刻蝕及去PSG工藝及異常處理

刻蝕及去PSG工藝及異常處理刻蝕目的由于在集中過程中，即使采納背靠背的單面集中方式，硅片的全部表面（包括邊緣）都將不行避開地集中上磷。PN結(jié)的正面所收集到的光生電子會(huì)沿著邊緣集中有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面，而造成短路，此短路通道等效于降低并聯(lián)電阻。經(jīng)過刻蝕工序，硅片邊緣帶有的磷將會(huì)被去除潔凈，避開PN結(jié)短路造成并聯(lián)電阻降低。去PSG目的由于在集中過程中氧的通入，在硅片表面形成一層Si02，在髙溫下POC13與02形成的P2O5，部分P原子進(jìn)入Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半導(dǎo)體，部分則留在了Si02中形成PSG。磷硅玻璃的存在使得硅片在空氣中表面簡(jiǎn)單受潮，導(dǎo)致電流的降低和功率的衰減。死層的存在大大增加了放射區(qū)電子的復(fù)合，會(huì)導(dǎo)致少子壽命的降低,進(jìn)而降低了Voc和Isc。磷硅玻璃的存在使得PECVD后產(chǎn)生色差，在PECVD工序?qū)⑹瑰兊腟IxNy簡(jiǎn)單發(fā)生脫落，降低電池的轉(zhuǎn)換效率。濕法刻蝕及去PSG原理濕法刻蝕原理利用HNO3和HF的混合液體對(duì)集中后硅片下表面和邊緣進(jìn)行腐蝕,去除邊緣的N型硅，使得硅片的上下表面相互絕緣。邊緣刻蝕原理反應(yīng)方程式：3Si+4HN03+18HF=3H2[SiF6]+4N02f+8H20去PSG原理：SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2[SiF6]SiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2O去PSG工序檢驗(yàn)方法：當(dāng)硅片從HF槽出來時(shí)，觀看其表面是否脫水，假如脫水，則表明磷硅玻璃已去除潔凈；假如表面還沾有水珠，則表明磷硅玻璃未被去除潔凈，可在HF槽中適當(dāng)補(bǔ)些HF。RENAInOxSide工藝流程

制絨槽水洗槽堿洗槽水洗稽酸洗楷水洗槽吹干槽RENAInOxSide的主體分為以下七個(gè)槽，此外還有滾輪、排風(fēng)系統(tǒng)、自動(dòng)及手動(dòng)補(bǔ)液系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和溫度掌握系統(tǒng)等。擴(kuò)散后接收傳遞過程Renairi制絨槽水洗槽堿洗槽水洗稽酸洗楷水洗槽吹干槽RENAInOxSide的主體分為以下七個(gè)槽，此外還有滾輪、排風(fēng)系統(tǒng)、自動(dòng)及手動(dòng)補(bǔ)液系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和溫度掌握系統(tǒng)等。擴(kuò)散后接收傳遞過程RenairiOxside下片上片Etchbath Rinse1AlkalineRinseRinse2IfDryer2HFbdth Rinse3Dryer2刻蝕槽所用溶液為HF+HN03+H2S04，邊緣刻蝕，除去邊緣PN結(jié)，使電流朝同一方向流淌，發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：3Si+18HF+4HNO3—3H2SiF6+8H2O+4NOf留意：集中面須向上放置，H2SO4硫酸不參加反應(yīng)，僅僅是增加氫離子濃度，加快反應(yīng)，增加溶液黏度（增大溶液與PSG薄層間的界面張力）和溶液密度，使硅片很好的浮于反應(yīng)液上（僅上邊緣2mm左右和下表面與液體接觸）。