刻蝕及去PSG工藝及異常處理

刻蝕及去PSG工藝及異常處理刻蝕目的由于在集中過程中，即使采納背靠背的單面集中方式，硅片的全部表面（包括邊緣）都將不行避開地集中上磷。PN結(jié)的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣集中有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面，而造成短路，此短路通道等效于降低并聯(lián)電阻。經(jīng)過刻蝕工序，硅片邊緣帶有的磷將會被去除潔凈，避開PN結(jié)短路造成并聯(lián)電阻降低。去PSG目的由于在集中過程中氧的通入，在硅片表面形成一層Si02，在髙溫下POC13與02形成的P2O5，部分P原子進入Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半導體，部分則留在了Si02中形成PSG。磷硅玻璃的存在使得硅片在空氣中表面簡單受潮，導致電流的降低和功率的衰減。死層的存在大大增加了放射區(qū)電子的復合，會導致少子壽命的降低,進而降低了Voc和Isc。磷硅玻璃的存在使得PECVD后產(chǎn)生色差，在PECVD工序?qū)⑹瑰兊腟IxNy簡單發(fā)生脫落，降低電池的轉(zhuǎn)換效率。濕法刻蝕及去PSG原理濕法刻蝕原理利用HNO3和HF的混合液體對集中后硅片下表面和邊緣進行腐蝕,去除邊緣的N型硅，使得硅片的上下表面相互絕緣。邊緣刻蝕原理反應方程式：3Si+4HN03+18HF=3H2[SiF6]+4N02f+8H20去PSG原理：SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2[SiF6]SiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2O去PSG工序檢驗方法：當硅片從HF槽出來時，觀看其表面是否脫水，假如脫水，則表明磷硅玻璃已去除潔凈；假如表面還沾有水珠，則表明磷硅玻璃未被去除潔凈，可在HF槽中適當補些HF。RENAInOxSide工藝流程

制絨槽水洗槽堿洗槽水洗稽酸洗楷水洗槽吹干槽RENAInOxSide的主體分為以下七個槽，此外還有滾輪、排風系統(tǒng)、自動及手動補液系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和溫度掌握系統(tǒng)等。擴散后接收傳遞過程Renairi制絨槽水洗槽堿洗槽水洗稽酸洗楷水洗槽吹干槽RENAInOxSide的主體分為以下七個槽，此外還有滾輪、排風系統(tǒng)、自動及手動補液系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和溫度掌握系統(tǒng)等。擴散后接收傳遞過程RenairiOxside下片上片Etchbath Rinse1AlkalineRinseRinse2IfDryer2HFbdth Rinse3Dryer2刻蝕槽所用溶液為HF+HN03+H2S04，邊緣刻蝕，除去邊緣PN結(jié)，使電流朝同一方向流淌，發(fā)生下列化學反應：3Si+18HF+4HNO3—3H2SiF6+8H2O+4NOf留意：集中面須向上放置，H2SO4硫酸不參加反應，僅僅是增加氫離子濃度，加快反應，增加溶液黏度（增大溶液與PSG薄層間的界面張力）和溶液密度，使硅片很好的浮于反應液上（僅上邊緣2mm左右和下表面與液體接觸）。堿洗槽KOH噴淋中和前道刻蝕后殘留在硅片表面的酸液，去除硅片表面的多孔硅及其雜質(zhì)，去除集中形成的染色，KOH溶液依靠冷卻水降溫保持在201左右，主要發(fā)生下列化學反應：Si+2K0H+H20=K2SiO3+2H2f酸洗槽HF循環(huán)沖刷噴淋中和前道堿洗后殘留在硅片表面的堿液，去除硅片表面的磷硅玻璃，主要發(fā)生下列化學反應：HF+SiO2—H2SiF6+H20工藝常見問題以及解決方法刻蝕常見間題及解決方法刻蝕方法常見問題原因干法刻蝕刻蝕不足刻蝕時間過短*氣量不足*射頻功率過低過刻刻蝕時間過長.