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第一篇：半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)心得體會

半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)心得體會

12023110 王寧

這是我們第一次參加工藝實(shí)習(xí)，這讓我不免有些好奇和激動。

記得大一新生研討課的時候參觀過我們的工藝實(shí)習(xí)間，這次又來，故并沒有感到這個工藝間很陌生。說實(shí)在的，就在進(jìn)入工藝間并換好行頭后，自己真的有種要兢兢業(yè)業(yè)干一番事業(yè)的感覺了，但在之后的對準(zhǔn)練習(xí)這個環(huán)節(jié)，我深深的懷疑了自己的能力。

由于組內(nèi)男生較多，所以很多體力活他們都主動承擔(dān)了，特別感謝他們。組長主動擔(dān)任起最危險的煮王水的這一道工藝，細(xì)心的李軍和魏行則進(jìn)入光刻間進(jìn)行光刻和甩膠的任務(wù)。記得我第一次嘗試光刻對準(zhǔn)這道工序的時候，對的一點(diǎn)都不準(zhǔn)，之后對照著老師對準(zhǔn)的模版，才把握住這道工藝的要領(lǐng)，笨鳥就要多練習(xí)，漸漸的我在練習(xí)中也增長了經(jīng)驗(yàn)。

甩膠這一步，首先是自己不能緊張，手越抖，膠就越不能滴準(zhǔn)到吸盤的正中心，也就甩不均勻。而且一定要心細(xì)，時刻注意保護(hù)光刻膠，不能讓它曝光。接著就是擴(kuò)散的工藝，因?yàn)榧訜嵩O(shè)備溫度能達(dá)到上千度，爐口的溫度也很高，所以在送、取硅片的時候都要在高溫下保持住平穩(wěn)，這樣硅片才能正正的放進(jìn)爐中。

工藝實(shí)習(xí)雖然很短暫，但就在這么短暫的兩天的時間里，真的要比在課堂上聽兩天的課學(xué)到的多。

第二篇：半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)個人總結(jié)

半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)個人總結(jié)

幾天的工藝實(shí)習(xí)已經(jīng)結(jié)束了。我想，作為一個獨(dú)立的一員，我們要學(xué)會的遠(yuǎn)不是對儀器的操作，而是對工藝?yán)碚摳由钊氲亓私狻ｋm然無法實(shí)質(zhì)性地看到書本上所向我們展示的神奇的微觀世界，但是對這個領(lǐng)域近距離的接觸依然足以讓我們更好地理解一步步工藝流程、注意事項(xiàng)及其原因，印象也很深刻。而作為一個合作組中一個不可或缺的工作環(huán)節(jié)的操作人員，已是大三的我們并不存在合作的問題，然而通過如此明確的分工、依靠集體的力量去獲得一個成品，卻是從未有過的經(jīng)歷，這要我們一步步的銜接，一點(diǎn)點(diǎn)的前進(jìn)。

我在這次工藝實(shí)習(xí)過程中擔(dān)任蒸發(fā)這一工作環(huán)節(jié)。其實(shí)從很大程度上來說，這個環(huán)節(jié)的任務(wù)并不繁重，只需要做一次，不必像做清晰、光刻、擴(kuò)散的同學(xué)一樣來回做幾次。盡管對其他工藝有所了解，但對于我來說，沒有實(shí)際操作可能沒有別的同學(xué)體會深刻。帶我做蒸發(fā)實(shí)習(xí)是一位研三的學(xué)長，做的時候溫度、指示計(jì)及操作步驟都是完全設(shè)計(jì)好的，我想這應(yīng)該是通過數(shù)次實(shí)驗(yàn)得出的一個最佳指標(biāo)。在蒸發(fā)初時漫長的升溫等待中，學(xué)長又和我講了一些后續(xù)操作的相關(guān)注意事項(xiàng)（比如控制鋁絲融化的時間，鎢絲上不再有熔融態(tài)的“鋁球”再進(jìn)行下一步操作等），包括學(xué)長以前和老師關(guān)于儀器原理的討論，都對我有很大的幫助。

