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太阳能硅片清洗及原理



作者:千亿手机版    发布时间:2020-05-08 16:51


  北极星太阳能光伏网讯太阳能硅片的清洗很重要,它影响电池的转换效率,如器件的性能中反向电流迅速加大及器件失效等。因此硅片的清洗很重要,下面主要介绍清洗的作用和清洗的原理。

  1.在太阳能材料制备过程中,在硅表面涂有一层具有良好性能的减反射薄膜,有害的杂质离子进入二氧化硅层,会降低绝缘性能,清洗后绝缘性能会更好。

  2.在等离子边缘腐蚀中,如果有油污、水气、灰尘和其它杂质存在,会影响器件的质量,清洗后质量大大提高。

  3.硅片中杂质离子会影响P-N结的性能,引起P-N结的击穿电压降低和表面漏电,影响P-N结的性能。

  要了解清洗的原理,首先必须了解杂质的类型,杂质分为三类:一类是分子型杂质,包括加工中的一些有机物;二类是离子型杂质,包括腐蚀过程中的钠离子、氯离子、氟离子等;三是原子型杂质,如金、铁、铜和铬等一些重金属杂质。目前最常用的清洗方法有:化学清洗法、超声清洗法和线.目前的化学清洗步骤有两种:

  (1)有机溶剂(甲苯、丙酮、酒精等)去离子水无机酸(盐酸、硫酸、硝酸、王水)氢氟酸去离子水

  (2)碱性过氧化氢溶液去离子水酸性过氧化氢溶液去离子水

  用于硅片清洗常用的有机溶剂有甲苯、丙酮、酒精等。在清洗过程中,甲苯、丙酮、酒精等有机溶剂的作用是除去硅片表面的油脂、松香、蜡等有机物杂质。所利用的原理是“相似相溶”。

  硅片中的杂质如镁、铝、铜、银、金、氧化铝、氧化镁、二氧化硅等杂质,只能用无机酸除去。有关的反应如下:

  H2O2的作用:在酸性环境中作还原剂,在碱性环境中作氧化剂。在硅片清洗中对一些难溶物质转化为易溶物质。如:

  在生产中,对于硅片表面的清洗中常用RCA方法及基于RCA清洗方法的改进,RCA清洗方法分为Ⅰ号清洗剂(APM)和Ⅱ号清洗剂(HPM)。Ⅰ号清洗剂(APM)的配置是用去离子水、30%过氧化氢、25%的氨水按体积比为:5:1:1至5:2:1;Ⅱ号清洗剂(HPM)的配置是用去离子水、30%过氧化氢、25%的盐酸按体积比为:6:1:1至8:2:1。其清洗原理是:氨分子、氯离子等与重金属离子如:铜离子、铁离子等形成稳定的络合物如:[AuCl4]-、[Cu(NH3)4]2+、[SiF6]2-。

  清洗时,一般应在75~85℃条件下清洗、清洗15分钟左右,然后用去离子水冲洗干净。Ⅰ号清洗剂(APM)和Ⅱ号清洗剂(HPM)有如下优点:

  (1)这两种清洗剂能很好地清洗硅片上残存的蜡、松香等有机物及一些重金属如金、铜等杂质;

  (3)相比浓硝酸、浓硫酸、王水及铬酸洗液,这两种清洗液对环境的污染很小,操作相对方便。

  目前在半导体生产清洗过程中已经广泛采用超声波清洗技术。超声波清洗有以下优点:

  (1)清洗效果好,清洗手续简单,减少了由于复杂的化学清洗过程中而带来的杂质的可能性;

  超声波清洗的缺点是当超声波的作用较大时,由于震动磨擦,可能使硅片表面产生划道等损伤。

  超声波产生的原理:高频震荡器产生超声频电流,传给换能器,当换能器产生超声震动时,超声震动就通过与换能器连接的液体容器底部而传播到液体内,在液体中产生超声波。

  硅片经过化学清洗和超声波清洗后,还需要将硅片真空高温处理,再进行外延生长。真空高温处理的优点:

  (2)硅片表面可能吸附的一些气体和溶剂分子的挥发性增加,因而线)硅片可能玷污的一些固体杂质在真空高温条件下,易发生分解而除去。

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