接式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时，佩戴空气呼吸器。 眼睛防护：戴安全防护眼镜。 身体防护：穿防毒物渗透工作服。 手防护：戴防化学品手套。 其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕，沐浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后备用。注意个人清洁卫生。三、急救措施 皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐，就医。 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、砂土。三氯氧磷1.物质的理化常数:国标编号81040CAS号10025-87-3中文名称氧氯化磷英文名称Phosphorus oxychloride别 名氯化磷酰；磷酰氯；三氯氧化磷，三氯氧磷分子式POCl3外观与性状无色透明发烟液体，有辛辣气味分子量153.33蒸汽压5.33kPa(27.3)熔 点1.2 沸点：105.1溶解性溶于醇，溶于水密 度相对密度(水=1)1.68；相对密度(空气=1)5.3稳定性稳定危险标记20(酸性腐蚀品)主要用途用于医药，合成染料及塑料的生产2.对环境的影响:一、健康危害 侵入途径：吸入、食入。 健康危害：毒性与光气类似。对眼睛、呼吸道粘膜有刺激作用，可引起眼和皮肤灼伤。严重病例有窒息感、紫绀、肺水肿、心力衰竭，亦可发生肝肿大、蛋白尿、贫血及中性粒细胞增多。二、毒理学资料及环境行为 急性毒性：LD50380mg/kg(大鼠经口)；LC5032ppm，4小时(大鼠吸入) 亚急性和慢性毒性：大鼠60天吸入实验，浓度33.5mg/m3，出现体重增长缓慢和皮肤溃疡，肺巨噬细胞成活率下降，未见肝肾功能性、器质性改变。 危险特性：遇水猛烈分解，产生大量的热和浓烟，甚至爆炸。具有较强的腐蚀性。 燃烧(分解)产物：氯化氢、氧化磷、磷烷。3.现场应急监测方法:4.实验室监测方法:气相色谱法，参照分析化学手册(第四分册，色谱分析)，化学工业出版社5.环境标准:前苏联 车间空气中有害物质的最高容许浓度 0.05mg/m36.应急处理处置方法:一、泄漏应急处理 疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿化学防护服。合理通风，不要直接接触泄漏物，勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触，在确保安全情况下堵漏。喷水雾减慢挥发(或扩散)，但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水。用沙土、蛭石或其它惰性材料吸收，然后收集运至废物处理场所处置。如果大量泄漏，最好不用水处理，在技术人员指导下清除。二、防护措施 呼吸系统防护：可能接触其蒸气或烟雾时，必须佩戴防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时，建议佩带自给式呼吸器。 眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 防护服：穿工作服(防腐材料制作)。 手防护：戴橡皮手套。 其它：工作后，淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后再用。保持良好的卫生习惯。三、急救措施 皮肤接触：尽快用软纸或棉花等擦去毒物，继之用3%碳酸氢钠液浸泡。然后用水彻底冲洗。就医。 眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时，立即进行人工呼吸。就医。 食入：患者清醒时立即漱口，给饮牛奶或蛋清。立即就医。 灭火方法：干粉、砂土。禁止用水。氧1.物质的理化常数:国标编号22001CAS号7782-44-7中文名称氧英文名称oxygen别 名氧气分子式O2外观与性状无色无臭气体分子量32.00蒸汽压506.62kPa(-164)熔 点-218.8 沸点：-183.1溶解性溶于水、乙醇密 度相对密度(水=1)1.14(-183)；相对密度(空气=1)1.43稳定性稳定危险标记5(不燃气体)；11(氧化剂)主要用途用于切割、焊接金属，制造医药、染料、炸药等2.对环境的影响:一、健康危害 侵入途径：吸入。