蒸完后，我當(dāng)時覺得效果還是很不錯的。后來從光刻的同學(xué)那里知道，鋁蒸厚了，腐蝕了很久也沒有刻出來。其實(shí)我覺得我還是很認(rèn)真的按照要求去做的，造成鋁蒸厚的原因我個人分析有兩個，一個是我在數(shù)鋁絲融化控制的秒數(shù)時可能數(shù)的慢了些，另一個可能是等待鋁絲完全汽化的時間過長。這兩者都會造成鋁原子在片子表面過度堆積。

總之，這三天的工藝實(shí)習(xí)已經(jīng)過去了，我們學(xué)到了很多，體會到了很多。雖然最后的結(jié)果不是那么理想（沒有出三極管的特性），但對于我們來說，收獲的最重要的是過程。一個好的成品永遠(yuǎn)是建立在完善的工藝流程上的。

09023213王瑩2011.11.08

第三篇：半導(dǎo)體工藝教案第八章

第九章 摻雜

【教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過程】 8.1 引言

8.1.1 刻蝕的概念

刻蝕（Etching）是把進(jìn)行光刻前所淀積的薄膜（厚度約在數(shù)百到數(shù)十納米）中沒有被光刻膠覆蓋和保護(hù)的部分，用化學(xué)或物理的方式去除，以完成轉(zhuǎn)移掩膜圖形到薄膜上面的目的，如圖8?1所示。

圖 8-1 刻蝕圖形轉(zhuǎn)移示意圖

1)濕法刻蝕是利用合適的化學(xué)試劑將未被光刻膠保護(hù)的晶圓部分分解，然后形成可溶性的化合物以達(dá)到去除的目的。

2)干法刻蝕是利用輝光(Glow Discharge)的方法產(chǎn)生帶電離子以及具有高濃度化學(xué)活性的中性原子和自由基，這些粒子和晶圓進(jìn)行反應(yīng)，從而將光刻圖形轉(zhuǎn)移到晶圓上。8.1.2 刻蝕的要求 1.圖形轉(zhuǎn)換的保真度高 2.選擇比 3.均勻性 4.刻蝕的清潔 8.2 刻蝕工藝 8.2.1 濕法刻蝕

最早的刻蝕技術(shù)是利用溶液與薄膜間所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，來去除薄膜未被光刻膠覆蓋的部分，從而達(dá)到刻蝕的目的。這種刻蝕方式就是濕法刻蝕技術(shù)。濕法刻蝕又稱濕化學(xué)腐蝕，其腐蝕過程與一般化學(xué)反應(yīng)相似。由于是腐蝕樣品上沒有光刻膠覆蓋部分，因此，理想的腐蝕應(yīng)當(dāng)是對光刻膠不發(fā)生腐蝕或腐蝕速率很慢。刻蝕不同材料所選取的腐蝕液是不同的。1)濕法刻蝕的反應(yīng)生成物必須是氣體或能溶于刻蝕劑的物質(zhì)，否則會造成反應(yīng)生成物沉淀，從而影響刻蝕正常進(jìn)行。

2)濕法刻蝕是各向異性的，刻蝕中腐蝕液不但浸入到縱向方向，而且也在側(cè)向進(jìn)行腐蝕。3)濕法刻蝕過程伴有放熱和放氣過程。1)反應(yīng)物擴(kuò)散到被刻蝕材料的表面。2)反應(yīng)物與被刻蝕材料反應(yīng)。

3)反應(yīng)后的產(chǎn)物離開刻蝕表面擴(kuò)散到溶液中，隨溶液被排除。8.2.2 干法刻蝕

干法刻蝕是以等離子體來進(jìn)行薄膜刻蝕的一種技術(shù)。在干法刻蝕過程中，不涉及溶液，所以稱為干法刻蝕。

1)物理刻蝕是利用輝光放電將氣體(比如氬氣)解離成帶正電的離子，再利用偏壓將帶正電的離子加速，轟擊在被刻蝕薄膜的表面，從而將被刻蝕物質(zhì)的原子轟擊出去。2)化學(xué)刻蝕又叫做等離子刻蝕，它與物理刻蝕完全不同，它是利用等離子體，將反應(yīng)氣體解離，然后借助離子與薄膜之間的化學(xué)反應(yīng)，把裸露在等離子體中的薄膜，反應(yīng)生成揮發(fā)性的物質(zhì)而被真空系統(tǒng)抽離。1.等離子體的概念 2.等離子體的產(chǎn)生方式

