晶硅電池片制造工藝報告

1、晶硅電池片制造工藝學(xué)習(xí) 2012.08.21 目錄 一、前清洗 二、擴散 三、后清洗 四、PECVD 五、絲網(wǎng)燒結(jié) 六、測試分選 太陽能電池是一種將太陽光能直接轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池是一種將太陽光能直接轉(zhuǎn)換為電能的 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件 太陽能電池太陽能電池 原料硅片前清洗/制絨擴散刻蝕 去PSG PECVD印刷銀鋁背 電極 印刷鋁背場印刷銀正電極燒結(jié)測試分選 太陽能電池生產(chǎn)基本流程 前清洗 制絨工藝目的： 在太陽能硅片的生產(chǎn)工藝中，為了降低硅片表面對太陽光的反射， 提高硅片表面對太陽光的吸收率，從而提高光電轉(zhuǎn)換效率，故對硅片表 面進行織構(gòu)化絨面制備處理，簡稱制絨 多晶絨面為凹凸蜂窩狀單晶絨面

2、為金字塔狀 制備絨面的作用：制備絨面的作用： l 去除硅片表面的機械損傷層 l 清除表面的油污和金屬雜質(zhì) l 形成起伏不平的絨面，減少光的反射，增加硅片對太陽光的吸收，提 高短路電流（lsc),最終提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率 l 增加受光（PN 結(jié)）面積 損傷層除去不足的影響損傷層除去不足的影響 l 殘余缺陷在后續(xù)高溫處理向材料深處延伸 l 在電性能表現(xiàn)為Uoc、Isc 偏低 前清洗 絨面陷光原理 ： 當光入射到一定角度的斜面，光會反射到另一角的斜面，形成二 或者多次吸收，從而增加光的吸收率 陷光原理圖示 前清洗 利用HNO3和HF分別和Si和SiO2進 行各向同性反應(yīng).反應(yīng)中表面產(chǎn)生一 些凹低不

3、平的凹坑.這些”凹坑”起 到了陷光的作用 多晶酸制絨原理： 前清洗 多晶制絨的步驟及反應(yīng)原理： 1、制絨堿洗 KOH（去多孔硅，中和酸） 酸洗HCL(除去表面油污和 金屬雜質(zhì)）吹干 2、主要使用化學(xué)品：HNO3、HF、HCL 3、制絨反應(yīng)方程式： 3Si+4HNO3=3SiO2+2H2O+4NO SiO2+6HFH2SiF6+2H2 總方程式：Si+6HF+HN03=H2SiF6+HN02+H20+H2 前清洗 3、 SPC= 3.70.5m 減薄厚度在3.2-4.2um 減薄厚度=減薄量*8.82 滾輪速度范圍 0.5-1.5m/min (注:前清洗速度最好不要超過1.4m/min，速度過快

4、，會導(dǎo)致清洗 或吹不干凈（烘不干），擴散出現(xiàn)臟污和黑點、藍黑，再則易碎片 機碎高，影響碎片率過高，甚至導(dǎo)致疊片、機內(nèi)卡片、等現(xiàn)象) 前清洗 亞硝酸本身并不是特別穩(wěn)定，它會慢慢分解，在時產(chǎn)時停的小批量生 產(chǎn)時，溶液中的亞硝酸濃度的平衡點不會超過一定的限度，溶液會一直保 持無色。大批量生產(chǎn)時，亞硝酸濃度平衡點會有所上升，亞硝酸濃度的略 微增加，會導(dǎo)致溶液顏色變成淡綠色和綠色。 只要反應(yīng)正常，溶液顏色變綠不會對片子效率產(chǎn)生任何影響。 多晶酸制絨原理： 前清洗 前清洗 多晶工藝初配配方及參數(shù)要求： 槽體135 前清洗初始 配液 槽體加液 總量 （480L） 制絨槽(HF:HNO3：DL)堿槽(KOH:

5、DL)酸槽(HF:HCL:DL) 58.95L:237.22L:183.83L 5.85L:74.15L16.73L:43.58L:119.69L 藥液濃度HF(80g/L)、HNO3(490g/L)KOH(5%)HF(5%)、(10%) 注：2、4、5槽為水洗槽，6槽為熱風刀，水槽沖洗水壓為（2公斤），吹干風壓為 （160m/h），熱風烘干溫度為605 注：在生產(chǎn)過程中硅片腐蝕量和絨面可以調(diào)整藥液的濃度、藥液溫度、機臺 帶速來達到需要的要求 前清洗 上 片 制絨槽 HNO3/ HF 水 噴 淋 堿洗槽 NaOH 水 噴 淋 酸槽 HF/HCL 水 噴 淋 下 片 吹 干 風 刀 前清洗機臺：