健康危害：常压下，当氧的浓度超过40%时，有可能发生氧中毒。吸入40%-60%的氧时，出现胸骨后不适感、轻咳，进而胸闷、胸骨后烧灼感和呼吸困难，咳嗽加剧；严重时可发生肺水肿，甚至出现呼吸窘迫综合征。吸入氧浓度在80%以上时，出现面部肌肉抽动、面色苍白、眩晕、心动过速、虚脱，继而全身强直性抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。长期处于氧分压为60-100kPa(相当于吸入氧浓度40%左右)的条件下可发生眼损害严重者可失明。二、毒理学资料及环境行为危险特性：是易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一，能氧化大多数活性物质。与易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。 3.现场应急监测方法:便携式气体检测仪气体速测管（北京劳保所产品、德国德尔格公司产品）4.实验室监测方法:碘量法(GB7489-89)电化学探头法(GB11913-89) 气相色谱法，参照分析化学手册(第四分册，色谱分析)，化学工业出版社 5.环境标准:中国(GHZB1-1999)地表水质量标准(mg/L)I类饱和率90%；类6；类5；类3； 类2 6.应急处理处置方法:一、泄漏应急处理 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。避免与可燃物或易燃物接触。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。二、防护措施 呼吸系统防护：一般不需特殊防护。眼睛防护：一般不需特殊防护。身体防护：穿一般作业工作服。 手防护：戴一般作业防护手套。其它：避免高浓度吸入。三、急救措施吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 灭火方法：用水保持容器冷却，以防受热爆炸，急剧助长火势。迅速切断气源，用水喷淋保护切断气源的人员，然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。氮1.物质的理化常数:国标编号22005CAS号7727-37-9中文名称氮英文名称netrogen别 名氮气分子式N2外观与性状无色无臭气体分子量28.01蒸汽压1026.42kPa(-173)熔 点-209.8 沸点：-195.6溶解性微溶于水、乙醇密 度相对密度(水=1)0.81(-196)；相对密度(空气=1)0.97稳定性稳定危险标记5(不燃气体)主要用途用于合成氨，制硝酸，用作物质保护剂、冷冻剂2.对环境的影响:一、健康危害侵入途径：吸入。 健康危害：空气中氮气含量过高，使吸入气氧分压下降，引起缺氧窒息。吸入氮气浓度不太高时，患者最初感胸闷、气短、疲软无力；继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳，称之为“氮酩酊”，可进入昏睡或昏迷状态。吸入高浓度，患者可迅速出现昏迷、呼吸心跳停止而致死亡。潜水员深潜时，可发生氮的麻醉作用；若从高压环境下过快转入常压环境，体内会形成氮气气泡，压迫神经、血管或造成微血管阻塞，发生“减压病”。二、毒理学资料及环境行为 危险特性：若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 燃烧(分解)产物：氮气。3.现场应急监测方法:4.实验室监测方法:气相色谱法，参照分析化学手册(第四分册，色谱分析)，化学工业出版社5.环境标准:美国车间卫生标准 窒息性气体6.应急处理处置方法:一、泄漏应急处理 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。二、防护措施呼吸系统防护：一般不需特殊防护。当作业场所空气中氧气浓度低于18%时，必须佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具。眼睛防护：一般不需特殊防护。身体防护：穿一般作业工作服。手防护：戴一般作业防护手套。其它：避免高浓度吸入。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。三、急救措施吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。呼吸心跳停止时，立即进行人工呼吸和胸外心脏按压术。