擴散制結的方法包括哪些

⑴ 半導體擴散工藝是什麼

擴散技術目的在於控制半導體中特定區域內雜質的類型、濃度、深度和PN結。在集成電路發

展初期是半導體器件生產的主要技術之一。但隨著離子注入的出現，擴散工藝在制備淺結、低濃度摻雜和控制精度等方面的巨大劣勢日益突出，在製造技術中的使用已大大降低。
1 擴散機構

2 替位式擴散機構

這種雜質原子或離子大小與Si原子大小差別不大，它沿著硅晶體內晶格空位跳躍前進擴散，雜質原子擴散時占據晶格格點的正常位置，不改變原來硅材料的晶體結構。硼、磷、砷等是此種方式。

3． 填隙式擴散機構

這種雜質原子大小與Si原子大小差別較大，雜質原子進入硅晶體後，不佔據晶格格點的正常位置，而是從一個硅原子間隙到另一個硅原子間隙逐次跳躍前進。鎳、鐵等重金屬元素等是此種方式
在當今的亞微米工藝中，由於淺結、短溝的限制，矽片工藝後段的熱過程越來越被謹慎地使用，但是退火仍然以不同的形式出現在工藝的流程中。退火可以激活雜質，減少缺陷，並獲得一定的結深。它的工藝時間和溫度關繫到結深和雜質濃度。