(1)氣體放電法 通常把在電場作用下，氣體被擊穿而導(dǎo)電的現(xiàn)象稱為氣體放電。

(2)射線輻照法 射線輻照法是利用各種射線或粒子束輻照，使得氣體電離而產(chǎn)生等離子體。8.2.3 兩種刻蝕方法的比較

濕法刻蝕是在水溶液下進(jìn)行的，所以刻蝕速度較快，同時選擇度較高，但刻蝕時是各向同性腐蝕，也就是說，除了在縱向進(jìn)行腐蝕以外，在橫向上也會有腐蝕，這樣就造成圖形轉(zhuǎn)換時保真度較低，因此，濕法刻蝕不能滿足超大規(guī)模集成電路制造的要求。

圖8-2 干法刻蝕與濕法刻蝕效果的比較 8.3 干法刻蝕的應(yīng)用 8.3.1 介質(zhì)膜的刻蝕

集成電路工藝中所廣泛用到的介質(zhì)膜主要是SiO2膜及Si3N4膜。1.二氧化硅的干法刻蝕

圖8-3 HWP結(jié)構(gòu)圖 8.3 干法刻蝕的應(yīng)用

圖8-4 等離子體擴(kuò)散腔外圍磁場(1)氧的作用 在CF4中加入氧后，氧會和CF4反應(yīng)釋放出F原子，因而增加F原子的含量，則增加了Si與SiO2的刻蝕速率，并消耗掉部分C，使得等離子體中碳與氟的比例下降。

圖8-5 所占百分比與Si和Si的 刻蝕速率的關(guān)系

(2)氫的作用

圖8-6 所占百分比與Si和Si刻速率的關(guān)系

(3)反應(yīng)氣體 在目前的半導(dǎo)體刻蝕制備中，大多數(shù)的干法刻蝕都采用CHF3與氯氣所混合的等離子體來進(jìn)行SiO2的刻蝕。2.氮化硅(Si3N4)的干法刻蝕

圖8-7 圓筒形結(jié)構(gòu)示意圖 8.3.2 多晶硅膜的刻蝕

在MOS器件中，柵極部分起著核心的作用，因此柵極的寬度需要嚴(yán)格控制，因?yàn)樗砹薓OS器件的溝道長度，從而與MOS器件的特性息息相關(guān)。因此，多晶硅的刻蝕必須嚴(yán)格地將掩膜上的圖形轉(zhuǎn)移到多晶硅薄膜上。此外，刻蝕后的輪廓也很重要，如柵極多晶硅刻蝕后側(cè)壁有傾斜時，將會遮蔽源極和漏極的離子分布，造成雜質(zhì)分布不均勻，通道的長度將隨傾斜程度的不同而改變。同時，刻蝕時要求Si對SiO2的選擇性要高，如果多晶硅覆蓋在很薄（小于20nm）的柵極氧化層上，如果氧化層被穿透，氧化層下面的源—漏極間的Si將很快被刻蝕。因此，若采用CF4、CF6等氟離子為主的等離子體來刻蝕多晶硅，則不太合適，較低的選擇比會對器件造成損壞。

除此之外，此類氣體還具有負(fù)載效應(yīng)，負(fù)載效應(yīng)是指當(dāng)被刻蝕的材料裸露在等離子體中的面積較大的刻蝕速率比面積小的慢，也就是局部腐蝕速率不均勻。8.3.3 金屬的干法刻蝕

金屬鋁是目前半導(dǎo)體器件及集成電路制造中應(yīng)用最多的導(dǎo)電材料。因?yàn)殇X的導(dǎo)電性能良好，價格低廉，而且鋁膜的淀積和刻蝕都比較方便，所以鋁電極幾乎占了所有半導(dǎo)體器件及集成電路中的導(dǎo)電體。但是，隨著元器件的集成度和工藝的進(jìn)一步提高，采用金屬鋁作為電極引線也遇到了困難。這是由于在高溫下，硅原子和鋁原子容易向彼此間擴(kuò)散，從而產(chǎn)生被稱為“尖刺”的現(xiàn)象，導(dǎo)致鋁引線與MOS管接觸不好。此外，當(dāng)鋁線線條寬度設(shè)計(jì)得十分細(xì)小時，由于“電遷移”現(xiàn)象，引發(fā)鋁原子的移動，使得鋁絲斷開。因此，后來，人們采用銅線來取代鋁線，也有采用鋁?硅?銅合金來代替金屬鋁。但是，鋁還是目前集成電路和半導(dǎo)體器件中主流的導(dǎo)電引線。1.鋁的刻蝕 2.鋁合金的刻蝕

