扩散工序培训
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扩散课工艺培训培训内容扩散部设备介绍氧化工艺介绍扩散工艺介绍合金工艺介绍氧化层电荷介绍LPCVD 工艺介绍扩散部设备介绍卧式炉管立式炉管炉管工艺和应用(加)氧化工艺-1 氧化膜的作用选择扩散和选择注入。
阻挡住不需扩散或注入的区域,使离子不能进入。
氧化工艺-2 氧化膜的作用缓冲介质层二次氧化等,缓冲氮化硅应力或减少注入损伤氧化工艺-3 氧化膜的作用器件结构的一部分:如栅(Gate )氧化层,非常关键的项目,质量要求非常高;电容极板之间的介质,对电容的大小有较大影响氧化工艺-4 氧化膜的作用隔离介质:工艺中常用的场氧化就是生长较厚的二氧化硅膜,达到器件隔离的目的。
氧化工艺-5 氧化方法干氧氧化SI+O 2==SIO 2结构致密,均匀性、重复性好,掩蔽能力强,对光刻胶的粘附性较好,但生长速率较慢,一般用于高质量的氧化,如栅氧化等;厚层氧化时用作起始和终止氧化;薄层缓冲氧化也使用此法。
水汽氧化2H 2O+SI==SIO 2+2H 2 生长速率快,但结构疏松,掩蔽能力差,氧化层有较多缺陷。
对光刻胶的粘附性较差。
氧化工艺-6 氧化方法湿氧氧化(反应气体:O2+H 2O)H2O+SI==SIO 2+2H 2SI+O 2==SIO 2 生长速率介于干氧氧化和水汽氧化之间;H2O 的由H2 和O2 的反应得到;并通过H2 和O2 的流量比例来调节氧化速率,但比例不可超过1.88 以保安全;对杂质掩蔽能力以及均匀性均能满足工艺要求;多使用在厚层氧化中。
HCL 氧化(氧化气体中掺入HCL )加入HCL 后,氧化速率有了提高,并且氧化层的质量也大有改善。
目前栅氧化基本采用O2+HCL 方法。
氧化工艺-7 影响氧化速率的因素硅片晶向氧化速率(110)>POLY>(111)>(100)掺杂杂质浓度杂质增强氧化,氧化速率发生较大变化如N+ 退火氧化( N+DRIVE1 ):衬底氧化厚度:750AN+ 掺杂区氧化厚1450A 氧化工艺-8 热氧化过程中的硅片表面度:生长 1um 的SiO 2,要消耗掉 0.46um 的Si。
扩散课工艺培训培训内容⏹扩散部设备介绍⏹氧化工艺介绍⏹扩散工艺介绍⏹合金工艺介绍⏹氧化层电荷介绍⏹LPCVD工艺介绍扩散部设备介绍卧式炉管立式炉管炉管工艺和应用(加)氧化工艺-1⏹氧化膜的作用⏹选择扩散和选择注入。
阻挡住不需扩散或注入的区域,使离子不能进入。
氧化工艺-2⏹氧化膜的作用⏹缓冲介质层二次氧化等,缓冲氮化硅应力或减少注入损伤氧化工艺-3⏹氧化膜的作用器件结构的一部分:如栅(Gate)氧化层,非常关键的项目,质量要求非常高;电容极板之间的介质,对电容的大小有较大影响氧化工艺-4氧化膜的作用⏹隔离介质:工艺中常用的场氧化就是生长较厚的二氧化硅膜,达到器件隔离的目的。
氧化工艺-5⏹氧化方法⏹干氧氧化SI+O2 == SIO2结构致密,均匀性、重复性好,掩蔽能力强,对光刻胶的粘附性较好,但生长速率较慢,一般用于高质量的氧化,如栅氧化等;厚层氧化时用作起始和终止氧化;薄层缓冲氧化也使用此法。
⏹水汽氧化2H2O+SI == SIO2+2H2生长速率快,但结构疏松,掩蔽能力差,氧化层有较多缺陷。
对光刻胶的粘附性较差。