6、RENA 大致構(gòu)造 l“一化一水”，硅片每經(jīng)過一次化學(xué)品，都會經(jīng)過一次水噴 淋清洗。 l除制絨槽外，其它化學(xué)槽和水槽都是噴淋結(jié)構(gòu)，酸槽是浸沒和噴淋結(jié)合 構(gòu)成，而且片子進入到溶液內(nèi)部。 l最后一道水噴淋（第三道水噴淋）由于要將所有化學(xué)品全部洗掉，所以 水壓最大。相應(yīng)的，最后的吹干風刀氣壓最大。 前清洗 技術(shù)檢測儀器： 前清洗主要的工藝監(jiān)控量為腐蝕量，即制絨后的減薄量；制絨后擴散面 的反射率兩項數(shù)值。 除監(jiān)控生產(chǎn)SPC外，還需監(jiān)控制絨后硅片的表面狀態(tài)，比如表面黑絲情況。 電子天平，測量制絨 前后硅片重量 D8積分反射儀，測量制絨 后硅片的反射率 前清洗 SPC管控數(shù)據(jù)：反射率 信息 入料時間20:

7、0520:1220:3020:3820:47 班次BBCCC 廠商常州協(xié)鑫常州協(xié)鑫常州協(xié)鑫常州協(xié)鑫常州協(xié)鑫 機臺T3T3T3T3T3 生產(chǎn)批號 BP1207104273H BP1207104274H BP1207109516H BP1207109517HBP1207109518H 反射率20.257 20.453 20.684 21.038 21.253 注：反射率600）分解生成PCl5和P2O5 l 生成的P2O5在擴散溫度下與硅反應(yīng)，生成SiO2和P原子并在硅片表 面形成一層磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中進行擴散 。 5253 OP3PCl C600 5POCl 4P5SiO5SiO2P

8、 252 擴散 l POCl3熱分解時，需要O2參與才能分解充分；且PCl5不易分解，對 硅片有腐蝕作用，會破壞硅片的表面狀態(tài)。 生成的P2O5又進一步與硅作用，生成SiO2和P原子，P繼續(xù)擴散；為了 使POCl3充分分解和避免PCl5對硅片表面的腐蝕作用，通入一定流量的 O2十分必要 。 25225 10ClO2P 2 O過量 5O4PCl 擴散 擴散 T75Y8（中心方阻為803/ ） 升溫 溫度790 升溫速率7/分鐘 時間12 分鐘 穩(wěn)定 O2 流量1600sccm 時間5分鐘 一次擴散 溫度790 N2 /O2 /POCL312.3slm / 600sccm /1100sccm 時間

9、10分鐘 升溫 溫度835 升溫速率9/分鐘 時間4分鐘 二次擴散 溫度835 N2/O2/POCL312.1slm/600sccm/ 1300sccm 時間7分鐘 推結(jié) 溫度835 N2 / O212.4slm / 1600sccm 時間13分鐘 總時間1小時40分鐘 總氣體流量14slm 多晶擴散工藝參數(shù)：多晶擴散工藝參數(shù)： 擴散 多晶擴散的步驟：多晶擴散的步驟： 插片 進舟 回溫 氧化 預(yù)沉 積 升溫 沉積 推結(jié) 出舟 降溫 卸片外觀檢卸片外觀檢 查測試方阻查測試方阻 擴散 u 插片 用吸筆依次將硅片從花籃中取出，插入石英舟； l 在擴散前禁止用手直接接觸硅片，防止金屬離子污染 ； l

10、移動石英舟必須使用石英舟叉。 u 進舟 將裝滿硅片的石英舟放在碳化硅漿上，啟動程序，石英舟緩緩?fù)迫?擴散爐腔；碳化硅漿退出，關(guān)閉爐門；通大氮，升溫。 u回溫氧化 打開O2閥門，通O2 工藝步驟介紹：工藝步驟介紹： u預(yù)沉積預(yù)沉積 通小N2、o2 ,小N2攜三氯氧磷源進入爐管內(nèi)，三氯氧磷高溫分解， 開始進行第一次低溫擴散過程。 u 升溫、沉積升溫、沉積 升高溫度，進行第二次高溫擴散。 u推結(jié)推結(jié) 關(guān)閉關(guān)閉小氮小氮和繼續(xù)通氧，擴散過程逐漸停止。和繼續(xù)通氧，擴散過程逐漸停止。 u 降溫、出舟降溫、出舟 繼續(xù)通大氮，開始降溫；當石英舟緩緩?fù)斯軆?nèi)，爐門關(guān)閉，機械手動作將 石英舟放到冷卻區(qū)，待降溫一定時間

