制絨原理及工藝

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1、清洗和制絨工藝培訓(xùn)2010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注意事項(xiàng)捕獲更多的光子消除表面污染去除損傷制絨的目的原始硅片陽光吸收圖制絨后陽光吸收圖Safter=1.732*SbeforeRafter~13%(Rbefore~28%)增加光子吸收硅片切割后清洗工藝中的有機(jī)物沾污；硅片表面的碳沾污；硅片切割時潤滑劑的粘污。如果潤滑劑過粘，會出現(xiàn)無法有效進(jìn)入刀口的現(xiàn)象，如潤滑劑過稀則冷卻效果不好。這些潤滑劑在高溫下有可能碳化粘附在硅片表面。去除表面沾污（一）硅錠的鑄造過程單晶硅多晶硅硅片表面的機(jī)械損傷層（二）多線切割硅片表面的機(jī)械損傷層（三）機(jī)械損傷層硅片機(jī)械

2、損傷層（10微米）硅片表面的機(jī)械損傷層有機(jī)溶劑腐蝕：TMAH（四甲基氫氧化氨）無機(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注意事項(xiàng)左圖中藍(lán)色線為拋光后的Si的反射圖，經(jīng)過不同織構(gòu)化處理之后的反射圖。右圖為在織構(gòu)后再沉積SiNx:H薄膜的反射光譜圖。C.J.J.Tool,Presentedatthe20thEuropeanPhotovoltaicSolarEnergyConferenceandExhibition,Barcelon

3、a,Spain,6-10June2005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)（screeningeffect）阻擋了硅原子與OH根離子的作用，而水分子的屏蔽效應(yīng)又以原子排列密度越高越明顯。2、在{111}晶面族上，每個硅原子具有三個共價健與晶面內(nèi)部的原子健結(jié)及一個裸露于晶格外面的懸掛健，{100}晶面族每一個硅原子具有兩個共價健及兩個懸掛健，當(dāng)刻蝕反應(yīng)進(jìn)行時，刻蝕液中的OH－會跟懸掛健健結(jié)而形成刻蝕，所以晶格上的單位面積懸掛健越多，會造成表面的化學(xué)反應(yīng)自然增快。圖3懸掛健對反應(yīng)的影響{111}{100}Si+2NaOH+H2O==Na2SiO

4、3+2H2各向異性的原因布滿整個硅片表面小而均勻怎樣是“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注意事項(xiàng)硅片清洗制絨擴(kuò)散制結(jié)等離子刻蝕去磷硅玻璃減反射膜制備PECVD絲網(wǎng)印刷檢測分級燒結(jié)電池片生產(chǎn)流程去除硅片表面的污染物；在硅片表面腐蝕出絨面；絡(luò)合硅片表面沾污的金屬離子。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，其表面的各向異性堿腐蝕并不能有效地降低光損失。同時由于堿和各晶面反應(yīng)速度不一致，容易在晶粒之間形成臺階，不利于后續(xù)的印刷工藝。機(jī)械刻槽、反應(yīng)離子刻蝕以及光刻技術(shù)等方法，成本較高，難以大規(guī)模量產(chǎn)。而同性酸腐蝕法成本低，工藝簡單，更適合工業(yè)

5、化生產(chǎn)。為什么用酸腐蝕多晶硅片表面的孔狀絨面刻蝕槽：HF-HNO3溶液，去除表面油污、切割損傷層以及制備絨面；大致的刻蝕機(jī)制是HNO3腐蝕，在硅片表面形成一層SiO2,然后這層SiO2在HF酸的作用下除去。酸與硅的反應(yīng)可以看成是局部的電化學(xué)過程，在反應(yīng)發(fā)生的地方形成了陰極和陽極，陽極是硅的溶解反應(yīng)，陰極是HNO3的消耗反應(yīng)。陽極：Si+2H2O+nh+=SiO2+4H++(4-n)e-陰極：SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O總反應(yīng)式：3Si+4HNO3+18HF=H2SiF6+2H2O+3(4-n)e-混酸槽腐蝕原理堿洗槽：KOH溶液，主要中和殘留在硅片表面的酸，也可能發(fā)生下列化學(xué)反

6、應(yīng)：Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2另外，酸腐蝕會在表面形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)的形成和印刷電極。所以要用KOH除去這層多孔硅。KOH的作用24其作用是通過氟離子與硅形成穩(wěn)定的絡(luò)離子來實(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)一步與氫氟酸反應(yīng)，生成可溶性的絡(luò)合物六氟硅酸H2[SiF6]。生成物六氟硅酸可用去離子水沖除，由此達(dá)到去除SiO2。及清洗雜質(zhì)沾污的目的。從制絨槽出來的硅片表面是親水性的，這種狀態(tài)下硅片非常容易吸收周圍的污染物，同時硅片表面附著的水層在干燥以后，水中的雜質(zhì)會沉積在硅片表

7、面造成表觀的不良。HF可以使得表面疏水。HF的作用HCl去除硅表面金屬雜質(zhì)，鹽酸具有酸和絡(luò)合劑的雙重作用，氯離子能與Pt2+、Au3+、Ag+、Cu+、Cd2+、Hg2+等金屬離子形成可溶于水的絡(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補(bǔ)液制絨HF:50LHNO3:250LDIWater:50L13±2℃HNO3:1.5±0.5L/籃HF:0.5±0.2L/籃DIWater:0.05L/籃漂洗DIWate