湿法工艺培训-1215.ppt

湿法工艺培训,目录,晶体硅电池生产工艺 表面制绒 反射率 边缘及背面刻蚀 影响刻蚀线的因素 药液的激活 湿法制程 常见异常 值班工程师工作内容,晶体硅电池生产工艺,去除边缘PN结,背面抛光,去除正面PSG,去除损伤层,降低反射率,原始硅片,多晶制绒,单晶制绒,制绒,刻蚀,表面制绒,,,损伤层的形成→,←损伤层的去除,损伤层的去除,表面制绒,左图中蓝色线为抛光后的Si的反射图，经过不同织构化处理之后的反射图 右图为在织构后再沉积SiNx:H薄膜的反射光谱图很好的织构化可以加强减反射膜的效果,降低反射率,表面制绒,制绒方式： 单晶（拉晶晶向）碱制绒-各向异性 多晶(无固定晶向)酸制绒-各向同性 其他：RIE、黑硅等等,4%~5%,20%~21%,表面制绒,碱制绒： 原理： 利用低浓度碱溶液的各向异性腐蚀方式（对晶体硅各个晶面腐蚀速率的不同，（111）最慢)，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌； 角锥体四面全是由〈111〉面包围形成； 反应过程：Si+OH-+H2O→SiO32-+H2,表面制绒,多晶制绒---JJC机台简介: 以下为JJC设备多晶制绒工艺流程及各槽主要参数范围：,原则：一化一水,表面制绒,各槽介绍及制绒原理： A.Process Bath：,化学品：HF~~HNO3~~DI； 作用：利用各向同性的腐蚀方式进行表面织构化 机理：,HNO3 + SI = SIO2 + NO2 + NO + H2O,NO2 + H2O = HNO2 + NO,HNO2 + SI = SIO2 + NO +H2O,HNO3 + NO + H2O = HNO2,HF + SIO2 = SIF4 + H2O,SIF4 + HF = H2SIF6,,,表面制绒,B.Rinse1\Rinse2\Rinse3： C.Alkaline Bath(喷淋式&浸没式):,化学品：主要为DI water； 作用：清洗出制绒槽硅片表面的残余化学品及残留杂质； 作用机理：水压喷淋，物理清洗,化学品：KOH 作用：中和制绒后表面残留的残酸，清洗多孔硅； 作用机理：,HF + KOH = KF + H2O,HNO3 + KOH = KNO3 + H2O,SI + KOH = K2SIO3 + H2O,表面制绒,D.Acid Bath:,化学品：HF，HCL 作用： HCL中和残留硅片表面残留的碱液；去除硅片在切割过程中引入的金属杂质； HF去除在前面过程中形成的SIO2层，以便于脱水； 作用机理： 酸碱中和反应 金属氯化物易溶于水,疏水性 SISIO2,E.Dryer,作用： 热风烘干,HF + SIO2 = H2SIF6,表面制绒,影响反应的因素（主要为制绒槽）：,药液浓度高,药液温度高,滚轮速度慢,药液浓度低,药液温度低,滚轮速度快,各因素共同作用,去重高,去重低,表面制绒,对反射率的影响（主要为制绒槽）：,HF比例低,HF比例高,各因素共同作用,反射率高,反射率低,去重高,去重低,可能出现黑绒,反射率,反射： 反射机理-陷光原理,多次反射,光照射到硅片斜面时，反射到另一斜面，反复反射； 每次反射均产生一束反射光和一束折射光，如I0照射在A面时生成反射光I1和折射光I2，I1照在B面时生成反射光I3和折射光I4； 每一次反射都增加一次吸收。

