CN102312239A - 一种对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液及其腐蚀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，含以下体积百分含量的组分：NH4F水溶液40-43% HF水溶液8-10% H2O248-52%。该腐蚀液具有很强的腐蚀效果，且腐蚀速率稳定，能够实现对硅片表面的硅浆进行腐蚀的目的，且腐蚀液配制方便，重复性强；同时还公开了利用上述腐蚀液对硅浆进行腐蚀的方法，该方法工艺简单，反应过程容易控制，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学腐蚀液，具体涉及一种对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，还涉及了采用该化学腐蚀液对印刷在硅片表面的硅浆进行腐蚀的方法。
背景技术
随着太阳能电池对转换效率的要求越来越高，SE（选择性发射极）电池应运而生。利用硅浆印刷制造SE电池逐步推向大批量生产，但是，当硅片在印刷中出现异常、扩散后方阻出现异常以及镀膜后出现异常等问题时，这些硅片没有办法处理，造成了大批的无法处理的异常片，进而影响SE电池的正常投产，即在硅片印刷、扩散或镀膜等工序中一旦出现上述问题或返工片将无法处理，只能报废，到目前为止，还未有关于去除印刷后硅浆方面的研究，尤其是去除印刷、扩散后或镀膜后等硅浆的化学腐蚀液发明的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，该化学腐蚀液对硅片表面的硅浆具有很强的腐蚀效果，且腐蚀速率稳定，使用方便，重复性好。
本发明的目的还在于提供利用上述化学腐蚀液对硅片表面的硅浆进行腐蚀的方法，该方法工艺简单，成本低。
本发明的第一个目的是通过如下技术方案来实现的：一种对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，含以下体积百分含量的组分：
NH4F水溶液 40-43% HF水溶液 8-10% H2O2 48-52%。
本发明各组分的体积百分含量优选为：NH4F水溶液 41-42% HF水溶液 9-10% H2O2 49-50%。
本发明各组分的体积百分含量最佳为：NH4F水溶液 41% HF水溶液10% H2O2 49%。
本发明所述的NH4F水溶液的质量百分含量为40-42%；所述的HF的质量百分含量为40-42%；所述的H2O2的质量百分含量为30-32%。
作为本发明的一种改进：本发明的化学腐蚀液中还含有表面活性剂，其用量为每升化学腐蚀液中含有0.5-0.8g。
本发明所述的表面活性剂为烷基糖苷、聚氧乙烯醚磷酸酯或聚氧乙烯醚磷酸酯盐。其中烷基糖苷可以为C10-C16烷基糖苷 (Alkyl polyglycoside , APG)等；聚氧乙烯醚磷酸酯如天然C12-C14醇聚氧乙烯醚磷酸酯（AEO-9P）或合成C12-C14醇聚氧乙烯醚磷酸酯（MOA-9P）；或聚氧乙烯醚磷酸酯盐如天然C12-C14醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐（AEO-9PK）或合成C12-C14醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐（MOA-9PK）及其钠盐等；或月桂基磷酸酯钾盐（MOA-24PK）等。
本发明中各组分的作用如下：其中HF为主要的蚀刻剂，添加 NH4F 的目的是提供F-，通过电离平衡腐蚀液中的F-浓度，维持稳定的SiO2腐蚀速率；另外H2O2主要是起氧化剂的作用，在腐蚀反应进行的过程中不断地对硅片表面进行氧化，三者对硅墨的纳米硅颗粒表现较强的蚀刻活性，可以彻底的将印刷上去的硅浆腐蚀掉；表面活性剂主要起到降低绒面表面张力的作用，提高对硅片和硅墨的润湿能力，提高固液界面的传质速率，促进以上化学反应的进行。将上述三种或四种化学品按照上述计量比配制成化学腐蚀液，最大的发挥了各自的优势，达到去除印刷在硅片表面的硅浆的目的。
本发明的第二个目的是通过如下技术方案来实现的：一种利用上述化学腐蚀液对硅片表面的硅浆进行腐蚀的方法，含以下步骤：
