PECVD工艺原理及操作PPT课件
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PECVD工艺原理及操作
烘烤基片
将清洗后的基片进行烘烤 ，去除表面的水分和溶剂 ，使基片表面更加干燥和 清洁。
放置电极
在基片上放置电极，以便 在PECVD工艺中进行电场 驱动和监控。
薄膜制备工艺参数设置
真空度
温度
在一定范围内，提高真空度可以改善薄膜 质量，因为高真空度可以减少气体分子对 薄膜形成过程的干扰。
射频功率
温度对薄膜形成速度和质量有很大影响， 温度过低会导致薄膜不均匀，温度过高则 可能导致薄膜性能下降。
不稳定，影响薄膜质量；微波功率过低则会导致反应速度慢，影响生产
效率。因此，需要选择合适的微波功率。
设备改进方案及实施计划
升级反应室材料
目前使用的反应室材料存在一些问题，如耐高温性能不足、抗腐蚀性能差等。因此，建议 升级反应室材料，以提高其性能和稳定性。具体实施计划包括选择合适的材料、进行材料 加工和装配等。
增加冷却系统
为了降低设备运行温度和减少故障率，建议增加冷却系统。具体实施计划包括设计冷却系 统、选择合适的冷却液等。
改进进样系统
目前使用的进样系统存在一些问题，如进样速度慢、进样精度低等。因此，建议改进进样 系统，以提高其性能和稳定性。具体实施计划包括设计新的进样系统、进行设备调试等。
工艺材料改进方案及实施计划
控。
基片材质
基片材质对PECVD工艺中的化学 反应和薄膜附着力有重要影响。选 择合适的基片材质可以提高薄膜质 量和附着力。
工艺参数稳定性
工艺参数稳定性对薄膜质量有很大 影响。保持工艺参数稳定可以减少 薄膜缺陷和提高薄膜质量。
04
PECVD工艺优化及改进
工艺参数优化建议
01
优化反应温度
降低反应温度可以减少薄膜中的缺陷和杂质，提高薄膜质量。同时，适
PECVD工艺原理及操作 ppt课件
6
基本原理
➢PECVD种类:
间接式—基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）
7
基本原理
➢PECVD种类:
直接式—基片位于电极上，直接接触等离子体（低频放电10500kHz或高频13.56MHz）
8
基本原理
PECVD
直接法
管式PECVD系统 板式PECVD系统
Centrotherm 、 四 十 八 所、七星华创
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设备结构
加热系统：
1 CMS模块 2 热电偶
3 电源连接外罩 4 温度测量模块
27
设备结构
冷却系统：
28
设备结构
特气柜：MFC 气动阀 • MFC：气体流量计（NH3、 SiH4 、O2 、 N2）
• 气动阀：之所以不用电磁阀是因为电磁阀在工作时容易
1
产生火花，而气动阀可以最大程度的避免火花。
5
基本原理
➢其它方法的沉积温度： APCVD —常压CVD，700-1000℃ LPCVD —低压CVD， 750℃，0.1mbar PECVD — 300-450 ℃，0.1mbar
➢PECVD的一个基本特征是实现了薄膜沉积工艺的低温化 （<450℃）。因此带来的好处： 节省能源，降低成本 提高产能 减少了高温导致的硅片中少子寿命衰减 ➢ 其他优点： 沉积速率快 成膜质量好 ➢ 缺点： 设备投资大、成本高，对气体的纯度要求高 镀膜过程中产生的剧烈噪音、辐射、粉尘等对人体有害
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设备结构
➢设备结构__管P
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设备结构
设备结构
➢装载区 ➢炉体 ➢特气柜 ➢真空系统 ➢控制系统
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设备结构
➢ 设备结构：
基本原理
➢PECVD种类:
间接式—基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）
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基本原理
➢PECVD种类:
直接式—基片位于电极上，直接接触等离子体（低频放电10500kHz或高频13.56MHz）
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基本原理
PECVD
直接法
管式PECVD系统 板式PECVD系统
Centrotherm 、 四 十 八 所、七星华创
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设备结构
加热系统：
1 CMS模块 2 热电偶
3 电源连接外罩 4 温度测量模块
27
设备结构
冷却系统：
28
设备结构
特气柜：MFC 气动阀 • MFC：气体流量计（NH3、 SiH4 、O2 、 N2）
• 气动阀：之所以不用电磁阀是因为电磁阀在工作时容易
1
产生火花，而气动阀可以最大程度的避免火花。
