太阳能电池扩散工艺Tempress工艺指导书

Tempress扩散工艺操作规程

序言为更好地保证tempress扩散炉的生产正常进行，稳定生产工艺，提高扩散工序产品质量，深入保证电池产品性能，特制定本作业指导书，以使操作人员的工艺操作有章可循，规范统一，同步，还为新员工的上岗培训提供教材参照。

目录一、工艺目的二、使用范围三、责任四、设备及工具五、材料与工艺气体六、工艺描述1、工艺原理2、工艺方案七、工艺准备1、工艺洁净准备2、设备准备八、工艺操作1、手工装片2、机械手装片3、工艺循环4.源瓶更换检查九、注意事项十、测试及检查十一、扩散工序不和格硅片产生原因及对应防止措施附1、四探针测试仪操作规程附2、WT-（少子寿命测试）操作规程

扩散工序工艺操作规程一、工艺目的：在制绒后合格的P型硅片表面扩散一定量的磷（P）原子，从而在硅片表面形成结深为0.3-0.5µm的P－N结。二、合用范围：合用于电池车间Tempress扩散炉。三、责任本工艺作业指导书由工艺工程师负责制定、修改、解释。四、设备及工具：Tenpress扩散炉、四探针测试仪、石英舟、防热手套、橡胶手套、口罩、少子寿命测试仪、R2D机械手。五、材料与工艺气体：制绒后的多晶硅片，三氯氧磷，氮气（40psi），氧气（40psi），压缩空气（5kg/cm2），冷却水（0.4MPa），源温控制器温度20±0.2℃。(psi为磅/平方英寸)六、工艺描述：1、工艺原理：三氯氧磷(POCL3)在高温下（约860℃）与氧气（O2）反应生成五氧化二磷（P2O5），五氧化二磷（P2O5）深入与硅(Si)反应生成二氧化硅（SiO2其反应方程为：4POCL3+3O2=2P2O5+6CL22P2O5+5Si=5SiO2+4P2、工艺方案：（1）、进舟：将硅片用桨送进扩散炉炉管内（2）、出桨：将硅片送到炉管内后桨退出炉管（3）、升温：将炉管温度升到设定温度（4）、稳定：将炉管温度稳定在一种稳定值（5）、氧化：在硅片表面生成一层二氧化硅，起到净化表面的作用（6）、淀积：在硅片表面淀积一定量的P原子（7）、推进：通过控制温度将淀积在硅片表面的P原子推进到硅片内部，形成预定深度的结深。（8）、降温（9）、进桨：（10）、出舟：七、工艺准备：1、工艺洁净管理任何人进入扩散间前必须穿戴净化服，戴好口罩，戴好橡胶手套；扩散间应保持正压，严禁随便启动门窗，以保持室内洁净度。

2、设备准备工作前先确认设备与否正常运行；工艺方案与否对的、工艺温度和工艺压力与否正常；检查冷却水压力、特气压力及流量与否正常；确认源温控制器温度与否正常、源瓶液位与否正常和源瓶进、出口阀门与否正常打开。八、工艺操作：1、机械手装片扩后硅片卸载后，操作人员必须分清扩后硅片的制绒面（源面）与非制绒面，使制绒面方向统历来片盒带传感器的一面放置。2、工艺循环点击开始按钮，设备自动进舟，按照设定工艺方案进行工艺循环，直至全过程结束。在工艺运行过程中不得跳步，如碰到特殊状况需要跳步，则必须分步进行，一次只能跳一步。3、源瓶更换检查每个班组在接班后需要检查源瓶内的源液与否足够，假如源液面高于源瓶的进气管下口局限性5毫米时（源瓶水平放置）必须更换源瓶。更换源瓶须专人负责，严格执行源瓶操作规程，未通过严格培训者不能更换，在更换时必须有两个人同步在场，更换结束后要认真填写更换记录。九、注意事项