4磷摻雜

由於磷摻雜的控制精度較底，它已經漸漸地退出了工藝製作的舞台。但是在一些要求不高的工藝步驟仍然在使用。

5多晶摻雜

向多晶中摻入大量的雜質，使多晶具有金屬導電特質，以形成MOS之「M」或作為電容器的一個極板或形成多晶電阻，之所以不用離子注入主要是出於經濟的原因

⑵ 金屬晶體中原子擴散通常有哪兩種微觀機制

對金屬晶體而言，原子擴散的微觀機制有兩種：間隙擴散和空位擴散。

在間隙固溶體中溶質原子的擴散是從一個間隙位置跳到近鄰的另一間隙位置，發生間隙擴散。

空位擴散機制認為晶體中存在的大量空位在不斷移動位置。實現空位擴散有兩個條件即擴散原子近鄰有空位，該原子具有可越過勢壘的自由能。

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影響擴散的因素

1、溫度：溫度越高，擴散越快；

2、晶體缺陷，如界面、晶界位錯容易擴散；

3、不同緻密度的晶體結構溶質原子擴散速度不一樣，低緻密度的晶體中溶質原子擴散快，各向異性也影響溶質原子擴散；

4、在間隙固溶體中溶質原子擴散容易；

5、擴散原子性質與基體金屬性質差別越大，擴散越容易；

6、一般溶質原子濃度越高，擴散越快；

7、加入其它組元與溶質原子形成化合物阻礙其擴散。

⑶ 急需了解太陽能光伏產業工藝流程，求高人解答！謝謝！謝謝！

製造太陽電池的半導體材料已知的有十幾種，因此太陽電池的種類也很多。目前，技術最成熟，並具有商業價值的、市場應用最廣的太陽電池是硅太陽電池。
1、矽片切割，材料准備：
工業製作硅電池所用的單晶硅材料，一般採用坩鍋直拉法制的太陽級單晶硅棒，原始的形狀為圓柱形，然後切割成方形矽片（或多晶方形矽片），矽片的邊長一般為10~15cm，厚度約200~350um，電阻率約1Ω.cm的p型（全球節能環保網摻硼）。
2、去除損傷層：
矽片在切割過程會產生大量的表面缺陷，這就會產生兩個問題，首先表面的質量較差，另外這些表面缺陷會在電池製造過程中導致碎片增多。因此要將切割損傷層去除，一般採用鹼或酸腐蝕，腐蝕的厚度約10um。
3、制絨：
制絨，就是把相對光滑的原材料矽片的表面通過酸或鹼腐蝕，使其凸凹不平，變得粗糙，形成漫反射，減少直射到矽片表面的太陽能的損失。對於單晶硅來說一般採用NaOH加醇的方法腐蝕，利用單晶硅的各向異性腐蝕，在表面形成無數的金字塔結構，鹼液的溫度約80度，濃度約1~2%，腐蝕時間約15分鍾。對於多晶來說，一般採用酸法腐蝕。
4、擴散制結：
擴散的目的在於形成PN結。普遍採用磷做n型摻雜。由於固態擴散需要很高的溫度，因此在擴散前矽片表面的潔凈非常重要，要求矽片在制絨後要進行清洗，即用酸來中和矽片表面的鹼殘留和金屬雜質。
5、邊緣刻蝕、清洗：
擴散過程中，在矽片的周邊表面也形成了擴散層。周邊擴散層使電池的上下電極形成短路環，必須將它除去。周邊上存在任何微小的局部短路都會使電池並聯電阻下降，以至成為廢品。目前，工業化生產用等離子干法腐蝕，在輝光放電條件下通過氟和氧交替對硅作用，去除含有擴散層的周邊。
擴散後清洗的目的是去除擴散過程中形成的磷硅玻璃。
6、沉積減反射層：
沉積減反射層的目的在於減少表面反射，增加折射率。廣泛使用PECVD淀積SiN ,由於PECVD淀積SiN時,不光是生長SiN作為減反射膜,同時生成了大量的原子氫,這些氫原子能對多晶矽片具有表面鈍化和體鈍化的雙重作用,可用於大批量生產。
7、絲網印刷上下電極：
電極的制備是太陽電池制備過程中一個至關重要的步驟，它不僅決定了發射區的結構，而且也決定了電池的串聯電阻和電池表面被金屬覆蓋的面積。最早採用真空蒸鍍或化學電鍍技術，而現在普遍採用絲網印刷法，即通過特殊的印刷機和模版將銀漿鋁漿（銀鋁漿）印刷在太陽電池的正背面，以形成正負電極引線。
8、共燒形成金屬接觸：
晶體硅太陽電池要通過三次印刷金屬漿料，傳統工藝要用二次燒結才能形成良好的帶有金屬電極歐姆接觸，共燒工藝只需一次燒結，同時形成上下電極的歐姆接觸。在太陽電池絲網印刷電極製作中，通常採用鏈式燒結爐進行快速燒結。
9、電池片測試：
完成的電池片經過測試分檔進行歸類。

⑷ 用途擴散.結果擴散.形態擴散.方法擴散.是什麼意思

1、用途擴散

是指讓學生以某件物品的實際用途為擴散點，盡可能多地想像它的用途。

2、結果擴散

是指以某個事件的結果為擴散點，想像出造成該結果的種種原因。

3、方法擴散

是指以解決某一問題或製造某種物品的方法為擴散點，想像出利用該種方法的種種可能性。

4、形態擴散

是指以事物的形態(如顏色、味道、形狀等)為擴散點，想像出利用某種形態的各種可能性。

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擴散可以分類為很多不同種類的擴散，其需要和狀態大體不相同。有些擴散需要介質，而有些則需要能量。因此不能將不同種類的擴散一概而論。有生物學擴散、化學擴散、物理學擴散，等等。

⑸ 太陽電池擴散制備pn結的反應原理是什麼

1. 太陽能電池片加工中的摻雜與擴散原理的原理：
   半導體的摻雜擴散，主要是依靠了離子從高濃度像低濃度區域擴散的原理。在太陽能的矽片中，把雜質原子的氣相源靠近矽片，加熱後，使其慢慢擴散，雜質原子會慢慢的深入矽片中，濃度從矽片邊緣到內部是逐漸降低的。

2. 半導體中的摻雜是指在半導體硅中摻入磷或鎵可以得n型或p型半導體材料，由此制出各式各樣的半導體器件。在一些無機固體化合物中摻入不同的金屬離子，可以得到不同性質的發光材料，如氧化釔(III)中摻入銪(III)離子可以得到發紅光的熒光材料。