(1) 首先按计量比取NH4F水溶液、HF水溶液和H2O2配制成化学腐蚀液，再加入纯水进行稀释制成稀释液；
(2) 将硅片置于步骤(1)制成的稀释液中，浸泡后取出；
(3) 将取出的硅片放入纯水中，浸泡后甩干即可。
在上述步骤中：
步骤(1)中化学腐蚀液和水的体积比为1:1-5。
步骤(1)中的化学腐蚀液中还含有表面活性剂，其用量为每升化学腐蚀液中含有0.5-0.8g，所述的表面活性剂为烷基糖苷或聚氧乙烯醚磷酸酯盐。
步骤(2)中浸泡时间为3-5min。
步骤(2)中如果硅片表面带有氧化层，则可以直接采用化学腐蚀液进行腐蚀处理；如果硅片表面未带有氧化层，如扩散前硅片、镀氮化硅薄膜后去除氮化硅薄膜后的硅片等，则先进行氧化处理20-40min后，再采用化学腐蚀液进行腐蚀处理。
步骤(3)中浸泡时间为1-3min。
本发明具有如下优点：
(1) 本发明提供的对印刷在硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，具有很强的腐蚀效果，且腐蚀速率稳定，能够实现对硅片表面的硅浆进行腐蚀的目的，且腐蚀液配制方便，可反复使用、重复性强，即每次按照以上要求配置的溶液使用起来都可以达到同样的腐蚀效果；
(2) 本发明腐蚀液对电池表面损伤小，腐蚀液用量少；
(3) 本发明腐蚀方法工艺简单，反应过程容易控制，成本低。
具体实施方式
以下实施例仅用于阐述本发明，而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。所述技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容和各参数所取范围，均可实现本发明的目的。
[0020] 实施例1
本实施例提供的对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为8L，含以下体积百分含量的组分：NH4F水溶液 40% HF水溶液10% H2O2 50%。
在对硅片表面的硅浆进行腐蚀时，按以下步骤进行：
(1) 根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为8L，取3.2L 质量百分含量为40%的NH4F水溶液，0.8L质量百分含量为42%的HF水溶液，4L质量百分含量为32%的H2O2水溶液，配制成化学腐蚀液；
(2) 将步骤(1)中的化学腐蚀液稀释，具体为按照化学腐蚀液和纯水的体积比为1:2.5加入纯水，对化学腐蚀液进行稀释；
(3) 该硅片为扩散前的硅片，其表面不含有二氧化硅氧化层，则先需要进行氧化处理30min，然后将氧化后的硅片置于上述化学腐蚀液的稀释液中，浸泡3min左右后取出；
(4) 将取出的硅片放入纯水中，浸泡2min后尽快拿到甩干机中甩干即可，甩干后的硅片可以直接按照补扩散规则等进行补扩散等下述工序。
实施例2
本实施例提供的对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为10L，含以下体积百分含量的组分：NH4F水溶液 43%、HF水溶液8%、H2O2 49%。
在对硅片表面的硅浆进行腐蚀时，按以下步骤进行：
(1) 根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为10L，取4.3L 质量百分含量为41%的NH4F水溶液，0.8L质量百分含量为40%的HF水溶液，4.9L质量百分含量为31%的H2O2水溶液，配制成化学腐蚀液；
(2) 将步骤(1)中的化学腐蚀液稀释，具体为按照化学腐蚀液和纯水的体积比为1:1加入纯水，对化学腐蚀液进行稀释；
(3) 该硅片为扩散后的硅片，其表面含有二氧化硅氧化层，直接将硅片置于上述化学腐蚀液的稀释液中，浸泡4min左右后取出；
(4) 将取出的硅片放入纯水中，浸泡2min后尽快拿到甩干机中甩干即可，甩干后的硅片可以直接按照补扩散规则等进行补扩散等下述工序。
实施例3
本实施例提供的对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为10L，含以下体积百分含量的组分：NH4F水溶液 42%、HF水溶液10%、H2O2 48%。以及6g C10-C16烷基糖苷 (Alkyl polyglycoside , APG)。