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基本原理
➢其它方法的沉积温度： APCVD —常压CVD，700-1000℃ LPCVD —低压CVD， 750℃，0.1mbar PECVD — 300-450 ℃，0.1mbar
➢PECVD的一个基本特征是实现了薄膜沉积工艺的低温化 （<450℃）。因此带来的好处： 节省能源，降低成本 提高产能 减少了高温导致的硅片中少子寿命衰减 ➢ 其他优点： 沉积速率快 成膜质量好 ➢ 缺点： 设备投资大、成本高，对气体的纯度要求高 镀膜过程中产生的剧烈噪音、辐射、粉尘等对人体有害
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设备结构
➢设备结构__管P
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设备结构
设备结构
➢装载区 ➢炉体 ➢特气柜 ➢真空系统 ➢控制系统
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设备结构
➢ 设备结构：
PECVD工艺原理及操
总结词
氧化锌纳米结构具有独特的物理和化学性质 ，如宽禁带、高激子束缚能、高迁移率等， 因此在光电器件、传感器和催化等领域有广 泛的应用前景。PECVD技术可用于制备氧 化锌纳米结构。
详细描述
在氧化锌纳米结构制备中，常用的反应气体 为锌烷或锌甲胺等含锌化合物，通过
PECVD工艺在基材表面形成氧化锌纳米结 构。实验过程中需要控制反应温度、气体流 量和压力等参数，以获得高质量的氧化锌纳 米结构。氧化锌纳米结构在发光二极管、紫 外探测器、传感器和光催化等领域有广泛应
PECVD工艺原理及操作
目录
• PECVD工艺原理 • PECVD设备与材料 • PECVD工艺参数 • PECVD应用领域 • PECVD操作流程 • PECVD实验案例分析
01
PECVD工艺原理
等离子体基本概念
等离子体
由带电粒子（电子和离子）和中性粒子（原子、分子或自由基） 组成的宏观上呈中性的物质状态。
微电子器件封装
PECVD工艺可以用于制备微电子 器件的封装材料，如氮化硅、碳 化硅等，具有高硬度、低介电常 数和良好的化学稳定性。
光学领域
光学薄膜
PECVD工艺可用于制备各种光学薄膜，如增透膜、反射膜、滤光片等，具有高反射、高透射和高稳定性等特点。
激光器谐振腔
PECVD工艺可以用于制备激光器谐振腔内的介质薄膜，如氧化硅、氮化硅等，具有高反射率和良好的热稳定性。
工艺参数
包括真空度、反应气体和载气流量、辉光放电功率和频率 等。
工艺特点
可在较低温度下实现化学气相沉积，适用于大面积基底处 理，可制备多种薄膜材料。
02
PECVD设备与材料
PECVD设备介绍
01
02
一PECVD原理及设备结构3
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一PECVD原理及设备结构3
PECVD的原理
•3SiH4+4NH3 → Si3N4+12H2↑
n 技术原理：是利用低温等离子体作能量源，样品置于低
气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电（或另加发热体） 使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体 经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄 膜。
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一PECVD原理及设备结构3
PECVD设备结构
炉体：石英管、加热系统、冷却系统
n 石英管：炉体内有四根石英管，是镀膜的 作业区域，耐高温、防反应。
n 加热系统：位于石英管外，有五个温区。
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一PECVD原理及设备结构3
PECVD设备结构
冷却系统： n 是一套封闭的循环水系统，位于加热系统的金属
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一PECVD原理及设备结构3
PECVD的原理
n 物理性质和化学性质：
结构致密，硬度大 能抵御碱、金属离子的侵蚀 介电强度高 耐湿性好
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一PECVD原理及设备结构3
PECVD的原理
Si3N4膜的作用:
n 减少光的反射:良好的折射率和厚度可 以促进太阳光的吸收。
n 防氧化:结构致密保证硅片不被氧化。
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一PECVD原理及设备结构3
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一PECVD原理及设备结构3
