《李碧容》扩散车间的学习总结.docx
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《李碧容》扩散车间的学习总结
学习总结
尊敬的领导：
从2011年2月25号匆忙的从福州来到霞浦以及晚上前往江西新余吉阳培训团队的车。
经过一段时间的理论学习和车间参观，最后我选择了扩散车间，这个制造太阳能电池核心部分的车间。
在这两个来月里，了解了公司的发展历史、企业文化、公司的组织结构及配置及熟识了大部分的同事，通过专业培训人员细心讲解、周边朋友相互探讨研究以及自身的努力，对硅片扩散的原理、工艺流程、具体操作以及硅片异常的处理和防范有了比较全面的了解。
在此将这个学习收获归纳总结如下：
1理论学习
扩散是硅片生产工艺流程的第二步骤，其原理就是三氯氧磷在高温（大于600度）下分解生成五氯化磷和五氧化二磷，生成的五氧化二磷在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅和磷原子（且要有足够多的氧气，因为若没有外来的氧气参与是不充分的，生成的五氯化磷是不易分解的，并对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态，若有氧气，五氯化磷会进一步分解成五氧化二磷和氯气）。
化学方程式：
5POCl3===3PCl5+P2O5,4POCl3+3O2===2P2O5+6Cl2,2P2O5+5Si===5SiO2+4P.扩散的目的就是制造PN结、吸杂和提高少子寿命，在新余吉阳这边是通过磷扩散来完成的，其制作太阳能电池的硅片是P型的。
在有磷渗透的一面就形成了N型，没有渗透的一面是P型。
这样就在硅片内部形成了所要的PN结。
扩散内部的流程：
石英舟和炉管的清洗-石英舟和炉管饱和-炉管升温-装片-进炉-升温-通氧气-稳定-通源-吹氮排气-出炉-检验-卸片-转下道工序。
对各个步骤做了全面的了解:
（1）对于清洗，开始时，先开O2，再开TCA；清洗结束后，先关TCA，再关O2。
初次扩散前，扩散炉石英舟首先连接TCA装置，当炉温升至设定温度，以设定流量通TCA60分钟清洗石英管。
清洗结束后，将石英管连接扩散源瓶，待扩散。
正常生产时，每周进行两次TCA清洗，时间30分钟。
（2）对于饱和，初次扩散前或停产一段时间以后恢复生产时，需使石英管在950℃通源饱和1小时以上。
如果不连续生产,则每天正式生产前，须对石英管进行饱和,即正式的扩散工艺,把石英舟放入石英管,进行一次扩散。
炉温升至设定温度时，以设定流量通小N2（携源）和O2，使石英管饱和，20分钟后，关闭小N2和O2。
（3）对于升温，打开大N2,调节气体流量为18-20L/分钟,然后开始使炉子升温,升到880-900℃.装片整个扩散全过程中（从升温到出炉）一直通大氮。
（4）对于装片，戴好防护口罩和干净的塑料手套，将清洗甩干的硅片从传递窗口取出，放在洁净台上。
用teflon夹子依次将硅片从硅片盒中取出，每槽两片插入石英舟。
（5）对于进炉，用舟叉将装满硅片的石英舟放在碳化硅臂浆上，保证平稳，由步进电机缓缓推入扩散炉,进炉的时间控制在5分钟左右。
（6）对于稳定，稳定炉管，大约12分钟,使炉管内达到充分饱和。
（7）对于通氧气，稳定好后,打开氧气，其流量调节为1.17L/分钟，通氧气时间大约为21分钟。
（8）对于通源（POCl3），通氧21分钟后（保持通氧到扩散结束）,打开小氮，小氮是携带扩散源的气体,调节其流量为1.17L/分钟,通小氮的时间为12分钟。
（9）对于吹氮排气，通源12分钟后,关闭氧气和小氮,只通大氮,流量还是保持18-20L/分钟。
（10）对于出炉，一般为10min。
（11）对于检验，分为外观检验和方块电阻的检验。
外观检验，色泽方面的要求是表面颜色均匀，无偏磷酸滴落；物理方面是对崩边缺口等机械缺陷的控制；还有弯曲度的检验。
方块电阻，每炉中取5片扩散后的硅片，用四探针测试仪测量方块电阻，记录下测量数据.扩散方块电阻控制在40-80Ω/□之间,中心值60Ω。