1)將晶圓以大量的去離子水清洗。2)刻蝕之后，晶圓還在真空中時以氧氣等離子體將掩膜去除并在鋁合金表面形成氧化層來保護(hù)鋁合金。

3)在晶圓移出刻蝕腔前，以氟化物的等離子體做表面處理，如CF4、CHF3，將殘留的氯置換成氟，形成AlF3,或在鋁合金表面形成一層聚合物來隔離鋁合金與氯的接觸。3.鎢的回蝕 4.銅的腐蝕

8.3.4 光刻膠的去除

晶圓表面薄膜材料腐蝕完畢，必須將光刻膠去除掉，這一工序稱為去膠。常用的去膠方法有溶劑去膠、氧化去膠和等離子體去膠。下面分別加以闡述。1.溶劑去膠 2.氧化去膠 3.等離子體去膠

圖8-8 等離子體去膠設(shè)備示意圖

1)系統(tǒng)真空度要達(dá)到3×12-2Torr(1Torr=133.322Pa)，然后通入氧氣，并用針型閥門調(diào)節(jié)流量。2)高頻信號源的頻率是11~12MHz，輸出功率為150~200W。3)通入氧氣的流量

8.4 干法刻蝕的質(zhì)量控制 分析光學(xué)放射原理

圖8-9 光學(xué)放射頻譜 1.光學(xué)放射頻譜分析 2.激光干涉測量

圖8-10 激光干涉測量圖形

1)激光束要聚焦在晶圓的被刻蝕區(qū)，且該區(qū)域的面積應(yīng)足夠大。2)必須對準(zhǔn)在該區(qū)域上，因而增加了設(shè)備鏡片的設(shè)計(jì)難度。8.4 干法刻蝕的質(zhì)量控制

3)被激光照射的區(qū)域溫度升高而影響刻蝕速率，造成刻蝕速率與不受激光照射區(qū)域的不同。4)如果被刻蝕的表面粗糙不平，則所測得的信號將很弱。3.質(zhì)譜分析

1)部分物質(zhì)的質(zhì)量/電荷比相同，如N2、CO、Si等，使得檢測同時擁有這些成分的刻蝕時無法判斷刻蝕是否完成。

2)從空腔取樣的結(jié)果會影響刻蝕終點(diǎn)的檢測。3)設(shè)備不容易安裝到各種刻蝕機(jī)上。【作業(yè)布置】

【課后分析】

第四篇：半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)心得體會

半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)心得體會

12023110 王寧

這是我們第一次參加工藝實(shí)習(xí)，這讓我不免有些好奇和激動。

記得大一新生研討課的時候參觀過我們的工藝實(shí)習(xí)間，這次又來，故并沒有感到這個工藝間很陌生。說實(shí)在的，就在進(jìn)入工藝間并換好行頭后，自己真的有種要兢兢業(yè)業(yè)干一番事業(yè)的感覺了，但在之后的對準(zhǔn)練習(xí)這個環(huán)節(jié)，我深深的懷疑了自己的能力。

由于組內(nèi)男生較多，所以很多體力活他們都主動承擔(dān)了，特別感謝他們。組長主動擔(dān)任起最危險的煮王水的這一道工藝，細(xì)心的李軍和魏行則進(jìn)入光刻間進(jìn)行光刻和甩膠的任務(wù)。記得我第一次嘗試光刻對準(zhǔn)這道工序的時候，對的一點(diǎn)都不準(zhǔn)，之后對照著老師對準(zhǔn)的模版，才把握住這道工藝的要領(lǐng)，笨鳥就要多練習(xí)，漸漸的我在練習(xí)中也增長了經(jīng)驗(yàn)。

甩膠這一步，首先是自己不能緊張，手越抖，膠就越不能滴準(zhǔn)到吸盤的正中心，也就甩不均勻。而且一定要心細(xì)，時刻注意保護(hù)光刻膠，不能讓它曝光。接著就是擴(kuò)散的工藝，因?yàn)榧訜嵩O(shè)備溫度能達(dá)到上千度，爐口的溫度也很高，所以在送、取硅片的時候都要在高溫下保持住平穩(wěn)，這樣硅片才能正正的放進(jìn)爐中。