11、后下舟，用舟叉從舟托架上取下石英舟； 放上插好硅片的石英舟，進行下一輪 擴散 擴散工序的SPC管控及質(zhì)量要求： 方阻的大小和均勻性（片內(nèi)極差） 多晶：803/ 單晶：653/ 片內(nèi)極差小于17 方阻偏大或偏小，需返工，工藝為：二次清洗制絨擴散或后清洗擴散 2. 工藝能力過程控制： Cp（工藝精密度）、工藝準確度、 K(工藝準確度)、 Cpk(工藝能力） 3. 硅片外觀 檢查硅片表面顏色是否均勻、異常，出現(xiàn)藍色、臟污、黑點、線痕 臺階為不合格，主要藍色、臟污、黑點片，可集中進行返工。 擴散 中中 心心 方方 阻阻 標準差標準差 2.0083892.008389 565565 平平 均均 方方 阻

12、阻 標準差標準差 1.9943801.994380 285285 CpCp 0.4979110.497911 3737 CpCp 0.8356810.835681 479479 工序 擴散擴散特性方阻方阻USL 83UCLx x77.5UCLR R17樣本容量 5ea/bathk k 0.0934590.093459 119119 k k 0.7224580.722458 113113 設(shè)備 編號 CTCT80 LSL 77LCLx x67.5 R- bar 12CpKCpK 0.4513770.451377 012012 CpKCpK 0.2319360.231936 614614 Date

13、8月16日8月16日8月16日8月16日8月16日 Time8:5813:5515:3417:1018:16 LotNo.12081583321208163048120816307312081630831208163215 Posit ion LZCLZCZCGZGZLZCLZCZCGZGZLZCLZCZCGZGZLZCLZCZCGZGZLZCLZCZCGZGZ 180.578.682.177.578.778.877.582.977.682.482.179.281.177.582.4 83 77.782.978.580.379.2 8082 81.2 79 271.568.670.9 7171

14、 65.667.270.369.373.471.365.970.5 69 71.469.767.773.269.470.670.177.268.575.2 70 365 69.265.7 6968 72.176.274.172.676.477.8 67 66.870.470.8 73 66.675.973.774.570.373.268.272.1 72 468.5 6371 66.7 62 68.270.1 71 69. 3 71.869.263.866.770.170.367.7 67 69.669.672.668.2 697070 73.2 567.366.470.5 73 75.165

15、.669.870.167.977.967.862.372.468.2 746666 69.268.672.6 747072 68.769.5 X70.6 69.2 72.0 71.4 71.0 70.1 72.2 73.7 71.9 76.4 73.6 67.6 71.5 71.0 73.8 71.9 69.0 74.2 72.0 74.1 72.4 73.9 72.1 73.4 72.7 R15.5 15.6 16.4 10.8 16.7 13.2 10.3 12.8 9.7 10.6 14.3 16.9 14.4 9.3 12.1 17.0 11.7 13.7 9.9 9.7 11.0 1

16、1.0 13.8 12.5 9.5 Unif. 片內(nèi) 10.9 8% 11.2 8% 11.3 8% 7.56 % 11.7 7% 9.42 % 7.14 % 8.69 % 6.75 % 6.94 % 9.71 % 9.32 % 10.0 7% 6.55 % 8.20 % 11.8 3% 8.48 % 9.24 % 6.88 % 6.54 % 7.60 % 7.44 % 9.56 % 8.51 % 6.53 % 管內(nèi)2.03%4.34%4.29%3.57%1.19% SPC測試數(shù)據(jù)管控要求： 擴散 方阻測試儀器：方阻測試儀器： l 方阻測試儀有兩種： RTS-4四探針電阻測試儀 全自動四 探針

17、電阻測試儀， 目前我們使用的是全自動四探針電阻測試儀， CRESBOX CRESBOX 公司公司 型號：型號：MODEL280MODEL280 l 全自動四探針測試儀可以在開放環(huán)境下測試，一次能測出5個 點或多點的方阻值并計算出出平均值和極差；測試迅速，結(jié)果的 可靠性好 。 擴散 方阻測試原理圖：方阻測試原理圖： 擴散 l 將位于同一直線上的4個小探針置于一平坦的硅片上 (硅片尺寸相對于4點探針，可視為無窮大)； l 施加直流電流于外側(cè)的2個探針上； l 內(nèi)側(cè)2個探針間的電壓差(U)可測量，以計算硅片的方阻。 l 硅片的電阻率有顯著的溫度系數(shù)，故測試溫度要一致，溫度變化要進 行校正； l 通入

