電池片全工序基礎(chǔ)工藝培訓(xùn)資料

1、培訓(xùn)資料前道一 制絨工藝制絨目的1.消除表面硅片有機(jī)物和金屬雜質(zhì)。2.去處硅片表面機(jī)械損傷層。3.在硅片表面形成表面組織，增加太陽光的吸收減少反射。工藝流程來料，開盒，檢查，裝片，稱重，配液加液，制絨，甩干，制絨后稱重，絨面檢查，流出。單晶制絨1號(hào)機(jī)槽號(hào)123456789 作用超聲溢流制絨槽超聲噴淋溢流成份檸檬酸/雙氧水+氨水純水NaOH+IPA+Na2SiO3純水配液6瓶/25L+25L5瓶+3瓶+3瓶補(bǔ)加 液100-150g+1L無溫度90/606080常溫時(shí)間300/600200/5001200s3003004002號(hào)機(jī)槽號(hào)123456789 作用酸腐制絨槽酸洗溢流酸洗溢流溢流噴淋成份純

2、水HCL純水HF純水配液16L12L補(bǔ)加 液時(shí)間440 420 400400200400200200300甩干噴水（S）噴氮（S）延時(shí)（S）壓力MPa低速/高速（r/m）溫度30320100.40.7200/300128基本原理1#超聲去除有機(jī)物和表面機(jī)械損傷層。目前采用檸檬酸超聲，和雙氧水與氨水混合超聲。3#4#5#6#制絨利用NaOH溶液對(duì)單晶硅片進(jìn)行各向異性腐蝕的特點(diǎn)來制備絨面。當(dāng)各向異性因子（100）面與（111）面單晶硅腐蝕速率之比）=10時(shí)，可以得到整齊均勻的金字塔形的角錐體組成的絨面。絨面具有受光面積大，反射率低的特點(diǎn)?？梢蕴岣邌尉Ч杼柲茈姵氐亩搪冯娏?，從而提高太陽能電池的光轉(zhuǎn)

3、換效率?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式：Si+2NaOH+H2O=Nasio3+2H2影響因素1.溫度溫度過高，首先就是IPA不好控制，溫度一高，IPA的揮發(fā)很快，氣泡印就會(huì)隨之出現(xiàn)，這樣就大大減少了PN結(jié)的有效面積，反應(yīng)加劇,還會(huì)出現(xiàn)片子的漂浮，造成碎片率的增加?？煽爻潭龋赫{(diào)節(jié)機(jī)器的設(shè)置，可以很好的調(diào)節(jié)溫度。2.時(shí)間金字塔隨時(shí)間的變化：金字塔逐漸冒出來；表面上基本被小金字塔覆蓋，少數(shù)開始成長；金字塔密布的絨面已經(jīng)形成，只是大小不均勻，反射率也降到比較低的情況；金字塔向外擴(kuò)張兼并，體積逐漸膨脹，尺寸趨于均等，反射率略有下降。可控程度：調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)，可以精確的調(diào)節(jié)時(shí)間。3.IPA1.協(xié)助氫氣的釋放。2.減弱Na

4、OH溶液對(duì)硅片的腐蝕力度，調(diào)節(jié)各向因子。純NaOH溶液在高溫下對(duì)原子排列比較稀疏的100晶面和比較致密的111晶面破壞比較大，各個(gè)晶面被腐蝕而消融，IPA明顯減弱NaOH的腐蝕強(qiáng)度，增加了腐蝕的各向異性，有利于金字塔的成形。乙醇含量過高，堿溶液對(duì)硅溶液腐蝕能力變得很弱，各向異性因子又趨于1?？煽爻潭龋焊鶕?jù)首次配液的含量，及每次大約消耗的量，來補(bǔ)充一定量的液體，控制精度不高。4.NaOH形成金字塔絨面。NaOH濃度越高，金字塔體積越小，反應(yīng)初期，金字塔成核密度近似不受NaOH濃度影響，堿溶液的腐蝕性隨NaOH濃度變化比較顯著，濃度高的NaOH溶液與硅反映的速度加快，再反應(yīng)一段時(shí)間后，金字塔體積更

5、大。NaOH濃度超過一定界限時(shí)，各向異性因子變小，絨面會(huì)越來越差，類似于拋光?？煽爻潭龋号cIPA類似，控制精度不高。5.Na2SiO3SI和NaOH反應(yīng)生產(chǎn)的Na2SiO3和加入的Na2SiO3能起到緩沖劑的作用，使反應(yīng)不至于很劇烈,變的平緩。Na2SiO3使反應(yīng)有了更多的起點(diǎn)，生長出的金字塔更均勻，更小一點(diǎn) Na2SiO3多的時(shí)候要及時(shí)的排掉，Na2SiO3導(dǎo)熱性差，會(huì)影響反應(yīng),溶液的粘稠度也增加，容易形成水紋、花藍(lán)印和表面斑點(diǎn)?？煽爻潭龋汉茈y控制。4#酸洗HCL去除硅片表面的金屬雜質(zhì)鹽酸具有酸和絡(luò)合劑的雙重作用，氯離子能與多種金屬離子形成可溶與水的絡(luò)合物。6#酸洗HF去除硅片表面氧化層，S