工藝實(shí)習(xí)雖然很短暫，但就在這么短暫的兩天的時間里，真的要比在課堂上聽兩天的課學(xué)到的多。

第五篇：半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)個人總結(jié)

半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)個人總結(jié)

幾天的工藝實(shí)習(xí)已經(jīng)結(jié)束了。我想，作為一個獨(dú)立的一員，我們要學(xué)會的遠(yuǎn)不是對儀器的操作，而是對工藝?yán)碚摳由钊氲亓私狻ｋm然無法實(shí)質(zhì)性地看到書本上所向我們展示的神奇的微觀世界，但是對這個領(lǐng)域近距離的接觸依然足以讓我們更好地理解一步步工藝流程、注意事項(xiàng)及其原因，印象也很深刻。而作為一個合作組中一個不可或缺的工作環(huán)節(jié)的操作人員，已是大三的我們并不存在合作的問題，然而通過如此明確的分工、依靠集體的力量去獲得一個成品，卻是從未有過的經(jīng)歷，這要我們一步步的銜接，一點(diǎn)點(diǎn)的前進(jìn)。

我在這次工藝實(shí)習(xí)過程中擔(dān)任蒸發(fā)這一工作環(huán)節(jié)。其實(shí)從很大程度上來說，這個環(huán)節(jié)的任務(wù)并不繁重，只需要做一次，不必像做清晰、光刻、擴(kuò)散的同學(xué)一樣來回做幾次。盡管對其他工藝有所了解，但對于我來說，沒有實(shí)際操作可能沒有別的同學(xué)體會深刻。帶我做蒸發(fā)實(shí)習(xí)是一位研三的學(xué)長，做的時候溫度、指示計(jì)及操作步驟都是完全設(shè)計(jì)好的，我想這應(yīng)該是通過數(shù)次實(shí)驗(yàn)得出的一個最佳指標(biāo)。在蒸發(fā)初時漫長的升溫等待中，學(xué)長又和我講了一些后續(xù)操作的相關(guān)注意事項(xiàng)（比如控制鋁絲融化的時間，鎢絲上不再有熔融態(tài)的“鋁球”再進(jìn)行下一步操作等），包括學(xué)長以前和老師關(guān)于儀器原理的討論，都對我有很大的幫助。

蒸完后，我當(dāng)時覺得效果還是很不錯的。后來從光刻的同學(xué)那里知道，鋁蒸厚了，腐蝕了很久也沒有刻出來。其實(shí)我覺得我還是很認(rèn)真的按照要求去做的，造成鋁蒸厚的原因我個人分析有兩個，一個是我在數(shù)鋁絲融化控制的秒數(shù)時可能數(shù)的慢了些，另一個可能是等待鋁絲完全汽化的時間過長。這兩者都會造成鋁原子在片子表面過度堆積。

總之，這三天的工藝實(shí)習(xí)已經(jīng)過去了，我們學(xué)到了很多，體會到了很多。雖然最后的結(jié)果不是那么理想（沒有出三極管的特性），但對于我們來說，收獲的最重要的是過程。一個好的成品永遠(yuǎn)是建立在完善的工藝流程上的。

09023213王瑩2011.11.08

第六篇：半導(dǎo)體工藝

圓晶是制作 一般清洗技術(shù)

光學(xué)顯影是在感光膠上經(jīng)過曝光和顯影的程序，把光罩上的圖形轉(zhuǎn)換到感光膠下面的薄膜層或硅晶上。光學(xué)顯影主要包含了感光膠涂布、烘烤、光罩對準(zhǔn)、曝光和顯影等程序。曝光方式:紫外線、X射線、電子束、極紫外

蝕刻技術(shù)（EtchingTechnology）是將材料使用化學(xué)反應(yīng)物理撞擊作用而移除的技術(shù)?？梢苑譃? 濕蝕刻（wetetching）:濕蝕刻所使用的是化學(xué)溶液，在經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)之後達(dá)到蝕刻的目的.乾蝕刻（dryetching）:乾蝕刻則是利用一種電漿蝕刻

CVD化學(xué)氣相沉積是利用熱能、電漿放電或紫外光照射等化學(xué)反應(yīng)的方式，在反應(yīng)器內(nèi)將反應(yīng)物（通常為氣體）生成固態(tài)的生成物，并在晶片表面沉積形成穩(wěn)定固態(tài)薄膜

