光伏发电技术与应用专业《PECVD的认识》

PECVD的认识第一页，共四十二页。aEnhanceChemicalVapourDeposition等离子增强化学气相沉积等离子体：气体在一定条件下受到高能激发，发生电离，局部外层电子脱落原子核，形成电子、正离子和中性粒子混合物组成的一种形态，这种形态就称为等离子态即第四态PECVD的原理及作用第二页，共四十二页。工作原理：CentrothermPECVD系统是一组利用平行板镀膜舟和低频等离子激发器的系列发生器。在低压和升温的情况下，等离子发生器直接在装在镀膜板中间的介质中间发生反响。所用的活性气体为硅烷SiH4和氨NH3。这些气体作用于存储在硅片上的氮化硅。可以根据改变硅烷对氨的比率，来得到不同的折射指数。在沉积工艺中，伴有大量的氢原子和氢离子的产生，使得晶片的氢钝化性十分良好。PECVD的原理及作用第三页，共四十二页。技术原理：是利用低温等离子体作能量源，样品置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电〔或另加发热体〕使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反响气体，气体经一系列化学反响和等离子体反响，在样品外表形成固态薄膜。PECVD方法区别于其它CVD方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基团，因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围，使得原来需要在高温下才能进行的CVD过程得以在低温下实现。PECVD的原理及作用3SiH44NH3→Si3N412H2↑第四页，共四十二页。Si3N4的认识:Si3N4膜的颜色随着它的厚度的变化而变化，其理想的厚度是73—77nm之间，外表呈现的颜色是深蓝色。Si3N4膜的折射率在19—21之间为最正确，与酒精的折射率相近，通常用酒精来测其折射率。PECVD的原理及作用Si/N比对SiN薄膜性质的影响:电阻率随增加而降低折射率n随增加而增加腐蚀速率随密度增加而降低第五页，共四十二页。SiN的优点：优良的外表钝化效果高效的光学减反射性能〔厚度折射率匹配〕低温工艺〔有效降低本钱〕反响生成的H离子对硅片外表进行钝化PECVD的原理及作用第六页，共四十二页。物理性质和化学性质：结构致密，硬度大能抵御碱、金属离子的侵蚀介电强度高耐湿性好PECVD的原理及作用第七页，共四十二页。Si3N4膜的作用:减少光的反射:良好的折射率和厚度可以促进太阳光的吸收。防氧化:结构致密保证硅片不被氧化。PECVD的原理及作用第八页，共四十二页。PECVD设备结构晶片装载区炉体特气柜真空系统控制系统第九页，共四十二页。PECVD设备结构示意图第十页，共四十二页。晶片装载区：桨、LIFT、抽风系统、SLS系统。桨：由碳化硅材料制成，具有耐高温、防变形等性能。作用是将石墨舟放入或取出石英管。LIFT：机械臂系统，使舟在机械臂作用下在小车、桨、储存区之间互相移动。抽风系统：位于晶片装载区上方，初步的冷却石墨舟和一定程度的过滤剩余气体SLS系统：软着陆系统，控制桨的上下，移动范围在2—3厘米PECVD设备结构第十一页，共四十二页。炉体：石英管、加热系统、冷却系统石英管：炉体内有四根石英管，是镀膜的作业区域，耐高温、防反响。加热系统：位于石英管外，又五个温区。PECVD设备结构第十二页，共四十二页。PECVD设备结构冷却系统：是一套封闭的循环水系统，位于加热系统的金属外壳，四进四出并有一个主管道，可适量调节流量大小。冷却系统的优点没有消耗净室空气不同管间无热干预炉环境的温度没有被热空气所提升空气运动〔通风装置〕没有使房间污染噪音水平低第十三页，共四十二页。冷却系统示意图第十四页，共四十二页。特气柜：MFC气动阀MFC：气体流量计〔NH3、C2F6、SiH4、O2、N2〕SiH418slmNH3108slmC2F636slmO23slmN215slm气动阀：之所以不用电磁阀是因为电磁阀在工作时容易产生火花，而气动阀可以最大程度的防止火花。PECVD设备结构第十五页，共四十二页。真空系统真空泵：每一根石英管配置一组泵，包括主泵和辅助泵。蝶阀：可以根据要求控制阀门的开关的大小，来调节管内气压的PECVD设备结构第十六页，共四十二页。控制系统CMI：是Centrotherm研发的一个控制系统，其中界面包括JobsSystemDatalogSetusHel:四根管子的工作状态，舟的状态以及手动操作机器臂的内容。Datalog:机器运行的每一步。