6、iO2+6HF=H2siF6+2H2O?？刂泣c(diǎn)1減薄量定義：硅片制絨前后的前后重量差。控制范圍單晶125，硅片厚度在200±25微米以上，減薄量在0.5±0.2g；硅片厚度在200±25微米以上，減薄量在0.4±0.2g。單晶156，首籃減薄量在0.7±0.2g；以后減薄量在0.6±0.2g。2絨面判斷標(biāo)準(zhǔn)：成核密度高，大小適當(dāng)，均勻?？刂品秶?jiǎn)尉В航鹱炙叽?10um。3外觀無缺口，斑點(diǎn)，裂紋，切割線，劃痕，凹坑，有無白斑，贓污。異常處理問題原因解決方法硅片表面大部分發(fā)白，發(fā)白區(qū)域未出絨面1.NaOH含量偏低，不能充分進(jìn)行反應(yīng)，或

7、者IPA含量過高，抑止反應(yīng)進(jìn)行。1.首先判斷原因。2.增加NaOH的濃度，減少IPA的用量。3.如果不能調(diào)節(jié)，重新配制溶液。2.如果表現(xiàn)后續(xù)返工可以處理發(fā)白區(qū)域，則可以斷定NaOH濃度不夠。采用稀堿超聲。3.表面清潔度不好。延長超聲時(shí)間。4.溶液狀態(tài)不夠均勻。1.對(duì)溶液進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，補(bǔ)加溶液必須先溶解，加入之后必須進(jìn)行溶液充分?jǐn)嚢?，使用燒杯或竿進(jìn)行“8”字形狀攪拌溶液。2.查看電源控制柜相應(yīng)的加熱開關(guān)是否都在正常工作。硅片表面有白斑，部分白斑區(qū)域出現(xiàn)在不同硅片同一位置，白斑區(qū)域明顯表現(xiàn)為被覆蓋沒有出絨現(xiàn)象硅片表面的有機(jī)物等污染物粘附于硅片表面，阻止硅片制絨。只使用檸檬酸進(jìn)行超聲，中間對(duì)超聲槽溶

8、液進(jìn)行更換。硅片過腐，表現(xiàn)為絨面角錐體過大，減薄量過大堿濃度過大或反應(yīng)溫度過大，導(dǎo)致在<100>面上反應(yīng)速率遠(yuǎn)大于  <111>面上反應(yīng)速率。測(cè)試溫度，確定是否為80度；稀釋溶液濃度，同時(shí)保證溶液的均勻性；降低下次堿配制的濃度。單晶硅片四邊都有白邊仍有白邊部份硅片反應(yīng)不夠充分，這部份對(duì)中間無白邊部份偏厚。換言之，整個(gè)硅片化學(xué)反應(yīng)不夠均勻，中間部份反應(yīng)放熱不易，導(dǎo)致反應(yīng)激烈。保證溶液均勻，控制硅片中心速度，增加緩沖劑。硅酸鈉溶液可視為緩沖劑。硅片兩側(cè)出現(xiàn)“花藍(lán)印”的白邊由于溶液中硅酸鈉的濃度過大，粘稠度增加，使得承片盒與硅片接觸的地方得不到充分反應(yīng)。視

9、花藍(lán)印的嚴(yán)重程度和數(shù)量。通常需要對(duì)溶液進(jìn)行部分排放，并進(jìn)行補(bǔ)對(duì)。鼓泡此時(shí)一定要開啟。雨點(diǎn)氫氣泡粘附或氫氣泡移動(dòng)緩慢形成。雨點(diǎn)處的絨面相對(duì)正常區(qū)域主要表現(xiàn)為制絨不夠。1、 及早發(fā)現(xiàn)，并進(jìn)行IPA補(bǔ)加，通常會(huì)去掉或消弱痕跡。2、 即使形成雨點(diǎn)狀不必繼續(xù)返工，鍍完減反射膜，可以蓋住。但這并不是成為做出雨點(diǎn)而不加以改善的理由。制絨時(shí)槽內(nèi)硅片區(qū)域性發(fā)白溶液不均勻或硅片本身原因?qū)е隆ｉL時(shí)間制絨未見效果，對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行少許NaOH補(bǔ)充，撒在相應(yīng)槽區(qū)域即可；下次制絨之前需要對(duì)溶液攪拌均勻。制絨時(shí)硅片漂浮制絨IPA量不足，導(dǎo)致氫氣粘附于硅片表面，沒有及時(shí)被帶走。補(bǔ)加相應(yīng)IPA量即可。返工處理二 擴(kuò)散工藝擴(kuò)散目的

10、在來料硅片P型硅片的基礎(chǔ)上擴(kuò)散一層N型磷源，形成PN結(jié)。擴(kuò)散原理POCl3在高溫下（>600）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反應(yīng)式如下：5POCl3 =3PCl5+P2O5生成的P2O5在擴(kuò)散溫度下與硅反應(yīng)，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反應(yīng)式如下： 2P2O5 + 5Si = 5SiO2 + 4PPOCl3熱分解時(shí)，如果沒有外來的氧（O2）參與其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且對(duì)硅有腐蝕作用，破壞硅片的表面狀態(tài)。但在有外來O2存在的情況下，PCl5會(huì)進(jìn)一步分解成P2O5并放出氯氣（Cl2）其反應(yīng)式如下： 4PCl5+5O2 =2P2O5+

