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微细加工考点总结
首先,要看相片里有个最后没电的ppt,然后是一个对比的表格和图片。
第一章微细加工的基本方法
微细加工技术是指制造【微小尺寸】【零件和图案】的生产加工技术。
微细加工技术分为【单项】的微细加工技术和【系统】的微细加工技术。
(最后一个多一个零)
微细加工的范围、特点和应用
微细加工技术的加工尺度范围概念:
【上限尺度——亚毫米】机械切削直径0.1mm,精度0.01mm的软钢轴,
实验表明:
当吃刀深度在0.1mm以上进行普通车削加工时,单位面积的切削阻力为196~294N/mm2;(有较多的位错缺陷)
当吃刀深度在50μm左右进行微细铣削加工时,其值约为980N/mm2;(有较少的位错缺陷)
当吃刀深度在1μm以下进行磨削加工时,则其阻力高达12740N/mm2。
(接近无位错缺陷)
【下限尺度——纳米】(溅射去除或镀膜加工,原子或分子加工。
)
微细加工与一般尺寸加工不同主要表现在:
精度表示方法不同一般尺寸加工的精度用其加工误差与加工尺寸的比值来表示,这就是精度等级的概念(如:
Ø30H7)。
在微细加工时,由于加工尺寸很小,需要用误差尺寸的【绝对值】来表示加工精度,即用去除一块材料的大小来表示,从而引入了【"加工单位"】的概念。
在微细加工中,加工单位可以小到分子级和原子级。
加工机理不同微细加工时,由于切屑很小,切削在晶粒内进行,晶粒作为一个个不连续体而被切削。
这与一般尺寸加工完全不同,一般尺寸加工时,由于吃刀量较大,晶粒大小可以忽略而作为一个连续体来看待。
因而常规的切削理论对微细加工不适用。
加工特征不同一般尺寸加工以获得一定的尺寸、形状、位置精度为加工特征。
而微细加工则以分离或结合分子或原子为特征,并常以能量束加工为基础,采用许多有别于传统机械加工的方法进行加工。
微细加工的应用及分类微细加工技术最大的应用领域是集成电路工业。
但与我们上述的加工方法不同之处是它是主要利用【曝光】和【刻蚀】技术进行的加工方式。
在集成电路工业中现在如果没有微细加工现在的情况是不可想象的,例如,一个双稳态振荡器,用电子管制造时其尺寸约5cm,造价数美元;而用微细加工则其尺寸只有15μm,造价只有千分之几美分。
由于存在【侧面刻蚀】,使刻蚀成的窗口常比光刻胶【窗口尺寸大些】。
为了修正,就要从设计值中减去【刻蚀余量】。
刻蚀余量的大小与【被加工材料、刻蚀液的种类及被加工材料的厚度】等许多因素有关,须用实验来确定。
侧面“刻蚀”或【“钻蚀”】现象侧面刻蚀【越小】,刻蚀系数越【大】,则刻蚀部分的侧面【越陡】,因此【产品尺寸】的【精度就越稳定】。
第二章微细加工中的基本工艺在半导体发展的早期,首先使用的半导体材料是【锗】,但它很快被硅取代了。
因为硅在大气中氧化可以形成一层结合力很强的透明的【氧化硅(SiO2)】薄膜,它可作【硅表面的保护层、电路间的绝缘介质、以及作杂质扩散的掩蔽膜】。
【砷化镓(GaAs)】具有很高的【迁移率】,是一种重要的半导体材料。
但由于砷化镓在生长大的单晶和形成绝缘层方面还存在某些技术问题,因此在目前的【微电子学中占统治地位的半导体材料仍然是硅】。
IC制作的流程框图(文字说明)1从单晶棒切成单晶片2生成氧化膜3旋转涂附光刻胶4投影曝光5显影6刻蚀7掺杂8更新版图重新转移图形9器件金属互连10测试、标记硅片11封装
