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上饶旧太阳能光伏板性价比出众
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发布时间: 2021-04-22 21:46
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视频作者:苏州振鑫焱光伏科技有限公司





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扩散工艺

扩散目的

在来料硅片 P 型硅片的基础上扩散一层 N 型磷源,形成 PN 结。

扩散原理

POCl 3 在高温下 ( > 600 ℃ ) 分解生成五氯化磷 ( PCl 5 ) 和五氧化二磷 ( P 2 O 5 ), 其反应式如下 :

5POCl 3=3PCl 5 P 2 O 5

生成的 P 2 O 5 在扩散温度下与硅反应 , 生成二氧化硅 ( SiO 2 ) 和磷原子 , 其反应式如下 :

2P 2 O 5 5Si = 5SiO 2   4PPOCl 3

热分解时,如果没有外来的氧( O 2 )参与其分解是不充分的,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。但在有外来 O2 存在的情况下, PCl 5 会进一步分解成 P2O 5 并放出氯气( Cl 2 )其反应式如下:  

4PCl 5 5O 2=2P 2 O 5 10Cl 2  

生成的 P 2 O 5 又进一步与硅作用,生成 SiO 2 和磷原子,由此可见,在磷扩散时,为了促使 POCl3 充分的分解和避免 PCl 5 对硅片表面的腐蚀作用,必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。就这样 POCl 3 分解产生的 P 2 O 5 淀积在硅片表面, P 2O 5 与硅反应生成 SiO 2 和磷原子,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。





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影响因素

1 .频率

射频 PECVD 系统大都采用 50kHz~13.56 MHz 的工业频段射频电源。较高频率( >4MHz )沉积的氮化硅薄膜具有更好的钝化效果和稳定性。

2 .射频功率

增加 RF 功率通常会改善 SiN 膜的质量。但是,功率密度不宜过大,超过 1W/cm2 时器件会造成严重的射频损伤。

3 .衬底温度

PECVD 膜的沉积温度一般为 250 ~ 400 ℃ 。这样能保证氮化硅薄膜在HF 中有足够低的腐蚀速率,并有较低的本征压力,从而有良好的热稳定性和抗裂能力。低于 200 ℃ 下沉积的氮化硅膜,本征应力很大且为张应力,而温度高于 450 ℃ 时膜容易龟裂。

4 .气体流量

影响氮化硅膜沉积速率的主要气体是 SiH4 。为了防止富硅膜,选择NH3/SiH4=2~20 (体积比)。气体总流量直接影响沉积的均匀性。为了防止反应区下游反应气体因耗尽而降低沉积速率,通常采用较大的气体总流量,以保证沉积的均匀性。

5 .反应气体浓度

SiH4 的百分比浓度及 SiH4/NH3 流量比,对沉积速率、氮化硅膜的组分及物化性质均有重大影响。

理想 Si3N4 的 Si/N = 0.75 ,而 PECVD 沉积的氮化硅的化学计量比会随工艺不同而变化,但多为富硅膜,可写成 SiN 。因此,必须控制气体中的 SiH4 浓度,不宜过高,并采用较高的 SiN 比。除了 Si 和 N 外, PECVD 的氮化硅一般还包含一定比例的氢原子,即 SixNyHZ 或 SiNx :H 。

6 .反应压力、和反应室尺寸 等都是影响氮化硅薄膜的性能工艺参数。







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