18、的電流必須小到不會引起電阻加熱效應(yīng)。 方阻測試原理： 擴散 考慮一塊長為l、寬為a、厚為b的薄擴散層如右圖。如果該薄層材料 的電阻率為，則該整個薄層的電阻為 當l=a（即為正方形）時，R= /b?？梢?，（/b）代表一個方塊的電阻， 故稱為方塊電阻，特記為R= /b(/) 又=2S(U/I) S為兩探針之間的距離 經(jīng)推斷，=4.5324b(U/I） 即 R=4.5324b(U/I) )( a l bba l R 方阻測試原理： 擴散 擴散工藝的影響因素：擴散工藝的影響因素： uN2流量流量 l 大N2 大N2可維持擴散爐管內(nèi)的氣流均勻性，大N2流量越大，管內(nèi)氣流運越 迅速，氣體越均勻，有利于擴散

19、的進行。 l 小N2 小N2流量影響進入石英管P源的量，流量越大磷源越多，會使參雜濃 度變大，方阻下降。 u O2流量 在一定范圍內(nèi)增大O2流量有利于POCl3分解，擴散更充分。 擴散 u 擴散時間 其他因素不變的情況下，擴散時間越長，擴散進 行越充分，方阻變小 。 u擴散溫度 溫度影響結(jié)深，溫度越高p-n結(jié)越深，方阻越小。 u POCl3溫度 POCl3溫度一般為20；三氯氧磷極易揮發(fā)，源溫過高會加大小N2 所攜帶三氯氧磷的量，從而影響摻雜濃度 。 擴散 等離子刻蝕 原理：利用射頻電源使反應(yīng)氣體生成反應(yīng)活性高的離子和電子，對 硅片進行物理轟擊及化學(xué)反應(yīng)，以選擇性的去除我們需要去除的區(qū)域， 被

20、刻蝕的物質(zhì)變成揮發(fā)性的氣體，經(jīng)抽氣系統(tǒng)抽離，最后按照設(shè)計要求 刻蝕出我們需要實現(xiàn)的深度。這種腐蝕方法也叫干法腐蝕。 優(yōu)勢：快速的刻蝕速率，同時可獲得良好的物理形貌。（這是各向同性 反應(yīng)） 后清洗 濕法刻蝕 利用HNO3和HF的混合液體對硅片表面進行腐蝕,去除邊緣的N型硅,使得硅 片的上下表面相互絕緣。 目前濕法刻蝕廣泛使用的是RENA的去磷硅玻璃清洗機，其功能一是利用液體 張力去除硅片邊緣的N型硅，二是去除硅片表面的去磷硅玻璃。 PSG n+ Si 刻蝕前 刻蝕后 后清洗 去磷硅玻璃（PSG） 去除磷硅玻璃的目的： l 磷硅玻璃的存在使得硅片在空氣中表面容易受潮，導(dǎo)致電流的 降低和功率的衰減

21、l 死層的存在大大增加了發(fā)射區(qū)電子的復(fù)合，會導(dǎo)致少子壽命的 降低，進而降低了Voc和Isc。 l 磷硅玻璃的存在使得PECVD后產(chǎn)生色差 后清洗 l 工序步驟 刻邊堿洗 酸洗（去PSG）吹干 l 用到藥品：HNO3， HF， KOH l SPC:硅片各邊的絕緣電阻1000歐姆 刻蝕寬度:1.00.5um 腐蝕量:1.00.3g 滾輪速度范圍 0.5-1.5m/min （注：速度最好不要超過1.4m/min，速度過快，會導(dǎo)致硅片清洗或 吹（烘）不干凈，PECVD容易出現(xiàn)白點片；再則易碎片機碎率過高， 甚至機內(nèi)卡片、疊片，或碎渣堵住噴淋口，清洗后出現(xiàn)臟片) 后清洗 l 去磷硅玻璃主要反應(yīng)方程式 、

