濕法刻蝕工藝原理

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1、濕法刻蝕工藝原理王海超2009年12月22日outline?液體表面張力?毛細效應?影響濕刻效果的重要因素?濕刻效果?液體表面張力?表面張力是一種物理效應，它使得液體的表面總是試圖獲得最小的、光滑的面積，就好像它是一層彈性的薄膜一樣。其原因是液體的表面總是試圖達到能量最低的狀態(tài)。表面張力是由組成一個物態(tài)的分子和原子之間的吸引力。表面張力是由物態(tài)內(nèi)部的吸引力導致的，拿液體為例，液體內(nèi)部分子之間的吸引力一般比氣體中分子之間或氣體與液體之間的分子之間的吸引力要大。表面張力的起因?qū)嶋H上是界面所造成的不對稱。?毛細效應?毛細現(xiàn)象（又稱毛細管作用）是指液體在細管狀物

2、體內(nèi)側(cè)，由于內(nèi)聚力與附著力的差異、克服地心引力而上升的現(xiàn)象。當液體和固體(管壁)之間的附著力大于液體本身內(nèi)聚力時，就會產(chǎn)生毛細現(xiàn)象。液體在垂直的細管中時液面呈凹或凸狀、以及多孔材附著力質(zhì)物體能吸收液體皆為此現(xiàn)象所致。重力?由此可知：表面張力越大，則液體的內(nèi)聚力越大，液柱的上升高度越大。?影響濕刻效果的重要因素?水上漂并非嚴格意義上的水上漂，其下面有滾輪對硅片起支撐作用，并帶動其在液面上移動。水上漂?由于硅片擴散后表面覆蓋一層磷硅玻在此位置產(chǎn)璃，其與水的親和能力（溶液成分與磷生毛細現(xiàn)象硅玻璃反應、磷硅玻璃親水）很強，水為其它化學成分的載體，水在毛細作用液面

3、液面下爬到硅片的側(cè)壁甚至正面，則溶液相硅片滾輪應的反應到對應位置。?這也是為什么經(jīng)過濕法刻蝕后的硅片再進行濕法腐蝕時，硅片正面沒有刻蝕邊，因為硅片經(jīng)過刻蝕后疏水，由于沒有硅片側(cè)面對水的附著力，水不會沿著硅片的側(cè)壁爬到正面，即使氫氟酸、硝酸能與硅反應也不會與正面反應的原因。由于表面張力及由于表面張力及溶液的循環(huán)導致溶液的循環(huán)導致的液面高于擋板的液面高于擋板擋板?硫酸可以增大溶液的表面張力，表面張力越大，則溶液相對于擋板、滾輪的液位就越高，由公式可知，如果不添加硫酸則表面張力太低，水的爬升高度太高（即其爬升能力很強），則溶液很容易反應到正面，如果硫酸太多，液

4、面太高，溶液也會很容易反應到正面，此外循環(huán)速度太快也會導致液面太高。排風方向硅片運動方向擋板附著力?當硅片運動速度太大時，則附著力與硅片對溶液的推力的排風對液合力太大，導致溶液很容易反應到正面。體的推力?硅片運動速率太小，則硅片在溶液中滯留時間太長，則溶液更容易反應到正面。重力?如果排風太小，則溶液不容易爬升到硅片前端正面。?如果排風太大，溶液容易反應到正面。硅片前端附著力?排風對液體表面有與其風向相同方向的推力。?當硅片移動時候液體的重力與由于液體內(nèi)聚力導致的后拽力相對于其靜置的時候大。排風對溶液的推力重力?如果硅片后端的刻蝕邊太大，說明需增大后拽力或

5、排硅片后端風對溶液的推力，所以提高滾輪速度，或者加大排風。?如果滾輪不平會導致硅片不同部位距離液面的高度不同，則距離近的位置容易反應到正面。?如果排風不穩(wěn)定的話，排風對溶液的推力時有時無，則周期性的力的有無，會導致溶液的液面波動導致反應到正面。?硫酸要慎加，加太少，則溶液張力不夠，加太多，則液面過高。?循環(huán)流速太低，會有氣泡，循環(huán)速度太高，則液面太高。?濕刻效果積分反射率測試?太陽光的有效波段為300nm～1100nm,由圖中可知：在＞1000nm處經(jīng)過濕法腐蝕的硅片的反射率明顯偏低，說明其長波響應要比有絨面的效果好。?去除背面絨面后的效果。SEM測試?

6、有絨面的背面經(jīng)過燒結(jié)之后背場與硅接觸的表面粗糙。?經(jīng)過背腐蝕的硅片經(jīng)過燒結(jié)后的表面比較光滑，反射效果好，長波響應明顯。IQE測試?IQE是電池體壽命與表面符合速率的函數(shù)。?經(jīng)過背面腐蝕的長波IQE響應好主要因為：?背面平坦，反射率較高。?背面經(jīng)過腐蝕后，背面結(jié)被腐蝕掉，則背表面復合速率會有所降低。