11、10Cl2 生成的P2O5又進(jìn)一步與硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可見，在磷擴(kuò)散時(shí)，為了促使POCl3充分的分解和避免PCl5對(duì)硅片表面的腐蝕作用，必須在通氮?dú)獾耐瑫r(shí)通入一定流量的氧氣。就這樣POCl3分解產(chǎn)生的P2O5淀積在硅片表面，P2O5與硅反應(yīng)生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一層磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中進(jìn)行擴(kuò)散。擴(kuò)散類型1.恒定源擴(kuò)散：在穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的條件下，單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于擴(kuò)散方向的單位面積的擴(kuò)散質(zhì)量與該截面處的濃度梯度成正比。2.限定源擴(kuò)散：在再分布過程中，擴(kuò)散是在限定源的條件下進(jìn)有的，整個(gè)擴(kuò)散過程的雜質(zhì)源，限定于擴(kuò)散前積累在硅片表面的無限薄層內(nèi)的雜質(zhì)總量，沒有外來

12、雜質(zhì)補(bǔ)充即在硅片表面處的雜質(zhì)流密度。 車間使用的是兩步擴(kuò)散：預(yù)淀積+擴(kuò)散。預(yù)擴(kuò)散是恒定源擴(kuò)散，主要是使得硅片表面氣體濃度一致，保持整批方塊電阻是均勻性。主擴(kuò)散是限定源擴(kuò)散，并且在主擴(kuò)散后通入大氮?dú)怏w，作為推進(jìn)氣體，加大PN結(jié)深度。工藝流程TempressStep No.Step NameMessage 說明0Load/UnloadStand By等待并準(zhǔn)備開始，溫度為Temp.Normal Recipe:0，舟的位置在起點(diǎn)，只通大N21Load InBoat In進(jìn)舟2Paddle OutBoat Out出漿3RecoveryStabilize升高溫度，等待溫度達(dá)到擴(kuò)散溫度4Stabilize

13、Stabilize穩(wěn)定溫度5PrepurgePrepurge預(yù)擴(kuò)散，大N2流量增加，通小N2和O26POCL3 DepDeposition擴(kuò)散7PostpurgePostpurge再分布8Cool downCool down冷卻，溫度為Temp.Normal Recipe:0，只通大N29Paddle InBoat In進(jìn)漿10Load BoatBoat Out出舟11ReturnLoad/Unload返回Step 0，等待開始12Critical StopStand By緊急停止跳步程序48所步號(hào)時(shí)間Zone1Zone2Zone3小N2大N2干O2說明15408508408400250000

14、進(jìn)舟，準(zhǔn)備并升溫，此時(shí)只通大N226008908808800250000將溫度升到擴(kuò)散的要求，只通大N236008908808801200320002200預(yù)擴(kuò)散，小量小N2和干O2，大N2流量增加47008908808800250001000將源氣體反應(yīng)完全，只通干大N2和O2512008908808801500320002500擴(kuò)散再分布，通足量的大N2，小N2和干O2612008508408400250001000同步473008508508500250000降低溫度，此時(shí)只通大N285408508508500250000出舟并等待開始影響因素1.溫度溫度T越高，擴(kuò)散系數(shù)D越大，擴(kuò)散速度

15、越快。2.時(shí)間對(duì)于恒定源：時(shí)間t越長結(jié)深越深，但表面濃度不變。對(duì)于限定源：時(shí)間t越長結(jié)深越深，表面濃度越小。3.濃度決定濃度是因素：氮?dú)饬髁?、源溫。表面濃度越大，擴(kuò)散速度越快。4.第三組元主要是摻硼量對(duì)擴(kuò)散的影響，雜質(zhì)增強(qiáng)擴(kuò)散機(jī)制。在二元合金中加入第三元素時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)也會(huì)發(fā)生變化。摻硼量越大，擴(kuò)散速率越快。即電阻率越小，越容易擴(kuò)散?？刂泣c(diǎn)方塊電阻，外觀，單片均勻性，整管均勻性。方塊電阻：表面為正方形的半導(dǎo)體薄層在電流方向所呈現(xiàn)的電阻。R=電阻率*L/S,對(duì)方塊硅片，長度等于寬度，則R=電阻率/厚度，方塊電阻(Ns*Xj) Ns：電化學(xué)濃度，Xj：擴(kuò)散結(jié)深?？刂品秶行姆綁K電阻：?jiǎn)尉В?248。

16、同一硅片擴(kuò)散方塊電阻中心值不均勻度：小于等于12%（48）10%（T）。同一爐擴(kuò)散方塊電阻中心值不均勻度：小于等于25%（48）15%（T）。48所擴(kuò)散過程中問題解決方案問題原因解決方法擴(kuò)散不到1.爐門沒關(guān)緊，有源被抽風(fēng)抽走。2.攜帶氣體大氮量太小，不能將源帶到管前。3.管口抽風(fēng)太大。1.由設(shè)備人員將爐門重新定位，確保石英門和石英管口很好貼合。2.增大攜帶氣體大氮的流量。3.將石英門旁邊管口抽風(fēng)減小。擴(kuò)散方塊電阻偏高/偏低偏高：1.擴(kuò)散溫度偏低。2.源量不夠，不能足夠摻雜。3.源溫較低于設(shè)置20度。 4.石英管飽和不夠。1.升高擴(kuò)散溫度，加大源量.2.延長擴(kuò)散時(shí)間。3.增加淀積溫度。偏低。 1