22、 SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O 、 SiF4 + HF= H2SiF6 、SiO2 + 6HF = H2SiF6 + 2H2O 后清洗 機臺：RENA 各槽的作用及初配液配方 l 1槽為刻蝕槽用于刻除邊緣P N 結(jié)，以免短路 所用溶液：HNO3:HF:H2SO4:DL（108.93L:15.79L:80L:175.28L) 作用：HNO3和HF 邊緣刻蝕,去除邊緣N型硅。 H2SO4 增加藥液的表面張力，使藥液能利用表面張力作用去除邊緣N型硅。 l 3槽為堿洗槽所用藥液：KOH：DL（5.85L:74.15L) 濃度（5%） 作用： 1.綜合掉前道刻蝕槽殘留在硅片表面的酸液

23、 2.去除前道刻蝕過后硅片表面的多孔硅。 l 5槽為酸洗槽所用藥液：HF：DL（41.11L:418.98L) 濃度（5%） 作用：去除硅片擴散后表面的PSG層。 l其余2、4、6為噴淋水槽，7槽為吹干和熱風刀，再加前后上下料臺 后清洗 刻邊 濕法刻蝕圖 u 刻蝕中容易產(chǎn)生的問題及檢測方法: l 刻蝕不足：邊緣漏電，并聯(lián)電阻(Rsh)下降，嚴重可導(dǎo)致失效 檢測方法：測絕緣電阻 l 過刻: 正面金屬柵線與P型硅接觸,造成短路 檢測方法：稱重及目測 l 出現(xiàn)以上不良返工 后清洗 檢驗標準 當硅片從HF槽出來時，觀察其表面是否脫水，如果脫水，則表明磷硅 玻璃已去除干凈；如果表面還沾有水珠，則表明磷硅

24、玻璃未被去除干 凈。 當硅片從出料口流出時候，如果發(fā)現(xiàn)尾部有部分水珠，HF槽中可以適 當補些HF。 后清洗 l 后清洗出來的片子，不允許用手摸片子的表面。收片員工只允許接觸片 子的邊緣進行裝片。并且要勤換手套，避免PECVD后出現(xiàn)臟片！ l 每批片子的腐蝕重量和絕緣電阻都要檢測。 1.要求每批測量4片。 2.每次放測量片時，把握均衡原則。如第一批把測試片放1.3.5.7道，下 一批則放2.4.6.8道，便于監(jiān)控設(shè)備穩(wěn)定性和溶液的均勻性。 l 生產(chǎn)沒有充足的片子時，工藝要求： 1.如果有1小時以上的停機，要將刻蝕槽的藥液排到tank，減少藥液的揮 發(fā)。 2.停機后15分鐘用水槍沖洗堿槽噴淋及風刀

25、，防止酸堿形成的結(jié)晶鹽堵塞 噴淋口及風刀。 3.停機1小時以上，要在開啟機器生產(chǎn)前半小時用水槍沖洗風刀處的滾輪， 杜絕做出來的片子有滾輪??！ 后清洗工序工藝要求 后清洗 l PECVD 等離子增強化學(xué)氣相沉積 等離子體的認識 氣體在一定條件下受到高能激發(fā)，發(fā)生電離，部分外層電子脫落原子 核，形成電子、正離子和中性粒子混合物組成的一種形態(tài)，這種形態(tài) 就稱為等離子態(tài)即第四態(tài) PECVD 原理 借助微波或射頻使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成等離子體， 而等離子化學(xué)活性很強，很容易發(fā)生反應(yīng)，在基片上沉積出所期望的薄 膜 PECVD PECVD的目的 1）鍍減反射薄膜(SiN) 其具有卓越的抗氧

26、化和絕緣性能,同時具有良好的阻擋鈉離子和掩蔽金 屬離子和水蒸氣擴散的能力,它的化學(xué)穩(wěn)定性很好,除氫氟酸和熱磷酸能緩慢 腐蝕外,其它酸與它基本不起作用 2）表面鈍化作用 保護半導(dǎo)體器件表面不受污染物質(zhì)的影響,半導(dǎo)體表面鈍化可降低半導(dǎo) 體表面態(tài)密度 3)鈍化太陽電池的體內(nèi) 在SiN膜中存在大量的 H,在燒結(jié)過程中會鈍化晶體內(nèi)部懸掛鍵 PECVD PECVD反應(yīng)原理 l 3SiH4 + 4NH3 Si3N4 + 12H2 l 3SiH4 SiH3 + SiH2 + SiH3 + 6H l 2NH3 NH2 + NH + 3H 等離子體 350 350 等離子體 2- - 3-+ 等離子體 350 -