PECVD设备结构第十七页，共四十二页。PECVD设备结构SetuS安区系统〔安装的感应器将监控重要系统的运行情况，而一旦不受管的计算机的控制，CMS将会发生作用，所有的错误信息也都会在CIM上得以简洁的文本方式显示出来〕的更改等。Alarms：警报内容Help:简要的说了一下解除警报以及其他方面的方法CESAR：控制电脑，每一个系统都安装了CESAR控制电脑及CESAR控制软件，此控制电脑独立于主电脑独立于主电脑系统中。第十八页，共四十二页。CESAR控制电脑示意图第十九页，共四十二页。1ovesdownwards桨降至低位5moveoutpaddle–lowerposition桨在低位移出管外PECVD镀膜工艺流程第二十页，共四十二页。6evacuatetubeandaintemperature恒温PECVD镀膜工艺流程第二十一页，共四十二页。11ammoniaapreclean通过高频电源用氨气清理12deposition镀膜13endofdeposition结束镀膜14evacuatetubeandpressuretest抽真空及测试压力15purgecycle1清洗管路1PECVD镀膜工艺流程第二十二页，共四十二页。PECVD镀膜工艺流程16filltubewithN2充氮17moveinovingtoupperpositionSLS移到高位19unloadingboat退舟20endofprocess结束工艺第二十三页，共四十二页。PECVD平安本卷须知人身平安舟和桨从炉管中出来后带有高温，移动小车时要注意不要被烫伤。机器在自动运行状态下严禁进入机器。进入机器前，需把选择开关打到手动“HAND〞，待机械手执行完命令停下后，方可进入机器。清理管内碎片时需戴上高温手套和防护眼镜。接触到碎片时，务必戴好乳胶手套，以防刺到手。做吸笔时，要防止吸笔切断的局部对自己或他人造成伤害。上班要精神饱满，动作严禁“自主创新〞，必须按章操作第二十四页，共四十二页。设备设施工夹具的平安机器在生产的过程中需有人看护。未经培训合格不得操作设备，未经严禁使用工序长得权限操作机器。推小车进机器时，要首先确定电极孔的位置对内向炉体，否那么有可能撞坏高频的两根电极。在SLS处于UP位置时，管内有舟不可手动进桨。在SLS处于DOWN位置时，桨上有舟不得手动进舟。桨上有舟时，舟不在正确位置，不准切换到自动运行状态。PECVD平安本卷须知第二十五页，共四十二页。舟位于储存架时，一定要确认储存架上的感应器有没有感应到。遇到两舟向撞时，立即按压“HANDLINGSTOP〞。机械臂把舟抓到桨上后，工艺无法正常运行，先确定舟在桨上的位置，以及Tube=readySLS=upTGA=yes，然后进行其它操作。退舟时，发生“Boatfailure〞的警报，观察舟的位置是否正确后才可以对警报进行复位。当发生舟桨别离时，立即按压“HANDLINGSTOP〞。清理管内碎片要注意热电偶，清理结束后一定要将热电偶放于管子的中间位置，否那么进退舟时有可能被撞掉。PECVD平安本卷须知第二十六页，共四十二页。从手动切换到自动状态时，机械臂一定有在Middle的位置，否那么机械臂有可能无法运行而报警。下料后，及时把小车推到冷却房，小车解锁后严禁放置设备中不移走。推小车时，不能脱离小车，要竖着推车，如果周围有人时应事先通知，待回应前方可继续推行。进出舟时，待舟完全进入或者完全退出时，员工方可离开。小车被锁定后，严禁转动小车托盘。拿放石墨舟进出柜时，必须两个人，一个人拿舟，一个人开柜。在无人的情况下，小车托盘必须保持水平状态。PECVD平安本卷须知第二十七页，共四十二页。拿承载盒时〔空〕，一只手只能拿两个。卸片后，承载盒必须放入小车内，严禁放在小车盖子上。领班、工序长不在现场时，不允许用手移动石墨舟。出现事故，第一时间通知领班到场，且保存现场，绝不允许有隐瞒事故真相的事情发生。PECVD平安本卷须知第二十八页，共四十二页。产品平安进入机器需戴手套不允许手直接接触石墨舟和小车上的不锈钢网罩从刻蚀间运片子时保证有片子的小车盖子盖好拉到PECVD岗位后，需将片子放入洁净柜中保证流到下道工序片子的质量拿片子时，只允许一只手拿一盒搬运木制承载盒时，双手要托住盒子底部PECVD平安本卷须知第二十九页，共四十二页。