對(duì)磷擴(kuò)散的認(rèn)識(shí)

1、對(duì)磷擴(kuò)散的認(rèn)識(shí),半導(dǎo)體特性什么叫擴(kuò)散擴(kuò)散的目的擴(kuò)散的方式,對(duì)磷擴(kuò)散的認(rèn)識(shí)—半導(dǎo)體特性,硅太陽(yáng)電池生產(chǎn)中常用的幾種元素:硅（Si）、磷（P）、硼（B）元素的原子結(jié)構(gòu)模型如下：,對(duì)磷擴(kuò)散的認(rèn)識(shí)—半導(dǎo)體特性,硅晶體內(nèi)的共價(jià)鍵 硅晶體的特點(diǎn)是原子之間靠共有電子對(duì)連接在一起。硅原子的4個(gè)價(jià)電子和它相鄰的4個(gè)原子組成4對(duì)共有電子對(duì)。這種共有電子對(duì)就稱為“共價(jià)鍵”。,對(duì)磷擴(kuò)散的認(rèn)識(shí)—半導(dǎo)體特性,硼（B）是三族元素，原子的最外層

2、有三個(gè)價(jià)電子，硼原子最外層只有三個(gè)電子參加共價(jià)鍵，在另一個(gè)價(jià)鍵上因缺少一個(gè)電子而形成一個(gè)空位，鄰近價(jià)鍵上的價(jià)電子跑來填補(bǔ)這個(gè)空位，就在這個(gè)鄰近價(jià)鍵上形成了一個(gè)新的空位，我們稱這個(gè)空位叫“空穴”。這種依靠空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為空穴型半導(dǎo)體，簡(jiǎn)稱P型半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體中空穴為多數(shù)載流子，自由電子為少數(shù)載流子。這種接受自由電子的雜質(zhì)稱為受主雜質(zhì)。如下圖:,對(duì)磷擴(kuò)散的認(rèn)識(shí)—半導(dǎo)體特性,P型半導(dǎo)體（受主摻雜）--接受自由電子,對(duì)磷擴(kuò)散的認(rèn)識(shí)—半導(dǎo)體

3、特性,磷（P）是五族元素，原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，磷原子最外層五個(gè)電子中只有四個(gè)參加共價(jià)鍵，另一個(gè)不在價(jià)鍵上，成為自由電子，失去電子的磷原子是一個(gè)帶正電的正離子，正離子處于晶格位置上，不能自由運(yùn)動(dòng)，它不是載流子。因此，摻入磷的半導(dǎo)體起導(dǎo)電作用的，主要是磷所提供的自由電子，這種依靠電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為電子型半導(dǎo)體，簡(jiǎn)稱N型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體上自由電子為多數(shù)載流子，空穴為少數(shù)載流子。這種提供自由電子的雜質(zhì)稱為施主雜質(zhì)。如下圖：,對(duì)磷擴(kuò)散的

4、認(rèn)識(shí)—半導(dǎo)體特性,N型半導(dǎo)體（施主摻雜）--提供自由電子,對(duì)磷擴(kuò)散的認(rèn)識(shí)--什么叫擴(kuò)散,太陽(yáng)能電池的心臟是一個(gè)PN結(jié)。PN結(jié)是不能簡(jiǎn)單地用兩塊不同類型（p型和n型）的半導(dǎo)體接觸在一起就能形成的。要制造一個(gè)PN結(jié)，必須使一塊完整的半導(dǎo)體晶體的一部分是P型區(qū)域，另一部分是N型區(qū)域。也就是在晶體內(nèi)部實(shí)現(xiàn)P型和N型半導(dǎo)體的接觸。,對(duì)磷擴(kuò)散的認(rèn)識(shí)--什么叫擴(kuò)散,制造PN結(jié)，實(shí)質(zhì)上就是想辦法使受主雜質(zhì)（P型），在半導(dǎo)體晶體內(nèi)的一個(gè)區(qū)域中占優(yōu)勢(shì)，而使

5、施主雜質(zhì)（N型）在半導(dǎo)體內(nèi)的另外一個(gè)區(qū)域中占優(yōu)勢(shì)，這樣就在一塊完整的半導(dǎo)體晶體中實(shí)現(xiàn)了P型和N型半導(dǎo)體的接觸 。,對(duì)磷擴(kuò)散的認(rèn)識(shí)--什么叫擴(kuò)散,制作太陽(yáng)電池的硅片是P型的，也就是說在制造硅片時(shí)，已經(jīng)摻進(jìn)了一定量的硼元素，使之成為P型的硅片。如果我們把這種硅片放在一個(gè)石英容器內(nèi)，同時(shí)對(duì)此石英容器內(nèi)加熱到一定溫度，并將含磷的氣體通入這個(gè)石英容器內(nèi)，這時(shí)施主雜質(zhì)磷可從化合物中分解出來，在容器內(nèi)充滿著含磷的蒸汽。,對(duì)磷擴(kuò)散的認(rèn)識(shí)--什么叫擴(kuò)散,

6、在硅片周圍包圍著許許多多的磷的分子，因此磷原子能從四周進(jìn)入硅片的表面層，并且通過硅原子之間的空隙向硅片內(nèi)部滲透擴(kuò)散。在有磷滲透的一面就形成了N型，在沒有滲透的一面是原始P型的， 這樣就達(dá)到了在硅片內(nèi)部形成了所要的PN結(jié)。----這就是所說的擴(kuò)散。,PN結(jié)——太陽(yáng)電池的心臟,擴(kuò)散的目的：形成PN結(jié),太陽(yáng)電池磷擴(kuò)散方法,１．三氯氧磷（POCl3）液態(tài)源擴(kuò)散２．噴涂磷酸水溶液后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散３．絲網(wǎng)印刷磷漿料后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散目前采用的是第一種方法

7、。,擴(kuò)散裝置示意圖,總體結(jié)構(gòu)分為四大部分： 控制部分 推舟凈化部分 電阻加熱爐部分 氣源部分,,,,,擴(kuò)散裝置示意圖,擴(kuò)散爐氣路系統(tǒng),壓縮空氣,O2,N2,N2,影響擴(kuò)散的因素,管內(nèi)氣體中雜質(zhì)源的濃度擴(kuò)散溫度擴(kuò)散時(shí)間,POCl3 簡(jiǎn)介,POCl3是目前磷擴(kuò)散用得較多的一種雜質(zhì)源無(wú)色透明液體，具有刺激性氣味。如果純度不高則呈紅黃色。比重為1.67，熔點(diǎn)2℃，沸點(diǎn)107℃，在潮濕空氣中發(fā)煙。P