射頻功率過高逼法刻蝕方阻上升過大酸液串槽附槽酸性氣體濃度過高整體過刻S刻不通液面咼度過咼或過低氣流不均勻部分過刻或刻不通液面不水平滾輪不水平氣流不均勻1腐蝕深度工藝掌握在1.2±0.2um檢測儀器：電子稱腐蝕深度是表征片子刻通與否的一個重要參數(shù)，通過測量刻蝕前后片子減薄量，可以計算出腐蝕深度，依據(jù)詳細測量狀況可以轉(zhuǎn)變工藝參數(shù)。槽體溫度原則上溫度掌握在8度，一般上下浮動1-2度，調(diào)整梯度為0.5-1度，溫度上升腐蝕深度增加，反之。溫度可以作為刻蝕速率的調(diào)整手段，但是這是最終的手段。由于溫度較高的狀況下，刻蝕溶液在刻蝕槽時會不穩(wěn)定，所以一般不宜長時間超過10度，當前我們的補液能保證刻蝕速率不下降，所以我們無需調(diào)高刻蝕溶液的溫度。滾軸速度原則上帶速掌握在1.0T.5m/min，調(diào)整梯度式0.1-0.2m/min,速度越快，腐蝕深度越小，反之。自動補液調(diào)整自動補液的周期以及自動補液量（HFHN03）,補液周期越短，補液量越大，腐蝕深度越大，反之。手動補液可以手動添加化學品（HFHNO3DI水），一般在腐蝕深度偏差較大時進行手動補液，一般在換液初期和槽體壽命快到時。2刻蝕線可能消失過刻或刻蝕不足的狀況，一般不超過2mm,通過肉眼觀看，也可通過冷熱探針測量邊緣電壓來推斷是否刻通。刻蝕不足：一般首先通過調(diào)整參數(shù)保證腐蝕深度在工藝掌握范圍內(nèi)即可。檢驗方法冷熱探針法冷針熱針:三冷針冷熱探針法測導電型號檢驗原理熱探針和N型半導體接觸時，傳導電子將流向溫度較低的區(qū)域，使得熱探針處電子缺少，因而其電勢相對于同一材料上的室溫觸點而言將是正的。同樣道理，P型半導體熱探針觸點相對于室溫觸點而言將是負的。此電勢差可以用簡潔的微伏表測量。熱探針的結(jié)構可以是將小的熱線圈繞在一個探針的四周，也可以用小型的電烙鐵。檢驗操作及推斷1確認萬用表工作正常，量程置于200mV。2?冷探針連接電壓表的正電極，熱探針與電壓表的負極相連。3.用冷、熱探針接觸硅片一個邊沿不相連的兩個點，電壓表顯示這兩點間的電壓為正值，說明導電類型為P型，刻蝕合格。相同的方法檢測另外三個邊沿的導電類型是否為P型。4.假如經(jīng)過檢驗，任何一個邊沿沒有刻蝕合格，則這一批硅片需要重新進行刻蝕。過刻以及刻蝕線不齊解決方法：抽風抽風在很大程度上會影響到刻蝕槽液面波動，而刻蝕槽任何的液面波動，對在液面上運行的硅片都有很大影響，抽風對刻蝕線寬影響很大，調(diào)整以前首先要觀看好時片子哪條邊刻蝕線寬特別再進行相應處理，一般不建議調(diào)整。循環(huán)流量調(diào)整循環(huán)流量，觀看刻蝕效果，一般狀況下，循環(huán)流量增加刻蝕線寬增加，反之。溶液比例添加H2S04,可以調(diào)整溶液粘稠度，增加溶液的浮力。此外，片與片之間的間距、滾軸的水平程度、滾軸和內(nèi)槽槽邊高度水公平都會影響到刻蝕線寬，發(fā)覺此類問題準時通知相關人員進行處理，保證四周刻蝕勻稱，無過刻以及刻不通現(xiàn)象。一般來說，只要保證腐蝕深度在工藝掌握范圍，且刻蝕線正常，片子就肯定能刻通。3碎片放片方法應嚴格根據(jù)作業(yè)指導書，輕拿輕放在正確位置，多晶156的硅片由于面積較大，假如放置的位置不正確，很簡單造成疊片卡片等，致使硅片在機器中碎裂。調(diào)整噴淋管的位置，至滾輪能夠光滑的運行，調(diào)整風管和水管的位置，使得片子在通過的時候，不會影響片子的運行。滾軸凹凸不平會影響片子的運行方向，導致疊片卡片，致使碎片。