太阳能硅片车间实习总结

实习总结,赵建东2009.6.7,前后清洗工艺,工艺原理影响因素设备相关操作细节,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。,EtchBath反应式：HNO3+Si=SiO2+NOx+H2OSiO2+HF=SiF4+H2OSiF4+HF=H2SiF6在RENA机台中，循环利用HF/HNO3溶液浸泡刻蚀硅片，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。,EtchBath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。,Rinse1用于清洗杂质，以及从EtchBath中残存的酸。AlkalineRinse反应式：Si+2KOH+H2OK2SiO3+2H2中和片子表面的酸，去除表面生成多孔硅。Rinse2用于清洗杂质，以及从碱槽中残存的碱。,Rinse1用于清洗杂质，以及从EtchBath中残存的酸。AlkalineRinse作用与前清洗相同，KOH用于中和酸，去除多孔硅！Rinse2用于清洗杂质，以及从碱槽中残存的碱。,AcidicRinseHF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+H2OSiF4+HF=H2SiF6Rinse3用于清洗杂质，以及从酸槽中残存的酸。Dryer2用于风干硅片，两把风刀，上下吹风，并左右摆动。,HFBathHF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！Rinse3用于清洗杂质，以及从酸槽中残存的酸。Dryer2用于风干硅片，两把风刀，上下吹风，并左右摆动。,检验参数1.EtchDepth（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.EtchDepth（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,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！,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,设备相关,RENA机台结构,HF,HNO3,TANK,ETCHBATH,DRAIN,EtchBath：,DIWATER,Chiller,KOH,DRAIN,DIWATER,Alkaline：,注：酸槽与此类似！,Bath,RENA机台软体操作,模式切换,菜单区,BathStatus,滚轮状态,当前所用程式,F4-Proc.values当前程式的一些重要参数设定，如EtchBath的setpointsiliconentryforreplenish,setpointvolumeforreplenish。F5-Trend记录了EtchBath，Alkaline的历史温度，包括SetpointTemp,EtchBathTemp,IncommingTemp,PreppingTemp,AlkalineTemp，以及对应的趋势图！,F6-Replenish向EtchBath，Alkaline，Acidic中补充药液，DIWATER,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！,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。,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,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,Ntype,Ptype,正面电极,背面电极,SixNy,绒面,空间电荷区,太阳能电池片结构,PN结形成原理PN结的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。,Ntype,Ptype,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，即在光作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。,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！,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后链式扩散目前公司采用第一种方法。,工艺原理,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。,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,设备分为四大部分：控制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,设备结构简图(TempressSystem),O2-low,A3,A1（大N2),N2,BUBBLERTEMPPOCL320DEGR,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,软体相关1.Certification/TemperatureControllerCertification/NormaltemperatureTable: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.ProcessRecipe分为Normal和Abort两类，主要用于编辑程式！3.TubeControl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！,以N2156-50为例,程式设定,800,840,850,Standby,Boatinb.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就可以;b.如果a不行，只有甩源关掉，用手将Alignment推离StandbyP1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。,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。,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