堿洗槽KOH噴淋中和前道刻蝕后殘留在硅片表面的酸液，去除硅片表面的多孔硅及其雜質(zhì)，去除集中形成的染色，KOH溶液依靠冷卻水降溫保持在201左右，主要發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：Si+2K0H+H20=K2SiO3+2H2f酸洗槽HF循環(huán)沖刷噴淋中和前道堿洗后殘留在硅片表面的堿液，去除硅片表面的磷硅玻璃，主要發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：HF+SiO2—H2SiF6+H20工藝常見問題以及解決方法刻蝕常見間題及解決方法刻蝕方法常見問題原因干法刻蝕刻蝕不足刻蝕時(shí)間過短*氣量不足*射頻功率過低過刻刻蝕時(shí)間過長(zhǎng).射頻功率過高逼法刻蝕方阻上升過大酸液串槽附槽酸性氣體濃度過高整體過刻S刻不通液面咼度過咼或過低氣流不均勻部分過刻或刻不通液面不水平滾輪不水平氣流不均勻1腐蝕深度工藝掌握在1.2±0.2um檢測(cè)儀器：電子稱腐蝕深度是表征片子刻通與否的一個(gè)重要參數(shù)，通過測(cè)量刻蝕前后片子減薄量，可以計(jì)算出腐蝕深度，依據(jù)詳細(xì)測(cè)量狀況可以轉(zhuǎn)變工藝參數(shù)。槽體溫度原則上溫度掌握在8度，一般上下浮動(dòng)1-2度，調(diào)整梯度為0.5-1度，溫度上升腐蝕深度增加，反之。溫度可以作為刻蝕速率的調(diào)整手段，但是這是最終的手段。由于溫度較高的狀況下，刻蝕溶液在刻蝕槽時(shí)會(huì)不穩(wěn)定，所以一般不宜長(zhǎng)時(shí)間超過10度，當(dāng)前我們的補(bǔ)液能保證刻蝕速率不下降，所以我們無需調(diào)高刻蝕溶液的溫度。滾軸速度原則上帶速掌握在1.0T.5m/min，調(diào)整梯度式0.1-0.2m/min,速度越快，腐蝕深度越小，反之。自動(dòng)補(bǔ)液調(diào)整自動(dòng)補(bǔ)液的周期以及自動(dòng)補(bǔ)液量（HFHN03）,補(bǔ)液周期越短，補(bǔ)液量越大，腐蝕深度越大，反之。手動(dòng)補(bǔ)液可以手動(dòng)添加化學(xué)品（HFHNO3DI水），一般在腐蝕深度偏差較大時(shí)進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)液，一般在換液初期和槽體壽命快到時(shí)。2刻蝕線可能消失過刻或刻蝕不足的狀況，一般不超過2mm,通過肉眼觀看，也可通過冷熱探針測(cè)量邊緣電壓來推斷是否刻通。刻蝕不足：一般首先通過調(diào)整參數(shù)保證腐蝕深度在工藝掌握范圍內(nèi)即可。檢驗(yàn)方法冷熱探針法冷針熱針:三冷針冷熱探針法測(cè)導(dǎo)電型號(hào)檢驗(yàn)原理熱探針和N型半導(dǎo)體接觸時(shí)，傳導(dǎo)電子將流向溫度較低的區(qū)域，使得熱探針處電子缺少，因而其電勢(shì)相對(duì)于同一材料上的室溫觸點(diǎn)而言將是正的。同樣道理，P型半導(dǎo)體熱探針觸點(diǎn)相對(duì)于室溫觸點(diǎn)而言將是負(fù)的。此電勢(shì)差可以用簡(jiǎn)潔的微伏表測(cè)量。熱探針的結(jié)構(gòu)可以是將小的熱線圈繞在一個(gè)探針的四周，也可以用小型的電烙鐵。檢驗(yàn)操作及推斷1確認(rèn)萬用表工作正常，量程置于200mV。2?冷探針連接電壓表的正電極，熱探針與電壓表的負(fù)極相連。3.用冷、熱探針接觸硅片一個(gè)邊沿不相連的兩個(gè)點(diǎn)，電壓表顯示這兩點(diǎn)間的電壓為正值，說明導(dǎo)電類型為P型，刻蝕合格。