作為工藝人員在生產(chǎn)過程中，假如發(fā)覺機器碎片，一方面應當提示產(chǎn)線員工留意放片規(guī)范，削減疊片和歪片；另一方面，應巡查上述主要地方，準時找到并清理在設備中殘留的碎片，杜絕更多碎片的產(chǎn)生。4吹不干調(diào)整吹干氣體流量，無效果，通知設備。濕法刻蝕相對等離子刻蝕的優(yōu)點1、 非集中面PN結(jié)刻蝕時被去除，背腐蝕太陽電池的背面更平整，其背面反射率優(yōu)于刻邊，背腐蝕太陽電池能更有效地利用長波增加Isc。鋁背場比刻邊的更勻稱，可以提髙IQE，從而提髙了太陽電池的Voc。2、 硅片干凈度提髙（無等離子刻蝕的尾氣污染）3、 節(jié)水（rena使用循環(huán)水沖洗硅片，耗水較少。等離子刻蝕去PSG用槽浸泡，用水量大）。濕法刻蝕相對等離子刻蝕的缺點1、硅片水平運行，機碎髙：（等離子刻蝕去PSG槽式浸泡甩干，硅片受沖擊?。?；2、 傳動滾軸易變形：（PVDF,PP材質(zhì)且水平放置易變形）;3、 成本高：（化學品刻蝕代替等離子刻蝕成本增加）?？涛g目的由于在集中過程中，即使采納背靠背的單面集中方式，硅片的全部表面（包括邊緣）都將不行避開地集中上磷。PN結(jié)的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣集中有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面，而造成短路，此短路通道等效于降低并聯(lián)電阻。經(jīng)過刻蝕工序，硅片邊緣帶有的磷將會被去除潔凈，避開PN結(jié)短路造成并聯(lián)電阻降低。去PSG目的由于在集中過程中氧的通入，在硅片表面形成一層SiO2，在髙溫下P0C13與02形成的P205，部分P原子進入Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半導體，部分則留在了Si02中形成PSG。Si磷硅玻璃的存在使得硅片在空氣中表面簡單受潮，導致電流的降低和功率的衰減。死層的存在大大增加了放射區(qū)電子的復合，會導致少子壽命的降低,進而降低了Voc和Isc。磷硅玻璃的存在使得PECVD后產(chǎn)生色差，在PECVD工序?qū)⑹瑰兊腟IxNy簡單發(fā)生脫落，降低電池的轉(zhuǎn)換效率。濕法刻蝕及去PSG原理濕法刻蝕原理利用HNO3和HF的混合液體對集中后硅片下表面和邊緣進行腐蝕，去除邊緣的N型硅，使得硅片的上下表面相互絕緣。邊緣刻蝕原理反應方程式：3Si+4HN03+18HF=3H2[SiF6]+4N02f+8H20去PSG原理：SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiF4+2HF=H2[SiF6]SiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2O去PSG工序檢驗方法：當硅片從HF槽出來時，觀看其表面是否脫水，假如脫水，則表明磷硅玻璃已去除潔凈；假如表面還沾有水珠，則表明磷硅玻璃未被去除潔凈，可在HF槽中適當補些HF。RENAInOxSide工藝流程RENAInOxSideRENAInOxSide的主體分為以下七個槽，此外還有滾輪、排風系統(tǒng)、自動及手動補液系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和溫度掌握系統(tǒng)等。Etchbath Etchbath Rinse1AlkalineRinseRinse2IfDryer2HFbdth Rinse3Dryer2刻蝕槽所用溶液為HF+HN03+H2S04，邊緣刻蝕，除去邊緣PN結(jié)，使電流朝同一方向流淌，發(fā)生下列化學反應：3Si+18HF+4HNO3—3H2SiF6+8H2O+4NOf留意：集中面須向上放置，H2SO4硫酸不參加反應，僅僅是增加氫離子濃度，加快反應，增加溶液黏度（增大溶液與PSG薄層間的界面張力）和溶液密度，使硅片很好的浮于反應液上（僅上邊緣2mm左右和下表面與液體接觸）。