PECVD工艺及流程

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,PECVD,的基本操作及注意事项,PECVD,：,Plasma Enhance 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即第四态,PECVD,的原理及作用,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，等离子发生器直接在，装在镀膜板中间的介质的中间发生反应。所用的活性气体为硅烷,SiH,4,和氨,NH,3,。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,的原理及作用,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,过程得以在低温下实现。,PECVD,的原理及作用,3SiH,4,+4NH,3,Si,3,N,4,+12H,2,Si,3,N,4,的认识,:Si,3,N,4,膜的颜色随着它的厚度的变化而变化，其理想的厚度是,7377nm,之间，表面呈现的颜色是深蓝色，,Si,3,N,4,膜的折射率在,1.92.1,之间为最佳，与酒精的折射率相乎，通常用酒精来测其折射率,。,PECVD,的原理及作用,Si/N,比对,SiNx,薄膜性质的影响,:,电阻率随,x,增加而降低,折射率,n,随,x,增加而增加,腐蚀速率随密度增加而降低,SiNx,的优点：,优良的表面钝化效果,高效的光学减反射性能（厚度折射率匹配）,低温工艺（有效降低成本）,反应生成的,H,离子对硅片表面进行钝化,PECVD,的原理及作用,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,的原理及作用,Si,3,N,4,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,的原理及作用,PECVD,设备结构,晶片装载区,炉体,特气柜,真空系统,控制系统,PECVD,设备结构示意图,晶片装载区：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小,车、桨、储存区之间互相移动。,抽风系统：位于晶片装载区上方，初步的冷却石,墨舟和一定程度的过滤残余气体,SLS,系统：软着落系统，控制桨的上下，移动范围在,23,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,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,没有消耗净室空气,不同管间无热干涉,炉环境的温度没有被热空气所提升,空气运动（通风装置）没有使房间污染,噪音水平低,冷却系统示意图,特气柜：,MFC,气动阀,MFC,：气体流量计（,NH,3,CF,4,SiH,4,O,2,N,2,）,SiH,4,1.8,slm,NH,3,10.8,slm,CF,4,3.6,slm,O,2,3,slm,N,2,15,slm,气动阀：之所以不用电磁阀是因为电磁阀在工作时容易产生火花，而气动阀可以最大程度的避免火花。,PECVD,设备结构,真空系统,真空泵：每一根石英管配置一组泵，包括主泵和辅助泵。,蝶阀：可以根据要求控制阀门的开关的大小，来调节管内气压的,PECVD,设备结构,控制系统,CMI,：是,Centrotherm,研发的一个控制系统，其中界,面包括,Jobs,、,System,、,Datalog,、,Setup,、,Alarms,、,Help.,Jobs:,机器的工作状态。,System:,四根管子的工作状态，舟的状态以及手,动操作机器臂的内容。,Datalog,:,机器运行的每一步。,PECVD,设备结构,PECVD,设备结构,Setup:,舟的资料的更改，工艺内容的更改，使用权限,的更改，,LIFT,位置的更改，,CMS,安区系统,（安装的感应器将监控重要系统的运行情况，,而一旦不受管的计算机的控制，,CMS,将会发,生作用，所有的错误信息也都会在,CIM,上得以,简洁的文本方式显示出来）的更改等。,Alarms,：警报内容,Help:,简要的说了一下解除警报以及其他方面的方法,CESAR,：控制电脑，每一个系统都安装了,CESAR,控制,电脑及,CESAR,控制软件，此控制电脑独立于,主电脑独立于主电脑系统中。,CESAR,控制电脑示意图,运行顺序控制,控制界面,数据资料记录,温度,特气,真空,晶片装载,单（多）晶颜色差,：,A,级片（优质片）：,单片电池的颜色均匀一致，颜色范围从蓝色开始，深蓝色、红色、黄褐色、到褐色之间允许相近色差,(,例如,:,蓝色和深蓝色存在于单体电池上，但是不允许跳色,即蓝到红,),，主体颜色为深蓝色，单体电池最多只允许存在,2,种颜色。,B,级片（一级片）：,单片电池颜色不均匀，允许存在跳色色差,最多跳一个相近色,(,例如：红色和褐色存在于单体电池上,),，主体颜色为蓝色红色范围，单体电池最多只允许存在,3,种颜色。