⑹ 關於太陽能電池發射極制備擴散過程中推結是什麼意思具體步驟是什麼

推結就是將擴散在硅表面的B或P源推入較深的地方，防止表面摻雜濃度太高復合嚴重形成死層，具體步驟只要在擴散完成後不加摻雜源繼續加熱一段時間就可以了。

⑺ 請問太陽能電池（矽片）的生產工藝原理是怎樣的

太陽能電池片生產製造工藝

太陽能電池片的生產工藝流程分為矽片檢測——表面制絨——擴散制結——去磷硅玻璃——等離子刻蝕——鍍減反射膜——絲網印刷——快速燒結等。具體介紹如下：

一、矽片檢測

矽片是太陽能電池片的載體，矽片質量的好壞直接決定了太陽能電池片轉換效率的高低，因此需要對來料矽片進行檢測。該工序主要用來對矽片的一些技術參數進行在線測量，這些參數主要包括矽片表面不平整度、少子壽命、電阻率、P/N型和微裂紋等。該組設備分自動上下料、矽片傳輸、系統整合部分和四個檢測模塊。其中，光伏矽片檢測儀對矽片表面不平整度進行檢測,同時檢測矽片的尺寸和對角線等外觀參數；微裂紋檢測模塊用來檢測矽片的內部微裂紋；另外還有兩個檢測模組，其中一個在線測試模組主要測試矽片體電阻率和矽片類型，另一個模塊用於檢測矽片的少子壽命。在進行少子壽命和電阻率檢測之前，需要先對矽片的對角線、微裂紋進行檢測，並自動剔除破損矽片。矽片檢測設備能夠自動裝片和卸片，並且能夠將不合格品放到固定位置，從而提高檢測精度和效率。

二、表面制絨

單晶硅絨面的制備是利用硅的各向異性腐蝕，在每平方厘米硅表面形成幾百萬個四面方錐體也即金字塔結構。由於入射光在表面的多次反射和折射，增加了光的吸收，提高了電池的短路電流和轉換效率。硅的各向異性腐蝕液通常用熱的鹼性溶液，可用的鹼有氫氧化鈉，氫氧化鉀、氫氧化鋰和乙二胺等。大多使用廉價的濃度約為1%的氫氧化鈉稀溶液來制備絨面硅，腐蝕溫度為70-85℃。為了獲得均勻的絨面，還應在溶液中酌量添加醇類如乙醇和異丙醇等作為絡合劑，以加快硅的腐蝕。制備絨面前，矽片須先進行初步表面腐蝕，用鹼性或酸性腐蝕液蝕去約20～25μm，在腐蝕絨面後，進行一般的化學清洗。經過表面准備的矽片都不宜在水中久存，以防沾污，應盡快擴散制結。

三、擴散制結

太陽能電池需要一個大面積的PN結以實現光能到電能的轉換，而擴散爐即為製造太陽能電池PN結的專用設備。管式擴散爐主要由石英舟的上下載部分、廢氣室、爐體部分和氣櫃部分等四大部分組成。擴散一般用三氯氧磷液態源作為擴散源。把P型矽片放在管式擴散爐的石英容器內，在850---900攝氏度高溫下使用氮氣將三氯氧磷帶入石英容器，通過三氯氧磷和矽片進行反應，得到磷原子。經過一定時間，磷原子從四周進入矽片的表面層，並且通過硅原子之間的空隙向矽片內部滲透擴散，形成了N型半導體和P型半導體的交界面，也就是PN結。這種方法制出的PN結均勻性好,方塊電阻的不均勻性小於百分之十,少子壽命可大於10ms。製造PN結是太陽電池生產最基本也是最關鍵的工序。因為正是PN結的形成，才使電子和空穴在流動後不再回到原處，這樣就形成了電流，用導線將電流引出，就是直流電。

四、去磷硅玻璃

該工藝用於太陽能電池片生產製造過程中，通過化學腐蝕法也即把矽片放在氫氟酸溶液中浸泡，使其產生化學反應生成可溶性的絡和物六氟硅酸，以去除擴散制結後在矽片表面形成的一層磷硅玻璃。在擴散過程中，POCL3與O2反應生成P2O5淀積在矽片表面。P2O5與Si反應又生成SiO2和磷原子，這樣就在矽片表面形成一層含有磷元素的SiO2，稱之為磷硅玻璃。去磷硅玻璃的設備一般由本體、清洗槽、伺服驅動系統、機械臂、電氣控制系統和自動配酸系統等部分組成，主要動力源有氫氟酸、氮氣、壓縮空氣、純水，熱排風和廢水。氫氟酸能夠溶解二氧化硅是因為氫氟酸與二氧化硅反應生成易揮發的四氟化硅氣體。若氫氟酸過量，反應生成的四氟化硅會進一步與氫氟酸反應生成可溶性的絡和物六氟硅酸。