27、2-+ PECVD l 對SiN減反射膜來說，膜厚和折射率是最重要的參數(shù)，但 還須考慮另一個重要的參數(shù): 消光系數(shù)（消光系數(shù)（k k） l k k越大、薄膜自身對光的吸收越多，從而降低進入電池的 光能量。 l H可以鈍化雜質(zhì)和缺陷的電活性。它不僅能降低硅表面的 表面態(tài)，飽和懸掛鍵；還能與Si中的雜質(zhì)或缺陷發(fā)生反應(yīng) 形成復(fù)合體，從而將禁帶中的能帶轉(zhuǎn)入價帶（導(dǎo)帶），去 除相應(yīng)的深能級。達到良好的表面鈍化和體鈍化的效果達到良好的表面鈍化和體鈍化的效果。 PECVD l 對于PECVD 過程，表面在初始一段時間內(nèi)處于富氫的狀態(tài)。隨后， SiN薄膜開始生長，這時H要到達硅表面就必須穿過氮化硅薄膜，而 S

28、iN薄膜沉積過程中產(chǎn)生大量的空位，可以幫助表面富余的H快速擴散 進入體材料，達到鈍化的效果。 l 對SiN減反射膜來說，膜厚和折射率是最重要的參數(shù)，但還須考慮另 一個重要的參數(shù): 消光系數(shù)（消光系數(shù)（k k） l K K越大、薄膜自身對光的吸收越多，從而降低進入電池的光能量。 PECVD 直接：主要以Centhrotherm設(shè)備為代表 PECVD u間接：主要以Roth&Rau設(shè)備為代表 PECVD R&R設(shè)備工藝參數(shù)對SiN膜的作用 參數(shù)范圍對SiN膜的作用備注 沉積腔壓力0.05-0.2-0.5mbar 超過0.25mbar降低沉積 率；低壓增加H鈍化效果 總氣體流量350-500-800

29、 sccm/PS 沉積率隨著總氣體流量 增加,但在高流量時等離 子體分裂態(tài)少 工作氣體比 （QNH3/QSiH4) 1.5-3.0-4 較多的SiH4會導(dǎo)致較多 的Si含量、更高的折射 率 高的硅含量（低于1.2）開始 在SiN膜中產(chǎn)生光吸收 承載框傳輸速 度150-180-195cm/min/PS 速度的調(diào)整用作對膜厚 的最終調(diào)整 最佳值為180cm/min 反應(yīng)溫度250-400-450 隨著溫度增加輕微減少 沉積率 微波功率 （對一個微波 源 P-peak=2500-3200-3600W Ton=3-8-2ms Toff=12-18- 25ms Mean power=750- 1000-

30、1500W 調(diào)整P-peak可改變等離 子源的擴散長度，沉積 率隨著P-mean輕微增加 （通過Ton，Toff控制）， 如果不均勻通過左/右微 波功率調(diào)節(jié)左/右沉積率。 在每一個過程中左右使用略微 不同的脈沖周期（相差1-2ms） PECVD 工藝指標 SPC： 膜 厚：78-88nm 折射率：2.05-2.15 測量儀器：橢偏儀 PECVD 影響薄膜的主要因素 u 溫度 給襯底加熱：由于襯底有一定溫度，淀積速度比較穩(wěn)定，對介質(zhì)膜厚度的可控 性較好。而且膜在到達襯底后具有一定的表面遷移能力，在位能最低的位置結(jié) 合到襯底上去，使所形成薄膜內(nèi)應(yīng)力較小,結(jié)構(gòu)致密，具有良好的鈍化性能。 襯底的溫度一

31、般控制在300450的范圍內(nèi)。 u 射頻/微波的頻率和功率 射頻/微波頻率、功率是影響氮化硅薄膜生長的重要因素，一般在確定為最佳 工藝條件后就不再改變，以保證生產(chǎn)的重復(fù)性。 u 頻率： l 等離子發(fā)生器有兩種工作方式，一種是脈沖工作方式，另一種是連續(xù)工作 方式。一般在生長薄膜時使用脈沖工作方式。 l 脈沖為高電平時產(chǎn)生氣體輝光放電，形成了等離子體；脈沖為低電平時輝 光放電停止，此時為薄膜生長階段，激活的反應(yīng)物分子發(fā)生反應(yīng)，在襯底 表面遷徙成核而生長，附產(chǎn)物從襯底片上解吸，隨主氣流由真空泵抽走。 PECVD 在低頻功率源下，等離子體中的離子被多變的電場加速，到達襯底的速率要比 高頻交變電場中的大

