硅片腐蚀技巧-solarbe文库

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硅片腐蚀硅片腐蚀一、目的和原理利用氢氧化钠对多晶硅腐蚀作用，去除硅片在多线切割锯切片时产生的表面损伤层，同时利用氢氧化钠对硅腐蚀的各向异性，争取表面较低反射率较低的表面织构。解释① 现有多晶硅片是由长方体晶锭在多线切割锯切成一片片多晶硅方片。由于切片是钢丝在金刚砂溶液作用下多次往返削切成硅片，金刚砂硬度很高，会在硅片表面带来一定的机械损伤。如果损伤不去除，会影响太阳电池的填充因子。②氢氧化钠俗称烧碱，是在国民经济生产中大量应用化工产品。由电解食盐水而得，价格比较便宜，每 500 克 6 元。化学反应方程式为。分析纯氢氧化锂、氢氧化钾也可以与硅起反应，但价格较贵。如氢氧化锂每500 克 23 元，用于镉 - 镍电池电解液中。③碱性腐蚀优点是反应生成物无毒，不污染空气和环境。不像 HF-HNO3酸性系统会生成有毒的 NOx气体污染大气。另外，碱性系统与硅反应，基本处于受控状态。有利于大面积硅片的腐蚀，可以保证一定的平行度。二、步骤工位1 2 3 4 5 6 7 8 9 材料20NaOH H2O 2 NaOH H2O 20 HCl H2O HF H2O H2O 温度80℃ 室温 80℃ 室温室温室温室温室温室温时间10m 16m 15m 3m 3m 3m 1m 3m 3m 1. 本工艺步骤是施博士制定的，是可行的具有指导意义的两步法碱腐蚀工艺。第一步粗抛光去掉硅片的损伤层。第二步细抛光，表面产生出部分反射率较低的织构表面。如果含有 [100] 晶向的晶粒，就可以长出金字塔体状的绒面。第五步是通过盐酸中和残余的氢氧化钠，化学反应方程式为。第七步氢氟酸络合掉硅片表面的二氧化硅层，化学反应方程式为。2. 我们就粗抛作过实验，投入 50 片硅片a．在 20NaOH溶液中，温度为 80℃，反应了 10 分钟，硅片厚度平均去掉了 32μ m。b．在 15NaOH溶液中，温度为 80℃，反应了 10 分钟，硅片厚度平均去掉了 25μ m（此数据来源于小片实验）。硅片粗抛是放热反应且反应激烈，反应速度与温度上升有点正反馈的态势温度高，浓度高反应就会更激烈。新硅片由于表面粗糙，表面积大一些反应也会激烈一些。c．由于每次投片量较大， 125 125 可投 300 片， 103 103 可投 400片，因而反应会很激烈，通过积累可以求出在受控条件下最佳浓度和时间。d．按照施博士的意见硅片去掉 2025μ m的厚度，硅片损伤层也就去除干净了，这也可以作为检验标准。e．本反应以 125 125 的硅片计，每一片每次反应去掉 25μ m的厚度为准，每片将消耗 0.9 克硅，也将消耗 2.6 克氢氧化钠， 300 片硅片将消耗780 克氢氧化钠，加上溶液加热蒸气带走一部分氢氧化钠，先加上 1000 克氢氧化钠为宜。f ．同理，如 e 那样每次生成 832 克硅酸钠，反应槽内的溶剂以 170千克计，一旦溶液出现明显白色絮状硅酸钠，就应更换氢氧化钠溶液。g．工序 3 中利用氢氧化钠对硅腐蚀的各向异性，用 2氢氧化钠溶液在多晶硅表面产生反射率较低织构表面，在 [100] 晶向的晶粒表面上会腐蚀出金字塔体的绒面来。多晶硅总会存在着 [100] 晶向的晶粒，只是多少而已。h．溶液配比方法是采取重量百分比法，如 20氢氧化钠溶液是 1000ml纯水中加 200 克氢氧化钠。三、注意事项1．在工序 1 和 3 中氢氧化钠溶液与硅片反应时会有碱蒸气产生，故设备运行时请关闭有机玻璃门。2．盐酸是挥发性强酸，不不要去闻其味道。3．氢氟酸会腐蚀玻璃，故不与玻璃器械接触，也不要去闻氢氟酸的味道。4．如果酸或碱不小心溅入眼内或溅到脸上，请立即打开洗脸洗眼池上盖冲洗。