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一PECVD原理及设备结构3
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一PECVD原理及设备结构3
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一PECVD原理及设备结构3
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一PECVD原理及设备结构3
PECVD工艺培训-PPT课件
3.2.4下料 将空的Baccini花篮放在卸料台上，硅片镀膜之后，由上下料设备装入片盒 ，将片盒从下料台上取下，送到丝网印刷工序。 3.2.5设备PM事项 3.2.5.1设备PM或开腔体之后需将载板空跑一轮后方可生产，空运行期间由 工艺人员调整工艺。 3.2.5.2开始生产时，先做1板硅片进行跟踪，如果膜厚折射率异常，及时 通知工艺人员进行调整，异常消除后方可生产。
PE设备——ROTH&RAU
PECVD设备有三个腔体，分别是上料腔，工艺腔（包括预热、沉积和冷 却三部分）和下料腔。各腔体直接有闸门阀隔开。
பைடு நூலகம்gate 4
gate1
gate2
gate3
石墨载板
5*9=45
挂钩，支撑电池片 尺寸：158*158 载板外观图
3、PECVD原理及作用
PECVD： Plasma Enhance Chemical Vapour Deposition（等离子增 强型化学气相沉积） 等离子体：气体在一定条件下受到高能激发，发生电离，部分外层电 子脱落原子核，形成电子、正离子和中性粒子混合物组成的一种形态，这 种形态就称为等离子态。 原理： PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离， 在局部形成等离子体，而等离子化学活性很强，很容易发生反应，在基片 上沉积出所期望的薄膜。 反应方程式：3SiH4+4NH3 → Si3N4+12H2↑
3.3仪器/工具/材料 仪器：Roth&Rau 、椭偏仪 工具：Schmid花篮、Baccini花篮、石墨板。 材料：PSG后硅片 3.3注意事项 3.3.1注意去PSG后硅片方向，确保扩散面向下。 3.3.2生产之前必须在工艺启动状态下预热石墨板，至少预热一轮。 3.3.3保证抽检硅片位置与顺序准确。 3.3.4上料片盒每次设备PM时用无尘布+酒精擦拭一次。 3.3.5 任何人未经允许不得更改工艺参数。
最新PECVD工艺原理及操作PPT课件
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设备结构
➢设备结构__管P
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设备结构
设备结构
➢装载区 ➢炉体 ➢特气柜 ➢真空系统 ➢控制系统
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设备结构
➢ 设备结构：
装载区： 桨、LIFT、抽风系统、SLS系统。
•
桨： 由碳化硅材料制成，具有耐高温、防
变形等性能。作用是将石墨舟放入或
取出石英管。
•
LIFT： 机械臂系统，使舟在机械臂作用下在
15
镀膜工艺流程
16. fill tube with N2 充氮
17. move in paddle – lower position 桨在低位进入管内
18. SLS moving to upper position SLS移到高位
19. unloading boat 退舟
20. end of process 结束工艺
13
镀膜工艺流程
6. evacuate tube and pressure test 管内抽真空并作压力测试
7. plasma preclean and check with NH3 通过高频电源用氨气预清理和检查
8. purge cycle 1 清洗管路1
9. leak test 测漏
10. wait until all zones are on min temperature 恒温
6
基本原理
➢PECVD种类:
间接式—基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）
基本原理
➢PECVD种类:
直接式—基片位于电极上，直接接触等离子体（低频放电10500kHz或高频13.56MHz）
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基本原理
PECVD
设备结构
➢设备结构__管P
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设备结构
设备结构
➢装载区 ➢炉体 ➢特气柜 ➢真空系统 ➢控制系统
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设备结构
➢ 设备结构：
装载区： 桨、LIFT、抽风系统、SLS系统。
•
桨： 由碳化硅材料制成，具有耐高温、防