在对硅片表面的硅浆进行腐蚀时，按以下步骤进行：
(1) 根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为10L，取4.2L 质量百分含量为42%的NH4F水溶液，1.0L质量百分含量为41%的HF水溶液，4.8L质量百分含量为30%的H2O2水溶液和6g表面活性剂配制成化学腐蚀液；
(2) 将步骤(1)中的化学腐蚀液稀释，具体为按照化学腐蚀液和纯水的体积比为1:2加入纯水，对化学腐蚀液进行稀释；
(3) 该硅片为扩散后的硅片，其表面含有二氧化硅氧化层，直接将硅片置于上述化学腐蚀液的稀释液中，浸泡5min后取出；
(4) 将取出的硅片放入纯水中，浸泡2min后尽快拿到甩干机中甩干即可，甩干后的硅片可以直接按照补扩散规则等进行补扩散等下述工序。
实施例4
本实施例提供的对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为100L，含以下体积百分含量的组分：NH4F水溶液 41% HF水溶液8% H2O2 51%，以及50g天然C12-C14醇聚氧乙烯醚磷酸酯（AEO-9P）。
在对硅片表面的硅浆进行腐蚀时，按以下步骤进行：
(1) 根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为100L，取41L 质量百分含量为41.5%的NH4F水溶液，8L质量百分含量为41.5%的HF水溶液，51L质量百分含量为30%的H2O2水溶液，以及50g表面活性剂天然C12-C14醇聚氧乙烯醚磷酸酯（AEO-9P）配制成化学腐蚀液；
(2) 将步骤(1)中的化学腐蚀液稀释，具体为按照化学腐蚀液和纯水的体积比为1:3加入纯水300L，对化学腐蚀液进行稀释；
(3) 该硅片为镀膜后去除氮化硅薄膜的硅片，其表面不含有二氧化硅氧化层，则先需要进行氧化处理35min，然后将上述准备好的硅片装入载片篮，缓慢放入配制好的硅浆腐蚀液中，浸泡3-5min；
(4) 将取出的硅片放入纯水中，浸泡2min后尽快拿到甩干机中甩干即可，甩干后的硅片可以直接按照补扩散规则等进行补扩散等下述工序。
实施例5
本实施例提供的对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为100L，含以下体积百分含量的组分：NH4F水溶液 40%、HF水溶液8%、H2O2 52%，70g合成C12-C14醇聚氧乙烯醚磷酸酯（MOA-9P）。
在对硅片表面的硅浆进行腐蚀时，按以下步骤进行：
(1) 根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为100L，取40L 质量百分含量为42%的NH4F水溶液， 8L质量百分含量为40%的HF水溶液，52L质量百分含量为31%的H2O2水溶液，以及70g表面活性剂配制成化学腐蚀液；
(2) 将步骤(1)中的化学腐蚀液稀释，具体为按照化学腐蚀液和纯水的体积比为1:4加入纯水400L，对化学腐蚀液进行稀释；
(3) 该硅片为镀膜后去除氮化硅薄膜的硅片，其表面不含有二氧化硅氧化层，则先需要进行氧化处理25min，然后将上述准备好的硅片装入载片篮，缓慢放入配制好的硅浆腐蚀液中，浸泡3-5min；
(4) 将取出的硅片放入纯水中，浸泡2min后尽快拿到甩干机中甩干即可，甩干后的硅片可以直接按照补扩散规则等进行补扩散等下述工序。
实施例6
本实施例提供的对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为100L，含以下体积百分含量的组分：NH4F水溶液 42%、HF水溶液9%、H2O2 49%，以及80g天然C12-C14醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐（AEO-9PK）。
在对硅片表面的硅浆进行腐蚀时，按以下步骤进行：
(1) 根据需要，需要配制的化学腐蚀液的总体积为100L，取42L 质量百分含量为41%的NH4F水溶液，9L质量百分含量为41%的HF水溶液，49L质量百分含量为32%的H2O2水溶液，以及80g表面活性剂配制成化学腐蚀液；
(2) 将步骤(1)中的化学腐蚀液稀释，具体为按照化学腐蚀液和纯水的体积比为1:2加入纯水200L，对化学腐蚀液进行稀释；