堿洗槽KOH噴淋中和前道刻蝕后殘留在硅片表面的酸液，去除硅片表面的多孔硅及其雜質(zhì)，去除集中形成的染色，KOH溶液依靠冷卻水降溫保持在201左右，主要發(fā)生下列化學反應：Si+2K0H+H20=K2SiO3+2H2f酸洗槽HF循環(huán)沖刷噴淋中和前道堿洗后殘留在硅片表面的堿液，去除硅片表面的磷硅玻璃，主要發(fā)生下列化學反應：HF+SiO2—H2SiF6+H20工藝常見問題以及解決方法刻蝕常見間題及解決方法刻蝕方法常見問題原因干法刻蝕刻蝕不足刻蝕時間過短*氣量不足*射頻功率過低過刻刻蝕時間過長.射頻功率過高逼法刻蝕方阻上升過大酸液串槽附槽酸性氣體濃度過高整體過刻S刻不通液面咼度過咼或過低氣流不均勻部分過刻或刻不通液面不水平滾輪不水平氣流不均勻1腐蝕深度工藝掌握在1.2±0.2um檢測儀器：電子稱腐蝕深度是表征片子刻通與否的一個重要參數(shù)，通過測量刻蝕前后片子減薄量，可以計算出腐蝕深度，依據(jù)詳細測量狀況可以轉(zhuǎn)變工藝參數(shù)。槽體溫度原則上溫度掌握在8度，一般上下浮動1-2度，調(diào)整梯度為0.5-1度，溫度上升腐蝕深度增加，反之。溫度可以作為刻蝕速率的調(diào)整手段，但是這是最終的手段。由于溫度較高的狀況下，刻蝕溶液在刻蝕槽時會不穩(wěn)定，所以一般不宜長時間超過10度，當前我們的補液能保證刻蝕速率不下降，所以我們無需調(diào)高刻蝕溶液的溫度。滾軸速度原則上帶速掌握在1.0T.5m/min，調(diào)整梯度式0.1-0.2m/min,速度越快，腐蝕深度越小，反之。自動補液調(diào)整自動補液的周期以及自動補液量（HFHN03）,補液周期越短，補液量越大，腐蝕深度越大，反之。手動補液可以手動添加化學品（HFHNO3DI水），一般在腐蝕深度偏差較大時進行手動補液，一般在換液初期和槽體壽命快到時。2刻蝕線可能消失過刻或刻蝕不足的狀況，一般不超過2mm,通過肉眼觀看，也可通過冷熱探針測量邊緣電壓來推斷是否刻通?？涛g不足：一般首先通過調(diào)整參數(shù)保證腐蝕深度在工藝掌握范圍內(nèi)即可。檢驗方法冷熱探針法冷針熱針:三冷針冷熱探針法測導電型號檢驗原理熱探針和N型半導體接觸時，傳導電子將流向溫度較低的區(qū)域，使得熱探針處電子缺少，因而其電勢相對于同一材料上的室溫觸點而言將是正的。同樣道理，P型半導體熱探針觸點相對于室溫觸點而言將是負的。此電勢差可以用簡潔的微伏表測量。熱探針的結(jié)構可以是將小的熱線圈繞在一個探針的四周，也可以用小型的電烙鐵。檢驗操作及推斷1確認萬用表工作正常，量程置于200mV。2?冷探針連接電壓表的正電極，熱探針與電壓表的負極相連。3.用冷、熱探針接觸硅片一個邊沿不相連的兩個點，電壓表顯示這兩點間的電壓為正值，說明導電類型為P型，刻蝕合格。相同的方法檢測另外三個邊沿的導電類型是否為P型。4.假如經(jīng)過檢驗，任何一個邊沿沒有刻蝕合格，則這一批硅片需要重新進行刻蝕。過刻以及刻蝕線不齊解決方法：抽風抽風在很大程度上會影響到刻蝕槽液面波動，而刻蝕槽任何的液面波動，對在液面上運行的硅片都有很大影響，抽風對刻蝕線寬影響很大，調(diào)整以前首先要觀看好時片子哪條邊刻蝕線寬特別再進行相應處理，一般不建議調(diào)整。循環(huán)流量調(diào)整循環(huán)流量，觀看刻蝕效果，一般狀況下，循環(huán)流量增加刻蝕線寬增加，反之。溶液比例添加H2S04,可以調(diào)整溶液粘稠度，增加溶液的浮力。此外，片與片之間的間距、滾軸的水平程度、滾軸和內(nèi)槽槽邊高度水公平都會影響到刻蝕線寬，發(fā)覺此類問題準時通知相