变形等性能。作用是将石墨舟放入或
取出石英管。
•
LIFT： 机械臂系统，使舟在机械臂作用下在
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镀膜工艺流程
16. fill tube with N2 充氮
17. move in paddle – lower position 桨在低位进入管内
18. SLS moving to upper position SLS移到高位
19. unloading boat 退舟
20. end of process 结束工艺
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镀膜工艺流程
6. evacuate tube and pressure test 管内抽真空并作压力测试
7. plasma preclean and check with NH3 通过高频电源用氨气预清理和检查
8. purge cycle 1 清洗管路1
9. leak test 测漏
10. wait until all zones are on min temperature 恒温
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基本原理
➢PECVD种类:
间接式—基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）
基本原理
➢PECVD种类:
直接式—基片位于电极上，直接接触等离子体（低频放电10500kHz或高频13.56MHz）
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基本原理
PECVD
《PECVD技术》PPT课件
➢ 等离子体从宏观来说也是电中性，但是在局部可以为 非电中性。
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3. PECVD
PECVD技术原理是利用低温等离子体作能量源，样品置于 低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电（或另加发热体） 使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体 经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄 膜。PECVD方法区别于其它CVD方法的特点在于等离子体 中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程 所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的 分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基 团，因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围，使得原来需要 在高温下才能进行的CVD过程得以在低温实现。
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3. PECVD
What’s Plasma? 什么是等离子体？
➢ 地球上，物质有三态，即：固，液，气。
➢ 其共同点是由原子或分子组成，即基本单元是原子和 分子，且为电中性。
➢ 等离子体：气体在一定条件下受到高能激发，发生电 离，部分外层电子脱离原子核，形成电子、正离子和 中性粒子混合组成的一种形态，这种形态就称为等离 子态，即第四态。
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3. PECVD
其它方法的沉积温度： APCVD—常压CVD，700-1000℃ LPCVD—低压CVD, ~750℃, ~0.1mbar
对比 PECVD — 300-450 ℃，~0.1mbar
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3. PECVD
特点： PECVD的一个基本特征是实现了薄膜沉
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3
1.SiNx简介
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3. PECVD
PECVD技术原理是利用低温等离子体作能量源，样品置于 低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电（或另加发热体） 使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体 经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄 膜。PECVD方法区别于其它CVD方法的特点在于等离子体 中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程 所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的 分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基 团，因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围，使得原来需要 在高温下才能进行的CVD过程得以在低温实现。