較為常見的CVD薄膜包括有：■二氣化硅（通常直接稱為氧化層）■氮化硅■多晶硅■耐火金屬與這類金屬之其硅化物

物理氣相沈積（PVD）

主要是一種物理制程而非化學(xué)制程。此技術(shù)一般使用氬等鈍氣，藉由在高真空中將氬離子加速以撞擊濺鍍靶材后，可將靶材原子一個個濺擊出來，并使被濺擊出來的材質(zhì)（通常為鋁、鈦或其合金）如雪片般沉積在晶圓表面

離子植入技術(shù)可將摻質(zhì)以離子型態(tài)植入半導(dǎo)體組件的特定區(qū)域上，以獲得精確的電子特性。

太陽能的生產(chǎn)工藝流程分為硅片檢測——表面制絨及酸洗——擴(kuò)散制結(jié)——去磷硅玻璃——等離子刻蝕及酸洗——鍍減反射膜——絲網(wǎng)印刷——快速燒結(jié)等。

絲印簡單點(diǎn)就叫漏印，是通過膠刮壓力迫使油墨從網(wǎng)眼中漏下去。使用的網(wǎng)版、膠刮。移印則是通過膠頭的作用將刻在鋼板上的圖案轉(zhuǎn)移到工件上，類似蓋章。使用鋼板、膠頭。一般情況下絲印的墨層比移印厚，因此線條比較細(xì)的圖案用移印比較容易，大色塊的圖案用絲印比較容易。

絲印機(jī)總的來講，用于平面或者曲面的印刷。而移印機(jī)可以用于很多不規(guī)則物品的印刷的，比如球體之類的等等。絲印機(jī)需要出網(wǎng)版，移印機(jī)需要做鋼板

單晶硅絨面的制備是利用硅的各向異性腐蝕，在每平方厘米硅表面形成幾百萬個四面方錐體也即金字塔結(jié)構(gòu)。由于入射光在表面的多次反射和折射，增加了光的吸收，提高了電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率

太陽能電池需要一個大面積的PN結(jié)以實(shí)現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)換，而擴(kuò)散爐即為制造太陽能電池PN結(jié)的專用設(shè)備

一、硅片檢測

硅片是太陽能電池片的載體，硅片質(zhì)量的好壞直接決定了太陽能電池片轉(zhuǎn)換效率的高低，因此需要對來料硅片進(jìn)行檢測。該工序主要用來對硅片的一些技術(shù)參數(shù)進(jìn)行在線測量，這些參數(shù)主要包括硅片表面不平整度、少子壽命、電阻率、P/N型和微裂紋等。該組設(shè)備分自動上下料、硅片傳輸、系統(tǒng)整合部分和四個檢測模塊。其中，光伏硅片檢測儀對硅片表面不平整度進(jìn)行檢測,同時檢測硅片的尺寸和對角線等外觀參數(shù);微裂紋檢測模塊用來檢測硅片的內(nèi)部微裂紋;另外還有兩個檢測模組，其中一個在線測試模組主要測試硅片體電阻率和硅片類型，另一個模塊用于檢測硅片的少子壽命。在進(jìn)行少子壽命和電阻率檢測之前，需要先對硅片的對角線、微裂紋進(jìn)行檢測，并自動剔除破損硅片。硅片檢測設(shè)備能夠自動裝片和卸片，并且能夠?qū)⒉缓细衿贩诺焦潭ㄎ恢茫瑥亩岣邫z測精度和效率。

二、表面制絨

單晶硅絨面的制備是利用硅的各向異性腐蝕，在每平方厘米硅表面形成幾百萬個四面方錐體也即金字塔結(jié)構(gòu)。由于入射光在表面的多次反射和折射，增加了光的吸收，提高了電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率。硅的各向異性腐蝕液通常用熱的堿性溶液，可用的堿有氫氧化鈉，氫氧化鉀、氫氧化鋰和乙二胺等。大多使用廉價的濃度約為1%的氫氧化鈉稀溶液來制備絨面硅，腐蝕溫度為70-85℃。為了獲得均勻的絨面，還應(yīng)在溶液中酌量添加醇類如乙醇和異丙醇等作為絡(luò)合劑，以加快硅的腐蝕。制備絨面前，硅片須先進(jìn)行初步表面腐蝕，用堿性或酸性腐蝕液蝕去約20～25μm，在腐蝕絨面后，進(jìn)行一般的化學(xué)清洗。經(jīng)過表面準(zhǔn)備的硅片都不宜在水中久存，以防沾污，應(yīng)盡快擴(kuò)散制結(jié)。

