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扩散炉工艺文件
扩散炉工艺报告
一、太阳能电池板原理介绍:
太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。
能产生光伏效应的材料有许多种,如:
单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。
它们的发电原理根本一样,现以晶体为例描述光发电过程。
P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。
当光线照射太阳能电池外表时,一局部光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。
这个过程的实质是:
光子能量转换成电能的过程。
晶体硅太阳能电池的制作过程:
“硅〞是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。
二、硅太阳能电池工作原理与构造:
太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应,正电荷表示硅原子,负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。
当硅晶体中掺入其他的杂质,如硼、磷等,当掺入硼时,硅晶体中就会存在着一个空穴,这个空穴因为没有电子而变得很不稳定,容易吸收电子而中和,形成P型半导体。
同样,掺入磷原子以后,因为磷原子有五个电子,所以就会有一个电子变得非常活泼,形成N型半导体。
P型半导体中含有较多的空穴,而N型半导体中含有较多的电子,这样,当P型和N型半导体结合在一起时,就会在接触面形成电势差,这就是PN结。
当P型和N型半导体结合在一起时,在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层,界面的P型一侧带负电,N型一侧带正电。
这是由于P型半导体多空穴,N型半导体多自由电子,出现了浓度差。
N区的电子会扩散到P区,P区的空穴会扩散到N区,一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场〞,从而阻止扩散进展。
到达平衡后,就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差,这就是PN结。
当晶片受光后,PN结中,N型半导体的空穴往P型区移动,而P型区中的电子往N型区移动,从而形成从N型区到P型区的电流。
然后在PN结中形成电势差,这就形成了电源。
由于半导体不是电的良导体,电子在通过p-n结后如果在半导体中流动,电阻非常大,损耗也就非常大。
但如果在上层全部涂上金属,阳光就不能通过,电流就不能产生,因此一般用金属网格覆盖p-n结,以增参加射光的面积。
另外硅外表非常光亮,会反射掉大量的太阳光,不能被电池利用。
实际工业生产根本都是用化学气相沉积沉积一层氮化硅膜,厚度在1000埃左右。
将反射损失减小到5%甚至更小。
一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限,于是人们又将很多电池〔通常是36个〕并联或串联起来使用,形成太阳能光电板。
三、扩散设备的工艺原理:
我们的扩散炉就是给硅片中掺入磷原子从而形成N型半导体,它的化学反响方程式为:
POCL3在高温600℃时会分解成:
5POCL3=P2O5+3PCL5〔PCL5对硅片有危害〕
P2O5和Si,O2进展反响生成二氧化硅,磷,氯气:
4PCL5+5O2=2P2O5+10CL2
2P2O5+5Si=5SiO2+4P
最后给硅片上形成一层磷,从而形成N型半导体。
四、影响扩散工艺的有哪些因素:
1.温区的温度:
温度每升高或降低一度,硅片的阻值降低或升高1.5欧姆。
2.N2量:
对硅片的一致性的影响以及炉管内气体浓度的影响。
3.炉管内的压力:
对硅片的一致性以及炉管内气体的流速有影响。
4.O2量和POCL3量:
因为在这工艺的反响中最主要的就是O2和POCL3,所以它们的流量会直接影响到硅片的阻值。
问题:
1.影响工艺有那些因素:
温区温度,氮气量,炉内压力,氧气量,小氮量。
2.氮气量的作用是什么?