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3. PECVD
What’s Plasma? 什么是等离子体？
➢ 地球上，物质有三态，即：固，液，气。
➢ 其共同点是由原子或分子组成，即基本单元是原子和 分子，且为电中性。
➢ 等离子体：气体在一定条件下受到高能激发，发生电 离，部分外层电子脱离原子核，形成电子、正离子和 中性粒子混合组成的一种形态，这种形态就称为等离 子态，即第四态。
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3. PECVD
其它方法的沉积温度： APCVD—常压CVD，700-1000℃ LPCVD—低压CVD, ~750℃, ~0.1mbar
对比 PECVD — 300-450 ℃，~0.1mbar
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3. PECVD
特点： PECVD的一个基本特征是实现了薄膜沉
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3
1.SiNx简介
一PECVD原理及设备结构3.pptx
脑及CESAR 控制软件，此控制电脑独立于主电脑系统中。
控制界面
运行顺序控制
数据资料记录
温度
特气
真空
晶片装载
CESAR控制电脑示意图
判断PECVD 的产出硅片的质量
亮点 色斑
镀膜时 间太短
色斑
色差
水纹 印
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20. 11.1520.11.15Sunday, November 15, 2020
• SLS系统：软着落系统，控制桨的上下，移动范围 在2—3厘米
PECVD设备结构
炉体：石英管、加热系统、冷却系统
石英管：炉体内有四根石英管，是镀膜的 作业区域，耐高温、防反应。
加热系统：位于石英管外，有五个温区。
PECVD设备结构
冷却系统： 是一套封闭的循环水系统，位于加热系统的金属
外壳，四进四出并有一个主管道，可适量调节流 量大小。 冷却系统的优点:
PECVD的原理
物理性质和化学性质：
结构致密，硬度大 能抵御碱、金属离子的侵蚀 介电强度高 耐湿性好
PECVD的原理
Si3N4膜的作用:
减少光的反射:良好的折射率和厚度可 以促进太阳光的吸收。
防氧化:结构致密保证硅片不被氧化。
PECVD设备结构
晶片装载区 炉体 特气柜 真空系统 控制系统
PECVD的原理
工作原理：Centrotherm PECVD 系统是 一组利用平行板镀膜舟和高频等离子激发器的 系列发生器。在低压和升温的情况下，等离子 发生器直接装在镀膜板中间发生反应。所用的 活性气体为硅烷SiH4和氨NH3。这些气体作 用于存储在硅片上的氮化硅。可以根据改变硅 烷对氨气的比率，来得到不同的折射指数。在 沉积工艺中，伴有大量的氢原子和氢离子的产 生，使得晶片的氢钝化性十分良好。
控制界面
运行顺序控制
数据资料记录
温度
特气
真空
晶片装载
CESAR控制电脑示意图
判断PECVD 的产出硅片的质量
亮点 色斑
镀膜时 间太短
色斑
色差
水纹 印
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20. 11.1520.11.15Sunday, November 15, 2020
• SLS系统：软着落系统，控制桨的上下，移动范围 在2—3厘米
PECVD设备结构
炉体：石英管、加热系统、冷却系统
石英管：炉体内有四根石英管，是镀膜的 作业区域，耐高温、防反应。
加热系统：位于石英管外，有五个温区。
PECVD设备结构
冷却系统： 是一套封闭的循环水系统，位于加热系统的金属
外壳，四进四出并有一个主管道，可适量调节流 量大小。 冷却系统的优点:
PECVD的原理
物理性质和化学性质：
结构致密，硬度大 能抵御碱、金属离子的侵蚀 介电强度高 耐湿性好
PECVD的原理
Si3N4膜的作用:
减少光的反射:良好的折射率和厚度可 以促进太阳光的吸收。
防氧化:结构致密保证硅片不被氧化。
PECVD设备结构
晶片装载区 炉体 特气柜 真空系统 控制系统
PECVD的原理
工作原理：Centrotherm PECVD 系统是 一组利用平行板镀膜舟和高频等离子激发器的 系列发生器。在低压和升温的情况下，等离子 发生器直接装在镀膜板中间发生反应。所用的 活性气体为硅烷SiH4和氨NH3。这些气体作 用于存储在硅片上的氮化硅。可以根据改变硅 烷对氨气的比率，来得到不同的折射指数。在 沉积工艺中，伴有大量的氢原子和氢离子的产 生，使得晶片的氢钝化性十分良好。
