制絨原理及工藝

1、清洗和制絨工藝培訓(xùn)2021年6月27日.主要內(nèi)容多晶單晶制絨的目的去磷硅工藝制絨原理及工藝清洗工序本卷須知.捕獲更多的光子消除外表污染去除損傷制絨的目的.原始硅片陽(yáng)光吸收?qǐng)D制絨后陽(yáng)光吸收?qǐng)D Safter = 1.732*Sbefore Rafter 13 % (Rbefore 28 % )添加光子吸收.硅片切割后清洗工藝中的有機(jī)物沾污；硅片外表的碳沾污；硅片切割光陰滑劑的粘污。假設(shè)光滑劑過(guò)粘，會(huì)出現(xiàn)無(wú)法有效進(jìn)入刀口的景象，如光滑劑過(guò)稀那么冷卻效果不好。這些光滑劑在高溫下有能夠碳化粘附在硅片外表。去除外表沾污.一硅錠的鑄造過(guò)程單晶硅多晶硅硅片外表的機(jī)械損傷層.二多線切割硅片外表的機(jī)械損傷層.三機(jī)

2、械損傷層硅片機(jī)械損傷層10微米硅片外表的機(jī)械損傷層.有機(jī)溶劑腐蝕：TMAH四甲基氫氧化氨無(wú)機(jī)溶劑腐蝕：KOH/NaOH+IPA/乙醇溶液、酸溶液等新方法：腐蝕液超聲有利于獲得更均勻更小的金字塔等離子體刻蝕等離子體法刻蝕形貌圖制絨方法歸納.主要內(nèi)容多晶單晶制絨的目的去磷硅工藝制絨原理及工藝清洗工序本卷須知. 左圖中藍(lán)色線為拋光后的Si的反射圖，經(jīng)過(guò)不同織構(gòu)化處置之后的反射圖。 右圖為在織構(gòu)后再堆積SiNx:H薄膜的反射光譜圖。C.J.J. Tool , Presented at the 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference and

3、Exhibition, Barcelona, Spain, 6-10 June 2005 很好的織構(gòu)化可以加強(qiáng)減反射膜的效果好的織構(gòu)化的效果.絨面產(chǎn)生的原理.1、水分子的屏蔽效應(yīng)screening effect阻撓了硅原子與OH根離子的作用，而水分子的屏蔽效應(yīng)又以原子陳列密度越高越明顯。2、在111晶面族上，每個(gè)硅原子具有三個(gè)共價(jià)健與晶面內(nèi)部的原子健結(jié)及一個(gè)裸露于晶格外面的懸掛健，100晶面族每一個(gè)硅原子具有兩個(gè)共價(jià)健及兩個(gè)懸掛健，當(dāng)刻蝕反響進(jìn)展時(shí)，刻蝕液中的OH會(huì)跟懸掛健健結(jié)而構(gòu)成刻蝕，所以晶格上的單位面積懸掛健越多，會(huì)呵斥外表的化學(xué)反響自然增快。圖3 懸掛健對(duì)反響的影響111100Si+2

4、NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 各向異性的緣由.布滿整個(gè)硅片外表小而均勻怎樣是“好的絨面.主要內(nèi)容多晶單晶制絨的目的去磷硅工藝制絨原理及工藝清洗工序本卷須知.硅片清洗 制絨分散制結(jié)等離子刻蝕去磷硅玻璃減反射膜制備PECVD絲網(wǎng)印刷檢測(cè)分級(jí)燒結(jié)電池片消費(fèi)流程.去除硅片外表的污染物；在硅片外表腐蝕出絨面；絡(luò)合硅片外表沾污的金屬離子。多晶制絨的目的.多晶制絨的效果.鏈?zhǔn)蕉嗑е平q.多晶晶粒取向不一致，其外表的各向異性堿腐蝕并不能有效地降低光損失。同時(shí)由于堿和各晶面反響速度不一致，容易在晶粒之間構(gòu)成臺(tái)階，不利于后續(xù)的印刷工藝。機(jī)械刻槽、反響離子刻蝕以及光刻技術(shù)等方法，本錢較高，難以大規(guī)模量產(chǎn)。

