pecvd设备

半导体材料结课论文——PECVD技术浅论

PECVD——等离子体增强化学气相沉积法浅论

半导体材料学中，硅材料可谓材料之王，而硅材料的一项重要应用就是制作单晶硅太阳能电池。在单晶硅太阳能太阳能电池制造中，最重要的工艺之一是在太阳能电池的表面沉积上一层减反射膜。以达到减反射和钝化作用。相比较在低温条件下沉积SiNx薄膜的PECVD工艺，是沉积这层减反射膜的最佳工艺方法，这样能起到表面钝化还有体内钝化以及减反射的效果。

PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）技术原理利用低温等离子体做能量源，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。

在研究PECVD之前要先了解CVD技术，CVD核心是一种利用化学反应方式,将反应物(气体)生成固态的产物,并沉积在基片表面的薄膜沉积技术。如可生成：导体，W(钨)等;半导体，Poly-Si(多晶硅), 非晶硅等;绝缘体(介电材质)，SiO2, Si3N4等.

而为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这

PECVD

一：PECVD的应用：

PECVD主要用于进行电介质薄膜的沉积, 在芯片生产过程中,金属薄膜之间, 电容等作为导电薄膜之间的隔离作用.如下图, ILD; IMD以及PASSVATION层SiO2 以及SiN薄膜都是运用到了PECVD.

可以用到PECVD 制成的薄膜有如下：

SiH4+N2O plasma SiOx(Hy) + other volatiles (200~400C)

SiH4+N2+NH3 plasma SiNx(Hy) + other volatiles (400C)

SiH4+N2O+NH3+N2 plasma SiOxNy(Hz) + other volatiles (400C)

SiH4+N2O+He plasma SiOxNy(Hz) + other volatiles (400C)

二：PECVD的原理：

CVD： 化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程

PECVD工艺

7.1 CVD工序的目的

7.2 CVD工艺的基本原理

7.3 CVD的设备构成和主要性能指标

7.4 CVD 工序的主要工艺参数和工艺质量评价 7.5特种气体供应管理系统

7.1 CVD工序的目的

7.1.1 CVD目的

在一定压强、温度条件下输入高频电压使气体源电离形成等离子体，在基板表面发生气相化学反应，生长出各种功能薄膜。

A(g) + B(g) energy C(s) + 副产物 7.1.1.1 CVD film介绍

Film G-SiNX（GH&GL） a-Si（AH&AL） na-Si（NP） P-SiNX（PV）

＋Gas SiH4+NH3+H2 SiH4+H2 SiH4+PH3+H2 SiH4+NH3+H2

7.1.1.2各层薄膜的功能

1. G: Gate SiNx （绝缘层） 作用：防止M1与I层导通

2. a-Si （半导体） 作用：导通层，电子在该层产生

3. N: N+ a-Si （掺杂半导体）

作用：降低界面电位差，降低I层与M2之间的电位差 4. Passivation

设备工艺调试（扩散 ＰＥ）

扩散调试（针对喷淋、串级控制、压力补偿设备）

工艺调试前的准备工作

１ 压力补偿功能是否正常运行 压力平衡系统调试

压力平衡主要由压力传感器、压力控制器、流量计组成。 压力传感器调试

压力传感器有两个气体压力检测口

一个与大气相通<1>一个与反应管相通<2><1>直接空开、<2>通过PFA管与热偶管相连。 注意不要将两个接口接反，检验方法：可以用口对准其中一个吹气可以发现控制器检测值增大否则可能接反了。 2 流量计调试