相同的方法檢測(cè)另外三個(gè)邊沿的導(dǎo)電類型是否為P型。4.假如經(jīng)過檢驗(yàn)，任何一個(gè)邊沿沒有刻蝕合格，則這一批硅片需要重新進(jìn)行刻蝕。過刻以及刻蝕線不齊解決方法：抽風(fēng)抽風(fēng)在很大程度上會(huì)影響到刻蝕槽液面波動(dòng)，而刻蝕槽任何的液面波動(dòng)，對(duì)在液面上運(yùn)行的硅片都有很大影響，抽風(fēng)對(duì)刻蝕線寬影響很大，調(diào)整以前首先要觀看好時(shí)片子哪條邊刻蝕線寬特別再進(jìn)行相應(yīng)處理，一般不建議調(diào)整。循環(huán)流量調(diào)整循環(huán)流量，觀看刻蝕效果，一般狀況下，循環(huán)流量增加刻蝕線寬增加，反之。溶液比例添加H2S04,可以調(diào)整溶液粘稠度，增加溶液的浮力。此外，片與片之間的間距、滾軸的水平程度、滾軸和內(nèi)槽槽邊高度水公平都會(huì)影響到刻蝕線寬，發(fā)覺此類問題準(zhǔn)時(shí)通知相關(guān)人員進(jìn)行處理，保證四周刻蝕勻稱，無過刻以及刻不通現(xiàn)象。一般來說，只要保證腐蝕深度在工藝掌握范圍，且刻蝕線正常，片子就肯定能刻通。3碎片放片方法應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書，輕拿輕放在正確位置，多晶156的硅片由于面積較大，假如放置的位置不正確，很簡(jiǎn)單造成疊片卡片等，致使硅片在機(jī)器中碎裂。調(diào)整噴淋管的位置，至滾輪能夠光滑的運(yùn)行，調(diào)整風(fēng)管和水管的位置，使得片子在通過的時(shí)候，不會(huì)影響片子的運(yùn)行。滾軸凹凸不平會(huì)影響片子的運(yùn)行方向，導(dǎo)致疊片卡片，致使碎片。作為工藝人員在生產(chǎn)過程中，假如發(fā)覺機(jī)器碎片，一方面應(yīng)當(dāng)提示產(chǎn)線員工留意放片規(guī)范，削減疊片和歪片；另一方面，應(yīng)巡查上述主要地方，準(zhǔn)時(shí)找到并清理在設(shè)備中殘留的碎片，杜絕更多碎片的產(chǎn)生。4吹不干調(diào)整吹干氣體流量，無效果，通知設(shè)備。濕法刻蝕相對(duì)等離子刻蝕的優(yōu)點(diǎn)1、 非集中面PN結(jié)刻蝕時(shí)被去除，背腐蝕太陽電池的背面更平整，其背面反射率優(yōu)于刻邊，背腐蝕太陽電池能更有效地利用長(zhǎng)波增加Isc。鋁背場(chǎng)比刻邊的更勻稱，可以提髙IQE，從而提髙了太陽電池的Voc。2、 硅片干凈度提髙（無等離子刻蝕的尾氣污染）3、 節(jié)水（rena使用循環(huán)水沖洗硅片，耗水較少。等離子刻蝕去PSG用槽浸泡，用水量大）。濕法刻蝕相對(duì)等離子刻蝕的缺點(diǎn)1、硅片水平運(yùn)行，機(jī)碎髙：（等離子刻蝕去PSG槽式浸泡甩干，硅片受沖擊小）；2、 傳動(dòng)滾軸易變形：（PVDF,PP材質(zhì)且水平放置易變形）;3、 成本高：（化學(xué)品刻蝕代替等離子刻蝕成本增加）?？涛g目的由于在集中過程中，即使采納背靠背的單面集中方式，硅片的全部表面（包括邊緣）都將不行避開地集中上磷。PN結(jié)的正面所收集到的光生電子會(huì)沿著邊緣集中有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面，而造成短路，此短路通道等效于降低并聯(lián)電阻。經(jīng)過刻蝕工序，硅片邊緣帶有的磷將會(huì)被去除潔凈，避開PN結(jié)短路造成并聯(lián)電阻降低。