17、.擴(kuò)散溫度偏高。 2.源溫較高于20度。1.減小擴(kuò)散溫度。2.減少擴(kuò)散時(shí)間。3.減少淀積溫度。擴(kuò)散片與片間方塊電阻不均勻擴(kuò)散溫度不均勻重新拉擴(kuò)散爐管恒溫?cái)U(kuò)散后單片上方塊電阻不均勻擴(kuò)散氣流不均勻，單片上源沉積不均勻。1.調(diào)整擴(kuò)散氣流量，加勻流板。2.調(diào)整擴(kuò)散片與片之間距離。擴(kuò)散后硅片上有色斑甩干機(jī)擴(kuò)散前硅片沒甩干調(diào)整甩干機(jī)設(shè)備及工藝條件擴(kuò)散過程中偏磷酸滴落長時(shí)間擴(kuò)散后對(duì)擴(kuò)散管定期進(jìn)行HF浸泡清洗環(huán)境濕度過大增大除濕機(jī)功率太陽能電池效率忽高忽低擴(kuò)散間或石英管被污染，特別是在生產(chǎn)線被改造時(shí)最明顯。清洗石英管及石英制品，加強(qiáng)擴(kuò)散間工藝衛(wèi)生，強(qiáng)化TCA。擴(kuò)散方塊電阻正常，但填充因子偏低。品質(zhì)因子有問題，

18、 n趨向于2，J02偏大，表明結(jié)區(qū)復(fù)合嚴(yán)重。方法同上Tempress擴(kuò)散過程中問題解決方案問題原因解決方法方塊電阻在源一側(cè)低，爐口處高1. 爐門與爐管的密封性不好2. 尾部排氣嚴(yán)重3. 假片數(shù)量太少1. 調(diào)整爐門密封性2. 減少尾部排氣氣流3. 使用更多的假片單片（交叉）方塊電阻在源一側(cè)低，爐口處高1. 爐門與爐管的密封性不好2. 尾部排氣嚴(yán)重3. 假片數(shù)量太少1. 調(diào)整爐門密封性2. 減少尾部排氣氣流3. 使用更多的假片單片（交叉）方塊電阻均勻性差1. POCl3 不夠2. 排氣壓力過高3. 沉積溫度過高1. 增加小N2流量2. 降低排氣壓力3. 降低沉積溫度頂部的方塊電阻低，底部的高1.

19、舟被污染2. 校準(zhǔn)硅片不是最好的（可能被磨光）3. 硅片在爐管中的位置太高4. 槳比硅片和爐管溫度低1. 使用新的干凈的舟2. 使用好的校準(zhǔn)硅片，而不是磨光。3. 使用低腳的舟。4. 在升溫步后插入回溫步驟。邊緣處方塊電阻低，中心高1. 假片被污染2. 校準(zhǔn)硅片不是最好的（可能被磨光）3. 硅片在爐管中的位置太高4. 槳比硅片和爐管溫度低1. 使用新的假片2. 使用好的校準(zhǔn)硅片，而不是磨光3. 使用低腳的舟4. 在升溫步后插入穩(wěn)定溫度步驟方塊電阻均勻性不連續(xù)1. 爐管和舟沒有飽和2. 假片被污染3. 校準(zhǔn)硅片不是最好的（可能被磨光）4. 石英件或硅片臟5. 沿著擴(kuò)散爐通風(fēng)6. 氣流不足1. 預(yù)

20、先處理爐管和舟2. 使用新的假片3. 使用好的校準(zhǔn)硅片，而不是磨光4. 清洗爐管、舟、隔熱包塊和勻流擋板5. 使用干凈的硅片6. 通過關(guān)閉可能的通風(fēng)孔減小通風(fēng)或者減小潔凈室的過壓。7. 增加N2和干O2流量整管方塊電阻太高1. 沉積時(shí)間過短2. 沉積溫度過低3. 時(shí)間太短4. 推進(jìn)溫度太低1. 增加沉積時(shí)間2. 增加沉積溫度3. 增加推進(jìn)溫度4. 增加推進(jìn)溫度整管方塊電阻太低1. 沉積時(shí)間過長2. 沉積溫度過高3. 推進(jìn)時(shí)間太長4. 推進(jìn)溫度太高1. 減少沉積時(shí)間2. 減少沉積溫度3. 減少推進(jìn)溫度4. 減少推進(jìn)溫度返工處理方塊電阻不在規(guī)定范圍內(nèi)：1.輕微超出范圍要求重新擴(kuò)散，嚴(yán)重超出要求重新

21、制絨。2.低于范圍要求從新制絨。氧化發(fā)藍(lán)：去PSG工序，反面擴(kuò)散。色斑等由硅片表面問題引起的玷污：去PSG后從新制絨。偏磷酸：去PSG后，重新制絨。三 刻蝕工藝刻蝕目的將硅片邊緣的帶有的磷去除干凈，避免PN結(jié)短路造成并聯(lián)電阻降低?？涛g原理采用干法刻蝕。采用高頻輝光放電反應(yīng)，采用高頻輝光放電反應(yīng)，使反應(yīng)氣體激活成活性粒子，如原子或各種游離基，這些活性粒子擴(kuò)散到硅片邊緣，在那里與硅進(jìn)行反應(yīng)，形成揮發(fā)性生成物四氟化硅而被去除?；瘜W(xué)公式：CF4+SIO2=SIF4+CO2工藝流程預(yù)抽，主抽，送氣，輝光，抽空，清洗，預(yù)抽，主抽 ，充氣。影響因素2.時(shí)間PN結(jié)依然有可能短路造成并聯(lián)電阻降低。4. 壓力壓力