半导体的导电机理金属是通过【自由电子】来导电的。
但半导体导电除了依靠【电子】外还依靠【空穴】,所以半导体的导电类型可分为【电子型(N型)和空穴型(P型)。
】半导体的导电类型可以通过掺杂来进行控制。
【掺杂】是半导体器件制造工艺中一个最基本、最重要的方法。
【老师未画】在一定的温度下,晶体中的原子要作热运动,价电子可以从原子热运动中得到能量,从束缚的状态变为自由状态,成为自由电子。
以硅为例来看看它的导电机理:
【当一个价电子脱离硅原子核的束缚成为自由电子的同时,在它原来的地方由于缺少了一个价电子而留下一个空位,我们把这个空位称为空穴。
】因为核外电子所带的负电荷总量等于原子核,现在由于少了一个价电子,这个原子就带正电,也可以理解为留下的空位是带正电荷。
【但是这个空位不会总是空着的,因为邻近的价电子会跑过来填补。
】邻近的原子走了一个价电子后又出现了一个空位。
这样,【空位不断地出现又不断被填补。
】【在外电场的作用下,电子和空穴的定向运动能形成电流。
这种能形成电流的导电电子和导电空穴称为半导体中的载流子。
】这样,半导体中除了电子的导电作用外还有空穴参加导电。
【所以半导体与金属的导电机理是不一样的。
】
光刻光刻是一种以【光复印图形】和【材料腐蚀】相结合的表面精密加工技术。
前者是使【掩膜图形】复印到基片表面的【光刻胶】上,然后对基片表面上的光刻胶材料(如PMMA等)进行【显影】,以露出需要被下一步刻蚀的待刻蚀的材料(如Si02、Si3N4、多晶硅、铝等薄膜)并保护住无需刻蚀平面的过程。
光刻胶上图形的复印是通过【曝光】和【显影】完成的。
限制图形【重复性】及【分辨率】的主要因素,是图形加工过程中所涉及到的物理和化学问题。
为了得到高的分辨率和进行重复性生产,就需要了解这些问题。
接触曝光52
光刻胶涂在氧化物层上,如图2—9(a)所示,并将它和玻璃版接触,然后曝光,如图2—9(b)所示。
在显影工艺中,未曝光的涂层被溶掉,这样便在涂层中留有一个【窗口】,如图2—9(c)所示。
剩余的光刻胶涂层具有化学稳定性,以便隔离酸性溶液对氧化物层的刻蚀,并在氧化物层中产生一窗口,如图2—9(d)所示。
然后,把剩余的光刻胶涂层从基片上除去,为下一步加工准备了基片,如图2—9(e)所示。
这种在半导体基片上产生图形的方法称为【接触曝光】。
掺杂62【掺杂是指用人为的方法,将所需的杂质按要求的浓度与分布掺入半导体等材料中,以达到改变材料电学性质和形成半导体器件的目的。
】利用掺杂技术可以制备p-n结、电阻器、欧姆接触和互连线等。
掺入杂质的种类、数量及其分布,对部件性能的影响极大,因此必须进行精确的控制。
【掺杂方法可分为合金法、扩散法和离子注入法。
】在【集成电路制造中,主要采用扩散法和离子注入法】,图2-16及表2—3对采用这两种工艺进行掺杂时的均匀性、重复性、污染情况和环境条件等作了比较【63】看一下。
外延69【“外延”】是指在【单晶衬底】上生长一层新单晶的技术。
新单晶层的晶向取决于【衬底(基片)】,并由衬底向外延伸而成,故名“外延层”。
外延生长之所以重要,在于外延层中杂质浓度可以方便地通过控制反应气流中的杂质含量加以调节,而不依赖于衬底中的杂质种类与掺杂水平。
薄膜的掺杂可以是n型或p型。
目前流行的外延生长工艺有三种:
【气相(VPE)、液相(LPE)和分子束外延(MBE)。
】
第三章什么是光刻?