《PECVD技术》课件
《PECVD技术》PPT课件
目录 Contents
• PECVD技术概述 • PECVD设备与系统 • PECVD工艺参数 • PECVD技术的研究进展 • PECVD技术的应用案例
01
PECVD技术概述
PECVD技术的定义
PECVD是“等离子体增强化学气相沉积”的简称，是一种先进的薄膜制备技术。
反应压力参数
总结词
反应压力参数是控制PECVD工艺中气体 混合和流动，以及薄膜性质的重要因素 。
VS
详细描述
反应压力参数包括反应器的压力和气体的 分压。这些参数影响气体的混合和流动特 性，以及化学反应的速率和产物。在选择 反应压力参数时，需要考虑所需的薄膜性 质、工艺条件以及材料的兼容性等因素。
射频电源参数
PECVD技术的未来发展趋势
新型PECVD设备的研发
01
随着科技的不断进步，新型PECVD设备将不断涌现，提高制备
效率和降低成本。
智能化控制和自动化生产
02
未来PECVD技术将更加智能化和自动化，提高生产效率和产品
质量。
跨学科交叉融合
03
未来PECVD技术将与更多领域进行交叉融合，拓展其应用范围
和领域。
05
PECVD技术的应用案例
PECVD技术在太阳能电池领域的应用
1 2 3
高效硅基太阳能电池
PECVD技术用于制备氮化硅和氮氧化硅薄膜，作 为减反射层和钝化层，提高硅基太阳能电池的光 电转换效率。
CIGS太阳能电池
PECVD技术用于制备铜锌锡硫薄膜，作为吸收层 和缓冲层，提高CIGS太阳能电池的光电转换效率 。
反应温度参数
总结词
反应温度参数是控制PECVD工艺中化学反应速率和薄膜性质的重要因素。
目录 Contents
• PECVD技术概述 • PECVD设备与系统 • PECVD工艺参数 • PECVD技术的研究进展 • PECVD技术的应用案例
01
PECVD技术概述
PECVD技术的定义
PECVD是“等离子体增强化学气相沉积”的简称，是一种先进的薄膜制备技术。
反应压力参数
总结词
反应压力参数是控制PECVD工艺中气体 混合和流动，以及薄膜性质的重要因素 。
VS
详细描述
反应压力参数包括反应器的压力和气体的 分压。这些参数影响气体的混合和流动特 性，以及化学反应的速率和产物。在选择 反应压力参数时，需要考虑所需的薄膜性 质、工艺条件以及材料的兼容性等因素。
射频电源参数
PECVD技术的未来发展趋势
新型PECVD设备的研发
01
随着科技的不断进步，新型PECVD设备将不断涌现，提高制备
效率和降低成本。
智能化控制和自动化生产
02
未来PECVD技术将更加智能化和自动化，提高生产效率和产品
质量。
跨学科交叉融合
03
未来PECVD技术将与更多领域进行交叉融合，拓展其应用范围
和领域。
05
PECVD技术的应用案例
PECVD技术在太阳能电池领域的应用
1 2 3
高效硅基太阳能电池
PECVD技术用于制备氮化硅和氮氧化硅薄膜，作 为减反射层和钝化层，提高硅基太阳能电池的光 电转换效率。
CIGS太阳能电池
PECVD技术用于制备铜锌锡硫薄膜，作为吸收层 和缓冲层，提高CIGS太阳能电池的光电转换效率 。
反应温度参数
总结词
反应温度参数是控制PECVD工艺中化学反应速率和薄膜性质的重要因素。
PECVD(光伏 镀膜)演示幻灯片
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为什么左边偏薄调大右边微波功率?
对于这个问题的第一种解释：左边的微波源有 问题，不能正常工作，只能通过调右边来补偿．可 这样做整体膜都应变厚，而实际是左边影响最大．
另一种解释是：微波源与膜厚是左边（右边）对 应左边（右边）关系，但实际使用的微波功率比较 大，当大到一定程度时，改变某一边的功率对该侧 膜厚影响较小，对对称的那一侧膜厚影响较大，并 且这种观点为多数人所认同．
PECVD简介
1
保密
概述
利用太阳能电池发电是解决能源问题和环境问 题的重要途径之一。目前，80%以上的太阳能电池 是由晶体硅材料制备而成的，制备高效率、低成 本的晶体硅太阳能电池对于大规模利用太阳能发 电有着十分重要的意义。镀膜(PECVD)是制备高效 晶体硅太阳能电池的重要步骤之一.
2
保密
PECVD 简介
n0 n0
n n
r2
n0 n0
nsi nsi
4
nd
0
其中，n0，n和nsi分别为外界介质、膜层和硅 的折射率；0是入射光的波长；d是膜层的实际厚 度；nd为膜层的光学厚度。
15
当波长为0的光垂直入射时，如果膜层光学厚
度为0的四分之一，即nd=0/4,则由上面的式子
可得:
R 0
n2 ( n2
n0nsi n0nsi
)2
为了使反射损失减到最小，即希望上式 等于0, 就应有：
n n0nsi
16
对于太阳光谱,取0＝0.6微米 ,如果电池直 接暴露在真空或大气中使用，最匹配的减反射膜 折射率为n≈1.97。
在实际应用中，为了提高电池的使用寿命和抗 湿能力，大多采用硅橡胶封装。所以，对于减反 射膜来说，外界介质是硅橡胶，其折射率约为1.4， 在这种情况下，最匹配的减反射膜折射率应为:
为什么左边偏薄调大右边微波功率?