氮气量会对
五、选择、编辑和更改工艺的方法:
可以通过Touchscreen和TSC-IIputer来进展选择、编辑和更改控制。
六、方块电阻一致性的算法:
1.Standarddeviation(1singma)=
〔其中X表示测出的数据值,
表示数据的平均值,n表示测量数据的个数〕
2.Point/Pointuniformity=
×100%
3.Wafer/Waferuniformity=
×100%
4.Run/Rununiformity=
×100%
七、工艺电阻的要求:
〔以55Ω/m2为基准〕
1.Point/Point要求为:
55±3.5(Ω/m2)
2.Wafer/Wafer要求为:
55±3(Ω/m2)
3.Run/Run要求为55±3(Ω/m2)
测试的区域为边缘9mm的四个点和中心点。
如下列图所示:
八、具体工艺的详解:
00LOAD/UNLOAD
--(装载和卸载)
MessageSTANDBY[1].SonalertalarmNo
--(准备行动)
Normalrecipe00Zone1800.0癈Slope10.00癈/minZone2800.0癈Slope10.00癈/minZone3800.0癈Slope10.00癈/minZone4800.0癈Slope10.00癈/minZone5800.0癈Slope10.00癈/min,
profiletableA
--(温度存储在NR00,第一区的温度为800℃,第二区的温度为800℃,第三区的温度为800℃,第四区的温度为800℃,第五区的温度为800℃,拉温的数据存储在TableA中)
Boatto10.0mmat600.0mm/minwithoscillationspeedof10.0mm/min.Variablemand:
No
--(舟在home位置,loaderhead在高位,速度是600mm/min,)
GasN2[1]at5.0[slm]Variablemand:
No
--(大N2的流量是5L/min)
GasO2-LOW[3]at0[sccm]Variablemand:
No
--(O2的流量是0ml/min)
Gas*EXHAUST[6]at5[Pa]Variablemand:
No
--(炉管内的压强为5Pa)
GasN2POCL3[7]at0[sccm]Variablemand:
No
--(小N2的流量为0ml/min)
GasTMPPOCL3[8]at20.0[degr]Variablemand:
No
--(POCL3的温度为20℃)
Setramptimealloutputto30sec
--(设置所用输出上升时间为30秒)
Digitalout,,,POCLOPEN[12]=OFF,,*FINNORM[14]=OFF,*FINABNO[15]=OFF,*RDY2LD[16]=OFFVariablemand:
No
--(数字输出,,,POCLOPEN=关闭,程序正常完毕关闭,程序非正常完毕关闭,R2LD=关闭)
AlarmLimitSettingforAllAnalogOutputChannelat0%
--(报警限制所有设置模拟量输出频道为0%)
AlarmlimitforanaloginputN2ACTEXH6at15.0slmat0%(?
0.0)
--(报警限制模拟量输入的补偿氮为15slm)
AlarmondigitalinN2PRESS[1]=ON,AIRPRESS[2]=ON,DOORCLSD[3]=OFF,REAREXH[4]=ON,UPSPOWER[5]=ON,UPSLOW[6]=ON,TEMPSCR[7]=ON,OVERHEAT[8]=ON
--(报警的数字量为氮气压力为翻开,空气压力为翻开,炉门关闭为关闭,酸排翻开,UPS电源为翻开,UPS低状态为翻开,SCR温度为翻开,过温保护为翻开)
AlarmondigitalinFANSWTCH[9]=ON,TEMPPOCL[10]=ON,LEVLPOCL[11]=ON,CUSTALRM[12]=ON,HEATEXCH[13]=ON,R2DALARM[14]=OFF,*START[15]=OFF,*LDINR2D[16]=OFF
--(报警的数字量是风扇开关为翻开,POCL3温度为翻开,POCL3水平为翻开,热排翻开,R2D报警为关闭,*START状态为关闭,*LDINR2D状态为关闭)
01LOADIN
--(载入)
MessageBOATIN[2].SonalertalarmNo
--(进舟)
Time:
000:
08:
00(hr:
min:
sec)Variablemand:
No
--(时间为8分钟)
Normalrecipe01Zone1835.0癈Slope10.00癈/minZone2835.0癈Slope10.00癈/minZone3835.0癈Slope10.00癈/minZone4835.0癈Slope10.00癈/minZone5835.0癈Slope10.00癈/min,profiletableA
--(温度存储在NR01第一区温度为835℃,第二区的温度为835℃,第三区的温度为835℃,第四区的温度为835℃,第五区的温度为835℃,拉温的数据存储在TableA中)
Boatto2600.0mmat600.0mm/minwithoscillationspeedof10.0mm/min.Variablemand:
No
--(loaderhead在高位,速度为600mm/min,到2600mm位置)
GasN2[1]at2.0[slm]Variablemand:
No
--(大氮的流量为2L/min)
Gas*EXHAUST[6]at-200[Pa]Variablemand:
No
--(炉管内的压强为-200Pa)
Waitforboattoreachsetpoint
--(等待舟到达设定位置)
BranchonboatalarmtostepBOATRETURNUP.SonalertalarmYes
--(舟如果报警就跳转到BOATRETURNUP这步)
Abortrecipe03
--(终止程序为Abort03)
02PADDLEOUT
--(浆出)
MessageBOATOUT[3].SonalertalarmNo
--(舟出)
Time:
000:
08:
00(hr:
min:
sec)Variablemand:
No
--(时间为8分钟)
Boatto10.0mmat1000.0mm/minwithoscillationspeedof0.0mm/min.Variablemand:
No
--(loaderhead在低位,速度为1000mm/min,舟到达home位置)
Waitforboattoreachsetpoint
--(等待舟到达设置位置)
BranchonboatalarmtostepBOATRETURNDOWN.SonalertalarmYes
--(舟如果报警就跳转到BOATRETURNDOWN这步)
Abortrecipe02
--(终止程序为Abort02)
03LEAKCHECK
--(泄漏检查)
MessageTESTING[14].SonalertalarmNo
--(检测)
Time:
000:
01:
00(hr:
min:
sec)Variablemand:
No
--(时间为1分钟)
GasN2[1]at0.1[slm]Variablemand:
No
--(N2的流量为0.1L/min)
GasO2-LOW[3]at0[sccm]Variablemand:
No
--(O2的流量为0ml/min)
Gas*EXHAUST[6]at-200[Pa]Variablemand:
No
--(炉管内的压强为-200Pa)
GasN2POCL3[7]at0[sccm]Variablemand:
No
--(小氮的流量为0ml/min)
AlarmlimitsettingforGas*EXHAUST[6]at15%(?