就医。灭火方法：本品不燃。用雾状水保持火场中容器冷却。磷扩散培训一 磷扩散的基本知识太阳电池是用半导体材料硅做成的。容易导电的是导体，不易导电的是绝缘体，即不像导体那样容易导电又不像绝缘体那样不容易导电的物体叫半导体，譬如：锗、硅、砷化缘等。世界上的物体都是由原子构成的，从原子排列的形式来看，可以把物体分成2大类，晶体和非晶体。晶体通常都有特殊的外形，它内部的原子按照一定的规律整齐地排列着；非晶体内部原子排列乱七八糟，没有规则；大多数半导体都是晶体。半导体材料硅是原子共价晶体，在晶体中，相邻原子之间是以共用电子结合起来的。硅是第四族元素，硅原子的电子层结构为2、8、4，它的最外层的四个电子是价电子。因此每个硅原子又分别与相邻的四个原子形成四个共价键，每个共价键都是相邻的两个原子分别提供一个价电子所组成的。如果硅晶体纯度很高，不含别的杂质元素，而且晶体结构很完美，没有缺陷，这种半导体叫本征半导体，而且是单晶体。而多晶体是由许多小晶粒聚合起来组成的，每一晶体又由许多原子构成。原子在每一晶粒中作有规则的整齐排列，各个晶粒中原子的排列方式都是相同的。但在一块晶体中，各个晶粒的取向（方向）彼此不同，晶粒与晶粒之间并没有按照一定的规则排列，所以总的来看，原子的排列是杂乱无章的，这样的晶体，我们叫它多晶体。半导体有很特别的性质：导电能力在不同的情况下会有非常大的差别。光照、温度变化、适当掺杂都会使半导体的导电能力显著增强，尤其利用掺杂的方法可以制造出五花八门的半导体器件。但掺杂是有选择的，只有加入一定种类和数量的杂质才能符合我们的要求。我们重点看一下硼和磷这两种杂质元素。硼是第三族主族元素，硼原子的电子层结构为2、3，由于硼原子的最外电子层只有三个电子，比硅原子缺少一个最外层电子，因此当硼原子的三个最外层价电子与周围最邻近的三个硅原子的价电子结合成共价键时，在与第四个最邻近的硅原子方向留下一个空位。这个空位叫空穴，它可以接受从邻近硅原子上跳来的电子，形成电子的流动，参与导电。硼原子在硅晶体中起着接受电子的作用，所以叫硼原子为受主型杂质。掺有受主型杂质的半导体，其导电率主要是由空穴决定的，这种半导体又叫空穴型或P型半导体。磷是周期表中第五族元素，磷原子的电子层结构为2、8、5，它的最外层的五个电子是价电子。由于磷原子比硅原子多一个最外层电子，因此当磷原子的四个价电子与周围最邻近的四个硅原子的价电子形成共价键后，还剩余一个价电子。这个价电子很容易成为晶体中的自由电子参与导电。磷原子在硅晶体中起施放电子的作用，所以叫磷原子为施主型杂质。掺有施主型杂质的半导体，其导电率主要是由电子决定的，这种半导体又叫电子型半导体或n型半导体。 我们知道，太阳能电池的心脏是一个PN结。我们需要强调指出，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。我们制造PN结，实质上就是想办法使受主杂质在半导体晶体内的一个区域中占优势（P型），而使施主杂质在半导体内的另外一个区域中占优势（N型），这样就在一块完整的半导体晶体中实现了P型和N型半导体的接触。我们制作太阳电池的多晶硅片是P型的，也就是说在制造多晶硅时，已经掺进了一定量的硼元素，使之成为P型的多晶硅。如果我们把这种多晶硅片放在一个石英容器内，同时将含磷的气体通入这个石英容器内，并将此石英容器加热到一定的温度，这时施主杂质磷可从化合物中分解出来，在容器内充满着含磷的蒸汽，在硅片周围包围着许许多多的磷的分子。我们用肉眼观察硅片时，认为晶片是密实的物体，实际上硅片也是像海绵一样充满着许多空隙，硅原子并不是排列得非常严实，它们的之间存在着很大的缝隙。因此磷原子能从四周进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散。当硅晶体中掺入磷后，磷原子就以替代的方式占据着硅的位置。理想晶体中原子的排列是很整齐的，然而在一定的温度下，构成晶体的这些原子都围绕着自己的平衡位置不停地振动，其中总有一些原子振动的比较厉害，可以具有足够高的能量，克服周围原子对它的作用，离开原来的位置跑到其它地方去，这样就在原来的位置上留下一个空位。替位或扩散是指杂质原子进入晶体后，沿着晶格室位跳跃前进的一种扩散。这种扩散机构的特征是杂质原子占据晶体内晶格格点的正常位置，不改变原材料的晶体结构。在靠近硅晶片表面的薄层内扩散进去的磷原子最多，距表面愈远，磷原子愈少。也就是说，杂质浓度（磷浓度）随着距硅表面距离的增加而减少。