硅片的清洗与制绒1.ppt

* 硅片清洗与制绒 NaOH的作用： 中和残余酸液： H++OH-=H2O HCl+HF的作用： 进一步去除金属离子，去除硅片表面氧化层，在硅片表面形成Si-H钝化键。 多晶制绒 * 硅片清洗与制绒 效果评价及改善对策： 绒面偏小： 多晶制绒 原因:制绒时间不够； 或溶液浓度偏稀。 改善方法：适当延长制绒时间；降低制绒初配时水的比例。 * 硅片清洗与制绒 效果评价及改善对策： 绒面偏大，绒面凹凸不显著： 多晶制绒 原因：腐蚀量过大；制绒过程温度偏高。 改善方法：适当缩短制绒时间，观察制绒温度是否在设定的范围内。 * 硅片清洗与制绒 小结： 尽管多晶制绒可选方法很多，但综合成本及最终效果，当前产业所用多晶制绒工艺均为HNO3，HF，DI Water 混合液体系制绒。 多晶制绒基本要求为：绒面连续均匀；反射率低；腐蚀量适中。常见不良为绒面大小不合适，制绒后，硅片反射率高等。 多晶制绒关键点为温度的控制以及酸液配比控制。 多晶制绒 * * * 硅片清洗与制绒 绒面形成最终取决于两个因素： 腐蚀速率及各向异性 腐蚀速率快慢影响因子： 1、腐蚀液流至被腐蚀物表面的移动速率； 2、腐蚀液与被腐蚀物表面产生化学反应的反应速率； 3、生成物从被腐蚀物表面离开的速率。 单晶制绒 * 硅片清洗与制绒 具体影响因子： NaOH浓度 溶液温度 异丙醇浓度 制绒时间 硅酸钠含量 槽体密封程度、异丙醇挥发 搅拌及鼓泡 单晶制绒 * 硅片清洗与制绒 NaOH浓度对绒面形貌影响： NaOH对硅片反应速率有重要影响。制绒过程中，由于所用NaOH浓度均为低碱浓度，随NaOH浓度升高，硅片腐蚀速率相对上升。与此同时，随 NaOH浓度改变，硅片腐蚀各向异性因子也发生改变，因此， NaOH浓度对金字塔的角锥度也有重要影响。 单晶制绒 85oC，30min， IPA vol10% * 硅片清洗与制绒 NaOH浓度对绒面反射率影响： 单晶制绒 * 硅片清洗与制绒 温度影响： 温度过高，IPA挥发加剧，晶面择优性下降，绒面连续性降低；同时腐蚀速率过快，控制困难； 温度过低，腐蚀速率过慢，制绒周期延长； 制绒温度范围：75-90oC。 单晶制绒 * 硅片清洗与制绒 IPA影响： 1、降低硅片表面张力，减少气泡在硅片表面的粘附，使金字塔更加均匀一致； 2、气泡直径、密度对绒面结构及腐蚀速率有重要影响。气泡大小及在硅片表面的停留时间，与溶液粘度、表面张力有关，所以需要异丙醇来调节溶液粘滞特性。 单晶制绒 * 硅片清洗与制绒 IPA影响： 除改善消泡及溶液粘度外，也有报道指出IPA将与腐蚀下的硅生成络合物而溶于溶液。 单晶制绒 * 硅片清洗与制绒 时间影响： 制绒包括金字塔的行核及长大过程，因此制绒时间对绒面的形貌及硅片腐蚀量均有重要影响。 单晶制绒 a b d a b d c 1 min; 5 min; 10min; 30min. * 硅片清洗与制绒 时间影响： 经去除损伤层，硅片表面留下了许多浅的准方形腐蚀坑。1分钟后，金字塔如雨后春笋，零星的冒出了头；5分钟后，硅片表面基本被小金字塔覆盖，少数已开始长大。我们称绒面形成初期的这种变化为金字塔“成核”。10分钟后，密布的金字塔绒面已经形成，只是大小不均匀，反射率也降到了比较低的水平。随时间延长，金字塔向外扩张兼并，体积逐渐膨胀，尺寸趋于均匀。随制绒时间进一步延长，绒面结构均匀性反而下降，如图e，f所示。 单晶制绒 * 硅片清洗与制绒 时间影响： 单晶制绒 e. 35min; f. 45min * 硅片清洗与制绒 硅酸钠含量影响： 硅酸钠具体含量测量是没必要的，只要判定它的含量是否过量即可。实验用浓盐酸滴定，若滴定一段时间后出现少量絮状物，说明硅酸钠含量适中；若滴定开始就出现一团胶状固体且随滴定的进行变多，说明硅酸钠过量。 相对而言，制绒过程中，硅酸钠含量具有很宽的窗口。实验证实，初抛液硅酸钠含量不超过30wt%，制绒液硅酸钠含量不超过15%，均能获