150Pa)Variablemand:
No
--(报警限制为炉管压强为150Pa)
Waitforgas*EXHAUST[6]
--(等待炉管内的压强)
04HEATUP
--(加热)
MessageHEATUP[6].SonalertalarmNo
--(加热)
Time:
000:
30:
00(hr:
min:
sec)Variablemand:
No
--(时间30分钟)
GasN2[1]at6.5[slm]Variablemand:
No
--(N2的流量为6.5slm)
GasO2-LOW[3]at0[sccm]Variablemand:
No
--(O2的流量为0)
Gas[*EXHAUST[6]]at[5][Pa]Variablemand:
Yes
--(炉管的压力为5Pa)
GasN2POCL3[7]at0[sccm]Variablemand:
No
--(小N2的流量为0)
Digitalout[],,,POCLOPEN[12]=OFF,,*FINNORM[14]=OFF,*FINABNO[15]=OFF,*RDY2LD[16]=OFFVariablemand:
Yes
--(数字输出量POCL翻开状态为关闭,R2D连接为关闭,可用命令为是)
AlarmondigitalinN2PRESS[1]=ON,AIRPRESS[2]=ON,DOORCLSD[3]=ON,REAREXH[4]=ON,UPSPOWER[5]=ON,UPSLOW[6]=ON,TEMPSCR[7]=ON,OVERHEAT[8]=ON
--(报警的内容为数字量N2的压力翻开,空气压力翻开,炉门关闭翻开,UPS电源翻开,UPS低电压翻开,温度可控硅翻开,过温开关翻开)
AlarmlimitsettingforGas*EXHAUST[6]at0%(?
0Pa)Variablemand:
No
--(报警限制在炉管压力为0时)
BranchondigitalinputREAREXH[4]tostepCOOLDOWN.SonalertalarmYes
--(酸排的输入数字量分支到COOLDOWN这步)
BranchondigitalinputUPSPOWER[5]tostepCOOLDOWN.SonalertalarmYes
--(UPS电源的数字输入量分支到COOLDOWN这步)
BranchondigitalinputCUSTALRM[12]tostepCOOLDOWN.SonalertalarmYes
--(CUSTALRM的数字输入量分支到COOLDOWN这步)
BranchondigitalinputHEATEXCH[13]tostepCOOLDOWN.SonalertalarmYes
--(HEATEXCH数字输入量分支到COOLDOWN这步)
Waitfortemp833(癈)atloadZone
--(等待第一区温度到达833℃)
Abortrecipe01
--(Abort程序为01)
05PREPURGE
MessagePREPURGE[9].SonalertalarmNo
Time:
[000:
01:
00](hr:
min:
sec)Variablemand:
Yes
--(时间为1分钟)
Normalrecipe02Zone1835.0癈Slope10.00癈/minZone2835.0癈Slope10.00癈/minZone3835.0癈Slope10.00癈/minZone4835.0癈Slope10.00癈/minZone5835.0癈Slope10.00癈/min,profiletableA
--(温度存储在NR02,第一区的温度为835℃,第二区的温度为835℃,第三区的温度为835℃,第四区的温度为835℃,第五区的温度为835℃,拉温的数据存储在TableA中)
Gas[N2[1]]at[6.5][slm]Variablemand:
Yes
--(N2量为6.5slm)
Gas[O2-LOW[3]]at[150][sccm]Variablemand:
Yes
--(O2量为150sccm)
Gas[N2POCL3[7]]at[600][sccm]Variablemand:
Yes
--(小N2量为600sccm)
AlarmlimitforanaloginputN2ACTEXH6at15.0slmat45%(?