7光刻是一种以【光复印图形】和【材料腐蚀】相结合的【表面精密加工】技术。
前者是使掩膜图形【复印】到基片表面的光刻胶上,并对基片表面上的光刻胶材料(如PMMA等)进行【显影】,后者是在光刻胶的保护下对待刻蚀的材料(如Si02、Si3N4、多晶硅、铝等薄膜)经过化学或物理腐蚀进行【选择性的刻蚀】的过程。
光刻胶上图形的复印是通过【曝光】和【显影】完成的。
限制图形【重复性及分辨率】的主要因素,是图形加工过程中所涉及到的物理和化学问题。
为了得到高的分辨率和进行重复性生产,就需要了解这些问题。
【光刻=曝光+刻蚀】
光刻工艺过程9在集成电路生产中,要经过多次光刻。
虽然各次光刻的目的要求和工艺条件有所不同,但其工艺过程是基本相同的。
光刻工艺一般都要经过:
【涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀和去胶7个步骤】。
光刻工艺过程示意图
接触曝光【阴影曝光分辨率】的主要限制是【光的衍射】。
光通过透明区域,在掩模不透明区的边缘发生衍射。
下图为入射光在光刻胶表面的光强分布图。
它是在光通过周期性光栅之后形成的,而光栅由不透明或透明的线条或等宽为b的间隔组成。
由图可明显看到,衍射使轮廓边缘完好的图形变得模糊。
当光通过不透明的边缘时,光“拐弯”了(即衍射)
【衍射】:
当通过光的窄缝的尺寸和光的波长相近时光通过缝后就会明显偏离直线方向,照到相当宽的地方,并且出现明暗相间的条纹。
【老师未画】在衍射限制范围内,接触曝光几乎有100%的精度把掩模图形传递到光刻胶上,并有可能获得最高清晰度的图像。
这是其它光学光刻技术所不及的。
但是,在实际制造工艺中不可能实现理想接触状态,所以实际分辨率要比理论值低。
其重要原因是:
【1基片和掩模都不是理想平面;2在基片和掩模之间可能存在异物;3光刻胶层隆起,使对准困难。
】【为了获得良好的接触状态,可在基片和掩模间增大接触压力,但这样做容易损伤胶膜,产生不应有的缺陷。
而这些缺陷在曝光时会重现,最终导致成品率的降低。
此外,压力的增大还会使基片和掩模发生形变,导致套刻精度的下降。
】在影像套准时,掩模需要对基片作相对移动,这也会产生微粒或碎屑,从而使缺陷问题更加复杂化。
接近曝光接近曝光概念:
在掩模和基片之间留有10~20μm的间隙,可以减少接触曝光中有关缺陷的问题,但是增加了间隙。
由于衍射引起的半阴影区域的扩大,会降低分辨率。
例如,当隙缝宽为10μm时,λ=400nm,则最大分辨率近似等于3μm。
在接近曝光中,掩模与基片之间的间隔应恒定不变,但这样只有极平的基片和掩模才能达到。
目前,基片和掩模的制备和抛光技术已有显著改进,基片和掩模的平均平整度已达微米甚至纳米的数量级。
这不仅改善了涂层的精度,也使接触和接近曝光的实际分辨率提高。
为使掩模和基片互不接触,但在实际使用中,10μm的间隙已是最小的间隙了。
【阴影曝光的分辨率与波长的平方根成正比。
因此,缩短曝光光线的波长有可能改善分辨率。
】尽管阴影曝光存在光的衍射和缺陷问题,但由于曝光设备价格低廉,操作方便与简单,所以这种工艺仍被广泛地采用。
投影曝光采用光学投影曝光的目的是【为了得到接触式光刻的高分辨率,而又不会损坏掩模和光刻胶】。
用透镜把掩模图形聚焦到基片的【感光胶层】上,感光胶层与掩模相距数厘米。
但由于透镜的不完善及衍射作用,故投影曝光与接触曝光相比,分辨率还是要低。