22、越大，氣體含量越少，參與反應(yīng)的氣體也越多，刻蝕也越充份。去磷硅玻璃擴(kuò)散過程中，POCl3分解產(chǎn)生的P2O5淀積在硅片表面， P2O5與Si反應(yīng)生成SiO2和磷原子，這一含有磷原子的二氧化硅層稱之為磷硅玻璃?；驹砝肏F能SiO2反應(yīng)，與其反應(yīng)式為：SiO2+4HFSiF4+2H2O但是如果HF過量，則SiF4會(huì)和HF繼續(xù)反應(yīng)，總的反應(yīng)式為：SiO2+6HFH2SiF6+2H2O工藝流程槽號(hào)1234成分HF HCL純水純水純水配液8L 8L時(shí)間180220220220注意事項(xiàng)工 序故障表現(xiàn)診 斷措 施刻蝕硅片邊緣呈現(xiàn)暗色（刻通正常為金屬色）工藝一般不會(huì)有問題，主要是刻蝕機(jī)器出現(xiàn)故障，通常伴有

23、壓力不穩(wěn)定、輝光顏色不正常、功率和反射功率超出范圍、氣體流量偏出設(shè)定值等現(xiàn)象停止使用，要求設(shè)備進(jìn)行檢修。有效刻蝕寬度過大（鉆刻、刻過現(xiàn)象）硅片沒有被夾具加緊，存在縫隙；硅片沒有被對(duì)其；環(huán)氧板變形，邊緣向里延伸；加強(qiáng)員工意識(shí)，要求操作規(guī)范；更換出現(xiàn)問題的環(huán)氧板。去PSGPECVD工序存在水紋印清洗后的硅片沒有及時(shí)甩干清洗之后的硅片必須立刻甩干，不能滯留在空氣中。PECVD工序有鍍膜發(fā)白現(xiàn)象清洗不干凈；甩干后的硅片在空氣中暴露時(shí)間過長，導(dǎo)致氧化做返工處理，對(duì)硅片必須清洗干凈，甩干之后的硅片不能放置于空氣中，必須及時(shí)鍍膜，否則重新清洗。返工處理測(cè)試邊緣為N型：重新刻蝕。后道四 PECVDPE目的在硅

24、片表面沉積一層氮化硅減反射膜，以增加入射在硅片上的光的透射，減少反射，氫原子攙雜在氮化硅中附加了氫的鈍化作用。其化學(xué)反應(yīng)可以簡(jiǎn)單寫成：SiH4+NH3=SiN:H+3H2。基本原理PECVD技術(shù)原理是利用低溫等離子體作能量源，樣品置于低氣壓下輝光放電的陰極上，利用輝光放電（或另加發(fā)熱體）使樣品升溫到預(yù)定的溫度，然后通入適量的反應(yīng)氣體，氣體經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)和等離子體反應(yīng)，在樣品表面形成固態(tài)薄膜。PECVD方法區(qū)別于其它CVD方法的特點(diǎn)在于等離子體中含有大量高能量的電子，它們可以提供化學(xué)氣相沉積過程所需的激活能。電子與氣相分子的碰撞可以促進(jìn)氣體分子的分解、化合、激發(fā)和電離過程，生成活性很高的各種化

25、學(xué)基團(tuán)，因而顯著降低CVD薄膜沉積的溫度范圍，使得原來需要在高溫下才能進(jìn)行的CVD過程得以在低溫下實(shí)現(xiàn)。 基本特征1.薄膜沉積工藝的低溫化（<450）。2.節(jié)省能源，降低成本。3.提高產(chǎn)能。4.減少了高溫導(dǎo)致的硅片中少子壽命衰減。擴(kuò)散方式PE設(shè)備有兩類：平板式和管式。按反應(yīng)方式分為：直接式（島津）和間接式（RothRau ）。直接式：基片位于一個(gè)電極上，直接接觸等離子體。 間接式：基片不接觸激發(fā)電極。在微波激發(fā)等離子的設(shè)備里，等離子產(chǎn)生在反應(yīng)腔之外，然后由石英管導(dǎo)入反應(yīng)腔中。在這種設(shè)備里微波只激發(fā)NH3，而SiH4直接進(jìn)入反應(yīng)腔。間接PECVD的沉積速率比直接的要高很多，這對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)尤

26、其重要。影響因素1頻率射頻PECVD系統(tǒng)大都采用50kHz13.56 MHz的工業(yè)頻段射頻電源。較高頻率（>4MHz）沉積的氮化硅薄膜具有更好的鈍化效果和穩(wěn)定性。2射頻功率增加RF功率通常會(huì)改善SiN膜的質(zhì)量。但是，功率密度不宜過大，超過1W/cm2時(shí)器件會(huì)造成嚴(yán)重的射頻損傷。3襯底溫度PECVD膜的沉積溫度一般為250400。這樣能保證氮化硅薄膜在HF中有足夠低的腐蝕速率，并有較低的本征壓力，從而有良好的熱穩(wěn)定性和抗裂能力。低于200下沉積的氮化硅膜，本征應(yīng)力很大且為張應(yīng)力，而溫度高于450時(shí)膜容易龜裂。4氣體流量影響氮化硅膜沉積速率的主要?dú)怏w是SiH4。為了防止富硅膜，選擇NH3/S

27、iH4=220（體積比）。氣體總流量直接影響沉積的均勻性。為了防止反應(yīng)區(qū)下游反應(yīng)氣體因耗盡而降低沉積速率，通常采用較大的氣體總流量，以保證沉積的均勻性。5反應(yīng)氣體濃度SiH4的百分比濃度及SiH4/NH3流量比，對(duì)沉積速率、氮化硅膜的組分及物化性質(zhì)均有重大影響。理想Si3N4的Si/N0.75，而PECVD沉積的氮化硅的化學(xué)計(jì)量比會(huì)隨工藝不同而變化，但多為富硅膜，可寫成SiN。因此，必須控制氣體中的SiH4濃度，不宜過高，并采用較高的SiN比。除了Si和N外，PECVD的氮化硅一般還包含一定比例的氫原子，即SixNyHZ或SiNx :H。6反應(yīng)壓力、和反應(yīng)室尺寸等都是影響氮化硅薄膜的性能工藝參

