《等离子体刻蚀》PPT课件.ppt
等离子体刻蚀,2,工艺流程介绍,硅片检测,制作绒面,酸洗,管式PECVD,等离子刻蚀,去PSG,扩散,丝网印刷,烧结,检测分选,包装,3,目录,等离子体的原理及应用等离子刻蚀原理等离子刻蚀过程及工艺控制检验方法及原理,4,什么是等离子体？,随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液体和气体。它们统称为物质的三态。如果温度升高到10e4K甚至10e5K，分子间和原子间的运动十分剧烈，彼此间已难以束缚，原子中的电子因具有相当大的动能而摆脱原子核对它的束缚，成为自由电子，原子失去电子变成带正电的离子。这样，物质就变成了一团由电子和带正电的的离子组成的混合物。这种混合物叫等离子体。它可以称为物质的第四态。,5,等离子体的产生,6,等离子体刻蚀原理,等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物而被去除。它的优势在于快速的刻蚀速率同时可获得良好的物理形貌。（这是各向同性反应）这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。,7,等离子体刻蚀反应,8,首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子。其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，并在表面上发生化学反应。生产过程中，CF4中掺入O2，这样有利于提高Si和SiO2的刻蚀速率。,9,等离子体刻蚀工艺,装片在待刻蚀硅片的两边，分别放置一片与硅片同样大小的玻璃夹板，叠放整齐，用夹具夹紧，确保待刻蚀的硅片中间没有大的缝隙。将夹具平稳放入反应室的支架上，关好反应室的盖子。,10,工艺参数设置,*可根据生产实际做相应的调整,11,边缘刻蚀控制,短路形成途径 由于在扩散过程中，即使采用背靠背扩散，硅片的所有表面（包括边缘）都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路。此短路通道等效于降低并联电阻。控制方法 对于不同规格的硅片，应适当的调整辉光功率和刻蚀时间使达到完全去除短路通道的效果。,12,在等离子体刻蚀工艺中，关键的工艺参数是射频功率和刻蚀时间。刻蚀不足：电池的并联电阻会下降。射频功率过高：等离子体中离子的能量较高会对硅片边缘造成较大的轰击损伤，导致边缘区域的电性能变差从而使电池的性能下降。在结区（耗尽层）造成的损伤会使得结区复合增加。,13,刻蚀时间过长：刻蚀时间越长对电池片的正反面造成损伤影响越大，时间长到一定程度损伤不可避免会延伸到正面结区，从而导致损伤区域高复合。射频功率太低：会使等离子体不稳定和分布不均匀，从而使某些区域刻蚀过度而某些区域刻蚀不足，导致并联电阻下降。,14,检验方法,冷热探针法,冷热探针法测导电型号,15,检验原理,热探针和N型半导体接触时，传导电子将流向温度较低的区域，使得热探针处电子缺少，因而其电势相对于同一材料上的室温触点而言将是正的。同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触点而言将是负的。此电势差可以用简单的微伏表测量。热探针的结构可以是将小的热线圈绕在一个探针的周围，也可以用小型的电烙铁。,16,检验操作及判断,确认万用表工作正常，量程置于200mV。冷探针连接电压表的正电极，热探针与电压表的负极相连。用冷、热探针接触硅片一个边沿不相连的两个点，电压表显示这两点间的电压为正值，说明导电类型为P型，刻蚀合格。相同的方法检测另外三个边沿的导电类型是否为P型。如果经过检验，任何一个边沿没有刻蚀合格，则这一批硅片需要重新装片，进行刻蚀。,17,去除磷硅玻璃,19,在扩散过程中发生如下反应：POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与Si反应生成SiO2和磷原子：这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃。,什么是磷硅玻璃？,20,磷硅玻璃的去除,氢氟酸是无色透明的液体，具有较弱的酸性、易挥发性和很强的腐蚀性。但氢氟酸具有一个很重要的特性是它能够溶解二氧化硅，因此不能装在玻璃瓶中。在半导体生产清洗和腐蚀工艺中，主要就利用氢氟酸的这一特性来去除硅片表面的二氧化硅层。,21,氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸能与二氧化硅作用生成易挥发的四氟化硅气体。若氢氟酸过量，反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。总反应式为：,22,去除磷硅玻璃工艺,清洗液配制,装片,开机,投片清洗,甩干,23,清洗液配制,将各槽中破损硅片等杂质清除，用去离子水将各槽壁冲洗干净。1号槽中注入一半深度的去离子水，加入氢氟酸，再注入去离子水至溢流口下边缘。向后面的槽中注满去离子水。,24,装片,经等离子刻蚀过的硅片，检验合格后插入承片盒。注意，经过磷扩散处理的表面，刻蚀之后硅片在插入承片盒时也严格规定了放置方向。每盒25片，扣好压条，投入清洗设备。,25,注意事项,在配制氢氟酸溶液时，要穿好防护服，戴好防护手套和防毒面具。不得用手直接接触硅片和承载盒。当硅片在1号槽氢氟酸溶液中时，不得打开设备照明，防止硅片被染色。硅片在两个槽中的停留时间不得超过设定时间，防止硅片被氧化。,26,检验标准,当硅片从1号槽氢氟酸中提起时，观察其表面是否脱水，如果脱水，则表明磷硅玻璃已去除干净；如果表面还沾有水珠，则表明磷硅玻璃未被去除干净。甩干后，抽取两片硅片，在灯光下目测：表面干燥，无水迹及其它污点。,27,去磷硅玻璃设备介绍,28,去磷硅玻璃工艺介绍,去磷硅玻璃工艺流程 1#HF 酸洗2#纯水漂洗3#纯水漂洗4#纯水喷淋5#纯水喷淋,