同一炉扩散方块电阻不均匀度≤20%，同一硅片扩散方块电阻不均匀度≤10%。
2实际操作学习
3月20号，我终于正式和同班次的同事上下班，也开始了我人生中真正意义上的第一份工作。
我被分配到C班并作为C班的组长，友好的同事，好学的同伴，令人愉悦的环境，都促使我去认真学习并深深的喜欢上这份工作。
以下是我在扩散车间亲身培训、学习和在旁观看的实际操作总结：
（1）下料区：
必须要两个人才能下料，不能一个人下料。
而且扩散车间的卸料员卸从制绒传到扩散车间的硅片时每次只能搬运一篮（无论大小篮），要两只手不能以只手去搬，以免花篮滑落摔碎硅片，手套或衣袖不得接触硅片。
（2）接下来是将倒好的硅片轻轻放在净化台上准备插片。
（3）最先开始扩散班长安排我学习插片，看到车间里的老师插片不仅快而且基本无碎片，下定决心自己也要有那水平，她们插片时都是用镊子轻轻将硅片从花篮中去出，顺着石英舟的倾斜角度将硅片按从左往右的顺序轻轻插进石英舟的舟槽内，要在硅片放好之后方可松开镊子，以免硅片滑落与石英舟舟槽发生碰撞造成崩边或碎片。
插完一舟后，检查有无插错位的现象，在流程单上填好相关信息，记清楚硅片的数目及不良数，然后插第二舟，插完后将两舟摆放在一起，填好相关信息通知操作员，准备进炉。
（4）上舟：
上舟时应先检查下硅片有无插错位的现象，然后将一个舟叉轻轻差进石英舟一端的舟孔内，大约舟叉的三分之二或将舟叉完全插进去之后再将另一个舟叉插进石英舟的另一端，之后将石英舟轻轻端起放在螺旋桨上，将舟放稳后轻轻将舟叉拔出，拔舟叉时先用一个舟叉扶着石英舟，将另一个轻轻往外拔，然后用同样的办法去拔出另一个舟叉，若拔不出时可旋转着舟叉将其轻轻拔出，切不可用力过大，导致石英套管破裂。
（5）最后就是调节电脑来控制硅片的性能，电脑的登陆密码都是123456，在状态里要保证氮气的流量是25000进舟的速度为300米每秒，在自动操作中选择工艺配方。
3操作过程中出现的问题及解决
（1）我想最常出现的问题就是方块电阻、极差的异常，因为影响方块电阻的因素有：
温度、时间、小氮气的流量、源瓶温度、氧气流量、以及其他的一些如设备密封性、硅片电阻率及表面洁净状况、源瓶内三氯氧磷的多少、工艺配方是否选错影响。
所以方块电阻不在规定范围内可从这几方面考虑。
工艺员告诉我方块电阻和其他的参数基本是成正比的关系，比如：
方块电阻偏高，则调高温度、加长推进时间等。
极差偏大时可以在扩散的哪一步小氮和大氮的比例按1:
20调，还是不行的话就在炉口加均流板。
（2）有时候会出现滴源，滴源不是很严重，则将有滴源的硅片返工到制绒，其他正常流下去，若出现大量滴源现象查看历史加工记录，看炉子自上次清洗到该次加工所用的时间，是否要清洗石英管，避免两炉内的浆同时进出炉。
（3）也会有烧焦现象，可能的原因是制绒出来的片子酸没洗干净，制绒下来的硅片没有烘干有水，滴源造成的烧焦，石英舟没洗干净或石英舟被污染，扩散车间内潮湿，是硅片表面受潮，片被污染，有手印，检查是哪一方面造成的，然后按规范的步骤防止下次的错误。
（4）片子发亮，可能是制绒处腐蚀过度，告知班长，让其和隔壁的车间沟通。
（5）最近这几天一直存在着“网纹”和“花篮印”的现象，不过这是制绒那边酸或其他方面的原因，目前这边还是不能做到完全解决，希望我们霞浦以后能找到解决的方案。
4工艺参数的研究
硅片扩散后性能的好坏，工艺配方起了绝对重要的影响，所以对工艺参数的研究是不可或缺的。
当然，每个地方因环境、设备的不同等因素，参数会在一定范围之内的改变，因此在新余某台设备上的参数只是一个参考和研究方向，我们霞浦吉阳初期的调试过程中这些数据是非常好的基础。
因为想成为一个技术型的人才，所以一直为此努力着。
下面的参数实际上不能算是我的总结，但是这是一个好的学习的开始，我也从这些数据中学到很多的东西。
（1）烘干工艺
石英舟和石英管清洗之后要做烘干。
步骤
温度（℃）
大氮（sccm）
各温区温度（℃）
时间（s）
1
400
25000
0
2
400
25000
0
1000
3
400
25000