5、而同性酸腐蝕法本錢低，工藝簡(jiǎn)單，更適宜工業(yè)化消費(fèi)。為什么用酸腐蝕. 多晶硅片外表的孔狀絨面.刻蝕槽：HF-HNO3溶液，去除外表油污、切割損傷層以及制備絨面；大致的刻蝕機(jī)制是HNO3腐蝕，在硅片外表構(gòu)成一層SiO2,然后這層SiO2在HF酸的作用下除去。酸與硅的反響可以看成是部分的電化學(xué)過(guò)程，在反響發(fā)生的地方構(gòu)成了陰極和陽(yáng)極，陽(yáng)極是硅的溶解反響，陰極是HNO3的耗費(fèi)反響。陽(yáng)極：Si+2H2O+nh+ = SiO2+4H+(4-n)e-陰極：SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O總反響式：3Si+4HNO3+18HF=H2SiF6+2H2O+ 3(4-n) e-混酸槽腐蝕原理.堿洗槽：KOH溶

6、液，主要中和殘留在硅片外表的酸，也能夠發(fā)生以下化學(xué)反響： Si+2KOH+H2O =K2SiO3+2H2另外，酸腐蝕會(huì)在外表構(gòu)成一層彩色均勻的多孔硅膜。這層硅膜具有極低的反射系數(shù)，但是它不利于p-n節(jié)的構(gòu)成和印刷電極。所以要用KOH除去這層多孔硅。KOH的作用.24其作用是經(jīng)過(guò)氟離子與硅構(gòu)成穩(wěn)定的絡(luò)離子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通常先由氫氟酸與二氧化硅作用生成易揮發(fā)的四氟化硅氣體，然后四氟化硅再進(jìn)一步與氫氟酸反響，生成可溶性的絡(luò)合物六氟硅酸H2SiF6。生成物六氟硅酸可用去離子水沖除，由此到達(dá)去除SiO2。及清洗雜質(zhì)沾污的目的。從制絨槽出來(lái)的硅片外表是親水性的，這種形狀下硅片非常容易吸收周圍的污染物，同時(shí)硅片

7、外表附著的水層在枯燥以后，水中的雜質(zhì)會(huì)堆積在硅片外表呵斥表觀的不良。HF可以使得外表疏水。HF的作用.HCl去除硅外表金屬雜質(zhì)，鹽酸具有酸和絡(luò)合劑的雙重作用，氯離子能與 Pt 2+、Au 3+、 Ag +、Cu+、Cd 2+、Hg 2+等金屬離子構(gòu)成可溶于水的 絡(luò)合物。HCL的作用.26金屬雜質(zhì)離子的影響.槽位配比溫度自動(dòng)補(bǔ)液制絨HF: 50 LHNO3: 250 LDI Water: 50 L132HNO3:1.50.5L/籃HF:0.50.2L/籃DIWater: 0.05L/籃漂洗DI Water:80L常溫/堿洗KOH:5DI Water:125 L205KOH:0.5L/籃漂洗DI

8、Water:60L常溫/酸洗HCl：16 LDI Water：120 L常溫HCl：0.50.2L/籃酸洗HF：7 LHCl：7 LDI Water：117 L常溫HF：0.50.2L/籃HCl：0.50.2L/籃漂洗DI Water:60L常溫/滿提拉、烘干85/備注156多晶：制絨槽每30萬(wàn)片換液一次；其它槽位每10萬(wàn)片換一次。125多晶：制絨槽每45萬(wàn)片換液一次；其它槽位每15萬(wàn)片換一次。工藝參數(shù).混酸腐蝕時(shí)間時(shí)間太短，那么切割呵斥的外表?yè)p傷就沒(méi)有完全除去，晶體缺陷就依然存在，會(huì)降低開(kāi)路電壓Uoc和短路電流Jsc 。時(shí)間太長(zhǎng)，凹陷尺寸就會(huì)變得很大，這樣就會(huì)添加反射系數(shù)相應(yīng)減少Jsc和添加