边缘及背面刻蚀,A.Niak机台简介： 以下为Niak刻蚀机台工艺流程及主要工艺参数控制范围；,原则：一化一水,边缘及背面刻蚀,各槽介绍及刻蚀原理： A.Process Bath：,化学品：HF~~HNO3~~DI； 作用：背面及边缘刻蚀，背面抛光 机理：与制绒类似的反应机理，水上漂,边缘及背面刻蚀,刻蚀机理,,毛细作用及PSG浸润的双重作用导致药液爬升，形成表面刻蚀线,①背面与药液充分接触； ②毛细作用导致边缘沾湿； ③背面与边缘得到腐蚀边缘及背面刻蚀,B.Rinse1\Rinse2\Rinse3： C.Alkaline Bath(喷淋式&浸没式):,化学品：主要为DI water； 作用：清洗出制绒槽硅片表面的残余化学品及残留杂质； 作用机理：水压喷淋，物理清洗,化学品：KOH 作用：中和制绒后表面残留的残酸； 作用机理：与制绒碱槽相同,Rinse同Alkaline Bath与制绒相应槽体基本一致，功能略有不同,D.Dryer,作用： 热风烘干,边缘及背面刻蚀-去PSG,E.Acid Bath:,化学品：HF 作用： 中和残留硅片表面残留的碱液； 去除表面的PSG，便于脱水及保证镀膜后颜色正常； 作用机理： 酸碱中和反应 HF + SIO2 = H2SIF6 验证：通过观察沾水程度确定PSG是否去除干净。

疏水性 SISIO2,边缘及背面刻蚀-去PSG,什么是PSG？ 在扩散过程中发生如下反应： POCl3+O2→P2O5+Cl2 P2O5+Si→SiO2+P POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面， P2O5与Si反应生成SiO2和磷原子 这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃边缘及背面刻蚀,影响反应的因素（主要为刻蚀槽）：,因反应机理基本一致，主要的影响因素也基本一致； 因反应程度低于制绒，故排风对减薄量影响略小； 因水上漂模式，滚轮水平度、挡板高度、循环流量大小对减薄量影响较大影响刻蚀线的因素,影响刻蚀线的因素：,循环流量影响背面的沾液效果，背面如沾液不良，则不能出现边缘爬升，导致边缘刻蚀不良滚轮水平较差的情况下，低端一侧药液会爬升过度，正面刻蚀线偏宽，反之可能不沾液，导致不刻通如滚轮之间水平差异过大，会导致硅片震荡，药液甩到正面,挡板高度影响药液流向，在与硅片移动方向相对面，药液爬升较多，反向爬升较少后文对排风影响加以说明硫酸不参与反应，仅仅是增加氢离子浓度，加快反应，增加溶液黏度（增大溶液与PSG薄层间的界面张力）和溶液密度，降低药液爬升高度水膜稀释爬升到正面的药液，可保证正面PN结不被腐蚀，刻蚀线不明显。

当硅片运动速度太大时，硅片前端由于对药液的推力较大，药液容易上翻；反之硅片运动速率太小，则硅片在溶液中滞留时间太长，则药液容易上吸反应到正面循环管气泡、盖板水滴等药液的激活,湿法工艺槽药液（HNO3+HF）的激活,工艺槽混酸药液在工艺进行时需要进行激活： HNO3氧化性强于HNO2； HNO2分解生成NO+； NO+（N为+3价）起主要氧化作用； 反应需要一定量的Si，因此一般需要假片反复反应以积聚NO+，反应稳定后NO+趋于平衡； NO+不足时，会出现减薄量低的现象排风对刻蚀线的影响,影响刻蚀线的因素,重力,排风对液体的推力,毛细作用,硅片尾端,排风对液体表面有与其风向相同方向的推力； 如果排风太小，则溶液不容易爬升到硅片前端正面； 如果排风太大，溶液容易反应到正面 如果排风不稳定的话，排风对溶液的推力时有时无，则周期性的力的有无，会导致溶液的液面波动导致反应到正面毛细作用,重力,排风对液体的推力,硅片前端,湿法制程,湿法制程,常见异常,制绒,异常类型： 去重异常、反射率异常、叠片、流片、油污片、指印片、多孔硅残留、扩散后白斑等等 可能的影响： 硅片返工或报废； 电池片外观异常或效率偏低。

常见异常,刻蚀,异常类型： 减薄量异常、叠片、流片、油污片、指印片、多孔硅残留、水印、白点、过刻、漏刻、阴阳片等等 可能的影响： 硅片返工或报废； 电池片外观异常或效率偏低、Trash偏高值班工程师工作内容,。