制绒原理及工艺

1、清洗和制绒工艺培训2021年6月27日.主要内容多晶单晶制绒的目的去磷硅工艺制绒原理及工艺清洗工序本卷须知.捕获更多的光子消除外表污染去除损伤制绒的目的.原始硅片阳光吸收图制绒后阳光吸收图 Safter = 1.732*Sbefore Rafter 13 % (Rbefore 28 % )添加光子吸收.硅片切割后清洗工艺中的有机物沾污；硅片外表的碳沾污；硅片切割光阴滑剂的粘污。假设光滑剂过粘，会出现无法有效进入刀口的景象，如光滑剂过稀那么冷却效果不好。这些光滑剂在高温下有能够碳化粘附在硅片外表。去除外表沾污.一硅锭的铸造过程单晶硅多晶硅硅片外表的机械损伤层.二多线切割硅片外表的机械损伤层.三机

2、械损伤层硅片机械损伤层10微米硅片外表的机械损伤层.有机溶剂腐蚀：TMAH四甲基氢氧化氨无机溶剂腐蚀：KOH/NaOH+IPA/乙醇溶液、酸溶液等新方法：腐蚀液超声有利于获得更均匀更小的金字塔等离子体刻蚀等离子体法刻蚀形貌图制绒方法归纳.主要内容多晶单晶制绒的目的去磷硅工艺制绒原理及工艺清洗工序本卷须知. 左图中蓝色线为抛光后的Si的反射图，经过不同织构化处置之后的反射图。 右图为在织构后再堆积SiNx:H薄膜的反射光谱图。C.J.J. Tool , Presented at the 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference and

3、Exhibition, Barcelona, Spain, 6-10 June 2005 很好的织构化可以加强减反射膜的效果好的织构化的效果.绒面产生的原理.1、水分子的屏蔽效应screening effect阻挠了硅原子与OH根离子的作用，而水分子的屏蔽效应又以原子陈列密度越高越明显。2、在111晶面族上，每个硅原子具有三个共价健与晶面内部的原子健结及一个裸露于晶格外面的悬挂健，100晶面族每一个硅原子具有两个共价健及两个悬挂健，当刻蚀反响进展时，刻蚀液中的OH会跟悬挂健健结而构成刻蚀，所以晶格上的单位面积悬挂健越多，会呵斥外表的化学反响自然增快。图3 悬挂健对反响的影响111100Si+2

4、NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 各向异性的缘由.布满整个硅片外表小而均匀怎样是“好的绒面.主要内容多晶单晶制绒的目的去磷硅工艺制绒原理及工艺清洗工序本卷须知.硅片清洗 制绒分散制结等离子刻蚀去磷硅玻璃减反射膜制备PECVD丝网印刷检测分级烧结电池片消费流程.去除硅片外表的污染物；在硅片外表腐蚀出绒面；络合硅片外表沾污的金属离子。多晶制绒的目的.多晶制绒的效果.链式多晶制绒.多晶晶粒取向不一致，其外表的各向异性碱腐蚀并不能有效地降低光损失。同时由于碱和各晶面反响速度不一致，容易在晶粒之间构成台阶，不利于后续的印刷工艺。机械刻槽、反响离子刻蚀以及光刻技术等方法，本钱较高，难以大规模量产。

5、而同性酸腐蚀法本钱低，工艺简单，更适宜工业化消费。为什么用酸腐蚀. 多晶硅片外表的孔状绒面.刻蚀槽：HF-HNO3溶液，去除外表油污、切割损伤层以及制备绒面；大致的刻蚀机制是HNO3腐蚀，在硅片外表构成一层SiO2,然后这层SiO2在HF酸的作用下除去。酸与硅的反响可以看成是部分的电化学过程，在反响发生的地方构成了阴极和阳极，阳极是硅的溶解反响，阴极是HNO3的耗费反响。阳极：Si+2H2O+nh+ = SiO2+4H+(4-n)e-阴极：SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O总反响式：3Si+4HNO3+18HF=H2SiF6+2H2O+ 3(4-n) e-混酸槽腐蚀原理.碱洗槽：KOH溶

6、液，主要中和残留在硅片外表的酸，也能够发生以下化学反响： Si+2KOH+H2O =K2SiO3+2H2另外，酸腐蚀会在外表构成一层彩色均匀的多孔硅膜。这层硅膜具有极低的反射系数，但是它不利于p-n节的构成和印刷电极。所以要用KOH除去这层多孔硅。KOH的作用.24其作用是经过氟离子与硅构成稳定的络离子来实现的。通常先由氢氟酸与二氧化硅作用生成易挥发的四氟化硅气体，然后四氟化硅再进一步与氢氟酸反响，生成可溶性的络合物六氟硅酸H2SiF6。生成物六氟硅酸可用去离子水冲除，由此到达去除SiO2。及清洗杂质沾污的目的。从制绒槽出来的硅片外表是亲水性的，这种形状下硅片非常容易吸收周围的污染物，同时硅片