氧化工艺-6⏹氧化方法⏹湿氧氧化(反应气体:O2 +H2O)H2O+SI == SIO2+2H2 SI+O2 == SIO2生长速率介于干氧氧化和水汽氧化之间;H2O的由H2和O2的反应得到;并通过H2和O2的流量比例来调节氧化速率,但比例不可超过1.88以保安全;对杂质掩蔽能力以及均匀性均能满足工艺要求;多使用在厚层氧化中。
⏹HCL 氧化(氧化气体中掺入HCL)加入HCL后,氧化速率有了提高,并且氧化层的质量也大有改善。
目前栅氧化基本采用O2+HCL方法。
氧化工艺-7⏹影响氧化速率的因素⏹硅片晶向氧化速率(110)>POLY>(111)>(100)⏹掺杂杂质浓度杂质增强氧化,氧化速率发生较大变化如N+退火氧化(N+DRIVE1):衬底氧化厚度:750AN+掺杂区氧化厚度:1450A氧化工艺-8热氧化过程中的硅片表面位置的变化生长1um的SiO2,要消耗掉0.46um的Si。
CT扩散工艺培训一、工艺介绍:1.1扩散炉气流平面图图一为CT扩散炉简易平面图图二为通过扩散炉气体流动方向1.2扩散原理:1.2.1化学反应方程式:POCl 3在高温下(>600℃)分解生成五氯化磷(PCl 5)和五氧化二磷(P 2O 5),其反应式如下:5253O P 3PCl C6005POCl +−−−→−︒>;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:↓+→+4P 5S iO 5S i O 2P 252;PCl 5是不易分解的,并且对硅有腐蚀作用,破坏硅片的表面状态。
因此通入过量O 2 ,使PCl 5进一步分解为我们所需要的物质,其反应式如下:↑+−−−−→−+2522510Cl O 2P 2O 过量5O 4PCl 。
1.2.2 磷扩散过程:首先在硅片表面形成一层磷硅玻璃,如下图所示:然后经过一系列的高温推进后,杂质再重新分布,形成一层薄的N 型硅,如下图所示:1.3 扩散工艺控制:温度影响扩散方块电阻的温度有Deposition温度;Drive-in 的温度;时间影响扩散方块电阻的时间有Deposition时间;Drive-in 的时间;浓度影响扩散方块电阻的浓度有小氮流量,影响方阻的均匀性有小氮流量和大氮流量;源温主要是指三氯氧磷的温度,三氯氧磷的饱和蒸汽压随源温的变化而变化,最终决定通往扩散炉的磷源流量;小氮流量小氮流量的决定了所携带磷源的大小,最终直接影响方块电阻的大小;扩散炉内的压力扩散炉内的气压会影响扩散均匀性;1.4 典型工艺1.5 不同方阻磷浓度曲线分布图:1.6 工艺结果表面有一层磷硅玻璃;磷掺杂形成发射极;方块电阻大小由馆内温度和气体浓度决定;二、作业步骤:2.1 正常生产:2.1.1 激活石英舟,验证舟的ID,类型,状态和承载位置,如下图所示:2.1.2 选择炉管,石英舟的位置,承载模式和舟的状态,如下图所示:2.1.3 检验工艺选择及信息概要,如下图所示:2.2 特定生产:2.2.1 激活舟并定义硅片承载模式,如下图所示:2.2.2 检验舟的ID,类型,承载位置及状态:2.2.3 工艺选择及信息概要:2.3 结束特定作业:2.3.1 勾选’set boat to inactive after unloading ‘2.3.2 点击卸片按钮2.4 删除作业信息:勾选’delete load information of this boat ‘2.5 重新开始项目解决好J&R操作错误后的步骤:2.5.1 确认J&R与CMI上的错误信息;2.5.2 删除失败的作业项目;2.5.3 手动把舟移动到存储架2-7上;2.5.4 重新加载作业信息,设置舟当前的位置;2.5.5 