同时按“ENT”和“?”进入参数设定模式。（3秒以上） C03 值选为1

流量计出气口要接到石英连接器上，即补气口（将原来排废管上的补气口堵上）。 3 压力控制器

常按“set”ATU设为1时自整定，在设备连接好时进行补气时，将该值设定成1进行自整定（类似温度控制PID整定）

OLH为限幅输出，一般设定为20%，（即在补气时流量计瞬时值不要超过10L/min） 如果压力控制器变化太快可以将延时设置成五（DF）

在STOP模式下边按SET边按R/S键4秒以上，进行工程技术模式： F00 MODE=128

F21 INP=35 PGDp=0 PGSH=1000 SLH=1000 F60 CMP

■Q □E □S 文件名称 修订日期 2012-12-20 2014-09-17 文件编号：EM-EOP-109 校订版别：B PECVD工段捷佳伟创设备操作规范 页次/总页次： 1 / 13 版本 A B 新版制定 修订 5.4.2；5.4.3 修订说明 修订部门 设备部 编 制 审 核 批 准

GM-012B ■Q □E □S 文件名称 1. 目的 文件编号：EM-EOP-109 校订版别：B PECVD工段捷佳伟创设备操作规范 页次/总页次： 2 / 13 制定捷佳伟创管式PECVD设备规范，以提供捷佳伟创管式PECVD设备装机及使用操作，保养的规范依据。 2. 范围 电池生产车间的设备工程师/设备助理工程师/设备技术员于设备装机及平时操作机台时使用。 3. 定义 无 4. 职责 设备负责本规范的制定及修改，设备人员依

晶体硅太阳能电池PECVD设备国产化现状及趋势

胡立琼 王宝全 王娜

（北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司）

摘要：晶体硅太阳能电池行业的迅猛发展，对产业装备提出了越来越高的要

求，本文介绍了当前几种主流的PECVD设备技术特点、相互区别，以及其中的高端设备——平板式PECVD设备技术发展趋势，并分析了当前国产太阳能电池设备的发展机遇、技术水平及行业现状。

关键词：PECVD设备, 晶体硅太阳能电池，国产设备 0 前言

众所周知，自20世纪80年代以来，光伏产业已经成为全世界增长速度最快的高新技术产业之一，其中晶体硅太阳能电池技术更是占据了整个光伏技术的主导地位。顺应光伏市场需求的急剧增长，作为技术支撑的设备行业也随之获得了前所未有的高速发展。

装备业的发展为太阳能电池产业持续向前发展提供了有力的保证，其市场也得到了产业界越来越多的关注。但与半导体投资热潮下的“瓶颈”类似，设备研发与产业膨胀仍然存在着速度匹配的问题，尤其是在高端设备领域，大部分设备仍然需要依赖于进口。这一现状对于追求更低成本的晶体硅太阳能电池行业而言，已经成为了无法回避的重要问题。进口设备的价格昂贵，二手设备的市场混乱，使中国的太阳能电池行业正殷切期盼着本土

1.目的： CENTROTHERM管式PECVD操作说明书

确保管式PECVD处于良好的运行状态.

2.使用范围： 管式PECVD的使用。 3.参考： 4.责任： 本过程由设备人员负责并执行日常维护保养;设备工程师做定期维护与保养并做记录. 5.定义： 无 6.内容： 6.1开机 6.1.1开真空泵 6.1.1.1 合上真空泵面板上总电源开关 内 6.1.1.3打开靠墙支架上N2阀。确认面板上绿色N2阀已打开。压力值为1kg /cm2左右（图1） 6.1.1.2打开真空泵冷却水。先开出水，再开进水。冷却水压力应在3kg /cm2—6kg /cm2范围 图（1） 6.1.1.4按压START真空泵启动按钮，启动真空泵。（图2） CENTROTHERM管式PECVD操作说明书

图6.1.2打开设备冷却水。先打开出水阀，再开进水阀。压力在3kg /cm2---6kg /cm2 范围内（图3） 图（3） 6.1.3打开并检查气源。打开压缩空气阀，N2阀，NH3阀，SiH4阀。机器上压缩空气压力应在6kg /cm2—7kg /cm2。其他气体4 kg /cm2—10kg /cm2范围 开启SIH4阀（图4） CENT