7、外表附着的水层在枯燥以后，水中的杂质会堆积在硅片外表呵斥表观的不良。HF可以使得外表疏水。HF的作用.HCl去除硅外表金属杂质，盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与 Pt 2+、Au 3+、 Ag +、Cu+、Cd 2+、Hg 2+等金属离子构成可溶于水的 络合物。HCL的作用.26金属杂质离子的影响.槽位配比温度自动补液制绒HF: 50 LHNO3: 250 LDI Water: 50 L132HNO3:1.50.5L/篮HF:0.50.2L/篮DIWater: 0.05L/篮漂洗DI Water:80L常温/碱洗KOH:5DI Water:125 L205KOH:0.5L/篮漂洗DI

8、Water:60L常温/酸洗HCl：16 LDI Water：120 L常温HCl：0.50.2L/篮酸洗HF：7 LHCl：7 LDI Water：117 L常温HF：0.50.2L/篮HCl：0.50.2L/篮漂洗DI Water:60L常温/满提拉、烘干85/备注156多晶：制绒槽每30万片换液一次；其它槽位每10万片换一次。125多晶：制绒槽每45万片换液一次；其它槽位每15万片换一次。工艺参数.混酸腐蚀时间时间太短，那么切割呵斥的外表损伤就没有完全除去，晶体缺陷就依然存在，会降低开路电压Uoc和短路电流Jsc 。时间太长，凹陷尺寸就会变得很大，这样就会添加反射系数相应减少Jsc和添加

9、外表积相应的减少Uoc关键要素.主要内容多晶单晶制绒的目的去磷硅工艺制绒原理及工艺清洗工序本卷须知.工艺参数不能随意的修正。各班班长应在交接班时检查每个工艺参数，如发现工艺参数有修正，应讯问上个班的班长或技术员。工艺参数.硅片尺寸检查.上片过程中如发现有油污片、发亮片、微晶片片源有“微晶片阐明的除外等异常情况，需挑出并告知工艺员。将缺角、隐裂等不合格硅片挑出，退库。每放1500片时需改换手套，出入车间时需换手套。上料检验.先将硅片分成扇外形，再一片片的取下插入小花篮中，留意轻拿轻放。插片.留意：平安补水量及槽内的清洁需按照工艺文件配液，严禁私自配液。配液.留意平安：需按照工艺文件的要求配液，严

10、禁私自配液。补液.水洗漂洗碱洗漂洗酸洗漂洗烘干上料开机机器预备配液下料关机清洁分散工序物料预备检验返工流程制绒工艺流程.化学品溅入眼内,立刻分开眼睑,用大量清水作长时间冲洗，就医。化学品皮肤接触后立刻用大量流水作长时间彻底冲洗,尽快地稀释和冲去，就医。HF化学品误服后应立刻催吐或洗胃，并送医院急救。补充：衣服上沾有化学药水运用清水冲洗，再及时吹干。 化学品的急救.主要内容多晶单晶制绒的目的去磷硅工艺制绒原理及工艺清洗工序本卷须知.在分散过程中发生如下反响：POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片外表， P2O5与Si反响生成SiO2和磷原子：这样就在硅片外表构成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷

11、硅玻璃。什么是磷硅玻璃？.氢氟酸是无色透明的液体，具有较弱的酸性、易挥发性和很强的腐蚀性。但氢氟酸具有一个很重要的特性是它可以溶解二氧化硅，因此不能装在玻璃瓶中。在半导体消费的清洗和腐蚀工艺中，主要就利用氢氟酸的这一特性来除去硅片外表的二氧化硅层。磷硅玻璃的去除.氢氟酸可以溶解二氧化硅是由于氢氟酸能与二氧化硅作用生成易挥发的四氟化硅气体。假设氢氟酸过量，反响生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸反响生成可溶性的络和物六氟硅酸。总反响式为：.清洗液配制装片开机投片清洗烘干去磷硅清洗工艺.将各槽中破损硅片等杂质去除，用去离子水将各槽壁冲洗干净。1号槽中注入一半深度的去离子水，参与氢氟酸，再注入去离子水至溢流口下边缘。向2号槽中注满去离子水。清洗液配制.在配制氢氟酸溶液时，要穿好防护服，戴好防护手套和防毒面具。不得用手直接接触硅片和承载盒。当硅片