但是,由于减少了缺陷,改善了套准精度,提高了产量和改进了性能,因而使投影曝光技术在SLSI的生产中的重要性大为增加。
光学曝光的物理限制光学投影系统的分辨率受衍射的限制。
就是说,光学元件足够完善时,其成像特性仅由衍射效应决定。
根据几何光学原理,如果一个不透明的物体放在点光源和屏之间,物体的边缘将在屏上形成轮廓分明的阴影,几何阴影内的点上无光到达,而阴影外侧被均匀地照亮。
实际上,由边缘形成的阴影会扩散,组成明暗相间延伸到几何阴影的光带。
这种光线在边缘处的明显弯曲称为衍射,其强度分布称为衍射图。
在考虑曝光设备、光刻胶层系统、图像套准、准直和线宽控制诸因素之后,【光学光刻法的有效分辨率的极限可达0.4~0.8μm】。
前散射与背散射前散射:
电子与原入射方向所成角度小于90°,这种小角度散射仅使入射电子束变宽。
背散射:
电子的散射角(被散射后电子的运动方向与原入射方向之间的夹角)在90°~180°的范围内,这种背散射的电子主要从基片返回到光刻胶层,并【参与对光刻胶的曝光】,使显影出来的图形比原来期望的【要宽】。
由于背散射电子可以运动相当远的距离,部分背散射电子将会对相邻的图形产生曝光作用,使不需要曝光的区域也被曝光。
尤其是要求高分辨率和最小线宽的情况更是如此。
因此,【背散射是曝光精度的最大限制。
】
电子束平行投影曝光
它是利用光电发射制备的特殊掩模,通过【紫外光激励】和【加速电场】的加速,对与掩模平行且贴近的基片或空白版进行曝光。
特殊掩模是在原掩模上再蒸发一层约10nm的光电发射材料作为【光电阴极】。
曝光时,紫外光从掩模背面照射,在有图形的区域,紫外光被高效率地吸收而被挡住,使该区域的电子发射材料不受光照,因而不能发射电子。
【而在没有图形的区域,电子发射材料因【光电效应】而发射电子。
激发出的电子在强电场和与电子运动方向平行的磁场作用下汇聚,并打到对面作【阳极】的硅基片上,曝光出1:
1的图案。
】
第四章
刻蚀工艺方法【刻蚀一般分为:
湿法刻蚀技术、干法刻蚀技术。
】【湿法刻蚀】利用【化学溶液】,通过【化学反应】将不需要的薄膜去掉的图形转移方法。
【干法刻蚀】利用具有【一定能量的离子或原子通过离子的物理轰击或化学腐蚀】,或者两种的协同作用,以达到刻蚀的目的。
干法刻蚀包括【等离子体刻蚀、离子体喷射、电子束和X射线照射等】。
湿法刻蚀技术【老师未画】半导体材料与酸、碱等溶液进行相互作用而使材料自行分解的现象称为半导体的腐蚀,利用腐蚀的方法在半导体表面上刻蚀出点、斑、线条、孔、槽以及各种图案的方法称为半导体的刻蚀。
【湿法刻蚀技术】:
借助于半导体与电解液界面的反应达到刻蚀的目的,从广义上讲它还应该包括【电化学刻蚀】和【光电化学刻蚀】。
应用领域:
半导体集成电路、光电子、微机械、新结构器件等。
湿法刻蚀技术的主要特点6:
1.反应生成物是气态或可溶性物质,常用加热或搅拌等方法加快反应速度。
2.湿法刻蚀一般是各向同性的腐蚀,对于晶体结构的物质,会因为存在不同晶向而产生不同的剖面结构,从而形成不同的腐蚀剖面。
3.反应可控性差,工艺重复性差,当线宽大于3μm时,这种刻蚀效率非常高,当线宽小于3μm时,极易钻蚀,刻蚀精度低、可控性差、均匀性差,还有废液对环境的污染等问题。
等离子体刻蚀的定义等离子体刻蚀是在等离子体存在的条件下,以平面曝光后得到的光刻图形做掩膜,通过【溅射、化学反应、辅助能量离子(或电子)转换】等方式,精确可控地去除衬底表面上一定深度的薄膜物质,而留下不受影响的沟槽边壁上的物质的一种加工过程。