28、數(shù)。控制點(diǎn)折射率PECVD氮化硅膜的折射率隨Si/N比在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，n=1.8-2.4.氮原子含量增加，折射率降低;硅原子含量增加，折射率增大。此外，還和沉積溫度有關(guān)，沉積溫度提高，折射率增大，這是由于溫度升高使薄膜致密度提高的緣故?？刂品秶?.02.15膜厚：氮化硅膜的厚度。控制范圍：?jiǎn)尉В?0mm83mm。多晶：導(dǎo)津，76mm89mm；ROTH&RAU，70mm83mm。異常處理故障表現(xiàn)診 斷措 施RothRau整體鍍膜顏色不符合要求氮化硅層厚度偏離正常范圍調(diào)整帶速至顏色符合要求，偏紫增加帶速，偏藍(lán)降低帶速。石墨托盤兩邊和中間鍍膜顏色有差異兩邊和中間沉積速率不同調(diào)節(jié)兩邊微波峰

29、值功率或Ton, Toff使鍍膜均勻。部分氣孔堵塞用N2吹掃15-30分鐘，嚴(yán)重的要打開腔室手工通孔，并每半年更換一次gas shower鍍膜顏色不穩(wěn)定微波反射功率異常，或微波有泄漏停止工藝，重新安裝微波天線或更換石英管。沉壓后顏色異常折射率不在范圍內(nèi)調(diào)整NH3和SiH4流量比例使折射率達(dá)到要求。壓強(qiáng)達(dá)不到工藝要求腔體有漏氣重新開腔擦拭密封圈或更換密封圈、更換或重裝石英管或其管口密封圈，嚴(yán)重時(shí)用氦檢儀做漏氣點(diǎn)檢查并排除異常。膜層顏色黯淡無光澤反應(yīng)腔室漏氣或氣壓偏高通知設(shè)備人員檢修。SiH4流量過高降低SiH4流量，但要保證折射率正常。腔體內(nèi)有硅片碎片載板掛鉤變形或傳動(dòng)軸異常有掛鉤變形的載板要及

30、時(shí)更換，傳動(dòng)軸擦拭或有異常請(qǐng)?jiān)O(shè)備檢修。Cart 卡在腔體內(nèi)傳感器或傳動(dòng)軸異常請(qǐng)?jiān)O(shè)備檢修。CART某部位突然出現(xiàn)片子偏薄，位置固定加熱腔體內(nèi)有碎片清掃維護(hù)時(shí)，拿除腔體加熱器上的碎片，偏薄現(xiàn)象就會(huì)消失。島津整體鍍膜顏色不符要求氮化硅層厚度偏離正常范圍調(diào)整鍍膜時(shí)間至顏色符合要求，偏藍(lán)減少時(shí)間，偏紅增加時(shí)間。CART上邊緣片子嚴(yán)重偏薄，位置固定一般發(fā)生在清掃后，或更換泵、泵油等狀況下，部分電極板特氣孔堵塞所致通過更長時(shí)間的工藝運(yùn)行，打開特氣孔后即會(huì)自行恢復(fù)正常。鍍膜顏色不穩(wěn)定氣體流量不穩(wěn)或電極板異常檢修氣體流量閥或電極板到了壽命，更換電極板。鍍膜時(shí)顏色異常折射率不在范圍內(nèi)調(diào)整NH3和SiH4流量比例和

31、總流量時(shí)折射率達(dá)到要求。某腔體由于溫度過高，超出設(shè)定溫度，造成CART滯留，不能進(jìn)入下一腔體。測(cè)溫裝置(熱電偶)或其附件有問題，造成測(cè)溫偏差。設(shè)備需檢驗(yàn)測(cè)溫裝置并更換備件。電池Rsh突然明顯異常L/C或H/C腔漏氣、電極板質(zhì)量問題，未到了更換期限，提前到了使用壽命、清掃時(shí)帶入污染源。若漏氣需設(shè)備檢漏并維修；若電極板原因，視情況嚴(yán)重，可協(xié)調(diào)縮短更換周期，安排更換電極板；若分析是清掃時(shí)污染的原因，可通過空跑一定時(shí)間，帶出污染源。清掃后效率突然嚴(yán)重下降。清掃時(shí)帶入污染源所致。正常工藝空跑一段時(shí)間，帶出污染源。返工處理膜厚折射率在范圍之外，色澤不勻，鍍膜雜質(zhì)嚴(yán)重：去PSG工序把膜去掉，HF10桶，去膜