去PSG目的由于在集中過程中氧的通入，在硅片表面形成一層SiO2，在髙溫下P0C13與02形成的P205，部分P原子進(jìn)入Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半導(dǎo)體，部分則留在了Si02中形成PSG。Si磷硅玻璃的存在使得硅片在空氣中表面簡(jiǎn)單受潮，導(dǎo)致電流的降低和功率的衰減。死層的存在大大增加了放射區(qū)電子的復(fù)合，會(huì)導(dǎo)致少子壽命的降低,進(jìn)而降低了Voc和Isc。磷硅玻璃的存在使得PECVD后產(chǎn)生色差，在PECVD工序?qū)⑹瑰兊腟IxNy簡(jiǎn)單發(fā)生脫落，降低電池的轉(zhuǎn)換效率。濕法刻蝕及去PSG原理濕法刻蝕原理利用HNO3和HF的混合液體對(duì)集中后硅片下表面和邊緣進(jìn)行腐蝕，去除邊緣的N型硅，使得硅片的上下表面相互絕緣。邊緣刻蝕原理反應(yīng)方程式：3Si+4HN03+18HF=3H2[SiF6]+4N02f+8H20去PSG原理：SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2[SiF6]SiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2O去PSG工序檢驗(yàn)方法：當(dāng)硅片從HF槽出來時(shí)，觀看其表面是否脫水，假如脫水，則表明磷硅玻璃已去除潔凈；假如表面還沾有水珠，則表明磷硅玻璃未被去除潔凈，可在HF槽中適當(dāng)補(bǔ)些HF。RENAInOxSide工藝流程RENAInOxSideRENAInOxSide的主體分為以下七個(gè)槽，此外還有滾輪、排風(fēng)系統(tǒng)、自動(dòng)及手動(dòng)補(bǔ)液系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和溫度掌握系統(tǒng)等。Etchbath Etchbath Rinse1AlkalineRinseRinse2IfDryer2HFbdth Rinse3Dryer2刻蝕槽所用溶液為HF+HN03+H2S04，邊緣刻蝕，除去邊緣PN結(jié)，使電流朝同一方向流淌，發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：3Si+18HF+4HNO3—3H2SiF6+8H2O+4NOf留意：集中面須向上放置，H2SO4硫酸不參加反應(yīng)，僅僅是增加氫離子濃度，加快反應(yīng)，增加溶液黏度（增大溶液與PSG薄層間的界面張力）和溶液密度，使硅片很好的浮于反應(yīng)液上（僅上邊緣2mm左右和下表面與液體接觸）。堿洗槽KOH噴淋中和前道刻蝕后殘留在硅片表面的酸液，去除硅片表面的多孔硅及其雜質(zhì)，去除集中形成的染色，KOH溶液依靠冷卻水降溫保持在201左右，主要發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：Si+2K0H+H20=K2SiO3+2H2f酸洗槽HF循環(huán)沖刷噴淋中和前道堿洗后殘留在硅片表面的堿液，去除硅片表面的磷硅玻璃，主要發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：HF+SiO2—H2SiF6+H20工藝常見問題以及解決方法刻蝕常見間題及解決方法刻蝕方法常見問題原因干法刻蝕刻蝕不足刻蝕時(shí)間過短*氣量不足*射頻功率過低過刻刻蝕時(shí)間過長(zhǎng).