1、石英舟架的最前端距离桨前端的距离应当为5cm，这样即可保证石英舟架在放入到石英管内后的位置恰好在5个温区的正中间。

2、石英舟及其他石英器件与否有破损，假如有破损要停止使用，更换新的。

3、直线轨道上假如出现滴落的残液要立即擦拭，防止腐蚀轨道及导轨滑块。

4、每管关好炉门开始工艺时应检查石英门与石英管口与否还留有缝隙，如有密封不严，需调整限位开关以及石英门。

5、在工艺运行过程中假如出现多种报警，如多种气体流量、炉体温度、源温温度，要立即告知有关技术人员，以便作出妥善的处理。6、当扩散炉因故断电后，在重新生产之前应当进行校温，Tempress扩散炉有自动校温功能，选择对的的校温程序即可。7.无技术人员许可，严禁任何人更改工艺参数；更改工艺参数后必须要认真填写各工艺更改记录及更改后效果。十、测试及检查

1、扩散结束后，对硅片进行抽测，以检查扩散状况与否符合规定，规定每个班组每个炉管至少测量1次。2、待硅片冷却后方可进行抽取测量，从source区到load区次序均匀取出5片。3、使用四探针测试仪对硅片的源面进行方块电阻测量，其测量原则如下图所示。把数据按炉管进行汇总填入Excel表格（包括测量日期、硅锭号、随工单号、测量温度等）。1234567894、方块电阻的平均值目的范围控制在58±4Ω/sq，平均值合格范围为50-66Ω/sq，单点范围应当在44-80Ω/sq之间，在所有45个点中容许有不多于2个点超过此范围，假如有多于2个点超过此范围应当立即告知当班技术员进行处理。将电阻的平均值填到随工单上。一般状况下，假如电阻过大，应检查炉口与否密封，源液与否足够，工艺条件与否正常。

十一、附表1扩散工序不合格硅片产生原因及对应防止措施缺陷类别缺陷也许产生的原因对应防止和处理措施扩后片Source区电阻低，Load区电阻高1.炉门密封或关闭不严2.废气排风压力过大3.假片较少1.检查炉门密封和关闭状况，并进行调整2.合适减小排风压力3.增长部分假片扩后片Source区电阻均匀性好，Load区电阻均匀性差1.炉门密封或关闭不严2.废气排风压力过大3.假片较少1.检查炉门密封和关闭状况，并进行调整2.合适减小排风压力3.增长部分假片整体均匀性较差1.三氯氧磷流量小(小N2流量小)2.废气排风压力过大3.Deposition阶段温度过高1.增长三氯氧磷流量(小N2流量)2.合适减小排风压力3.减少Deposition阶段温度扩后片电阻上低下高1.舟被污染2.片源质量较差3.硅片在炉管内位置偏高4.浆比炉管和硅片温度低1.清洁舟2.使用优等硅片3.减少硅片在炉管内位置4.升温后延长稳定期间扩后片电阻中间高，边缘低同上同上均匀性不持续1.炉管和舟使用前未作饱和2.假片被污染3.片源质量差4.石英舟沾污5.气体流量低1.重新做饱和2.更换新假片3.使用优质片4.清洁石英舟5.合适增长N2和O2流量电阻均值偏高1.Deposition阶段温度低2.Deposition阶段时间短3.Drivein阶段温度低4.Drivein阶段时间短1.合适提高Deposition阶段温度2.合适延长Deposition阶段时间3.合适提高Drivein阶段温度4.合适延长Drivein阶段时间电阻均值偏低1.Deposition阶段温度高2.Deposition阶段时间长3.Drivein阶段温度高4.Drivein阶段时间长1.合适减少Deposition阶段温度2.合适缩短Deposition阶段时间3.合适减少Drivein阶段温度4.合适缩短Drivein阶段时间扩后带手印硅片1.原硅片带手印2.制绒工序装卸、载手污染3.扩散工序扩前装载手污染1.告知硅片车间查找原因2.带隔板取放硅片3.保持手套洁净干燥，尽量减少硅片上下表面的手接触扩后小斑点硅片1.制绒碱槽液位低2.制绒碱槽润洗压力低3.制绒碱槽滤芯堵塞4.环境洁净度不够5.扩前硅片寄存时间过长6.制绒DI水压力局限性7.制绒润洗槽堵塞8.原硅片带油9.制绒风刀压缩空气带油1.按比例向碱槽补充碱液和水2.加大碱槽润洗压力3.更换滤芯4.保持环境为正压，减少扬尘5.减少硅片扩散前的寄存时间6.加大DI水压力至工艺规定范围7.疏通堵塞润洗槽8.告知硅片车间查找原因9.更换制绒压缩空气滤芯扩后蓝斑硅片1.硅片带水、带酸、带碱1.制绒工序严格控制带水、带酸、带碱硅片传入扩散工序；扩散人员在装载硅片前进行严格检查，防止带水、带酸液、带碱液硅片装载；防止扩前硅片的人为污染