0
200
4
400
25000
0
（2）饱和工艺
当炉管第一次使用做扩散工艺或石英炉管清洗之后做饱和工艺通源要四个小时左右，清洗后的石英舟在做完烘干后使用前也要做一次饱和工艺，通源时间大约要30分钟，连续使用可以不要饱和。
步骤
温度（℃）
大氮（sccm）
小氮（sccm）
氧气（sccm）
时间（s）
各温区温度
进舟
800
25000
0
0
0
升温
850
25000
0
1000
600
0
通源
850
25000
1000
1000
0-14400
0
降温
800
40000
0
1000
500
0
出舟
800
25000
0
0
0
（3）吸杂工艺
吸杂的过程中杂质的释放和扩散要求温度不能过低，如果温度过低则不利于杂质的溶解和扩散;而吸杂的驱动力-杂质的分凝又要求温度不能过高，如果温度过高则不利于杂质分凝到吸杂区域，这两方面的因素共同作用导致恒温吸杂有一个最佳的吸杂温度。
一般而言，对晶体硅材料（多晶硅和太阳电池级单晶硅）来说，在900℃附近的吸杂效果最好
（4）扩散工艺
各温区的温度还要根据方块电阻的大小和炉管的特性来决定的。
步骤
设定温度（℃）
控温方式
大氮（sccm）
小氮（sccm）
氧气（sccm）
时间（s）
进舟
800
炉外单控
20000-30000
0
0
480
升温
840-855
炉外单控
20000-30000
0
0
600-900
稳定
840-855
级联控温
20000-30000
0
0
氧化
840-855
级联控温
20000-30000
0
1000-2000
600
扩散
840-855
级联控温
20000-30000
1000-2000（1930）
1000-2000（1300）
1000-1500（1000）
推进
840-855
级联控温
20000-30000
0
1000-2000（1300）
1000-2000（1000）
降温
800
炉外单控
40000
0
0
300
出舟
800
炉外单控
20000-30000
0
0
480
（5）参数控制指标
参数有关规定的范围可以在电脑上的曲线上看出。
工艺参数
规格精度
检测手段
源瓶恒温槽
20±0.5℃
记录源瓶温度，1次/班
恒温区温度
±1℃
记录温控表显示温度，1次/批；
内置热电偶校准恒温区，1次/周；
O2流量
±200Sccm
记录O2质量流量计数值
大N2流量
±500Sccm
记录大N2质量流量计数值
小N2流量
±50Sccm
记录小N2质量流量计数值
尾气管负压
40±20Pa
记录尾气管压力表数值，1次/小时；
5我们要做的更好
新余在管理、专业知识的培训以及车间的规范都是值得我们学习的，但还是有一些细节的东西没有被小部分人注意，希望我们霞浦能吸收他们好的一面同时也能摈弃他们不好的方面。
这是我在扩散车间实习时觉得他们不足的地方我们要严格规范的，因为这些小细节在某个意义上是决定了硅片性能的好坏，扩散车间是一个对洁净度要求很高的车间，进入洁净室之前要走风淋门，风淋门不能长时间打开，更不能开着门里外的人交谈。
车间内的人与人员密度不宜过大，在里面工作动作要轻，严格执行操作规程，不允许跑跳、打闹、做不必要的动作。
在扩散车间我觉得最不好的一个地方就是传递窗，在门上面贴着"严禁窗口对开"，可是好多人都视而不见，希望我们霞浦吉阳能做到每个人都能不让“制绒车间与扩散车间传递窗，扩散车间和刻蚀车间的传递窗这两个门对开”。
以上就是我在新余吉阳学习到的，对于刚从学校里出来的我，能得到如此专业的培训感到幸运！
在培训期间卓领队和郑队不管在生活上还是工作上得都给了我很大的帮组和必要的建议，同时他们也是我学习的榜样,在此对他们表示感谢。
这两个月中，我深深的感触到：
简单的事情坚持做就是不简单，平凡的事情认真做就是不平凡。
我觉得“坚持”和“认真”正是以后我在霞浦所需要的工作态度。
李碧容
2011/04/20
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