从以上分析中我们可以看到，浓度差别的存在是产生扩散运动的必要条件，环境温度的高低则是决定扩散运动快慢的重要因素。环境温度愈高，分子的运动越激烈，扩散过程进行得就越快。当然，扩散时间也是扩散运动的重要因素，时间愈长，扩散浓度和深度也会增加。硅晶片是P型的，如果扩散进去的磷原子浓度高于P型硅晶片原来受主杂质浓度，这就使得P型硅晶片靠近表面的薄层转变成为N型了。由于愈靠近硅晶片表面，硼原子的浓度愈高，因此可以想象：在距离表面为Xj的地方，那里扩散进去的磷原子浓度正好和硅晶体中原来的硼原子浓度相等。在与表面距离小于Xj的薄层内，磷原子浓度高于原来硅晶片的硼原子浓度，因此这一层变成了N型硅半导体。在与表面距离大于Xj的地方，由于原来硅晶片中的硼原子浓度大于扩散进去的磷原子浓度，因此仍为P型。由此可见，在与表面距离Xj处，形成了N型半导体和P型半导体的交界面，也就是形成了PN结。Xj即为PN结的结深。这样我们就可以利用杂质原子向半导体晶片内部扩散的方法，改变半导体晶片表面层的导电类型，从而形成P、N结，这就是用扩散法制造P-N结的基本原理。二、原理太阳电池制造工艺中，磷扩散一般有三种方法，一是三氯氧磷（POCl3）液态源扩散，二是喷涂磷酸水溶液后链式扩散，三是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是目前磷扩散用得较多的一种杂质源，它是无色透明液体，具有刺激性气味。如果纯度不高则呈红黄色。其比重为1.67，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，高温下蒸气压很高。为了保持蒸气压的稳定，通常是把源瓶放在0的冰水混合物中。磷有极毒，换源时应在抽风厨内进行，且不要在尚未倒掉旧源时就用水冲，这样易引起源瓶炸裂。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：6005POCl3 3PCl5 + 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：2P2O5 + 5Si 5SiO2 + 4P过量氧由上面反应式可以看出，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并放出氯气（Cl2）其反应式如下： 4PCl5 +5O2 2P2O5 +10Cl2 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，在有氧气的存在时，POCl3热分解的反应式为： 4 POCl3 + 3O2 2P2O5 + 6Cl2 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，反应式如前所示： 2P2O5 + 5Si 5SiO2 + 4P 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，这对于制作具有大的结面积的太阳电池是非常重要的。 三、POCl3液态源扩散装置磷扩散装置如附图4-1所示，这里有几点说明。如图所示除了磷扩散外，还有一个TCA瓶，这是用于清洗石英管道而设置的。其基本原理是：1:1:1三氯乙烷（C2H3Cl3）高温氧化分解，产生的氯分子与重金属原子化合后被气体带走，达到清洗石英管道的目的。其反应式为：加热 C2H3Cl3 + O2 Cl2 + H2O + CO2 +磷扩散源是无色透明有窒息性气味的毒性液体，所以要求扩散系统必须有很高的密封性，特别是源瓶进出口两端最好用聚四氟乙烯来连接，若用其它塑料管或乳胶管连接时易被腐蚀，需要经常更换新管。接口处用聚四氟带封闭，由系统流出的气体应通进排风管道连接到室外，不能泄露在室内。源瓶要严加密封，切勿让湿气进入源瓶，因为POCl3易吸水汽而变质，使扩散表面浓度上不去，所以如果发现POCl3出现淡黄色时就不能再用了。磷扩散的系统应保持清洁干燥，如果石英管内有水汽存在，就会使管内P2O5水解生成偏磷酸（HPO3），使管道内出现白色沉积物和粘滞液体，石英舟容易粘在管道上，不易拉出。因此对扩散气体脱水是十分重要的。四、更换源瓶注意事项进行有关源瓶的操作时，均需两人配合进行，操作完成后互相检查确认无误后进行生产。1 更换源瓶时要注意接口的正确接法，分清进口和出口。2更换源瓶时检查源瓶接头是否松动，漏气。3将新源瓶替上时，先将源瓶阀门关紧。在进行接管，结束后将源瓶阀门打开。4初次通气时，先设置小流量气体进行测试，确保源瓶各接头无泄漏后，可逐步加大流量，直至工艺所需数值。