【精品】光伏論文

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1、硅片的表面清洗技術(shù)摘要是在最近幾年里，無論是在降低生產(chǎn)成本方面，還是在提升電池轉(zhuǎn)換效率方面，硅太陽電池制備工藝都取得了飛速的進步。本文以品體硅太陽電池生產(chǎn)流程為基礎(chǔ)，主要從降低生產(chǎn)成本和捉高電池轉(zhuǎn)換效率方面出發(fā)，介紹了太陽電池制備工藝的最新進展，并對各種制備工藝作出了評價和展望。太陽電池結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)流程早期的硅丈陽電池的主體結(jié)構(gòu)，它主要包括：單結(jié)的Pn結(jié)、指形電極、減反射膜和完全用金屈覆蓋的背電極。雖然太陽電池發(fā)展迅速，它的主要結(jié)構(gòu)仍然保持不變，只不過每一個部分的制備工藝水平都較早期的有了質(zhì)的飛躍。工業(yè)上生產(chǎn)太陽電池流程可以簡化成：制備

2、硅片?擴散制結(jié)一沉積減反射膜和鈍化膜一制成電極一封裝。通過對以上生產(chǎn)流務(wù)的分析，可以清晰地知道近幾年硅太陽電池工藝的進展情況隨著人規(guī)模集成電路的發(fā)展，集成度的不斷提高，線寬的不斷減小，對硅片的質(zhì)量要求也越來越高，特別是對硅拋光片的表面質(zhì)屋要求越來越嚴。關(guān)鍵詞晶體硅太陽電池；轉(zhuǎn)換效率；生產(chǎn)成本，載流子壽命沾污情況表面潔凈度1引言目前，半導體行業(yè)中廣泛使用的清洗方法仍是RCA(美國無線電公司)清洗法。但在向下一代65nm節(jié)點的邁進中，新結(jié)構(gòu)的納米器件對于清洗設(shè)備不斷提出了新的挑戰(zhàn)，因而對硅片表面各種污染物的控制規(guī)定了納米微粒去除的特殊要求

3、。根據(jù)國際半導體技術(shù)發(fā)展路線圖計劃，當半導體器件從90nm提升到65nml藝時，必須將進洗過程中單品硅和氧化硅的損失量從0.1nm減小到0.05nm[1]。這就對新一代清洗設(shè)備和清洗技術(shù)提出了無損傷和抑制腐蝕的新工藝耍求，所以研發(fā)新穎的、合適的硅片表面的納米微粒清洗技術(shù)勢在必行。2硅片表面的清洗原理及方法2.1污染物雜質(zhì)的分類根據(jù)污染物產(chǎn)生的原因，人致可將它們分為顆粒、有機物雜質(zhì)、金屬污染物三類。(1)顆粒：主要是一些聚合物、光致抗蝕劑等。顆粒的存在會造成IC芯片短路或大大降低芯片的測試性能[2]<(2)有機物雜質(zhì)：它在硅片上以多種方

4、式存在，如人的皮膚油脂、防銹油、潤滑油、松香、蠟等。這些物質(zhì)通常都會對加工進程帶來不良影響。(3)金屬污染物：它在硅片上以范徳華引力、共價鍵以及電子轉(zhuǎn)移等三種表面形式存在。這種玷污會破壞極薄笊氧化層的完整性，增加漏電流密度，影響MOS器件的穩(wěn)定性，結(jié)果導致形成微結(jié)構(gòu)缺陷或霧狀缺陷半導體器件生產(chǎn)中硅片須經(jīng)嚴格清洗。微量污染也會導致器件失效。清洗的fl的在于清除表面污染雜質(zhì)，包括有機物和無機物。這些朵質(zhì)有的以原了狀態(tài)或離了狀態(tài)，有的以薄膜形式或顆粒形式存在于硅片表面。有機污染包把光刻膠、有機溶劑殘留物、合成蠟和人接觸器件、工具、器皿帶來的

5、汕脂或纖維。無機污染包括重金屬金、銅、鐵、銘等，嚴重影響少數(shù)載流子壽命和表面電導；堿金屬如鈉等，引起嚴重漏電；顆粒污染包括硅渣、塵埃、細菌、徹生物、有機膠體纖維等，會導致各種缺陷。清除污染的方法有物理清洗和化學清洗兩種。2.2?硅片表面的清洗原理2.2.1物理清洗物理清洗有三種方法。①刷洗或擦洗:可除去顆粒污染和大多數(shù)粘在片子上的薄膜。②高壓清洗：是用液體噴射片子表面，噴嘴的壓力高達幾百個大氣壓。高壓清洗靠噴射作用，片子不易產(chǎn)生劃痕和損傷。高壓噴射會產(chǎn)生靜電作用，靠調(diào)節(jié)噴嘴到片子的距離、角度或加入防靜電劑加以避免。③超聲波清洗：超聲波

6、聲能傳入溶液，靠氣蝕作用洗掉片子上的污染。但是,從有圖形的片子上除去小于1微米顆粒則比較困難。將頻率提高至！超高頻頻段，清洗效果更好。2.2.2化學清洗化學清洗是為了除去原子、離子不可見的污染，方法較多,有溶劑萃取、酸洗（硫酸、硝酸、王水、各種混合酸等）和等離子體法等。其屮雙氧水體系清洗方法效果好，環(huán)境污染小。一般方法是將硅片先用成分比為H2SO4:H2O2=5:1或4:1的酸性液清洗。清洗液的強氧化性，將有機物分解而除去；用超純水沖洗后，再用成分比為H2O:H2O2:NH4OH=5:2:1或5:1:1或7:2:1的堿性清洗液清洗，由

7、于H2O2的氧化作用和NH40卜的絡(luò)合作用，許多金屬離了形成穩(wěn)定的可溶性絡(luò)合物而溶于水；然厲使用成分比為H2O:H2O2:HCL=7:2:1或5:2:1的酸性清洗液，由于H2O2的氧化作用和鹽酸的溶解，以及氯離子的絡(luò)合性，許多金屬生成溶于水的絡(luò)離子，從而達到清洗的目的。放射示蹤原了分析和質(zhì)譜分析表明，采用雙氧水體系清洗硅片效果最好，同時所用的全部化學試劑H2O2、NH40H、HCI能夠完全揮發(fā)掉。用H2SO4和H202清洗硅片時，在硅片表面會留下約2x1010原子每平方厘米的硫原子，用后一種酸性清洗液時可以完全被清除。用H2O2體系清

8、洗硅片無殘留物，有害性小，也有利于工人健康和環(huán)境保護。硅片清洗屮用各步清洗液處理后，都要用超純水徹底沖洗。。2.3硅片清洗的常用方法與技術(shù)2.3.1RCA清洗法1970年WernerKern博士[3]在RCA實驗室詳細地