文档介绍：硅片的清洗与制绒
* 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%,均能获得效果良好的绒面。尽管如此,含量上限的确定需根据实际生产确认。单晶制绒* 硅片清洗与制绒槽体密封程度、异丙醇挥发: 槽体密封程度,异丙醇挥发对制绒槽内的溶液成分及温度分布有重要影响。制绒槽密封程度差,导致溶液挥发加剧,溶液液位的及时恢复非常必要,否则制绒液浓度将会偏离实际设定值。异丙醇的挥发增加化学药品消耗量增加的同时,绒面显微结构也将因异丙醇含量改变发生相应变化。单晶制绒* 硅片清洗与制绒搅拌及鼓泡: 搅拌及鼓泡有利于提高溶液均匀度,制绒过程中附加搅拌及鼓泡,硅片表面的气泡能得到很好的脱附,制绒后的硅片表面显微结构表现为绒面连续,金字塔大小均匀。但搅拌及鼓泡会略加剧溶液的挥发,制绒过程硅片的腐蚀速率也略为加快。单晶制绒* 硅片清洗与制绒小结: 单晶制绒原理为硅的各向异性腐蚀。硅片的表面沾污,缺陷等对绒面形成有重要影响。影响硅片腐蚀速率及绒面显微结构的