重新开始自动运行;2.5.6 如果有其它作业项目即将结束,CMI会先完成,然后再重新开始原来重新加载的项目;三、记录分析及工艺编辑:3.1 记录分析:3.1.1 打开Protgraf 软件,如下图标所示:3.1.2 用Protgraf分析,点击如下图标:3.1.3 选择要分析的管号和时间段:3.1.4 选择需要列表输出或者图形显示的项目:3.1.5 记录分析3.1.6 重要事件记录:3.1.7 列表显示:3.1.8 事件显示:3.1.9 图形显示:3.2 工艺编辑:3.2.1 工艺调整:3.2.1.1打开程序,点击桌面CCC-RM图标3.2.1.2第二步:选择左上角第二个菜单栏,输入密码,60653.2.1.3打开工艺控制菜单后,在右边菜单栏内选定,需要调整的工艺号:3.2.1.4选定后,点击右边菜单栏下的“check out ”键,将工艺导出:3.2.1.5点击中间菜单栏下的“”,待更改工艺即出现以下界面的左栏,点击向右箭头,将工艺导导至修改栏,点击“Edit”,开始工艺修改:3.2.1.6工艺更改好后,点击“save”保存:3.2.1.7点击向右箭头,放回:3.2.1.8回到工艺界面,选定工艺,点击中间栏下部的“check in”,将工艺放回至程序库:3.2.2 复制工艺:在生产过程中,有可能出现工艺出错,无法修改,甚至无法调出的情况,可以将其他炉管同一系列工艺进行复制,然后修改,再将新复制的工艺倒回程序库即可。
扩散⼯艺培训扩散⼯艺培训⼀、扩散⽬的。
在P型衬底上扩散N型杂质形成PN结。
达到合适的掺杂浓度ρ/⽅块电阻R□即获得适合太阳能电池PN结需要的结深和扩散层⽅块电阻。
R□的定义:⼀个均匀导体的⽴⽅体电阻,长L,宽W,厚d R= ρ L / d W =(ρ/d) (L/W)此薄层的电阻与(L / W)成正⽐,⽐例系数为(ρ /d)。
这个⽐例系数表⽰:叫做⽅块电阻,⽤R□R□= ρ / dR = R□(L / W)L= W时R= R□,这时R□表⽰⼀个正⽅形薄层的电阻,与正⽅形边长⼤⼩⽆关。
单位Ω/□,⽅块电阻也称为薄层电阻Rs在太阳电池扩散⼯艺中,扩散层薄层电阻是反映扩散层质量是否符合设计要求的重要⼯艺指标之⼀。
制造⼀个PN结并不是把两块不同类型(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。
也就是晶体内部形成P型和N型半导体接触。
⽬前绝⼤部分的电池⽚的基本成分是硅,在拉棒铸锭时均匀的掺⼊了B(硼),B原⼦最外层有三个电⼦,掺B的硅含有⼤量空⽳,所以太阳能电池基⽚中的多数载流⼦是空⽳,少数载流⼦是电⼦,是P型半导体.在扩散时扩⼊⼤量的P(磷),P原⼦最外层有五个电⼦,掺⼊⼤量P的基⽚由P型半导体变为N型导电体,多数载流⼦为电⼦,少数载流⼦为空⽳。
在P型区域和N型区域的交接区域,多数载流⼦相互吸引,漂移中和,最终在交接区域形成⼀个空间电荷区,内建电场区。
在内建电场区电场⽅向是由N 区指向P区。
当⼊射光照射到电池⽚时,能量⼤于硅禁带宽度的光⼦穿过减反射膜进⼊硅中,在N 区、耗尽区、P区激发出光⽣电⼦空⽳对。
光⽣电⼦空⽳对在耗尽区中产⽣后,⽴即被内建电场分离,光⽣电⼦被进⼊N区,光⽣空⽳则被推进P区。
光⽣电⼦空⽳对在N区产⽣以后,光⽣空⽳便向PN结边界扩散,⼀旦到达PN结边界,便⽴即受到内建电场作⽤,被电场⼒牵引做漂移运动,越过耗尽区进⼊P区,光⽣电⼦(多⼦)则被留在N区。