页码信息： 总 第 4 页 1 页

文书编号

HCBZZZ040 01 年 年 月 月 日 日

承认

确认

作成

PECVD镀膜操作作业指导书作业手顺·遵守事项● 作业手顺

版

本

作成日期 修改日期

设备名/设备编号： 1、PE机 2、 3、 4、

应遵守的要点及注意事项 1.穿戴好劳保用品。 2.保证小车运转平稳。 3.确认石墨舟叶片完好，螺丝紧固，在小车放置平稳。 4.确认流程单数量与实际数量一致且硅片表面无异常，无崩边缺角。 5.硅片放置平稳，确保非扩散面贴向槽壁。 5.双手扶着石墨舟缓慢调整倾斜，避免手臂接触石墨舟。

工序目的： 制作晶体硅电池的减反射 膜及钝化 使用部品材料： 单晶硅片。扩散硅片

1.确认小车完好

2.确认石墨舟完好

3.核对物卡数量

4.放置硅片

7.装卸片时吸笔要保证干净. 8.硅片顺着槽壁滑进槽内，由工艺点定位，注意速度和角度。 9.检查插片是否漏片，是否贴合槽壁。 10.插片顺序应从左到右，从上到下。 11.插片时硅片扩散面朝外，非扩散面贴着槽壁。

5.小车放置区域 使用夹具、 工具：

6.石墨舟向前倾斜

7.准备吸片

8.插片

12.石墨舟倾斜度根据操作员高度，台架高度来调整，合适的角度利于操作。 13.石墨舟必须复位扶正水平时方可旋转。

江西佳辉光电科技有限公司 PECVD设备使用作业指导书 编号：JH-01 共10页 第1页 1. 目的：规范操作，为生产车间操作规范化提供依据 2. 范围：适用于PECVD设备使用工序.

3. 职责：

3.1.1负责PECVD设备的开机和关机程序。 3.1.2负责PECVD设备的日常维护。

3.1.3负责发现作业过程中其设备出现问题怎样解决。

4. 名词定义：无 5. 设备使用程序：

5.1 使用环境及工作条件

5.1.1 环境温度 5.1.2 相对湿度 5.1.3 净化等级

＜25℃ ＜75%

1000级~10000级

5.1.4 电源 三相五线，380V/50HZ，≤50KW/管 5.1.5 供水 5.1.6 供气

水压0.2MPa~0.4MPa

SiH4 NH3 N2 O2 CF4五路气体，气压

0.2MPa~0.45MPa 5.1.7 配排风排毒装置

5.2对环境及能源的影响

PECVD设备本身对环境及能源没有任何影响，若用户采用不同的工艺，使用不同的气体可能对环境稍有影响，但由于用气量非常小，不会造成任何危害。

5.3安全

版 编写人 本 Prepared Re by v. 范祥

晶体硅太阳能电池PECVD设备国产化现状及趋势

胡立琼 王宝全 王娜

（北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司）

摘要：晶体硅太阳能电池行业的迅猛发展，对产业装备提出了越来越高的要

求，本文介绍了当前几种主流的PECVD设备技术特点、相互区别，以及其中的高端设备——平板式PECVD设备技术发展趋势，并分析了当前国产太阳能电池设备的发展机遇、技术水平及行业现状。

关键词：PECVD设备, 晶体硅太阳能电池，国产设备 0 前言

众所周知，自20世纪80年代以来，光伏产业已经成为全世界增长速度最快的高新技术产业之一，其中晶体硅太阳能电池技术更是占据了整个光伏技术的主导地位。顺应光伏市场需求的急剧增长，作为技术支撑的设备行业也随之获得了前所未有的高速发展。

装备业的发展为太阳能电池产业持续向前发展提供了有力的保证，其市场也得到了产业界越来越多的关注。但与半导体投资热潮下的“瓶颈”类似，设备研发与产业膨胀仍然存在着速度匹配的问题，尤其是在高端设备领域，大部分设备仍然需要依赖于进口。这一现状对于追求更低成本的晶体硅太阳能电池行业而言，已经成为了无法回避的重要问题。进口设备的价格昂贵，二手设备的市场混乱，使中国的太阳能电池行业正殷切期盼着本土