太阳能硅片车间实习总结ppt课件

1、实习总结,赵建东 2009.6.7,1,前后清洗工艺,工艺原理 影响因素 设备相关 操作细节,2,工艺原理,前清洗(酸式）,目的 1.在硅片表面形成绒面，根据陷光原理，可减少反射，提高效率，最终可降低发电成本； 2.去处切片时形成的机械损伤层，清洗油污及金属杂质。,后清洗(酸式）,目的 1.利用HNO3和HF的混合液体对硅片表面进行腐蚀,去除边缘的N型硅,使得硅片的上下表面相互绝缘； 2.去除硅片表面的PSG。,3,Etch Bath 反应式： HNO3+Si=SiO2+NOx+H2O SiO2+ HF=SiF4+H2O SiF4+HF=H2SiF6 在RENA机台中，循环利用HF/HNO3溶

2、液浸泡刻蚀硅片，其影响因素包括滚轮速度，溶液浓度，溶液温度！ 由于底面与溶液接触更充分，通常以底面为绒面。,Etch Bath 利用HNO3，HF及H2SO4的混合液体对硅片表面进行腐蚀,去除边缘的N型硅，使得硅片的上下表面相互绝缘。 与前清洗相比，溶液浓度低，刻蚀厚度低；只浸泡硅片的边缘，并不刻蚀扩散面。,4,Rinse 1 用于清洗杂质，以及从Etch Bath中残存的酸。 Alkaline Rinse 反应式： Si+2KOH+H2O K2SiO3 +2H2 中和片子表面的酸，去除表面 生成多孔硅。 Rinse 2 用于清洗杂质，以及从碱槽 中残存的碱。,Rinse 1 用于清洗杂质，以

3、及从Etch Bath中残存的酸。 Alkaline Rinse 作用与前清洗相同，KOH用于中和酸，去除多孔硅！ Rinse 2 用于清洗杂质，以及从碱槽 中残存的碱。,5,Acidic Rinse HF去除硅片表面氧化层，形成疏水表面；HCL去除硅片表面金属杂质，中和表面残留的碱。 SiO2+ HF=SiF4+H2O SiF4+HF=H2SiF6 Rinse 3 用于清洗杂质，以及从酸槽 中残存的酸。 Dryer 2 用于风干硅片，两把风刀，上下吹风，并左右摆动。,HF Bath HF去除硅片表面的PSG。PSG会吸湿，使功率降低；会使PECVD沉积的SixNy脱落，降低效率！ Rinse

4、 3 用于清洗杂质，以及从酸槽 中残存的酸。 Dryer 2 用于风干硅片，两把风刀，上下吹风，并左右摆动。,6,检验参数 1.Etch Depth（前重后重)*8.82um/g 每400片抽检4片，多晶控制在4-5um，单晶在4-4.8um。 2.反射率控制在27以下 3.外观要求无明显斑迹，无残留药液，无明显反光。,检验参数 1.Etch Depth（前重后重)*17.64um/g 腐蚀深度控制在0.51.5m范围之内 2.边缘绝缘电阻大于1K欧姆 3.外观要求绒面无明显斑迹，无药液残留,7,影响因素,1.滚轮速度代表硅片在制绒槽中的反应时间，调节速度可以影响腐蚀深度； 2.溶液温度指制绒

5、槽中反应温度，主要是通过chiller来调节温度，从而影响腐蚀深度; 3.溶液溶度指制绒槽中溶液的浓度，主要是由初始浓度，程式中设定的自动补充药液的参数情况，以及利用Replenish菜单人工补充药液情况决定！ 4.溶液均匀度指溶液是否均匀，会影响腐蚀的均匀程度，在换药后尤其重要！,8,附：碱式流程,前清洗,后清洗,粗抛,清洗,碱腐蚀,盐酸清洗,HF清洗,HF清洗,漂洗,喷淋,干燥,9,设备相关,RENA机台结构,HF,HNO3,TANK,ETCH BATH,DRAIN,Etch Bath：,DI WATER,Chiller,10,KOH,DRAIN,DI WATER,Alkaline：,注：

6、酸槽与此类似！,Bath,11,RENA机台软体操作,模式切换,菜单区,Bath Status,滚轮状态,当前所用程式,12,F4-Proc.values 当前程式的一些重要参数设定，如Etch Bath的setpoint siliconentry for replenish, setpoint volume for replenish。 F5-Trend 记录了Etch Bath，Alkaline的历史温度，包括Setpoint Temp, Etch Bath Temp, Incomming Temp, Prepping Temp, Alkaline Temp，以及对应的趋势图！,13,F6

7、-Replenish 向Etch Bath，Alkaline，Acidic中补充药液，DI WATER,用于调节溶液浓度，以处理一些异常！ F7-Recipe 当前使用程式的参数设定，包括滚轮转速，风刀功率，以及生产过程中药液的自动补充；还可以载入，编辑程式！ F8-Manual 包括一些手动操作指令，包括清洗bath，换药！ F9-Service 此菜单是设备用于维护的！,14,操作细节,1.停机1小时以上，要将刻蚀槽的药液排到tank，减少药液的挥发； 2.停机15分钟以上要用水枪冲洗碱槽喷淋及风刀，以防酸碱形成的结晶盐堵塞喷淋口及风刀； 3.停机1h以上，要跑假片，至少一批（400片）且

