扩散的目的：形成PN结    

PN结的制造：

Ø 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。

Ø 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。

Ø 也就是在晶体内部实现P型和N型半导体的接触 。

扩散装置示意图：

扩散炉总体结构：

Ø 控制部分、推舟净化部分、电阻加热炉部分、气源部分。

影响扩散的因素：

Ø 管内气体中杂质源的浓度

Ø 扩散温度

Ø 扩散时间

太阳电池磷扩散方法“

１．三氯氧磷（POCl3）液态源扩散

２．喷涂磷酸水溶液后链式扩散

３．丝网印刷磷浆料后链式扩散

本公司目前采用的是第一种方法。 

POCl3 简介：

POCl3是目前磷扩散用得较多的一种杂质源

Ø 无色透明液体，具有刺激性气味。如果纯度不高则呈红黄色。

Ø 比重为1.67，熔点2℃，沸点107℃，在潮湿空气中发烟。

Ø POCl3很容易发生水解，POCl3极易挥发。 

POCl3磷扩散原理：

Ø 由上面反应式可以看出，POCl3热分解时，如果没有外来的氧（O2）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，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气（Cl2）其反应式如下： 

Ø 生成的P2O5又进一步与硅作用，生成SiO2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PCl5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 。

Ø 在有氧气的存在时，POCl3热分解的反应式为： 

Ø POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与硅反应生成SiO2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 。

POCl3磷扩散原理：

Ø POCl3液态源扩散方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点，这对于制作具有大面积结的太阳电池是非常重要的。

扩散注意点：

Ø      1、必须保证扩散间的工艺卫生,所有工夹具必须永远保持干净的状态,(包括TEFLON夹子,石英舟，舟叉，炭化硅桨)扩散间洁净度小于一万级.

Ø  2、任何用具不得直接与人体或者其他未经过清洗的表面接触，石英舟或石英舟叉应放置在清洗干净的玻璃表面上，sit桨暴露在空气中的时间应越短越好，所有作业必须在洁净窗中完成。

Ø  3、源瓶要严加密封，实施“双人双锁”制，即工艺，制造员工各一 把，换源时通知巡检，然后才可以更换。PoCl3会与水反应生成P2O5和HCl，所以发现PCl3出现淡黄色时就不可以再去使用了。磷扩散系统应保持干燥，如果石英管内有水气存在就会使P2O5水解偏磷酸，使管道内出现白色沉积物和在粘滞液体，另外偏磷酸会落到硅片上污染硅片 。 