三、擴(kuò)散制結(jié)

太陽能電池需要一個大面積的PN結(jié)以實(shí)現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)換，而擴(kuò)散爐即為制造太陽能電池PN結(jié)的專用設(shè)備。管式擴(kuò)散爐主要由石英舟的上下載部分、廢氣室、爐體部分和氣柜部分等四大部分組成。擴(kuò)散一般用三氯氧磷液態(tài)源作為擴(kuò)散源。把P型硅片放在管式擴(kuò)散爐的石英容器內(nèi)，在850---900攝氏度高溫下使用氮?dú)鈱⑷妊趿讕胧⑷萜鳎ㄟ^三氯氧磷和硅片進(jìn)行反應(yīng)，得到磷原子。經(jīng)過一定時間，磷原子從四周進(jìn)入硅片的表面層，并且通過硅原子之間的空隙向硅片內(nèi)部滲透擴(kuò)散，形成了N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的交界面，也就是PN結(jié)。這種方法制出的PN結(jié)均勻性好,方塊電阻的不均勻性小于百分之十,少子壽命可大于10ms。制造PN結(jié)是太陽電池生產(chǎn)最基本也是最關(guān)鍵的工序。因?yàn)檎荘N結(jié)的形成，才使電子和空穴在流動后不再回到原處，這樣就形成了電流，用導(dǎo)線將電流引出，就是直流電。

四、去磷硅玻璃

該工藝用于太陽能電池片生產(chǎn)制造過程中，通過化學(xué)腐蝕法也即把硅片放在氫氟酸溶液中浸泡，使其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性的絡(luò)和物六氟硅酸，以去除擴(kuò)散制結(jié)后在硅片表面形成的一層磷硅玻璃。在擴(kuò)散過程中，POCL3與O2反應(yīng)生成P2O5淀積在硅片表面。P2O5與Si反應(yīng)又生成SiO2和磷原子，這樣就在硅片表面形成一層含有磷元素的SiO2，稱之為磷硅玻璃。去磷硅玻璃的設(shè)備一般由本體、清洗槽、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、機(jī)械臂、電氣控制系統(tǒng)和自動配酸系統(tǒng)等部分組成，主要動力源有氫氟酸、氮?dú)?、壓縮空氣、純水，熱排風(fēng)和廢水。氫氟酸能夠溶解二氧化硅是因?yàn)闅浞崤c二氧化硅反應(yīng)生成易揮發(fā)的四氟化硅氣體。若氫氟酸過量，反應(yīng)生成的四氟化硅會進(jìn)一步與氫氟酸反應(yīng)生成可溶性的絡(luò)和物六氟硅酸。

五、等離子刻蝕

由于在擴(kuò)散過程中，即使采用背靠背擴(kuò)散，硅片的所有表面包括邊緣都將不可避免地?cái)U(kuò)散上磷。PN結(jié)的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴(kuò)散有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面，而造成短路。因此，必須對太陽能電池周邊的摻雜硅進(jìn)行刻蝕，以去除電池邊緣的PN結(jié)。通常采用等離子刻蝕技術(shù)完成這一工藝。等離子刻蝕是在低壓狀態(tài)下，反應(yīng)氣體CF4的母體分子在射頻功率的激發(fā)下，產(chǎn)生電離并形成等離子體。等離子體是由帶電的電子和離子組成，反應(yīng)腔體中的氣體在電子的撞擊下，除了轉(zhuǎn)變成離子外，還能吸收能量并形成大量的活性基團(tuán)?；钚苑磻?yīng)基團(tuán)由于擴(kuò)散或者在電場作用下到達(dá)SiO2表面，在那里與被刻蝕材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并形成揮發(fā)性的反應(yīng)生成物脫離被刻蝕物質(zhì)表面，被真空系統(tǒng)抽出腔體。