它具有【刻蚀速率高、均匀性和选择性好以及避免废液、废料污染环境等优点。
】
等离子刻蚀机理等离子刻蚀一般说来可以分为三类:
1.物理刻蚀:
典型的物理刻蚀就是利用非活性的Ar离子进行溅射刻蚀。
(高能量离子撞击引起表面物质原子蒸发或向外喷射——物理过程)2.化学刻蚀:
由等离子体中的活性物质和薄膜之间的化学反应引起。
(氩等离子体使氯分子Cl2分解成氯原子,Cl与硅结合生成易挥发的SiCl4,从而使Si被Cl刻蚀——化学过程)3.与离子轰击相关的刻蚀:
通过离子轰击加速刻蚀反应,它兼有物理和化学刻蚀两者的优点。
等离子体刻蚀的优点
(1)干法刻蚀加工的等离子刻蚀避免了由于液态刻蚀剂的【毛细管现象】而引起的【光刻胶的钻蚀问题】。
采用平板反应器,由于其机理是动量的迁移而使材料去除,所以能得到【各向异性】的刻蚀效果。
(2)作为刻蚀剂的气体,其用量很少,因此污染也很少。
虽然有些气体有毒或易爆炸(如CO和O2),但因用量很少,故处理也较容易。
(3)对一种或多种反应物或排除物进行光谱监控时,便可指示刻蚀的终点。
(4)等离子体加工可实现自动化,可采用盒式装片、自动抽气和真空锁输送等先进方法。
干法刻蚀中的终点检测在干法刻蚀中,影响刻蚀质量和重复性的因素很多,如刻蚀气体的组分、流量、压强、射频功率、反应器的起始温度、芯片的几何图形、刻蚀层的厚度和成分,以及不可忽视的残余气体等。
它们不同程度地影响刻蚀特性。
要精确控制这些因素使其达到所需的要求是极为复杂和不现实的。
但是,可将上述各种因素的作用归结到对刻蚀终点的影响上。
用终点检测来【控制工艺以达到所需的要求】,是一种简单可行的方法。
所谓【终点检测法】,就是应用某种测试手段实时检测刻蚀中样品和等离子状态等变化的方法。
在干法刻蚀中,终点检测的方法很多,归纳起来有几种:
发射光谱法、激光干涉测定法、质谱测定法、阻抗监视法、朗谬尔探针法,以及压强监控法等。
其中【发射光谱法】是一种有实用价值的重要方法。
LIGA工艺简介LIGA的含义:
是德文【lithographie】【Galvanoformung】和【Abformung】三个词,即【光刻、电铸、和注塑】的缩写。
LIGA工艺是一种基于X射线光刻技术的【三维微结构加工技术】,主要包括【X光深度同步辐射光刻】,【电铸制造】和【注模复制】三个工艺步骤。
它是德国Karlsruhe核研究中心在上世纪80年代开发出的。
LIGA工艺的特点:
(1)可制作高度达数百至1000μm,高宽比大于200,侧壁平行线偏离在亚微米范围内的三维立体微结构;
(2)对微结构的横向形状没有限制,横向尺寸可小到0.5μm,加工精度可达0.1μm;(3)用材广泛,金属、合金、陶瓷、聚合物、玻璃都可作为LIGA加工的对象;(4)与微电铸、注塑巧妙结合可实现大批量复制生产,成本低。
LIGA工艺的基本工艺步骤:
LIGA工艺通常先将【聚合物材料层】(10-1000μm)旋涂在硅衬底表面,然后加工形成【铸模】。
利用电镀或化学镀工艺将一种金属镀在铸模中,除去聚合物就可以得到微机械器件。
LIGA工艺的基本工艺步骤共分八步:
(1)在金属衬底上聚合一层PMMA胶(聚甲基丙烯酸甲酪),厚度为几百至一千微米。
