1、1扩散工艺培训资料资料整理：扩散工艺组21、半导体材料介绍1.1半导体的定义电阻率 10-6称为导体，电阻率在 1014-1022.cm称为结缘体，电阻率在 10-2-109.cm称为半导体，按照其含杂质和成分分为本征半导体、杂质半导体（包括 N型半导体和 P型半导体）。1.3半导体的掺杂当硅单晶中掺入 族元素，如磷、锑、砷等，就会形成 N 型导电材料，而当硅中掺入 族元素，如硼、铝等，就会形成 P 型导电材料。1.2半导体材料目前已经广泛应用的半导体材料有：硒、锗、硅、砷化镓、锑化铟、碳化硅等。1.4 硅片的种类按照导电类型分为 N型或 P型。按照晶体结构分为单晶、多晶、非晶。按照制造流程分
2、为研磨片、抛光片、外延片。31.5 硅料生产流程多晶硅由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来，硅材料主要来源于优质的石英沙，也称为硅砂。将硅砂经过冶炼提纯从而得到硅。将硅砂转换为硅材料的工艺流程为： 硅砂硅铁（冶金硅含硅 97%-99%） -三氯氢硅 -硅烷 -多晶硅 page 4-6（按照纯度不同，太阳能级和电子半导体级） -多晶铸锭或拉制单晶 -切片1.6 硅料纯度：重金属铜、金、铁等和非金属碳都是极有害的杂质。半导体硅中的杂质含量应该降到 10-9（摩尔分数）的水平，太阳级硅中的杂质含量应降到 10-6（摩尔分数）的水平太阳能级硅料纯度：纯度为 6N （ 99.9999%）以上半导体级硅料纯度：
3、纯度为 12N（ 99.9999999999%）1.7 太阳能电池制造多采用 P型硅片主要是由于杂质之间的分凝系数（ 分凝系数 ,是杂质在固液两相中浓度之比 ）的差异，因为硼容易掺杂得比较均匀，而用磷来掺杂时，往往一根单晶榜的头尾的浓度相差很大，是因为所掺的杂质磷从单晶的头部向尾部富集的缘故。41.8不同的材料与电阻率曲线， p-Si在 0.5-3.cm的杂质浓度为 1016-101751.9 半导体的光生伏特效应当用适当波长的光照射非均匀半导体（ P-N结等）时，由于内建电场的作用（不加外电场），半导体内部产生电动势（光生电压）；如将 P-N结短路，则会出现电流（光生电流）。这种由内建电场引
4、起的光电效应，称为光生伏特效应。1.10光生伏特效应的应用1.10.1制造太阳能电池，除硅外， GaAs电池应用到人造卫星和宇宙飞船上。1.10.2辐射探测器，探测辐射或粒子的强度。62、扩散间洁净度、温度、湿度2.1洁净度： 万级净化间，净化插片台 (净化度： 100级 )、净化保护柜（净化度 :100级）2.2温度： 2322.3湿度： 50%73、扩散掺杂源介绍3.1 掺杂的种类对于不同的电子器件，扩散工艺的掺杂源各不相同。按其形态分为u固态源： BN片，磷纸，硼纸，磷酸二氢铵（结晶状）。用于管式扩散。u液态源： POCL3， BBr3。用于管式扩散。u气态源： PH3， BH3， As
5、H3。用于离子注入。3.2 POCL3工艺介绍3.2.1 POCL3特性POCl3是目前太阳能电池行业使用最多的一种掺杂源u 无色透明液体，具有刺激性气味。如果纯度不高则呈红黄色。u 比重为 1.67，熔点 2，沸点 107，在潮湿空气中发烟。u POCl3很容易发生水解， POCl3极易挥发。3.2.3 POCL3的化学反应POCl3是目前太阳能电池行业使用最多的一种掺杂源小 N2N2+O2石英炉管硅片3.2.4 POCL3化学反应在环境中的副产物白色的粉末 P2O5会与空气中的水分以生化学反应：P2O5+H2O=2HPO3（偏磷酸）对呼吸道有刺激性。眼接触或致灼伤，造成永久性损害。皮肤接触
6、可致严重灼伤。3.2.5 太阳能电池其它磷扩散除了目前的三 氯氧磷（ POCl3） 液态源扩散外，还有以下方式扩散u喷涂磷酸二氢铵水溶液后（链式）扩散u丝网印刷 磷浆料 后（链式）扩散（选择性发射极扩散）3.2.6 固溶度在一定的温度下 ,杂质在硅中有一个最大的溶解度 ,其对应的杂质浓度 ,称 该温度下杂质在硅中的固溶度 。杂质的固溶度决定杂质在半导体表面的浓度。一种元素在其它某种物质中溶解有一定限度，其溶解度大小与两种物质的结构，分子间力的大小和类型有关。不同杂质在硅中的固溶度差异很大。通常两种元素的原子半径越大，溶解度越小。原子外层电子数差别越大，溶解度也越小。砷在硅中的溶解度最大，可高达 9.0x1019，比磷高 3 倍，比锑高一个数量级。B在硅中的固溶度大 (1000时达到 51020