六、鍍減反射膜

拋光硅表面的反射率為35%,為了減少表面反射,提高電池的轉(zhuǎn)換效率,需要沉積一層氮化硅減反射膜。工業(yè)生產(chǎn)中常采用PECVD設(shè)備制備減反射膜。PECVD即等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積。它的技術(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，利用輝光放電使樣品升溫到預(yù)定的溫度，然后通入適量的反應(yīng)氣體SiH4和NH3，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)薄膜即氮化硅薄膜。一般情況下，使用這種等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積的方法沉積的薄膜厚度在70nm左右。這樣厚度的薄膜具有光學(xué)的功能性。利用薄膜干涉原理，可以使光的反射大為減少，電池的短路電流和輸出就有很大增加，效率也有相當(dāng)?shù)奶岣摺?/p>

七、絲網(wǎng)印刷

太陽電池經(jīng)過制絨、擴(kuò)散及PECVD等工序后，已經(jīng)制成PN結(jié)，可以在光照下產(chǎn)生電流，為了將產(chǎn)生的電流導(dǎo)出，需要在電池表面上制作正、負(fù)兩個電極。制造電極的方法很多，而絲網(wǎng)印刷是目前制作太陽電池電極最普遍的一種生產(chǎn)工藝。絲網(wǎng)印刷是采用壓印的方式將預(yù)定的圖形印刷在基板上，該設(shè)備由電池背面銀鋁漿印刷、電池背面鋁漿印刷和電池正面銀漿印刷三部分組成。其工作原理為：利用絲網(wǎng)圖形部分網(wǎng)孔透過漿料，用刮刀在絲網(wǎng)的漿料部位施加一定壓力，同時朝絲網(wǎng)另一端移動。油墨在移動中被刮刀從圖形部分的網(wǎng)孔中擠壓到基片上。由于漿料的粘性作用使印跡固著在一定范圍內(nèi)，印刷中刮板始終與絲網(wǎng)印版和基片呈線性接觸，接觸線隨刮刀移動而移動，從而完成印刷行程。

八、快速燒結(jié)

經(jīng)過絲網(wǎng)印刷后的硅片，不能直接使用，需經(jīng)燒結(jié)爐快速燒結(jié)，將有機(jī)樹脂粘合劑燃燒掉，剩下幾乎純粹的、由于玻璃質(zhì)作用而密合在硅片上的銀電極。當(dāng)銀電極和晶體硅在溫度達(dá)到共晶溫度時，晶體硅原子以一定的比例融入到熔融的銀電極材料中去，從而形成上下電極的歐姆接觸，提高電池片的開路電壓和填充因子兩個關(guān)鍵參數(shù)，使其具有電阻特性，以提高電池片的轉(zhuǎn)換效率。

燒結(jié)爐分為預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)、降溫冷卻三個階段。預(yù)燒結(jié)階段目的是使?jié){料中的高分子粘合劑分解、燃燒掉，此階段溫度慢慢上升;燒結(jié)階段中燒結(jié)體內(nèi)完成各種物理化學(xué)反應(yīng)，形成電阻膜結(jié)構(gòu)，使其真正具有電阻特性，該階段溫度達(dá)到峰值;降溫冷卻階段，玻璃冷卻硬化并凝固，使電阻膜結(jié)構(gòu)固定地粘附于基片上。

九、外圍設(shè)備

在電池片生產(chǎn)過程中，還需要供電、動力、給水、排水、暖通、真空、特汽等外圍設(shè)施。消防和環(huán)保設(shè)備對于保證安全和持續(xù)發(fā)展也顯得尤為重要。一條年產(chǎn)50MW能力的太陽能電池片生產(chǎn)線，僅工藝和動力設(shè)備用電功率就在1800KW左右。工藝純水的用量在每小時15噸左右，水質(zhì)要求達(dá)到中國電子級水GB/T11446.1-1997中EW-1級技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。工藝?yán)鋮s水用量也在每小時15噸左右，水質(zhì)中微粒粒徑不宜大于10微米，供水溫度宜在15-20℃。真空排氣量在300M3/H左右。同時，還需要大約氮?dú)鈨?0立方米，氧氣儲罐10立方米?？紤]到特殊氣體如硅烷的安全因素，還需要單獨(dú)設(shè)置一個特氣間，以絕對保證生產(chǎn)安全。另外，硅烷燃燒塔、污水處理站等也是電池片生產(chǎn)的必備設(shè)施。