32、，對樣品表面的轟擊作用也就更大；但在高頻功率源下， 離子無法跟上電極頻率的變化，電子在電極間往返運動，電子將空間中的離子 轟擊形成等離子體，離子不直接轟擊樣品表面，轟擊作用小。 l 功率 當射頻功率較小時，氣體尚不能充分電離，激活效率低，反應(yīng)物濃度小，薄膜 針孔多且均勻性較差，抗腐蝕性能差； 當射頻功率增大時，氣體激活效率提高,反應(yīng)物濃度增大，生長的氮化硅薄膜 結(jié)構(gòu)致密，提高了膜的抗腐蝕性能；但射頻功率不能過大,否則沉積速率過快 ，同樣會使膜的均勻性下降，構(gòu)疏松，鈍化性能退化。 PECVD l氣體流量比 反應(yīng)的氣體SiH4 和NH3 的比例直接決定了生長的氮化硅薄膜中的硅氮比，這一 比例是影響

33、氮化硅薄膜折射率的最主要因素。并同時也影響到薄膜的致密性， 鈍化效果等。 一般情況下， SiH4 / NH3 流量比上升，折射率上升，介電常數(shù)下降，我們應(yīng) 根 據(jù)不同的折射率需求適當調(diào)整 SiH4 / NH3 流量比。 l壓強 淀積時腔壓對薄膜淀積速率、薄膜致密性以及薄膜的均勻性有較大的影響，而 對薄膜的折射率影響不大。當反應(yīng)室內(nèi)壓力低于一定值，無法在硅片上生長薄 膜。 不同的射頻源其低壓極限值不同。當壓強在一定范圍內(nèi)變化時，壓強越小，淀 積速率越小，薄膜均勻性也越好。但為了達到兼顧沉積速率和薄膜致密性和均 勻性的目的，必須選取一個適中的壓力條件。 PECVD l PECVD 工藝標準 PEC

34、VD附近地面 用清水將拖把洗干凈，擰干后將地面清理 干凈 每班兩次，交接 班時和1點或13點 機臺表面（包括設(shè)備后區(qū)） 絲光毛巾用清水洗干凈，擰干后擦拭臺面， 表面應(yīng)該無污物，灰塵 每班兩次，交 接班時和1點或13 點 運輸硅片的小推車 絲光毛巾用清水洗干凈，擰干后擦拭臺面， 表面應(yīng)該無污物，灰塵以及碎硅片 每班兩次，交 接班時和1點或13 點 承片盒 用HF和HCL，2:1的比例浸泡2小時，然后 用清水沖至PH值顯中性后吹干 每2個月一次 放置框子的桌子 毛巾用清水洗干凈，擰干后擦拭臺面，表 面應(yīng)該無污物，灰塵以及碎硅片 每3小時一次 在制品和隔離品臺面 毛巾用清水洗干凈，擰干后擦拭臺面，表

35、 面應(yīng)該無污物，灰塵以及碎硅片 每周兩次（周一， 周四） PECVD 2、載片盒必須放在桌子上(不論是否有硅片在內(nèi)） 3、高溫手套每周必須清洗一次，如有磨損或者燙壞的必須更換 4、操作者禁止直接接觸片子的表面，帶有橡膠手套后也需要盡量少的接觸 片子 5、設(shè)備更換石英管時，必須將機臺下（包括自動上料機附近）碎片清理干 凈，并用干凈的濕絲光毛巾 6、真空吸嘴每周必須用酒精清洗一次 PECVD 64 上料 背電極印刷 烘箱1 背電場印刷 正面電極印刷測試分檔 燒結(jié)爐 絲網(wǎng)印刷原理： 絲網(wǎng)印刷是通過刮條擠壓絲網(wǎng)彈性形變后將漿料漏印在需要印刷的材 料上的一種印刷方式，這也是目前普遍采用的一種電池工藝。

36、烘箱2包裝 絲網(wǎng)生產(chǎn)流程： 絲網(wǎng)印刷、燒結(jié) 65 加漿料的標準： 倒入漿料需要注意適量,漿料在回料的時候必須能完全覆蓋整個印刷圖 形，且回漿刀到達最里端時，整個刀面必須有漿料流下。但也不允許把網(wǎng) 板整面都鋪滿漿料。加漿料時采用少量多次的原則。 標準（2號機） 標準（1、3號機） 漿料過多，鋪滿整個網(wǎng)板 漿料過少 絲網(wǎng)印刷、燒結(jié) 漿料：漿料的攪拌 n 攪拌的主要作用是再次均勻分散粉體并控制漿料粘度以利于印刷。 n 攪拌過度導(dǎo)致漿料變稀使得燒結(jié)溫度變高印刷量變少 n 攪拌時間不夠則漿料主要成份分散不均勻?qū)е掠∷⒑竽硬痪鶆颍ㄖ?要體現(xiàn)在3號機印刷） n 選取適合的攪拌時間 n 一號機：12小時 n

