光伏资料―PECVD段工艺培训课件.ppt

PECVD段工艺培训,黄亚明,2,本次培训的主要内容：,工艺人员的主要职责 简单介绍PECVD PECVD的原理与作用 介绍两种PECVD所用的设备 生产过程中可能遇到的异常及处理方法 附件,工艺人员的主要职责,负责现场工艺运行的正常与稳定； 负责部门内工艺运行原始资料的累积，保管，随时检查工艺运 行状态，并记录异常，积极处理工艺异常 负责应对设备常见、突出、重大的工艺异常，制定落实整改措 施、预防措施、应急方案 对生产人员可能的不规范操作及时通知其予以纠正 对现有生产技术进行必要的研究并提出改进建议对PECVD的简单介绍,1、PECVD在电池生产工艺中所处的位置：,来料检验,,制绒,,扩散,,刻蚀,,PECVD,,丝网印刷,,烧结测试,2、PECVD定义： PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition 的简称，即等离子体增强化学气相沉积 与其他成膜方式如PVD、LPCVD相比，其优点有： 基本温度低、沉积速度快、成膜质量好、不易龟裂等对PECVD的简单介绍,PECVD原理与作用,PECVD基本原理：借助微波或射频的能量，使反应气体（ NH3、SiH4）产生电离，在一定范围内形成等离子体，等离 子体反应后在硅片表面形成SiN膜。

什么是等离子体？ 等离子体是气体在一定条件下受到激发，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，这种形态称为等离子态，也称为第四态1、减反射,利用光的干涉原理，通过调整膜厚与 折射率，使得R1和R2相消干涉，达到减 反射目的 要达到此目的，对膜厚与折射率的 要求如下：,PECVD的作用,2、钝化,Si材料中，存在较高的晶界、点缺陷（主要是指空位、填隙原 子、金属杂质、氧、氮以及它们的复合物等等），很容易在禁带中 形成深能级，成为复合中心 而在镀膜过程中，表面在一段时间内处于富H的气氛，H离子与 杂质或是缺陷发生反应，将禁带中的能带转入价带或是导带，降低 复合，提高材料的少子寿命，起到钝化的作用介绍两种PECVD设备,PECVD的分类：按照沉积腔室等离子源与样品的关系可分 为直接法与间接法PECVD,,直接法（Direct）,间接法（Remote）,,管式PECVD （Centrotherm，40KHz）,板式PECVD （Shimadzu）,,微波法 （Roth&Rau，2.45GHz）,直流法 （OTB）,直接法： 样品直接接触等离子体，样品或样品的支撑体就是电极的一部分。

直接法又可分 为管式PECVD和板式PECVD 管式PECVD:即使用像扩散炉管一样的石英管作为沉积腔室，使用电阻炉作为 加热体，将一个可以放置多片硅片的石墨舟插进石英管中进行沉积如德国的 Centrotherm、中国的48所、七星华创产的设备 板式PECVD:是将硅片放置在一个石墨或碳纤维支架上，放入一个金属的沉积 腔室中，腔室中有平板型的电极，与样品支架形成一个放电回路，在两个极板之间的 交流电场的作用下气体电离，反应后在硅片表面形成SiN这种设备目前主要是日本 岛津公司在生产间接法： 待沉积的样品在等离子区域之外，等离子体不直接打到样品表面，样 品或其支撑体也不是电极的一部分 微波法： 使用微波作为激发等离子体的频段微波源置于样品区域 之外，先将氨气离化，再轰击硅烷气，产生SiNx分子沉积在样品表面这 种设备目前的主要制造商为德国的Roth&Rau公司 直流法：使用直流源激发等离子体，进一步离化氨气和硅烷气样品 也不与等离子体接触这种设备由荷兰的OTB公司生产频率越高，均匀面积越小； 频率越低对于硅片表面的损伤较严重； 频率越低，离子进入硅片越深，越有利于多晶硅晶界的钝 化。

频率变化对镀膜的影响：,各种镀膜方式比较：,目前公司所用设备：,Centrotherm：,炉管内部工作原理,管式PECVD使用备件：石墨舟、推车，要求温度为450石墨舟使用150次左右需进行清洗，清洗主要是利用HF与舟表面的SiN进行反应，以去除舟表面的SiN，防止因舟表面的SiN膜过厚造成的镀膜不均 清洗好的石墨舟在使用之前需进行预处理，即在舟内防止假片或不放硅片，运行镀膜程序，预处理时间在2-3小时左右预处理的目的一方面是为了提高舟表面的平整度，另一方面可缩小SiN在石墨与硅片表面沉积速度的差异，提高镀膜的均匀性Roth&Rau,线型微波等离子体产生原理,测试仪器：,椭偏仪,常见问题及其处理方法,管式PECVD： 管式PECVD出现镀膜异常，首先检查调用的工艺程序是否正确，若程 序正确，则按照以下方式处理： 膜厚：膜厚偏大，可适当降低镀膜时间，膜厚偏小，增加镀膜时间 折射率：折射率偏大，降低SiH4和NH3的比例；折射率偏小，增加 SiH4和NH3的比例 若发现同一舟中，部分硅片镀膜正常，部分镀膜不均，首先检查镀膜 过程中有无报警根据报警类型进行解决；若无报警，检查石墨舟的使用次 数，若接近150次，需进行清洗。

板式PECVD： 膜厚：膜厚偏大时，可增加带速或是降低微波功率；膜厚偏小时，降 低带速或是增加微波功率 折射率：折射率偏大，降低SiH4和NH3的比例；折射率偏小， 增加SiH4和NH3的比例 镀膜过程中若出现报警，通常会造成膜厚与折射率异常报警的处理：,管式PECVD： 管式PECVD常见的报警主要有高频（HF）报警和设备报警造成HF报警 的原因主要有：电极放反；舟内有碎片，碎片与相邻两片石墨片相 连，造成短路；舟内硅片太弓，局部等离子体密度过大，造成短路 出现HF报警后，首先将舟退出，检查报警原因，与镀膜状态，将异常处理 后，在原来基础上，继续镀膜，对于造成的异常片，按照异常片处理流程进行 处理 出现设备报警时，及时通知设备进行处理板式PECVD： 板式PECVD的报警类型很多，操作不当、石墨板不符合要求以及设备 本身的故障都可能造成报警 出现报警后，首先通知生产人员停止上料，对于前两种原因造成的报警， 只要改正操作方式、停止使用不符合要求的石墨板，再消警；遇到设备本身 的报警时，及时通知设备人员进行处理 报警通常会造成部分硅片镀膜异常，对于异常片的处理可按照异常片处理 流程进行处理。

不同膜厚硅片颜色对比：,彩虹片,异常片处理流程,镀膜异常,,膜厚均匀,,膜厚偏大,,是,直接流至印刷,,否,根据膜厚进行加镀,是,,直接流至印刷,否,其他注意事项：,安全： 特气：SiH4是易燃易爆气体，空气中的SiH4含量达到一定量时， 会发生爆炸 高温：PECVD要求温度在350-450，刚从设备里出来的硅片温 度很高，勿直接接触操作过程注意事项： 上片之前首先观察上一工序传递过来的硅片的表面状况，遇 到外观异常的硅片及时通知上一工序的工艺人员 定时巡检生产人员的操作手法与工艺参数，遇到不符合SOP ，或是私自更改工艺参数的现象，及时向生产班组长反馈并督促改 正附件：,The End,Thanks!,。