单〔多〕晶颜色差：A级片〔优质片〕：单片电池的颜色均匀一致，颜色范围从蓝色开始，深蓝色、红色、黄褐色、到褐色之间允许相近色差例如:蓝色和深蓝色存在于单体电池上，但是不允许跳色,即蓝到红，主体颜色为深蓝色，单体电池最多只允许存在2种颜色。B级片〔一级片〕：单片电池颜色不均匀，允许存在跳色色差,最多跳一个相近色例如：红色和褐色存在于单体电池上，主体颜色为蓝色～红色范围，单体电池最多只允许存在3种颜色。C级片〔降级片〕：超过B合格片的检验范围，包括完全未镀上减反射膜的电池片。判断PECVD的产出硅片的质量第三十页，共四十二页。判断PECVD的产出硅片的质量氮化硅颜色与厚度的对照表颜色厚度（nm）颜色厚度（nm）颜色厚度（nm）硅本色0-20很淡蓝色100-110蓝色210-230褐色20-40硅本色110-120蓝绿色230-250黄褐色40-50淡黄色120-130浅绿色250-280红色55-73黄色130-150橙黄色280-300深蓝色73-77橙黄色150-180红色300-330蓝色77-93红色180-190淡蓝色93-100深红色190-210第三十一页，共四十二页。单〔多〕晶绒面色斑A级片〔优质片〕：允许有轻微色斑，允许电池片有未制绒面的局部，允许电池片有未镀上减反射膜的局部。色斑、未制绒面或未镀上膜局部的总面积不超过电池总面积的10%，个数不超过3个。B级片〔一级片〕：有不明显色斑，允许存在未制绒面，其总面积在不超过电池片总面积的30%，个数不超过5个。C级片〔降级片〕：水痕印、手指印、斑点以及局部未镀上膜等〕超过B合格片的检验范围。判断PECVD的产出硅片的质量色斑〔水痕印、手指印、斑点以及局部未镀上膜〕第三十二页，共四十二页。单〔多〕晶光面色斑A级片〔优质片〕：允许有轻微色斑，允许电池片有未镀上减反射膜的局部。色斑或未镀上膜局部的总面积不超过电池总面积的5%，个数不超过2个。B级片〔一级片〕：有不明显色斑，允许存在未制绒面，其总面积在不超过电池片总面积的15%，个数不超过5个。C级片〔降级片〕：水痕印、手指印、斑点以及局部未镀上膜等〕超过B合格片的检验范围。判断PECVD的产出硅片的质量色斑〔水痕印、手指印、斑点以及局部未镀上膜〕白斑、亮点色斑不受面积和个数的限制一律是C级片第三十三页，共四十二页。判断PECVD的产出硅片的质量亮点色斑镀膜时间太短水纹印色斑色差第三十四页，共四十二页。A级片〔优质片〕：边缘缺口：非三角缺口或非锋利型缺口，长度≤3mm,深度≤,数量≤2个。B级片〔一级片〕：边缘缺口：非三角缺口或非锋利型缺口，缺损不超过电极，长度≤5mm,深度≤,数量≤3个。Ｃ级片〔降级片〕：边角缺损多晶电池片。缺陷片：多晶超过C降低片的要求。判断PECVD的产出硅片的质量崩边、缺口、掉角第三十五页，共四十二页。Ａ级片〔优质片〕：四角缺口：非三角缺口或非锋利型缺口，尺寸≤15×15〔mm〕，数量≤1个。Ｂ级片〔一级片〕：四角缺口：非三角缺口或非锋利型缺口，尺寸≤2×2〔mm〕，数量≤1个。Ｃ级片〔降级片〕：125多晶：任一边角缺损≤18×18mm，可将四个边角同时切去18mm,角度为45度，成为125单晶形状。缺陷片：单晶超过B合格片的要求。判断PECVD的产出硅片的质量崩边、缺口、掉角第三十六页，共四十二页。Ａ级片〔优质片〕：细长型缺口：长度≤10mm，深度≤05mm，数量≤1个。Ｂ级片〔一级片〕：细长型缺口：长度≤15mm，深度≤1mm，数量≤1个。Ｃ级片〔降级片〕：156多晶：任一边角缺损≤14×14mm，可将四个边角同时切去14mm,角度为45度，成为156单晶形状。缺陷片：单晶超过B合格片的要求。判断PECVD的产出硅片的质量崩边、缺口、掉角第三十七页，共四十二页。PECVD的工艺卫生和5S操作前，必须戴上汗布手套、乳胶手套、口罩，食指上的乳胶可以除去。石英吸笔的吸盘上必须贴有海绵垫。海绵垫需定时更换，更换的周期是三个班〔八小时制〕，必要时可以提前更换。未戴上乳胶手套严禁碰触小车的托盘。保持工作桌面的整洁以及整理硅片的层压皮干净。保持PECVD机、冷却房、装片房、洁净柜、小车等的洁净度。保持机器内和地面上没有碎片及其它异物。工夹具等按照指定的位置摆放。保证手推车内无碎片。第三十八页，共四十二页。PECVD的交接内容岗位上的石墨舟。岗位上的小车。位上的工夹具、6S。一区流程卡的数量。