附1四探针测试仪操作规程一.目的使用四探针测试仪测量经扩散后的硅片表层方块电阻值。二.合用范围合用于FourDimensions企业的Model280型号的四探针测试仪三.设备重要性能及有关参数1.设备型号：，Model2802.设备构成：A测试部分：此部分完毕测量过程，由探针；承测台；手动操作部分构成，此部分可单独完毕对硅片的测量。BPC机部分：此部分完毕数据的分析和输出。四.运行前的检查重要检查设备各部件与否正常，电脑与否可正常使用。注意要使用UPS电源对设备进行保护，断电后要关闭设备开关，待电源正常后重新启动。五.设备操作1.启动软件将测试仪控制器和PC的电源打开，使用资源管理器或者直接双击桌面的图标，启动软件。软件打开时会自动进入登陆顾客界面。通过输入不一样的顾客名和密码，可以进入不一样的顾客权限。2.顾客主窗口主窗口分为四个单元；Utilities；Testing；Diagnostics；DataAnalysis3.样品测试将样片放在测试平台上，点击testing单元中出现如图：然后选择1.Makeanewsetofmeasurement发明一种新的测量过程。如图：从这里选择一种测量程序。一般生产过程中，使用9点测量，就是POINT9程序。此部编辑目前测试片ID这个ID值以便于测试后倒出测量成果，临时规定为：时间班组炉管，例如080601A12.1就是-6点击OK进入测试界面就可以了，测试完第一片后，点击------回到上图界面，然后点击UsePreviousID使用先前的ID值，进行下一片的测量。4.操作注意事项被测片放于测试台，盖上盖子，以使测试精确。六.设备维护1.每次使用完毕保持设备的整洁卫生

附2WT-（少子寿命测试）操作规程一目的测量硅片的少子寿命及电阻率二合用范围合用于similab企业的WT型号的椭偏仪硬件部分：1、依次接通DOS主机（上），windows主机（下）的电源。2、打开真空泵。3、保证测试箱内没有待测样品，关闭测试箱盖。软件部分：双击桌面快捷方式，进入WT-软件界面，窗体左下角的状态栏显示为“WS5.10OK”。在菜单栏选择“Measure-Initialize”，对仪器进行初始化。（注意：在每次重启DOS机后都需要进行一次初始化，否则仪器无法进行测量。初始化完毕后“Initialize”变为不可选）在菜单栏“Measure-Mode”或主窗体的工具栏，选择测量模式为u-PCD。在菜单栏选择“Measure-Loadsample”，并弹出对话框规定放置样品。此时打开测试箱盖并将待测硅片平放在测试平台上。点击对话框的“OK”按钮，仪器将自动加载并对硅片扫描定位。在自动定位完毕后，选择“Measure-Autosetting”，仪器进行自校正。选择测量精度（如右图中的Ｒaster）为４ｍｍ，随即选择“Measure-Map”，便可对硅片扫描作图。选择“File-Save”，保留测量成果到指定途径。注意事项：1、在仪器进行“初始化“、”自校正“等过程中不要进行其他操作，以免导致死机。2、在加载硅片时，注意探头不要与硅片接触，以免损坏探头。3、在”自校正“及作图时一定要盖上测试箱盖，以保证测量数据的精确。4、使用完毕后，检查测试箱内卫生状况保证其洁净整洁。设计文献名称Tempress工艺操作规程T-IS-021产品型号名称156×156多晶绒面电池共4页第1页1、工艺目的：在清洗后的硅片表面扩散一定量的磷（P）原子，从而在硅片表面形成一层结深为0.3-0.5µm的P－N结。2、合用范围：合用于电池制造部Tempress扩散炉。3、责任本工艺作业指导书由工艺工程师负责调试、修改、解释。4、设备及工具：Tenpress扩散炉、方块电阻测试仪、石英舟、防热手套、橡胶手套、口罩、少子寿命测试仪、R2D机械手，源温控制器。5、材料与工艺气体：制绒后的多晶硅片，三氯氧磷（POCL3），氮气（40psi），氧气（40psi），压缩空气（5kg/cm2），冷却水（0.4MPa）。排风压力（10-15mmH2O）。6、工艺描述：1、工艺原理：三氯氧磷(POCL3)在高温下与氧气（O2）反应生成五氧化二磷（P2O5），所产生的五氧化二磷（P2O5）深入与硅(Si)反应生成二氧化硅（SiO2）和磷原子(P)。磷原子(P)在高温下逐渐向硅片内部扩散，在硅片表层形成一定的浓度梯度，最终形成一定结深的P-N结。其反应方程为：4POCL3+3O2=2P2O5+6CL22P2O5+5Si=5SiO2+4P资料来源编制校准工艺提供部门审定标识处数更改文献号签字日期日期设计文献名称Tempress工艺操作规程T-IS-021共4页第2页2、工艺方案：见附表27、工艺准备：1、工艺洁净管理进入扩散间必须穿戴净化服，戴口罩，操作时戴洁净的手套，并保持室内正压，严禁随便启动门窗,以保持室内洁净度。

