【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。清洗的作用1在太阳能材料制备过程中，在硅外表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外表漏 电，影响P-N结的性能。4. 在硅片外延工艺中，杂质的存在会影响硅片的电阻率不稳定。清洗的原理要了解清洗的原理，

2、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、超声清洗法和真空高温处理法。1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 水一氢氟酸一去离子水(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F面讨论各种步骤中试剂的作用a. 有机溶剂在清洗中的作用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外表的油脂、

3、松香、蜡等有机物杂质。所 利用的原理是相似相溶b. 无机酸在清洗中的作用硅片中的杂质如镁、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。有关的反响如下：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 过量那么反

4、响为:SiO2+6HF=H2SiF6+2H2OH2O2的作用:在酸性环境中作复原剂，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：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产中，对于硅片外表的清洗中常用 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U号清洗剂(HPM。1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; H号清洗 剂(H

5、PM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:AuCI4-、Cu(NH342+、SiF62-。清洗时，一般应在7585C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U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；(2相比其它清洗剂，可以减少钠离子的污染；(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。2.超声波在清洗中的作用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；(2对一些形状复杂的容器或器件也能清洗。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，可能使硅片外表产 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。3.真空高温处理的清洗作用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：(1由于