32、時(shí)間900-1000秒，其他槽水洗360秒。思考與問題五 絲網(wǎng)印刷基本原理基本原理：利用網(wǎng)版圖文部分網(wǎng)孔透墨，非圖文部分網(wǎng)孔不透墨的基本原理進(jìn)行印刷。印刷時(shí)在網(wǎng)版上加入漿料，刮膠對(duì)網(wǎng)版施加一定壓力，同時(shí)朝網(wǎng)版另一端移動(dòng)。漿料在移動(dòng)中從網(wǎng)孔中擠壓到承印物上，由于粘性作用而固著在一定范圍之內(nèi)。由于網(wǎng)版與承印物之間保持一定的間隙，網(wǎng)版通過自身的張力產(chǎn)生對(duì)刮膠的回彈力，使網(wǎng)版與承印物只呈移動(dòng)式線接觸，而其它部分與承印物為脫離狀態(tài)，漿料與絲網(wǎng)發(fā)生斷裂運(yùn)動(dòng)，保證了印刷尺寸精度。刮膠刮過整個(gè)版面后抬起，同時(shí)網(wǎng)版也抬起，并通過回墨刀將漿料輕刮回初始位置，完成一個(gè)印刷行程。絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)版，刮膠，漿料，印刷臺(tái)，承印

33、物漿料體系銀鋁漿：背面導(dǎo)體，作為背電極，提供可焊性。鋁漿：背面導(dǎo)體，作為背面電場(chǎng)，收集電流。銀漿：正面導(dǎo)體，作為正電極，收集電荷。影響因素1.印刷壓力的影響在印刷過程中刮膠要對(duì)絲網(wǎng)保持一定的壓力，且這個(gè)力必須是適當(dāng)?shù)?。印刷壓力過大，易使網(wǎng)版、刮膠使用壽命降低，使絲網(wǎng)變形，導(dǎo)致印刷圖形失真。印刷壓力過小，易使?jié){料殘留在網(wǎng)孔中，造成虛印和粘網(wǎng)。在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)加大印刷壓力，透墨量會(huì)減小（漿料濕重減?。瑬啪€高度下降，寬度上升。2.印刷速度的影響印刷速度的設(shè)定必須兼顧產(chǎn)量和印刷質(zhì)量。對(duì)印刷質(zhì)量而言，印刷速度過快，漿料進(jìn)入網(wǎng)孔的時(shí)間就短，對(duì)網(wǎng)孔的填充性變差，印刷出的柵線平整性受損，易產(chǎn)生葫蘆狀柵線。印刷

34、速度上升，柵線線高上升，線寬下降。印刷速度變慢，下墨量增加，濕重上升。3.絲網(wǎng)間隙的影響在其他條件一定的情況下，絲網(wǎng)間隙與濕重大致有如右圖的關(guān)系：最初兩者幾乎呈比例上升，之后絲網(wǎng)間隙加大，濕重降低，最后突然變?yōu)榱?。絲網(wǎng)印刷時(shí)使用的是曲線的前半段（即呈比例上升段）。由此可知，絲網(wǎng)間隙加大，下墨量多，濕重增大。絲網(wǎng)間隙過大，易使印刷圖形失真；過小，容易粘網(wǎng)。刮膠硬度的影響刮膠材料一般為聚胺脂或氟化橡膠，硬度60-90A。刮膠硬度越大，印刷的圖形越精確，原圖的重現(xiàn)性越好。因此，正面柵線的印刷就需要選用硬度較高刮膠。刮膠硬度小，其他參數(shù)不變的情況下濕重就大，線高增加，線寬變大。4.刮膠角度的影響刮膠角

35、度的調(diào)節(jié)范圍為45-75度。實(shí)際的刮膠角度與漿料有關(guān)，漿料黏度越高，流動(dòng)性越差，需要刮膠對(duì)漿料向下的壓力越大，刮膠角度接就越小。在印刷壓力作用下，刮膠與絲網(wǎng)摩擦。開始一刷時(shí)近似直線，刮膠刃口對(duì)絲網(wǎng)的壓力很大，隨著印刷次數(shù)增加，刃口呈圓弧形，作用于絲網(wǎng)單位面積的壓力明顯減小，刮膠刃口處與絲網(wǎng)的實(shí)際角度小于45度，易使印刷線條模糊，粘網(wǎng)。在可調(diào)范圍內(nèi)，減小刮膠角度，下墨量增加，濕重加大。刮膠刃口鈍，下墨量多，線寬大。5.漿料黏度的影響印刷時(shí)漿料黏度的變化（觸變性）如右圖所示：漿料的黏度與流動(dòng)性呈反比，黏度越低，流動(dòng)性越大，可在一定程度保證印刷的質(zhì)量。漿料黏度過大，透墨性差，印刷時(shí)易產(chǎn)生桔皮、小孔。

36、漿料黏度過小，印刷的圖形易擴(kuò)大（柵線膨脹），產(chǎn)生氣泡、毛邊。6.紗厚、膜厚的影響一般情況下，絲網(wǎng)目數(shù)越低，線徑越粗，印刷后的漿料層越高，因此絲網(wǎng)目數(shù)較高時(shí)，印刷后漿料層就低一些。對(duì)于同目數(shù)的絲網(wǎng)，紗厚越厚，透墨量越少。在一定范圍內(nèi)，感光膠膜越厚，下墨量越大，印刷的柵線越高。但膜厚增大，易造成感光膠脫落。7.印刷臺(tái)面的影響印刷臺(tái)面的水平度：印刷時(shí)電池片被吸附于印刷臺(tái)面，若臺(tái)面不平，電池片在負(fù)壓下易破裂。一般電池片水平度應(yīng)小于0.02mm。印刷臺(tái)面與網(wǎng)版的平行度：決定了印刷漿料的一致性。一般二者平行度應(yīng)小于0.04mm。印刷臺(tái)的重復(fù)定位精度：太陽能電池片印刷臺(tái)的重復(fù)定位精度需達(dá)到0.01mm。參數(shù)