13.5)
--(报警限制为模拟输入量补偿氮小于15*45%)
BranchondigitalinputREAREXH[4]tostepCOOLDOWN.SonalertalarmYes
--(酸排的输入数字量分支到COOLDOWN这步)
BranchondigitalinputUPSPOWER[5]tostepCOOLDOWN.SonalertalarmYes
--(UPS电源的数字输入量分支到COOLDOWN这步)
BranchondigitalinputCUSTALRM[12]tostepCOOLDOWN.SonalertalarmYes
--(CUSTALRM的数字输入量分支到COOLDOWN这步)
BranchondigitalinputHEATEXCH[13]tostepCOOLDOWN.SonalertalarmYes
--(HEATEXCH数字输入量分支到COOLDOWN这步)
06POCL3DEP
MessageDEPOSITION[13].SonalertalarmNo
Time:
[000:
30:
00](hr:
min:
sec)Variablemand:
Yes
--(这步的时间为30分钟)
Digitalout,,,POCLOPEN[12]=ON,,*FINNORM[14]=OFF,*FINABNO[15]=OFF,*RDY2LD[16]=OFFVariablemand:
No
--(数字量的输出为POCLOPEN[12]=ON,,*FINNORM[14]=OFF,*FINABNO[15]=OFF,*RDY2LD[16]=OFF)
AlarmlimitsettingforGasN2[1]at5%(?
1.5slm)Variablemand:
No
--(报警限制为N2量的5%)
AlarmlimitsettingforGasO2-LOW[3]at5%(?
50sccm)Variablemand:
No
--(报警限制为O2量的5%)
AlarmlimitsettingforGas*EXHAUST[6]at5%(?
50Pa)Variablemand:
No
--(报警限制在炉管压力的5%时)
AlarmlimitsettingforGasN2POCL3[7]at5%(?
50sccm)Variablemand:
No
--(报警限制为小氮量的5%)
Branchongas/pressureO2-LOW[3]tostepPOSTPURGE.SonalertalarmYes
--(O2的压强分流到POSTPURGE这步)
Branchongas/pressure*EXHAUST[6]tostepPOSTPURGE.SonalertalarmYes
--(炉管的压强分流到POSTPURGE这步)
BranchonanaloginputN2ACTEXH6tostepPOSTPURGE.SonalertalarmYes
--(O2的压强分流到POSTPURGE这步)
BranchondigitalinputREAREXH[4]tostepCRITICALSTOP.SonalertalarmYes
--(酸排的数字量输入分流到POSTPURGE这步)
BranchondigitalinputUPSPOWER[5]tostepPOSTPURGE.SonalertalarmYes
--(UPS电源的数字量输入分流到POSTPURGE这步)
BranchondigitalinputCUSTALRM[12]tostepPOSTPURGE.SonalertalarmYes
--(CUSTALRM的数字量输入分流到POSTPURGE这步)
BranchondigitalinputHEATEXCH[13]tostepPOSTPURGE.SonalertalarmYes
--(HEATEXCH的数字量输入分流到POSTPURGE这步)
07POSTPURGE
MessagePOSTPURGE[11].SonalertalarmNo
Time:
000:
05:
00(hr:
min:
sec)Variablemand:
No
--(这步的时间为5分钟)
Gas*EXHAUST[6]at-10[Pa]Variablemand:
No
--(炉管内的压强为-10Pa)
Digitalout,,,POCLOPEN[12]=OFF,,*FINNORM[14]=OFF,*FINABNO[15]=OFF,*RDY2LD[16]=OFFVariablemand:
No
--(数字量输出为POCLOPEN[12]=OFF,,*FINNORM[14]=OFF,*FINABNO[15]=OFF,*RDY2LD[16]=OFF)
AlarmLimitSettingforAllAnalogOutputChannelat0%
--(报警的设置为所有的模拟量在0%)
AlarmlimitforanaloginputN2ACTEXH6at15.0slmat0%(?
0.0)
--(报警的设置为模拟量补偿氮为0%时)
BranchondigitalinputUPSLOW[6]to
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