对于这个问题的第一种解释：左边的微波源有 问题，不能正常工作，只能通过调右边来补偿．可 这样做整体膜都应变厚，而实际是左边影响最大．
另一种解释是：微波源与膜厚是左边（右边）对 应左边（右边）关系，但实际使用的微波功率比较 大，当大到一定程度时，改变某一边的功率对该侧 膜厚影响较小，对对称的那一侧膜厚影响较大，并 且这种观点为多数人所认同．
PECVD简介
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保密
概述
利用太阳能电池发电是解决能源问题和环境问 题的重要途径之一。目前，80%以上的太阳能电池 是由晶体硅材料制备而成的，制备高效率、低成 本的晶体硅太阳能电池对于大规模利用太阳能发 电有着十分重要的意义。镀膜(PECVD)是制备高效 晶体硅太阳能电池的重要步骤之一.
2
保密
PECVD 简介
n0 n0
n n
r2
n0 n0
nsi nsi
4
nd
0
其中，n0，n和nsi分别为外界介质、膜层和硅 的折射率；0是入射光的波长；d是膜层的实际厚 度；nd为膜层的光学厚度。
15
当波长为0的光垂直入射时，如果膜层光学厚
度为0的四分之一，即nd=0/4,则由上面的式子
可得:
R 0
n2 ( n2
n0nsi n0nsi
)2
为了使反射损失减到最小，即希望上式 等于0, 就应有：
n n0nsi
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对于太阳光谱,取0＝0.6微米 ,如果电池直 接暴露在真空或大气中使用，最匹配的减反射膜 折射率为n≈1.97。
在实际应用中，为了提高电池的使用寿命和抗 湿能力，大多采用硅橡胶封装。所以，对于减反 射膜来说，外界介质是硅橡胶，其折射率约为1.4， 在这种情况下，最匹配的减反射膜折射率应为:
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时间 日期 账号 工艺名称 运行状态
22
设备结构
➢设备结构__管P
.
23
设备结构
设备结构
➢装载区 ➢炉体 ➢特气柜 ➢真空系统 ➢控制系统
.
24
设备结构
➢ 设备结构：
装载区： 桨、LIFT、抽风系统、SLS系统。
•
桨： 由碳化硅材料制成，具有耐高温、防
变形等性能。作用是将石墨舟放入或
.
3
基本原理
真空 蒸发
电阻加热 感应加热 电子束加热 激光加热
➢ 物理气相沉积 （PVD）
溅射 沉积
直流溅射 射频溅射 磁控溅射 离子束溅射
离子镀
直流二极型离子镀 射频放电离子镀 等离子体离子镀
.
4
基本原理
➢工作原理 3SiH4+4NH3 → Si3N4+12H2↑
利用低温等离子体作能量源，利用一定方式使硅片升温到 预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体经一系列化学反 应和等离子体反应，在硅片表面形成固态薄膜。PECVD方法区 别于其它CVD方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电 子，它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气 相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过 程，生成活性很高的各种化学基团，因而显著降低CVD薄膜沉 积的温度范围，使得原来需要在高温下才能进行的CVD过程得 以在低温下实现。
结束工艺
.
16
设备结构
管式PECVD系统
.
板式PECVD系统
17
设备结构
➢设备结构__板P
.
18
设备结构
➢设备结构__板P
.
19
设备结构
➢设备结构__板P
.
20
设备结构
➢设备结构__板P
压力
压力
传送带1
压力 传送带速度
上载
预热
反应
.
冷却
下载
21
设备结构
➢设备结构__板P
冷却水 温度
压力
.
.
