电池片扩散工艺流程

磷扩散

一、POCl3 简介

⒈POCl3是目前磷扩散用得较多的一种杂质源

• 无色透明液体，具有刺激性气味。如果纯度不高则呈红黄色。

• 比重为1.67，熔点2℃，沸点107℃，在潮湿空气中发烟。

• POCl3很容易发生水解，POCl3极易挥发。升温下与水接触会反应释放出腐蚀有毒易燃气体。

• 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。

2. POCl3应急处置

• 皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。 • 眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 • 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

• 食入：用水漱口，无腐蚀症状者洗胃。忌服油类。就医。

• 呼吸系统防护：可能接触其蒸气时，必须佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩）或隔离式呼吸器。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴空气呼吸器。

二、扩散的原理

⏹ POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下：

⏹

⏹ 生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应式如下：

⏹ ⏹ 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：

⏹ 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 。

⏹ 在有氧气的存在时，POCl3热分解的反应式为： 322524526POCl O P O Cl +→+↑ ⏹ 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 。

三、扩散的目的

提供PN 结

5253O P 3PCl 5POCl C

600+−−→−︒>↓+=+4P 5SiO 5Si O 2P 252↑

+−−−→−+2522510Cl O 2P 5O 4PCl 2过量O

四、扩散的工艺流程

五、电阻的测量

方块电阻是反应扩散层质量是否符合设计要求的重要工艺指标之一。

方块电阻也是标志进入半导体中的杂质总量的一个重要参数

•考虑一块长为l、宽为a、厚为t的薄层如右图。如果该薄层材料的电阻率为ρ，则

该整个薄层的电阻为

•方阻异常及对策

突然一炉整体方阻偏大（波动大于5）

对策：检查磷源是否充足；检查管路是否漏气；检查流量器是否正常。突然一炉炉口方阻整体偏大

对策：观察炉口密封是否正常。

突然一炉炉口方阻整体偏小（波动大于5）

对策：检查流量器是否正常，设定稳定是否漂移。