37、 二號機：6小時 n 三號機：24小時 絲網(wǎng)印刷、燒結(jié) l 絲網(wǎng)印刷 絲網(wǎng)印刷是通過刮條擠壓絲網(wǎng)彈性形變后將漿料漏印在需要印刷的材料 上的一種印刷方式，這也是目前普遍采用的一種電池工藝。 印刷后的片子 電池片絲網(wǎng)印刷的三步驟 l .背電極印刷及烘干 漿料：Ag /Al漿 l .背電場印刷及烘干 漿料：Al漿 l .正面電極印刷及烘干 漿料：Ag漿 詳細過程： 上料、背銀印刷、烘干、背鋁印刷、烘干、正銀印刷、燒結(jié)、測試分選機。 絲網(wǎng)印刷、燒結(jié) 銀漿主要由銀粉顆粒、無機物以及有機載體組成。 銀粉作為導(dǎo)電功能，其燒結(jié)質(zhì)量直接影響收集電流的輸出 無機物主要是玻璃粉，不僅有高溫粘結(jié)作用，還是銀粉燒結(jié)的助

38、 熔劑以及形成銀一硅歐姆接觸的媒介物質(zhì) 鋁漿成分及作用： 添加劑 金屬粉末 無機粘 合劑 有機粘 合劑 鋁漿 導(dǎo)電相 負責燒結(jié)后的粘結(jié) 負責燒結(jié)之前 的粘結(jié) 絲網(wǎng)印刷、燒結(jié) l漿料廠商推薦參數(shù)設(shè)置： 刮刀夾角45 離網(wǎng)間距0.81.2mm 下沖限位0.30.4mm 平行度 刮刀硬度6575 邵氏 刮刀壓力7090N 印刷速度180200mm/s l印刷質(zhì)量關(guān)聯(lián)圖： 漿料 絲網(wǎng)參數(shù)印刷設(shè)置 良好的印效 銀粉銀粉 玻璃粉玻璃粉 有機樹脂有機樹脂 溶劑溶劑 目數(shù)目數(shù) 線徑線徑 乳膠厚度乳膠厚度/ /類型類型 張力張力 設(shè)計線寬設(shè)計線寬 印刷速度印刷速度 壓力壓力 下限位下限位 網(wǎng)版高度網(wǎng)版高度 刮刀

39、角度刮刀角度 刮刀硬度刮刀硬度 絲網(wǎng)印刷、燒結(jié) 印刷重量必須保證在PPM范圍內(nèi)，若超出范圍立即通知工藝人員進行調(diào) 整。稱重必須保證及時、準確、真實。并及時的填寫在記錄表和流程單 上，謄寫到網(wǎng)上。（每批稱重至少2片）稱重時硅片不能靠電子天平周 邊，并必須將天平側(cè)門關(guān)上。 l漿料的濕重及網(wǎng)版的目數(shù) 1號機2號機3號機 125單晶0.55-0.65g0.8-0.9g0.120-0.150g 156多晶(2)0.07g-0.08g1.3-1.4g0.15-0.18g 156多晶(3)0.06-0.08g1.15-1.35g0.125-0.145g 網(wǎng)版目數(shù)250250325 絲網(wǎng)印刷、燒結(jié) 71 印刷

40、重量必須保證在PPM范圍內(nèi)，若超出范圍立即通知工藝人員進 行調(diào)整。稱重必須保證及時、準確、真實。并及時的填寫在記錄表和流 程單上，謄寫到網(wǎng)上。（每批稱重至少2片）稱重時硅片不能靠電子天 平周邊，并必須將天平側(cè)門關(guān)上。 硅片不能靠電子天平周邊 絲網(wǎng)印刷、燒結(jié) 73 烘箱：主要目的就是把硅片上漿料烘干，排除一部分有機物 u 烘干：排除有機溶劑 旋轉(zhuǎn)式烘箱（標線），140-220/8-10min 帶式烘干爐（柔線），200-250/2min 有機溶劑沸點排列逐步上升。 烘干溫度設(shè)置成階梯式上升，使有機物逐步揮發(fā)，提高膜層致密性。 如：140 160 180 200 /8min 絲網(wǎng)印刷、燒結(jié) l 燒結(jié)（ Firing） u 燒結(jié)的動力學(xué)原理 l