(2)制作光刻掩膜,并固定在PMMA层的上层(b);(3)同步回旋辐射产生的高能量的X射线(波长0.2—0.5nm)通过掩膜,使PMMA腔部分感光;(4)对已受X射线照射的PMMA进行显影,将曝光部分溶解而形成图(d)所示的第一级结构;(5)采用微电镀的方法在第一级结构空隙里充满金属(图(e));(6)将第一级结构清除,从而得到一个全金属第二级结构(图(f))(7)将聚合物注入到第二级结构中进行模塑(图(g));(8)从金属模子中抽出模塑的聚合物形成第三级结构(图(h))。
第五章物理气相沉积在集成电路制造中,沉积金属薄膜最常用的方法是物理气相沉积技术。
它包括【真空蒸发、直流溅射和RF(射频)溅射。
】新近发展起来的磁控溅射和离子束沉积,是RF溅射方法的进一步改进。
【真空蒸发】:
将待沉积金属加热,使其原子获得足够的能量而脱离金属表面。
当蒸发出来的金属原子在飞行途中遇到基片时,就沉积在基片表面而形成金属薄膜。
根据热源的不同,蒸发可分为【电阻加热蒸发】和【电子束蒸发】两种。
由于前者易带来杂质污染,特别是钠离子污染,【而且很难沉积高熔点金属和合金薄膜,因此在SLSI制造中常采用电子束蒸发和溅射法。
】
化学气相沉积所谓“化学气相沉积”,是指使一种或数种物质的气体,以某种方式激活后,在基片表面发生【化学反应】,并沉积出所需要的固体薄膜。
该技术称为化学气相沉积,简称“CVD”技术。
化学气相沉积方法为满足不同的需要,目前已发展了多种实用的CVD技术。
最常用的是【常压冷壁、低压热壁、等离子体激活】等沉积方法。
常压冷壁法常用于生长掺杂和不掺杂的氧化硅(Si02);低压热壁法则主要用于生长多晶硅和氮化硅;等离子体激活方式可以降低反应所需的温度,故常用于生长氮化硅,作为最后的钝化层使用。
保护层薄膜和掩膜通常将绝缘膜沉积在半导体上面作为保护层或掩膜,以便进行选择性【扩散和注入】。
在微电子技术中,绝缘膜常在两层金属布线之间【起层间绝缘作用】。
无论薄膜在器件中作何用途,都【要求薄膜在生长期间无针孔和龟裂。
】若后续工艺需要热处理的话,也要求无针孔和龟裂。
因此,为保持薄膜的完整性,要求薄膜的生长应力及热处理期间产生的应力足够小。
随着基片尺寸的增加及器件密度的增加,这些要求显得更重要,尤其是在SLSI工艺中更是如此。
Si02薄膜的应用由于硅烷工艺沉积Si02薄膜的生长速率很高,因此在快速低温生长的场合,氧化硅膜的应用范围极广,主要有如下方面:
(1)作为杂质选择扩散的掩蔽膜。
Si02对杂质扩散的【掩蔽作用】,是指SiO2膜能阻挡杂质向半导体中扩散的能力。
利用Si02的这一性质,在硅基片表面可进行有选择的扩散,就能制造出不同结构不同功能的半导体器件和集成电路。
(2)集成电路中的隔离介质和绝缘介质。
利用SiO2膜进行介质隔离,是半导体集成电路常用的隔离方法之一,在硅器件中,SiO2可作为铝引线与薄膜下面元件之间的绝缘层,以及VLSI电路多层布线间的绝缘层。
以避免引线与元件之间发生短路。
(3)器件表面的保护膜和绝缘膜。
硅基片表面覆盖一层SiO2膜,一方面可避免器件在制造各工序中可能给硅表面带来的污染,而起到保护硅表面的作用;另一方面,SiO2膜使硅基片表面、P—n结与外界气氛隔开,以减少环境气氛对硅基片表面与p—n结的性能的影响,提高器件的稳定性和可靠性,达到钝化硅表面的作用。
封装的作用与基本形式封装主要具备的功能:
【电功能】:
传递芯片的电信号;当有大电流通过时,必须考虑导电丝的承受能力;【散热功能】:
散发芯片内产生的热量;温度增高会影响电性能,可能还会引起失效。
【机械化学保护功能】:
保护芯片和导电丝。