Ø  4、禁止每台扩散炉四进四出。

Ø  5、在正常运行工艺时,舟在前进，切记不可以开 《断点启动》。否则舟会停止,不再前行进入炉管，但磷扩散却会继续。

Ø  6、扩散间传递窗的里外两扇门不能同时打开，开门时不能用力过大，防止传递窗门破裂，绝不允许通过传递窗进行交谈。

扩散基本工艺流程：

Ø 打开扩散传递窗对扩散传递窗进行确认 

Ø 开窗取硅片      

Ø 硅片是否甩干 

  NO    退回清洗间重新甩干        

  YES  将硅片取出放置于洁净工作台

Ø  关闭窗口

Ø 调节真空大小使用真空吸笔进行装片，

    每槽装2片

Ø 核对硅片数量是否与流程卡上一致      

Ø 准确填写流程卡。（流入碎片、差异、流入合格品数、流入合格数等）

Ø 将空盒及时退还清洗间并将碎片收集放好（面积大于1/2的单独放置）

Ø 将装好硅片的石英舟用舟叉放置于桨臂上

Ø 用石英舟叉将挡板放置于桨的末端

Ø 检查源瓶液位的变化量戴好防护用品进行检查 

Ø 点击工艺运行，选择所需工艺进行扩散

Ø 扩散时对视图切换进行随时监视，确保温度和流量受控

Ø 工艺完后点击返回按钮退回手动操作状态

Ø 使用石英舟叉将挡板取下放置于玻璃上，注意不要放在桨进出的轨迹上

Ø 使用石英舟叉将满舟从桨上取下，放置于卸片台上冷却

Ø 从一舟上用吸笔均匀取出5片硅片待测方块电阻 

Ø 打开四探针测试台和测试仪的电源

Ø 初次测量时需预热一段时间

Ø 将电流档次从0.1改成10

Ø 使“R□” “I”  “EXCH.1”显示灯亮

Ø 将硅片放置于测试台白线内

Ø 点击下降按钮使针头平压在硅片上 

Ø 确认四探针保持水平

Ø 调整电流值到4.530后将“I”指示灯切换成“R□/P”状态 

Ø 隔2小时校准电流一次

Ø 将读取数值记录于表格中 

Ø 点击上升按钮 

Ø 等针头到达上升位置时取出硅片

Ø 将超范围片取出作返工片处理,并记录下数量和在炉中所处位置  

Ø 进行工艺参数的调整确保方块电阻受控（对应所在位置进行温度的调节，偏低降温、偏高升温）

Ø 将合格硅片卸入纸盒中

Ø 将卸片时产生的碎片按是否大于1/2分开放置

Ø 做好岗位5S工作

Ø 清点合格电池片的数量将本工序流程卡余项完成

Ø 硅片和流程卡一起放入扩散传递出口   

Ø 对传递窗进行确认.

方块电阻：

Ø 在扩散工艺中，扩散层薄层电阻（方块电

         阻）是反映扩散层质量是否符号设计要求的

        重要工艺指标之一，是标志扩散到半导体中 

        的杂质总量的一个重要参数

Ø 扩散的效果的稳定跟原材料电阻有很大的关

        系，方块电阻的大小与扩散的-温度成相反关系。 

扩散层薄层电阻的测试

目前生产中，测量扩散层薄层电阻广泛采用四探针法。测量装置示意图如图所示。图中直线陈列四根金属探针（一般用钨丝腐蚀而成）排列在彼此相距为S一直线上，并且要求探针同时与样品表面接触良好，外面一对探针用来通电流、当有电流注入时，样品内部各点将产生电位，里面一对探针用来测量2、3点间的电位差。如图：

Ø 

Ø 

测量方块电阻的标准作业：

扩散故障即措施：

扩散间所有人员都须知：

Ø 原始硅片电阻率测量电流为1.540mA。

Ø 影响扩散方块电阻的因素有：

     1.源量     2.时间     3.温度

Ø 影响扩散后硅片电阻测量精确因素有：

     1.光照     2.温度     3.高频干扰。

Ø 正常运行工艺时，舟不能自动进出，怎么办？

Ø 答：１有可能是面板上的“急停”按纽处按下去了。

Ø         ２限位开关未复位或损坏。

Ø         ３保险丝烧段，由设备换保险（１Ａ）。

Ø         ４操作面板按了“已保持”。

Ø 5．扩散炉清洗好石英管后，温度无法升上来，原因有那些？

　　　　答　１炉下保险丝烧坏；

　　　　　　２可控硅烧坏；

　　　　　　３温控坏；　　

　　　　　　４热电偶短路。　　

Ø 6．换POCL３或ＴＣＡ时；由于误操作，将软管接反，源倒流，怎么办？

　　　　答   １立即关闭小Ｎ2，把软管卸下，用带有酒精的麻布擦。

　　　　　　２联系工艺更换软管。

　　　　　　３将Ｏ2开至20000,因为Ｏ2是起分解作用的，可将管中残       源分解．

　　　　　　４正确装好再做鼓泡实验。

Ø 7．换源时，搬运源瓶，阀门有液体滴下，如何处理；

　　　　答   １立即将出气口开至最大，（进气口也必须开），使源瓶内部压力保持平衡。

　　　　　　２如液面仍偏高，则做倾斜，也就是将源慢慢斜下 

关于四探针

Ø 使用环境：温度23度 

Ø                   相对湿度≤65%

Ø                   无高频干扰

Ø                   无强光直射

Ø 用途：测量半导体材料的电阻率，方块电阻，导电膜方块电阻。

原理：使用四根处在同一水平面上的探针压在所测材料上，1 、4 探针通电流 ；2、 3 探针间就会产生一定的电压，由此就可以得出电阻