8、要在生产前半小时用水枪冲洗风刀处的滚轮，杜绝制绒后的片子有滚轮印； 4.最长不能超过4小时,时间过长硅片会污染氧化，到扩散污染炉管,从而影响后面的电性能及效率，后清洗也一样； 5.换药后，要跑假片，直跑到药液均匀为止。,15,太阳能电池原理 工艺原理 设备结构及软体 程式设定 影响因素,扩散工艺,16,太阳能电池的核心是一个PN结。 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，必须是在晶体内部实现P型和N型半导体的接触。,太阳能电池原理,N type,P type,正面电极,背面电极,SixNy,绒面,空间电荷区,太阳能电池片结构,17,PN结形成原理 PN结的

9、形成是由于在晶体中一部分区域是P型杂质占优势，而另一部分区域是N型杂质占优势，这样在交界处空穴就会从P型区域向N型区域扩散，自由电子从N型区域向P型区域扩散。 相互扩散的结果就是形成电场方向由N型指向P型的空间电荷区，阻止相互扩散。当两者达到平衡时，空间电荷区的宽度就稳定下来。, ,N type,P type,18,光电效应 光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。 光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏打效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。 太阳能电池所依据的就是光生伏打效应，即在光作用下

10、能使物体产生一定方向电动势的现象。,19,光生伏打效应 光照射PN结时，若h电离能，使价带中的电子跃迁到导带，而产生电子空穴对，在阻挡层内电场的作用下，电子偏向N区外侧，空穴偏向P区外侧，使P区带正电，N区带负电，形成光生电动势。 太阳能电池即根据光生伏打效应工作的！,20,扩散的定义及作用 扩散是由于存在浓度差的原因，扩散物质从浓度高的区域向浓度低的区域运动！ 扩散的作用是用于形成PN结，所以扩散是电池片工艺流程中最核心的一道工序！ 扩散的方法 扩散工序是在P型硅片的单面掺入磷，从而形成PN结。目前有三种方法，如下： 三氯氧磷（POCl3）液态源扩散 喷涂磷酸水溶液后链式扩散 丝网印刷磷浆料

11、后链式扩散 目前公司采用第一种方法。,工艺原理,21,三氯氧磷（POCl3）液态源扩散 反应式： 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。所以通入O2，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气（Cl2）。 工艺流程 由N2作为携源气体，将POCL3带入石英炉管，并通入N2,O2反应生成P2O5,P2O5与Si反应生P,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 。,22,检验参数 1.方块电阻-平均值在5010/范围内 每炉等间距抽检5片，每片检测5点，要求其平均值在5010/范围内。 2.外观要求-表面无沾污,无色差,23,设备分为四大部分： 控制

12、部分 推舟净化部分 电阻加热炉部分 气源部分 控制部分介绍见软体相关；推舟净化部分，电阻加热炉部分，气源部分见下页结构简图。,设备结构及软体,24,设备结构简图(Tempress System),O2-low,A3,A1（大N2),N2,BUBBLER TEMPPOCL3 20 DEGR,A7(小N2),1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,Spike,Paddle,N2,A6,Exhaust,进气管,液封处理,炉门,推舟装置,N2控压,加热线圈,25,软体相关 1.Certification/Temperature Controller Certification/Normal tempe

13、rature Table :一些温度设定集合，包括各区温度设定，升温速率，卡值范围，以及控温模式！ 2.Process Recipe 分为Normal和Abort两类，主要用于编辑程式！ 3.Tube Control 主要用于选取程式，暂停/停止程式，消除报警等！ 4.Monitor 主要是显示当前的各种信息！,26,以N2 156-50为例,程式设定,800,840,850,Standby,Boat in b .调节四个吸嘴的高低;c .调慢气缸的上升速度;d ,风刀吹风的时间。 4.Alignment 因为硅片碎掉，摄想头定位出现报警而造成的机械手不动作，方法有a .放好片子上重新照点定位

14、就可以;b .如果a 不行，只有甩源关掉，用手将Alignment 推离Standby P1的位置，然后重新启动电源，让Alignment 有一个复位的过程旧可以了。 5.印刷台面有压板的现象，原因有：网板下面胶带粘的太多太厚，员工在装片时没有注意硅片与硅片之间是否有小碎片或灰尘，印刷台面没有调平或是刚带打毛，硅片本身有受过伤或裂痕。,62,第二道： 1.背电场有铝包或是铝珠：a.印刷太薄，b.绒面过大而且不均匀，c.网版折痕严重 2.背电场造成弯曲的原因:铝背场印刷太厚,影响印刷厚薄有几个参数:(1)丝网间距;(2)刮刀高度;(3)印刷速度;(4)气动压力。四个参数中如果有三个参数不变,那么丝网间距抬高,背电场印厚,刮刀高度越低背电场约厚,印刷速度越快,背电场越厚,但速度超过一定量时,背电场又会变薄,气动压力越小背电场变厚。 3.背电场粘板的问题 原因:a.丝网间距过底,刮刀高度过小,使网板内还留有铝浆,而将硅片粘起; b.真空吸孔堵塞或是真空发生器有问题; c.台免平整速度有问题,使硅片没有平铺在台面上而造成漏真空。,63,第三道： 1.翻转台面因硅片碎掉使感应器出现报警,解决的方法,点到Flipper控制面板,将Lifter (long)和Lefter (short)点到down 位置就