13
镀膜工艺流程
6. evacuate tube and pressure test 管内抽真空并作压力测试
7. plasma preclean and check with NH3 通过高频电源用氨气预清理和检查
8. purge cycle 1 清洗管路1
9. leak test 测漏
10. wait until all zones are o源自 min temperature 恒温
.
12
镀膜工艺流程
1. processing started 工艺开始
2. fill tube with N2 充氮
3. loading boat (paddle in upper position) 进舟（桨在高位）
4. paddle moves downwards 桨降至低位
5. move out (paddle in lower position ) 桨在低位移出管外
PECVD工艺原理及操作
毛振乐 2010.3.20
.
1
目录
一．基本原理 二．工艺流程 三．设备结构 四．基本操作 五．异常处理
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2
基本原理
➢PECVD： Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition 等离子 增强 化学 气相 沉积
➢等离子体：气体在一定条件下受到高能激发，发生电离，部 分外层电子脱离原子核，形成电子、正离子和中性粒子混合物 组成的一种形态，这种形态就称为等离子态即第四态。
日本岛津
间接法
微波法 直流法
Roth&Rau OTB
.
9
基本原理
➢ PECVD 的作用
在硅片表面沉积一层氮化硅减反射膜，以增加入射在硅片上 的光的透射，减少反射。
氢原子搀杂在氮化硅中附加了氢的钝化作用。
.
10
基本原理
➢ 工作原理__板P
SiNA 系统采用的是一种间接微波等离子体增强化学气
相沉积的方法沉积硅太阳能电池的氮化硅（SiN）减反射
.
15
镀膜工艺流程
16. fill tube with N2 充氮
17. move in paddle – lower position
桨在低位进入管内
18. SLS moving to upper position
SLS移到高位
19. unloading boat
退舟
20. end of process
.
6
基本原理
➢PECVD种类:
间接式—基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）
.
7
基本原理
➢PECVD种类:
直接式—基片位于电极上，直接接触等离子体（低频放电10500kHz或高频13.56MHz）
.
8
基本原理
PECVD
直接法
管式PECVD系统 板式PECVD系统
Centrotherm 、 四 十 八 所、七星华创
阳能电池的效率。
.
11
基本原理
➢工作原理__管P Centrotherm PECVD 系统是一组利用平行板镀膜舟和低频
等离子激发器的系列发生器。在低压和升温的情况下，等离子 发生器直接在装在镀膜板中间的介质中间发生反应。所用的活 性气体为硅烷SiH4和氨气NH3。可以改变硅烷对氨的比率，来 得到不同的折射率。在沉积工艺中，伴有大量的氢原子和氢离 子的产生，使得硅片的氢钝化性十分良好。
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14
镀膜工艺流程
11. ammonia plasma preclean
通过高频电源用氨气清理
12. deposition
镀膜
13. end of deposition
结束镀膜
14. evacuate tube and pressure test
抽真空及测试压力
15. purge cycle 1
清洗管路1
.
5
基本原理
➢ 其它方法的沉积温度： APCVD —常压CVD，700-1000℃ LPCVD —低压CVD， 750℃，0.1mbar PECVD — 300-450 ℃，0.1mbar
➢ PECVD的一个基本特征是实现了薄膜沉积工艺的低温化 （<450℃）。因此带来的好处：
节省能源，降低成本 提高产能 减少了高温导致的硅片中少子寿命衰减 ➢ 其他优点： 沉积速率快 成膜质量好 ➢ 缺点： 设备投资大、成本高，对气体的纯度要求高 镀膜过程中产生的剧烈噪音、辐射、粉尘等对人体有害
膜。它具有非常好的薄膜均匀性，而且具有大规模生产的
能力。在PECVD工序中，等离子体中的H（氢）对硅表面
的钝化和在烧结工序中SiN中的氢原子向硅内扩散，使H
（氢）钝化了硅表面和体内的晶界，悬挂键等缺陷，使它
们不再起复合中心的作用，减少了少数载流子的复合，提
高了少数载流子的寿命，从而改善了硅片质量，提高了太