射頻功率過高逼法刻蝕方阻上升過大酸液串槽附槽酸性氣體濃度過高整體過刻S刻不通液面咼度過咼或過低氣流不均勻部分過刻或刻不通液面不水平滾輪不水平氣流不均勻1腐蝕深度工藝掌握在1.2±0.2um檢測(cè)儀器：電子稱腐蝕深度是表征片子刻通與否的一個(gè)重要參數(shù)，通過測(cè)量刻蝕前后片子減薄量，可以計(jì)算出腐蝕深度，依據(jù)詳細(xì)測(cè)量狀況可以轉(zhuǎn)變工藝參數(shù)。槽體溫度原則上溫度掌握在8度，一般上下浮動(dòng)1-2度，調(diào)整梯度為0.5-1度，溫度上升腐蝕深度增加，反之。溫度可以作為刻蝕速率的調(diào)整手段，但是這是最終的手段。由于溫度較高的狀況下，刻蝕溶液在刻蝕槽時(shí)會(huì)不穩(wěn)定，所以一般不宜長(zhǎng)時(shí)間超過10度，當(dāng)前我們的補(bǔ)液能保證刻蝕速率不下降，所以我們無需調(diào)高刻蝕溶液的溫度。滾軸速度原則上帶速掌握在1.0T.5m/min，調(diào)整梯度式0.1-0.2m/min,速度越快，腐蝕深度越小，反之。自動(dòng)補(bǔ)液調(diào)整自動(dòng)補(bǔ)液的周期以及自動(dòng)補(bǔ)液量（HFHN03）,補(bǔ)液周期越短，補(bǔ)液量越大，腐蝕深度越大，反之。手動(dòng)補(bǔ)液可以手動(dòng)添加化學(xué)品（HFHNO3DI水），一般在腐蝕深度偏差較大時(shí)進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)液，一般在換液初期和槽體壽命快到時(shí)。2刻蝕線可能消失過刻或刻蝕不足的狀況，一般不超過2mm,通過肉眼觀看，也可通過冷熱探針測(cè)量邊緣電壓來推斷是否刻通?？涛g不足：一般首先通過調(diào)整參數(shù)保證腐蝕深度在工藝掌握范圍內(nèi)即可。檢驗(yàn)方法冷熱探針法冷針熱針:三冷針冷熱探針法測(cè)導(dǎo)電型號(hào)檢驗(yàn)原理熱探針和N型半導(dǎo)體接觸時(shí)，傳導(dǎo)電子將流向溫度較低的區(qū)域，使得熱探針處電子缺少，因而其電勢(shì)相對(duì)于同一材料上的室溫觸點(diǎn)而言將是正的。同樣道理，P型半導(dǎo)體熱探針觸點(diǎn)相對(duì)于室溫觸點(diǎn)而言將是負(fù)的。此電勢(shì)差可以用簡(jiǎn)潔的微伏表測(cè)量。熱探針的結(jié)構(gòu)可以是將小的熱線圈繞在一個(gè)探針的四周，也可以用小型的電烙鐵。檢驗(yàn)操作及推斷1確認(rèn)萬用表工作正常，量程置于200mV。2?冷探針連接電壓表的正電極，熱探針與電壓表的負(fù)極相連。3.用冷、熱探針接觸硅片一個(gè)邊沿不相連的兩個(gè)點(diǎn)，電壓表顯示這兩點(diǎn)間的電壓為正值，說明導(dǎo)電類型為P型，刻蝕合格。相同的方法檢測(cè)另外三個(gè)邊沿的導(dǎo)電類型是否為P型。4.假如經(jīng)過檢驗(yàn)，任何一個(gè)邊沿沒有刻蝕合格，則這一批硅片需要重新進(jìn)行刻蝕。過刻以及刻蝕線不齊解決方法：抽風(fēng)抽風(fēng)在很大程度上會(huì)影響到刻蝕槽液面波動(dòng)，而刻蝕槽任何的液面波動(dòng)，對(duì)在液面上運(yùn)行的硅片都有很大影響，抽風(fēng)對(duì)刻蝕線寬影響很大，調(diào)整以前首先要觀看好時(shí)片子哪條邊刻蝕線寬特別再進(jìn)行相應(yīng)處理，一般不建議調(diào)整。循環(huán)流量調(diào)整循環(huán)流量，觀看刻蝕效果，一般狀況下，循環(huán)流量增加刻蝕線寬增加，反之。溶液比例添加H2S04,可以調(diào)整溶液粘稠度，增加溶液的浮力。此外，片與片之間的間距、滾軸的水平程度、滾軸和內(nèi)槽槽邊高度水公平都會(huì)影響到刻蝕線寬，發(fā)覺此類問題準(zhǔn)時(shí)通知相