9、外表積相應(yīng)的減少Uoc關(guān)鍵要素.主要內(nèi)容多晶單晶制絨的目的去磷硅工藝制絨原理及工藝清洗工序本卷須知.工藝參數(shù)不能隨意的修正。各班班長(zhǎng)應(yīng)在交接班時(shí)檢查每個(gè)工藝參數(shù)，如發(fā)現(xiàn)工藝參數(shù)有修正，應(yīng)訊問(wèn)上個(gè)班的班長(zhǎng)或技術(shù)員。工藝參數(shù).硅片尺寸檢查.上片過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)有油污片、發(fā)亮片、微晶片片源有“微晶片闡明的除外等異常情況，需挑出并告知工藝員。將缺角、隱裂等不合格硅片挑出，退庫(kù)。每放1500片時(shí)需改換手套，出入車間時(shí)需換手套。上料檢驗(yàn).先將硅片分成扇外形，再一片片的取下插入小花籃中，留意輕拿輕放。插片.留意：平安補(bǔ)水量及槽內(nèi)的清潔需按照工藝文件配液，嚴(yán)禁私自配液。配液.留意平安：需按照工藝文件的要求配液，嚴(yán)

10、禁私自配液。補(bǔ)液.水洗漂洗堿洗漂洗酸洗漂洗烘干上料開(kāi)機(jī)機(jī)器預(yù)備配液下料關(guān)機(jī)清潔分散工序物料預(yù)備檢驗(yàn)返工流程制絨工藝流程.化學(xué)品濺入眼內(nèi),立刻分開(kāi)眼瞼,用大量清水作長(zhǎng)時(shí)間沖洗，就醫(yī)?；瘜W(xué)品皮膚接觸后立刻用大量流水作長(zhǎng)時(shí)間徹底沖洗,盡快地稀釋和沖去，就醫(yī)。HF化學(xué)品誤服后應(yīng)立刻催吐或洗胃，并送醫(yī)院急救。補(bǔ)充：衣服上沾有化學(xué)藥水運(yùn)用清水沖洗，再及時(shí)吹干。 化學(xué)品的急救.主要內(nèi)容多晶單晶制絨的目的去磷硅工藝制絨原理及工藝清洗工序本卷須知.在分散過(guò)程中發(fā)生如下反響：POCl3分解產(chǎn)生的P2O5淀積在硅片外表， P2O5與Si反響生成SiO2和磷原子：這樣就在硅片外表構(gòu)成一層含有磷元素的SiO2，稱之為磷

11、硅玻璃。什么是磷硅玻璃？.氫氟酸是無(wú)色透明的液體，具有較弱的酸性、易揮發(fā)性和很強(qiáng)的腐蝕性。但氫氟酸具有一個(gè)很重要的特性是它可以溶解二氧化硅，因此不能裝在玻璃瓶中。在半導(dǎo)體消費(fèi)的清洗和腐蝕工藝中，主要就利用氫氟酸的這一特性來(lái)除去硅片外表的二氧化硅層。磷硅玻璃的去除.氫氟酸可以溶解二氧化硅是由于氫氟酸能與二氧化硅作用生成易揮發(fā)的四氟化硅氣體。假設(shè)氫氟酸過(guò)量，反響生成的四氟化硅會(huì)進(jìn)一步與氫氟酸反響生成可溶性的絡(luò)和物六氟硅酸?？偡错懯綖椋?清洗液配制裝片開(kāi)機(jī)投片清洗烘干去磷硅清洗工藝.將各槽中破損硅片等雜質(zhì)去除，用去離子水將各槽壁沖洗干凈。1號(hào)槽中注入一半深度的去離子水，參與氫氟酸，再注入去離子水至溢流口下邊緣。向2號(hào)槽中注滿去離子水。清洗液配制.在配制氫氟酸溶液時(shí)，要穿好防護(hù)服，戴好防護(hù)手套和防毒面具。不得用手直接接觸硅片和承載盒。當(dāng)硅片