【精品】硅片清洗及原理.

1、硅片清洗及原理硅片的清洗很重要，它影響電池的轉(zhuǎn)換效率，如器件的性能中反向電流迅速加大 及器件失效等。因此硅片的清洗很重要，下面主要介紹清洗的作用和清洗的原理。清洗的作用1在太陽(yáng)能材料制備過(guò)程中，在硅外表涂有一層具有良好性能的減反射薄膜，有 害的雜質(zhì)離子進(jìn)入二氧化硅層，會(huì)降低絕緣性能，清洗后絕緣性能會(huì)更好。2. 在等離子邊緣腐蝕中，如果有油污、水氣、灰塵和其它雜質(zhì)存在，會(huì)影響器件 的質(zhì)量，清洗后質(zhì)量大大提高。3. 硅片中雜質(zhì)離子會(huì)影響P-N結(jié)的性能，引起P-N結(jié)的擊穿電壓降低和外表漏 電，影響P-N結(jié)的性能。4. 在硅片外延工藝中，雜質(zhì)的存在會(huì)影響硅片的電阻率不穩(wěn)定。清洗的原理要了解清洗的原理，

2、首先必須了解雜質(zhì)的類(lèi)型，雜質(zhì)分為三類(lèi)：一類(lèi)是分子型雜質(zhì) 包括加工中的一些有機(jī)物；二類(lèi)是離子型雜質(zhì)，包括腐蝕過(guò)程中的鈉離子、氯離子、 氟離子等；三是原子型雜質(zhì)，如金、鐵、銅和鉻等一些重金屬雜質(zhì)。目前最常用的清 洗方法有:化學(xué)清洗法、超聲清洗法和真空高溫處理法。1目前的化學(xué)清洗步驟有兩種：(1有機(jī)溶劑(甲苯、丙酮、酒精等去離子水無(wú)機(jī)酸(鹽酸、硫酸、硝酸、王 水一氫氟酸一去離子水(2堿性過(guò)氧化氫溶液去離子水酸性過(guò)氧化氫溶液去離子水F面討論各種步驟中試劑的作用a. 有機(jī)溶劑在清洗中的作用用于硅片清洗常用的有機(jī)溶劑有甲苯、丙酮、酒精等。在清洗過(guò)程中，甲苯、丙酮、酒精等有機(jī)溶劑的作用是除去硅片外表的油脂、

3、松香、蠟等有機(jī)物雜質(zhì)。所 利用的原理是相似相溶b. 無(wú)機(jī)酸在清洗中的作用硅片中的雜質(zhì)如鎂、鋁、銅、銀、金、氧化鋁、氧化鎂、二氧化硅等雜質(zhì)，只能用無(wú)機(jī)酸除去。有關(guān)的反響如下：2AI+6HCI=2AICI3+3H2 TAI2O3+6HCI=2AICI3+3H2OCu+2H2SO4= CuSO4 +SC2 T +2H2O2Ag+2H2SO4=2Ag2SO4+SO2+2H2OCu+4HNO3= Cu(NO32 +2NO2 +2H2OAg+4HNO3= AgNO3+2NO2+2H2OAu+4HCI+HNO3=HAuCI4+NOT +2H2OSiO2+4HF=SiF4 T +2H2O如果 HF 過(guò)量那么反

4、響為:SiO2+6HF=H2SiF6+2H2OH2O2的作用:在酸性環(huán)境中作復(fù)原劑，在堿性環(huán)境中作氧化劑。在硅片清洗中 對(duì)一些難溶物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易溶物質(zhì)。如：As2S5+20 H2O2+16NH4OH=2(NH43AsO4+5(NH42SO4+28H2OMnO2+ H2SO4+ H2O2= Mn SO4+2H2O+O2c. RCA清洗方法及原理在生產(chǎn)中，對(duì)于硅片外表的清洗中常用 RCA方法及基于RCA清洗方法的改 進(jìn),RCA清洗方法分為I號(hào)清洗劑(APM和U號(hào)清洗劑(HPM。1號(hào)清洗劑(APM的 配置是用去離子水、30%過(guò)氧化氫、25%的氨水按體積比為：5:1:1至5:2:1; H號(hào)清洗 劑(H

5、PM的配置是用去離子水、30%過(guò)氧化氫、25%的鹽酸按體積比為:6:1:1至 8:2:1。其清洗原理是：氨分子、氯離子等與重金屬離子如：銅離子、鐵離子等形成穩(wěn) 定的絡(luò)合物如:AuCI4-、Cu(NH342+、SiF62-。清洗時(shí)，一般應(yīng)在7585C條件下清洗、清洗15分鐘左右，然后用去離子水沖洗 干凈。I號(hào)清洗劑(APM和U號(hào)清洗劑(HPM有如下優(yōu)點(diǎn)：(1這兩種清洗劑能很好地清洗硅片上殘存的蠟、松香等有機(jī)物及一些重金屬 如金、銅等雜質(zhì)；(2相比其它清洗劑，可以減少鈉離子的污染；(3相比濃硝酸、濃硫酸、王水及鉻酸洗液，這兩種清洗液對(duì)環(huán)境的污染很小，操 作相對(duì)方便。2.超聲波在清洗中的作用目前在半導(dǎo)體生產(chǎn)清洗過(guò)程中已經(jīng)廣泛采用超聲波清洗技術(shù)。超聲波清洗有以 下優(yōu)點(diǎn)：(1清洗效果好，清洗手續(xù)簡(jiǎn)單，減少了由于復(fù)雜的化學(xué)清洗過(guò)程中而帶來(lái)的雜質(zhì) 的可能性；(2對(duì)一些形狀復(fù)雜的容器或器件也能清洗。超聲波清洗的缺點(diǎn)是當(dāng)超聲波的作用較大時(shí)，由于震動(dòng)磨擦，可能使硅片外表產(chǎn) 生劃道等損傷。超聲波產(chǎn)生的原理：高頻震蕩器產(chǎn)生超聲頻電流，傳給換能器,當(dāng)換能器產(chǎn)生超聲 震動(dòng)時(shí)，超聲震動(dòng)就通過(guò)與換能器連接的液體容器底部而傳播到液體內(nèi)，在液體中產(chǎn) 生超聲波。3.真空高溫處理的清洗作用硅片經(jīng)過(guò)化學(xué)清洗和超聲波清洗后，還需要將硅片真空高溫處理，再進(jìn)行外延生 長(zhǎng)。真空高溫處理的優(yōu)點(diǎn)：(1由于