2、设备准备确认设备正常运行,工艺温度、冷却水压力、特气压力及流量正常.确认源温控制器温度正常(20℃)、源瓶液面正常和源瓶进、出口阀门打开。3、原材料准备检查清洗腐蚀后的硅片,将合格硅片通过R2D机械手插入石英舟准备生产。常见的不合格片包括崩边、缺角、裂纹、锯痕、斑点、斑痕等。8、工艺操作：1、R2D机械手装片操作人员需带上洁净的橡胶手套，将载有合格硅片的载片舟装载到R2D上，载片舟内的硅片清洗制绒面应向气源方向（Tenpress扩散炉方向），R2D机械手自动装片卸片。在石英舟的最前端与最终端应当有一定数量的挡风片，前挡风为12片，后挡风为13片，假如由于碎片等原因导致一种石英舟上局限性500片（单面扩散），在插片时应合适增长挡风片的数量以保证石英舟内硅片扩散的均匀。2、工艺循环点击开始按钮,设备自动进舟,按照设定工艺程序进行工艺循环,直至全过程结束。在工艺运行过程中不得跳步，如碰到特殊状况需要跳步，则必须分步进行，一次只能跳一步，在工艺运行过程中需不停有人对工艺、设备状况进行巡查。3、R2D机械手取片当硅片降温后即可将之从石英舟内取出，在取片的过程中应注意与否有碎片、裂纹、蹦边、缺角、表面不合格等不合格片，还要注意取片时与否夹带片。必须将所有不合格硅片取出来单独包装，并记录到随工单上。设计文献名称Tempress工艺操作规程T-IS-021共4页第3页4、每个班组在接班后需要检查源瓶内的源液与否足够，假如源液面高于源瓶的进气管下口局限性5毫米时（源瓶水平放置）必须更换源瓶。更换源瓶须专人负责，严格执行源瓶操作规程，未通过严格培训者不能更换，在更换时必须有两个人同步在场，更换结束后要认真填写更换记录。9、注意事项

1、石英舟架的最前端距离桨前端的距离应当为5cm，这样即可保证石英舟架在放入到石英管内后的位置恰好在5个温区的正中间。

2、石英舟及其他石英器件与否有破损，假如有破损要停止使用，更换新的。

3、直线轨道上假如出现滴落的残液要立即擦拭，防止腐蚀轨道及导轨滑块。

4、检查石英门与石英管口与否还留有缝隙，如有密封不严，需调整限位开关以及石英门。

5、在工艺运行过程中假如出现多种报警，如多种气体流量、