必须能承受在包装、运输、电路组装时加在集成电路上的应力。
同时也要考虑在实际使用环境条件下湿度的影响。
成品率损失的75%是由颗粒引起的IC制造过程中,大部分缺陷是由颗粒引起的,产生的颗粒可以一直遗留在硅片表面,成为【连线之间的短路物或成为使上层材料无法覆盖的凸起物;颗粒也可以阻挡正常的注入、或者在光刻工艺中造成局部图形异常】之后,通过清洗从硅片表面去除。
人们估计,在大规模集成电路的制造中,成品率损失的【75%】是由颗粒引起的。
由于缺陷对于IC成品率的重要性,工厂对于颗粒的检查、控制和减少极为重视。
硅片加工准备阶段的流程(不清楚,看PD)
第六章硅片的表面抛光硅片表面抛光(Polishing)目的:
去除其表面由前工序(切片、研磨等)所残留下的【微缺陷】及表面的【应力损伤层】和去除表面的各种金属离子等【杂质污染】,以求获得硅片表面局部平整、表面粗糙度极低的洁净、光亮“镜面”,满足制备各种微电子器件对硅片的技术要求。
硅片的表面抛光是硅片加工中的关键工序,其加工精度直接影响IC芯片的性能、合格率等技术指标。
一般直径小于200mm的硅片的表面抛光常采用【有蜡或无蜡贴片的单面抛光技术】
线宽小于0.18μm,直径300mm的IC硅片表面粗、细抛光采用双面抛光技术,【精抛光和最终抛光仍采用单面无蜡抛光技术】。
为了确保硅片表面的抛光加工精度,根据工艺要求可对硅片进行两步(粗抛光、精抛光)或三步(粗抛光、细抛光、精抛光)或四步(粗抛光、细抛光、精抛光、最终抛光)【碱性胶体二氧化硅抛光液的化学机械抛光】(ChemicalMechanicalPolishing,即通常所说的【CMP技术】)的单面或双面【多段加压抛光工艺】。
第七章太阳能电池发电历史自从1954年第一块实用光伏电池问世以来,太阳光伏发电取得了长足的进步。
但比计算机和光纤通讯的发展要慢得多。
其原因可能是人们对信息的追求特别强烈,而常规能源还能满足人类对能源的需求。
1973年的石油危机和90年代的环境污染问题大大促进了太阳光伏发电的发展。
其发展过程简列如下:
【1839年】法国科学家贝克勒尔发现【“光生伏特效应”】,即【“光伏效应”】。
【1954年】恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室,首次制成了实用的单晶太阳电池,效率为6%。
同年,韦克尔首次发现了【砷化镓有光伏效应】,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成了【第一块薄膜太阳电池】。
光电效应通常所说的光电效应是指【外光电效应】,即物体在光的照射下光电子飞到物体外部的现象。
另一种光电效应叫【内光电效应】,是太阳能电池利用的效应,它是物体在光的照射下,内部原子中的一部分束缚电子变为自由电子,这些电子仍留在物体内部,使物体的导电性加强。
半导体发生内光电效应的条件是,【光子能量ε大于等于半导体的禁带宽度Eg。
】
【未画】当硅半导体处于光照时,能量大于禁带宽度的光子,激发半导体内部的束缚电子,使之成为自由电子,同时产生等量的空穴。
这一数量对于少数载流子来说,可以增加很多个数量级;而对于多数载流子来说,数量却微乎其微。
太阳能电池的结构(注意PN图中是不对称的)
硅太阳能电池的制造过程1原材料
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