5在使用过程中，发现泄漏应尽快将相应的气阀关闭，并及时通知工艺以及设备人员进行处理。6在整个操作过程中，要戴好放毒面具及相应防护用品，注意工艺卫生及生产安全！五、卫生要求按照工艺要求装卸片，注意装卸片的方向，装片和测量方块电阻时绝不允许用手碰硅片，装片是要将硅片插到石英舟的底部，不允许让硅片沿着石英舟两边的槽从高处掉落，否则硅片与石英舟的底部产生撞击，会造成装片和扩散时的碎片。 进入扩散间前必须经风淋门风淋，进入扩散间时要将里外的两扇风淋门轻柔的关好。 扩散间传递窗的里外两扇门不能同时打开，开门是不能用力过大，防止传递窗门破裂，绝不允许通过传递窗进行交谈。 做好扩散间的5S工作并时刻保持。按照工艺要求换源，换源时必须两人共同参与，一人作业，一人监护检查，换源后必须按照工艺要求先检查后使用，加强安全防护，拿取源瓶及检查源瓶时必须戴防毒面具和乳胶手套，保证源瓶在恒温箱中不发生倾倒现象。非换源及非巡检时，扩散炉的气柜门一定要关闭六、换源流程在操作屏上将所有气体关闭戴好防毒面具和乳胶手套打开气柜门将源温箱的开关关闭将源瓶的阀门关闭（先关进气，后关出气）将气管从源瓶上拔下（双手操作，注意不要用力太大损坏源瓶）将源瓶从源瓶座中取出放回抽风橱中检查满的源瓶（阀门是否松动、瓶身是否有裂纹等）确认没有问题后取出接好出气软管接好进气软管将源瓶上的阀门打开（先开出气阀、后开进气阀）B操作员在操作屏上打开小流量（5001000）试气密性A操作员观察到源瓶中有气泡冒出（观察10秒钟）并确认无泄露。将源瓶放入源瓶座中固定好将源温箱的开关打开（恒温温度设定为20度）将气柜的门关上将防毒面具擦拭后挂回原位七、石英管清洗流程石英管清洗槽的清洗领取所需化学品（HF） 戴好防毒面具和长乳胶手套进行配液将石英管运至清洗机边（使用纸盒包装内充海绵）将石英管放入HF槽中（三人操作，尾端先放入，注意不要碰断进气管和热偶管）加水稀释至液位淹没进气管为止打开启动按钮使石英管转动进行清洗间隔1520分钟检查一下管子的位置，谨防破裂11.5小时后将管子取出，放入清水槽中漂洗先提高管尾，将管中HF倒出再提高管口，将热偶管中HF倒出排水，用水枪反复冲洗管子的内外壁用氮气枪将管子吹干（吹时保持管子的旋转状态）关闭清洗机电源将管子装入纸盒中备用将盖板全部盖好打扫卫生，保持洁净八、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 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）将装好硅片的石英舟用舟叉放置于桨臂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 点击工艺运行，选择所需工艺进行扩散扩散时对视图切换进行随时监视，确保温度和流量受控工艺完后点击返回按钮退回手动操作状态使用石英舟叉将挡板取下放置于玻璃上，注意不要放在桨进出的轨迹上使用石英舟叉将满舟从桨上取下，放置于卸片台上冷却从一舟上用吸笔均匀取出5片硅片待测方块电阻 打开四探针测试台和测试仪的电源 初次测量时需预热一段时间将电流档次从0.1改成10使“R。” “I” “EXCH.1”显示灯亮使用平口塑料镊子将硅片放置于测试台白线内点击下降按钮使针头平压在硅片上 确认四探针保持水平调整电流值到4.530后将“I”指示灯切换成“R。/P”状态 隔2小时校准电流一次读取瞬间数值记录于表格中 一块硅片需测试中心及四周5点的数值进行记录点击上升按钮 等针头到达上升位置时取出硅片将超范围片取出作返工片处理,并记录下数量和在炉中所处位置 进行工艺参数的调整确保方块电阻受控（对应所在位置进行温度的调节，偏低降温、偏高升温）将合格硅片卸入纸盒中、注意将扩散面统一朝上放置将卸片时产生的碎片按是否大于1/2分开放置做好岗位5S工作清点合格电池片的数量将本工序流程卡余项完成将硅片和流程卡一起放入扩散传递出口 对传递窗进行确认（不能误放错传递窗）。九、扩散炉开机流程 开启电源进入WIN环境键入初始密码AAAAA进入程序点击数据编辑按钮进入工艺编辑屏编辑所需工艺点击存盘退出，返回主操作屏点击工艺运行选择所需工艺进行扩散扩散时对视图切换进行随时监视确保温度和流量受控工艺完成后点击返回按钮退回手动操作屏退出系统，关机十、石英管拆装流程确认炉中无硅片，并将除大N2外的气体全部关闭（将源瓶的阀门旋紧）点击加热关按钮进行降温将炉门打开进行散热并等待炉温降至80度以下旋松不锈钢炉门的固定螺丝和调节浆位高低的螺母将碳化硅浆连同石英门和底座一同取下将