(3) 该硅片为镀膜后去除氮化硅薄膜的硅片，其表面不含有二氧化硅氧化层，则先需要进行氧化处理30min，然后将上述准备好的硅片装入载片篮，缓慢放入配制好的硅浆腐蚀液中，浸泡3-5min；
(4) 将取出的硅片放入纯水中，浸泡3min后尽快拿到甩干机中甩干即可，甩干后的硅片可以直接按照补扩散规则等进行补扩散等下述工序。
实施例7
本实施例提供的对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为100L，含以下体积百分含量的组分：NH4F水溶液 41.25%、HF水溶液8.75%、H2O250%，以及60g合成C12-C14醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐（MOA-9PK）。
在对硅片表面的硅浆进行腐蚀时，按以下步骤进行：
(1) 根据需要配制的化学腐蚀液的总体积为100L，取41.25L 质量百分含量为40%的NH4F水溶液， 8.75L质量百分含量为42%的HF水溶液，50L质量百分含量为32%的H2O2水溶液，以及60g表面活性剂配制成化学腐蚀液；
(2) 将步骤(1)中的化学腐蚀液稀释，具体为按照化学腐蚀液和纯水的体积比为1:2加入纯水200L，对化学腐蚀液进行稀释；
(3) 该硅片为扩散后的硅片，其表面含有二氧化硅氧化层，则将上述准备好的硅片装入载片篮，缓慢放入配制好的硅浆腐蚀液中，浸泡3-5min；
(4) 将取出的硅片放入纯水中，浸泡3min后尽快拿到甩干机中甩干即可，甩干后的硅片可以直接按照补扩散规则等进行补扩散等下述工序。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，其特征是含以下体积百分含量的组分：
NH4F水溶液 40-43% HF水溶液 8-10% H2O2水溶液48-52%。
2.根据权利要求1所述的对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，其特征是：所述的NH4F水溶液的质量百分含量为40-42%；所述的HF的质量百分含量为40-42%；所述的H2O2的质量百分含量为30-32%。
3.根据权利要求1或2所述的对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，其特征是：其还含有表面活性剂，所述表面活性剂的用量为每升化学腐蚀液中含有0.5-0.8g。
4.根据权利要求3所述的对硅片表面的硅浆进行腐蚀的化学腐蚀液，其特征是：所述的表面活性剂为烷基糖苷、聚氧乙烯醚磷酸酯或聚氧乙烯醚磷酸酯盐。
5.一种利用权利要求1或2所述的化学腐蚀液对硅片表面的硅浆进行腐蚀的方法，其特征是含以下步骤：
(1) 首先按计量比取NH4F水溶液、HF水溶液和H2O2水溶液配制成化学腐蚀液，再加入水进行稀释制成稀释液；
(2) 将硅片置于步骤(1)制成的稀释液中，浸泡后取出；
(3) 将取出的硅片放入水中，浸泡后甩干即可。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是：步骤(1)中化学腐蚀液和水的体积比为1:1-5。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征是：在步骤(1)中的化学腐蚀液中再添加表面活性剂，所述的表面活性剂为烷基糖苷或聚氧乙烯醚磷酸酯盐，其用量为每升化学腐蚀液中含有0.5-0.8g。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征是：步骤(2)中浸泡时间为3-5min。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征是：步骤(2)中若硅片表面带有氧化层，直接进行腐蚀处理；若硅片表面未带有氧化层，则先进行氧化处理20-40min后，再进行腐蚀处理。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征是：步骤(3)中浸泡时间为1-3min。
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