五、等離子刻蝕

由於在擴散過程中，即使採用背靠背擴散，矽片的所有表麵包括邊緣都將不可避免地擴散上磷。PN結的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區域流到PN結的背面，而造成短路。因此，必須對太陽能電池周邊的摻雜硅進行刻蝕，以去除電池邊緣的PN結。通常採用等離子刻蝕技術完成這一工藝。等離子刻蝕是在低壓狀態下，反應氣體CF4的母體分子在射頻功率的激發下，產生電離並形成等離子體。等離子體是由帶電的電子和離子組成，反應腔體中的氣體在電子的撞擊下，除了轉變成離子外，還能吸收能量並形成大量的活性基團。活性反應基團由於擴散或者在電場作用下到達SiO2表面，在那裡與被刻蝕材料表面發生化學反應，並形成揮發性的反應生成物脫離被刻蝕物質表面，被真空系統抽出腔體。

六、鍍減反射膜

拋光硅表面的反射率為35%,為了減少表面反射,提高電池的轉換效率,需要沉積一層氮化硅減反射膜。現在工業生產中常採用PECVD設備制備減反射膜。PECVD即等離子增強型化學氣相沉積。它的技術原理是利用低溫等離子體作能量源，樣品置於低氣壓下輝光放電的陰極上，利用輝光放電使樣品升溫到預定的溫度，然後通入適量的反應氣體SiH4和NH3，氣體經一系列化學反應和等離子體反應，在樣品表面形成固態薄膜即氮化硅薄膜。一般情況下，使用這種等離子增強型化學氣相沉積的方法沉積的薄膜厚度在70nm左右。這樣厚度的薄膜具有光學的功能性。利用薄膜干涉原理，可以使光的反射大為減少，電池的短路電流和輸出就有很大增加，效率也有相當的提高。

七、絲網印刷

太陽電池經過制絨、擴散及PECVD等工序後，已經製成PN結，可以在光照下產生電流，為了將產生的電流導出，需要在電池表面上製作正、負兩個電極。製造電極的方法很多，而絲網印刷是目前製作太陽電池電極最普遍的一種生產工藝。絲網印刷是採用壓印的方式將預定的圖形印刷在基板上，該設備由電池背面銀鋁漿印刷、電池背面鋁漿印刷和電池正面銀漿印刷三部分組成。其工作原理為：利用絲網圖形部分網孔透過漿料，用刮刀在絲網的漿料部位施加一定壓力，同時朝絲網另一端移動。油墨在移動中被刮刀從圖形部分的網孔中擠壓到基片上。由於漿料的粘性作用使印跡固著在一定范圍內，印刷中刮板始終與絲網印版和基片呈線性接觸，接觸線隨刮刀移動而移動，從而完成印刷行程。

八、快速燒結

經過絲網印刷後的矽片，不能直接使用，需經燒結爐快速燒結，將有機樹脂粘合劑燃燒掉，剩下幾乎純粹的、由於玻璃質作用而密合在矽片上的銀電極。當銀電極和晶體硅在溫度達到共晶溫度時，晶體硅原子以一定的比例融入到熔融的銀電極材料中去，從而形成上下電極的歐姆接觸，提高電池片的開路電壓和填充因子兩個關鍵參數，使其具有電阻特性，以提高電池片的轉換效率。

燒結爐分為預燒結、燒結、降溫冷卻三個階段。預燒結階段目的是使漿料中的高分子粘合劑分解、燃燒掉，此階段溫度慢慢上升；燒結階段中燒結體內完成各種物理化學反應，形成電阻膜結構，使其真正具有電阻特性，該階段溫度達到峰值；降溫冷卻階段，玻璃冷卻硬化並凝固，使電阻膜結構固定地粘附於基片上。

九、外圍設備

在電池片生產過程中，還需要供電、動力、給水、排水、暖通、真空、特汽等外圍設施。消防和環保設備對於保證安全和持續發展也顯得尤為重要。一條年產50MW能力的太陽能電池片生產線，僅工藝和動力設備用電功率就在1800KW左右。工藝純水的用量在每小時15噸左右，水質要求達到中國電子級水GB/T11446.1-1997中EW-1級技術標准。工藝冷卻水用量也在每小時15噸左右，水質中微粒粒徑不宜大於10微米，供水溫度宜在15-20℃。真空排氣量在300M3/H左右。同時，還需要大約氮氣儲罐20立方米，氧氣儲罐10立方米。考慮到特殊氣體如硅烷的安全因素，還需要單獨設置一個特氣間，以絕對保證生產安全。另外，硅烷燃燒塔、污水處理站等也是電池片生產的必備設施。