37、相互關(guān)系1.壓力與間距：壓力越大時(shí)，間距也大；因?yàn)閴毫Υ髸r(shí)，刮刀與網(wǎng)板接觸的地方凸出來也多，間距小的話，硅片承受的壓力加大，碎片的概率會(huì)加大。兩個(gè)參數(shù)當(dāng)中的一個(gè)改變, 另外一個(gè)不改, 就可能加大硅片碎的可能性或影響印刷質(zhì)量。 2.印刷速度影響到產(chǎn)能, 同時(shí)也影響到印刷到硅片漿料的多少。印刷參數(shù)的調(diào)整1.先把印刷速度改小，以方便在調(diào)試時(shí)能很好的觀察（如印刷速度為50mm)。 完全松開鎖定螺絲，并保證刮刀和回刮刀左右的固定螺絲未鎖，能自由活動(dòng)。 2.先設(shè)定印刷間距：印刷間距以漿料能很好的印刷到硅片為宜，無粘片和虛印。( 推薦為：1.5+0.3)3.在間距定下后，設(shè)定印刷壓力。壓力由小到大慢慢加，加

38、到在印刷時(shí)漿料能收干凈就可以。 參數(shù)的調(diào)整4.在壓力和間距設(shè)定好后，印刷一片看看印刷是否合格，否則再作微調(diào)。（印刷速度未改）5.合格后， 慢慢朝下擰鎖定螺絲，在感覺到鎖定螺絲剛碰到東西時(shí)，把鎖定螺絲鎖住。這個(gè)動(dòng)作相當(dāng)于找到了一個(gè)刮膠下降的一個(gè)限位，保證刮刀在壓力加大時(shí)不會(huì)再下壓。 6.然后加快印刷速度，并測(cè)印刷重量，如過大，則減速，過小，則加速。（推薦170mm)。燒結(jié)燒結(jié)目的干燥硅片上的漿料，燃盡漿料的有機(jī)組分，使?jié){料和硅片形成良好的歐姆接觸。燒結(jié)對(duì)電池片的影響銀漿的燒結(jié)很重要，對(duì)電池片電性能影響主要表現(xiàn)在串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻，即FF的變化。鋁漿燒結(jié)的目的使?jié){料中的有機(jī)溶劑完全揮發(fā)，并形成完好

39、的鋁硅合金和鋁層。局部的受熱不均和散熱不均可能會(huì)導(dǎo)致起包，嚴(yán)重的會(huì)起鋁珠。背面場(chǎng)經(jīng)燒結(jié)后形成的鋁硅合金，鋁在硅中是作為P型摻雜，它可以減少金屬與硅交接處的少子復(fù)合，從而提高開路電壓和短路電流，改善對(duì)紅外線的響應(yīng)。燒結(jié)過程1.室溫300度，溶劑揮發(fā)。2.300500度，有機(jī)樹脂分解排出，需要氧氣。3.400度以上，玻璃軟化。4.600度以上，玻璃與減反層反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電?？刂泣c(diǎn)1.印刷濕重型號(hào)背面電極印刷（g）背電場(chǎng)印刷(g)正面電極印刷(g)M125P125M156P1562.印刷外觀無缺印現(xiàn)象，電極圖形無異常，無漏漿現(xiàn)象，印刷均勻，電極無偏移3.燒結(jié)翹曲型號(hào)ABCM125 P125彎曲度2um

40、4umt2um4umM156 P156彎曲度3um5umt3um5um4.燒結(jié)外觀無缺口、裂紋、虛印、無斑點(diǎn)、臟污，無鋁包、鋁刺，背電場(chǎng)不掉粉、顏色均勻。異常處理工 序故障表現(xiàn)診 斷措 施印刷燒結(jié)印刷燒結(jié)印刷燒結(jié)外觀鋁珠印刷過厚降低印刷厚度，調(diào)整印刷參數(shù)提高印刷壓力、減小絲網(wǎng)間距絨面過大提醒制絨工序改善漿料不匹配更換其他型號(hào)漿料鋁皰印刷厚度偏薄增大印刷厚度，調(diào)整印刷參數(shù)降低印刷壓力、增大絲網(wǎng)間距印刷不均勻網(wǎng)版破損更換網(wǎng)版刮膠磨損更換刮膠刮膠安裝不良重新安裝刮膠絨面過大提醒制絨工序改善漿料問題漿料不均勻重新攪拌漿料異常更換另一個(gè)批次的漿料漿料型號(hào)更換其他型號(hào)漿料翹曲刮膠安裝不良重新安裝刮膠或者更換新刮膠印刷過厚降低印刷厚度，調(diào)整印刷參數(shù)提高印刷壓力、減小絲網(wǎng)間距硅片過薄更換抗彎曲漿料網(wǎng)版張力不均勻更換網(wǎng)版硅片厚薄不均原材料問題虛印斷線印刷頭在印刷行進(jìn)過程中抖動(dòng)需請(qǐng)?jiān)O(shè)備人員進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整解決網(wǎng)版制版不良更換網(wǎng)版，反饋供應(yīng)商印刷參數(shù)設(shè)置不合理調(diào)整印刷參數(shù)加大壓力，減小絲網(wǎng)間隙刮膠翹曲或者破損重新安裝刮膠或者更換新刮膠網(wǎng)版張力不均更換網(wǎng)版堵網(wǎng)擦拭網(wǎng)版或更換網(wǎng)版印刷臺(tái)面或者網(wǎng)框支架不平需請(qǐng)?jiān)O(shè)備人員進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整解決部分區(qū)域過厚或者過薄甚至缺印硅片本身厚度不均勻原材