,C,级片（降级片）：,超过,B,合格片的检验范围，包括完全未镀上减反射膜的电池片。,判断,PECVD,的产出硅片的质量,判断,PECVD,的产出硅片的质量,氮化硅颜色与厚度的对照表,颜色,厚度（,nm,）,颜色,厚度（,nm,）,颜,色,厚度（,nm,）,硅本色,0-20,很淡蓝色,100-110,蓝,色,210-230,褐,色,20-40,硅本色,110-120,蓝绿色,230-250,黄褐色,40-50,淡黄色,120-130,浅绿色,250-280,红,色,55-73,黄色,130-150,橙黄色,280-300,深蓝色,73-77,橙黄色,150-180,红色,300-330,蓝,色,77-93,红,色,180-190,淡蓝色,93-100,深红色,190-210,单（多）晶绒面色斑,A,级片（优质片）：,允许有轻微色斑，允许电池片有未制绒面的部分，允许电池片有未镀上减反射膜的部分。色斑、未制绒面或未镀上膜部分的总面积不超过电池总面积的,10%,，个数不超过,3,个。,B,级片（一级片）：,有不明显色斑，允许存在未制绒面，其总面积在不超过电池片总面积的,30%,，个数不超过,5,个。,C,级片（降级片）：,水痕印、手指印、斑点以及部分未镀上膜等）超过,B,合格片的检验范围。,判断,PECVD,的产出硅片的质量,色斑（水痕印、手指印、斑点以及部分未镀上膜）,单（多）晶光面色斑,A,级片（优质片）：,允许有轻微色斑，允许电池片有未镀上减反射膜的部分。色斑或未镀上膜部分的总面积不超过电池总面积的,5%,，个数不超过,2,个。,B,级片（一级片）：,有不明显色斑，允许存在未制绒面，其总面积在不超过电池片总面积的,15%,，个数不超过,5,个。,C,级片（降级片）：,水痕印、手指印、斑点以及部分未镀上膜等）超过,B,合格片的检验范围。,判断,PECVD,的产出硅片的质量,色斑（水痕印、手指印、斑点以及部分未镀上膜）,白斑、亮点色斑不受面积和个数的限制一律是,C,级片,判断,PECVD,的产出硅片的质量,亮点色斑,镀膜时间太短,水纹印,色斑,色差,A,级片（优质片）：,边缘缺口：非三角缺口或非尖锐型缺口，长度,3mm,深度,0.5mm,数量,2,个。,B,级片（一级片）：边缘缺口：非三角缺口或非尖锐型缺口，缺损不超过电极，长度,5mm,深度,1.0mm,数量,3,个。,级片（降级片）：,边角缺损多晶电池片。,缺陷片：,多晶超过,C,降低片的要求。,判断,PECVD,的产出硅片的质量,崩边、缺口、掉角,级片（优质片）：,四角缺口：非三角缺口或非尖锐型缺口，尺寸,1.51.5,（,mm,），数量,1,个。,级片（一级片）：,四角缺口：非三角缺口或非尖锐型缺口，尺寸,22,（,mm,），数量,1,个。,级片（降级片）：,125,多晶：任一边角缺损,1818 mm,，可将四个边角同时切去,18mm,角度为,45,度，成为,125,单晶形状。,缺陷片：,单晶超过,B,合格片的要求,。,判断,PECVD,的产出硅片的质量,崩边、缺口、掉角,级片（优质片）：,细长型缺口：长度,10 mm,，深度,0.5 mm,，数量,1,个。,级片（一级片）：,细长型缺口：长度,15 mm,，深度,1 mm,，数量,1,个。,级片（降级片）：,150,多晶：任一边角缺损,88 mm,，可将四个边角同时切去,8mm,角度为,45,度，成为,150,单晶形状。,156,多晶：任一边角缺损,1414 mm,，可将四个边角同时切去,14mm,角度为,45,度，成为,156,单晶形状。,缺陷片：,单晶超过,B,合格片的要求。,判断,PECVD,的产出硅片的质量,崩边、缺口、掉角,PECVD,的工艺卫生和,6S,操作前，必须戴上汗布手套、乳胶手套、口罩，食指上的乳胶可以除去。,石英吸笔的吸盘上必须贴有海绵垫。,海绵垫需定时更换，更换的周期是三个班（八小时制），必要时可以提前更换。,保持工作桌面的整洁以及整理硅片的层压皮干净。,保持,PECVD,机、冷却房、装片房、洁净柜等的洁净度。,保持机器内和地面上没有碎片及其它异物。,工夹具等需要按照指定的位置摆放。,PECVD,的交接内容,岗位上的石墨舟。,岗位上的小车。,岗位上的工夹具、,6S,。,一区流程卡的数量。,原材料的信息。,设备出现的异常。,工艺状况。,岗位上的石墨舟的刻蚀及处理情况。,如何降低,PECVD,的报废,在能达到预期产量目标时，尽可能的降低装卸片的速度。,装片前要确认承载盒的开口方向，检查有没有被承载盒挤压弯曲的片子，如果有可将承载盒按水平方向拉开，把硅片推出。,装片时，把硅片放在石墨舟内，要避免与定位柱相撞，要顺其自然，防止硅片夹在舟槽内。,插满一舟硅片时，检查硅片是否与舟臂贴合，是否被三个定位柱夹住。,检查完毕后，将石墨舟连同小车的托盘扶正过程中，速度一定要慢，避免硅片和定位柱相撞造成片子裂纹。,如何降低,PECVD,的报废,卸片时，把硅片从石墨舟上方的一个定位柱移开后，方可取出。,把硅片放入卸片盒时一定要轻，最大程度的减小硅片与卸片盒撞击得声音。,从卸片盒中取出硅片时，要确认完全取出后，放可放下卸片盒。,整理硅片时，避免单个或少数硅片先触到层压皮。,拿装有硅片的承载盒时，双手只允许拿两个。,