CN102522436A - 用于测试体寿命的硅片及其制作方法和体寿命测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及硅片体寿命测试技术领域，特别是一种用于测试体寿命的硅片及其制作方法和体寿命测试方法。该用于测试体寿命的硅片，具有多个测试区域，每个测试区域的硅片厚度都不同。该硅片的制作方法：在同一硅片的表面的不同测试区域镀不同厚度的掩膜，然后在腐蚀液中腐蚀掩膜和硅片，直至掩膜全部被腐蚀。利用该硅片测试硅片体寿命的方法：将该硅片作为用于测试体寿命的硅片，然后测试不同区域的有效少子寿命和该区域的硅片厚度，利用变厚法公式得到硅片的体寿命。本发明的有益效果是：在同一块硅片上进行测试，便避免不同硅片之间的差异，得到绝对的体寿命Tau_bulk，节约成本。

Description

用于测试体寿命的硅片及其制作方法和体寿命测试方法
技术领域
本发明涉及硅片体寿命测试技术领域，特别是一种用于测试体寿命的硅片及其制作方法和体寿命测试方法。
背景技术
太阳电池所用硅片的体少子寿命，是太阳电池的关键参数之一。由于不可避免地存在表面复合，硅片的绝对体少子寿命通常很难得到，而是以有效少子寿命代替。有效少子寿命的测试步骤为，一般首先对硅片使用HF，碘酒或SiNx等进行较好的表面钝化，随后再使用uPCD或QssPC等方法进行少子寿命测试。
当表面钝化做得非常好时，可以认为有效少子寿命接近于真实的体寿命，但前提是表面复合速率控制需控制得很低，所以这一方法通常得不到真正的体寿命。
另一种较为繁琐的方法是变厚度法，既通过化学腐蚀改变硅片厚度，得到一系列不同厚度的硅片，然后分别测其有效寿命Tau_eff和厚度W，根据下面的公式(1)进行计算得到体寿命。
1/Tau_eff＝1/Tau_bulk+2S/W    (1)
该方法的弊端在于：(a)需尽量避免不同硅片间的少子寿命差异；(b)需确保不同硅片间的表面复合速率S一致。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于测试体寿命的硅片及其制作方法和体寿命测试方法，更好的测试硅片的体寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于测试体寿命的硅片，在同一片硅片的表面具有多个测试区域，每个测试区域的硅片厚度都不同。
一种用于测试体寿命的硅片的制作方法，在同一硅片的表面的不同测试区域镀不同厚度的掩膜，然后在腐蚀液中腐蚀掩膜和硅片，直至掩膜全部被腐蚀，在硅片表面形成厚度不同的测试区域。
进一步地，掩膜为SiNx，在同一硅片的表面的不同测试区域镀不同厚度的SiNx掩膜，然后在KOH腐蚀液中腐蚀SiNx掩膜和硅片，直至SiNx掩膜掩膜全部被腐蚀，再对硅片进行清洗，然后镀SiNx钝化膜并在高温下烧结。
进一步地，镀不同厚度的SiNx掩膜的方法为：在待测试的硅片上分多次通过PECVD镀SiNx膜，在镀SiNx膜时，通过PECVD挡板遮挡的方法控制不同区域镀SiNx膜的次数，由此来控制不同区域SiNx掩膜的厚度。
一种测试硅片体寿命的方法，首先在待测试的同一硅片的表面形成厚度不同的测试区域，将该硅片作为用于测试体寿命的硅片，然后测试不同区域的有效少子寿命和该区域的硅片厚度，利用变厚法公式得到硅片的体寿命。
进一步地，采用权利要求2或3或4所述的方法制作用于测试体寿命的硅片。
进一步地，在同一硅片的表面的四个区域镀上不同厚度的SiNx掩膜，然后在KOH中进行碱腐蚀，在同一片硅片上得到厚度在80um-160um之间的四个厚度不同的区域。
本发明的有益效果是：在同一块硅片上进行测试，便避免不同硅片之间的差异，得到绝对的体寿命Tau_bulk，节约成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的硅片的制作方法的示意图；
图2是本发明的用于测试体寿命的硅片的结构示意图；
图3是本发明的体寿命的测试图；
图中，1.PECVD挡板，2.SiNx掩膜。
具体实施方式
本发明的目的，是在同一片硅片上，形成不同厚度的区域，然后分别测这些区域的有效少子寿命和厚度，从而利用变厚度法换算出体寿命。这样就避免了不同硅片之间的差异。
SiNx对KOH等碱腐蚀液具有一定的抗腐蚀性。利用PECVD挡板1可以在同一片硅片的不同区域上镀上不同厚度的SiNx掩膜2，然后在KOH溶液中腐蚀，这样，由于SiNx掩膜2的膜厚不一样，不同区域的腐蚀深度也不一样。所以，在同一片硅片上便得到不同厚度W，但相同的Tau_bulk和S的区域，测试这些区域的有效寿命Tau_eff，便避免不同硅片之间的差异，得到绝对的体寿命Tau_bulk。
一个具体的实施例子如下：
(1)在180um厚的p-Cz硅上进行板式的PECVD镀SiNx膜，在整片硅片上形成厚度约20nm的SiNx掩膜2；
(2)放置如图1所示PECVD挡板1，材料为普通硅片，在做完步骤(1)的硅片上，用步骤(1)的工艺参数再进行一次SiNx镀膜，这样在镂空的区域形成了40nm厚的SiNx掩膜2，其他区域的SiNx掩膜2厚度保持不变；
(3)依次类推，分别放置镂空区域不同PECVD挡板1进行SiNx镀膜，便形成厚度约为20nm，40nm，60nm和80nm的四个膜厚不同的区域；
(4)将做完步骤(3)的硅片在80℃，20％的KOH溶液中腐蚀30mins，由于不同厚度SiNx掩膜2的阻挡效果不一，便在相应的区域形成不同的硅片厚度，分别约为80um，110um，140um和160um；
(5)使用5％的HF在常温下清洗做完步骤(4)的硅片2mins，并用去离子水清洗3mins；
(6)前后表面镀厚度为80nm厚的SiNx钝化膜并在高温下烧结；
(7)使用wct120少子寿命测试仪，测试如图2所示的硅片的4个不同区域的有效少子寿命tau_eff(i)和准确的硅片厚度W(i)；
(8)(1/tau_eff vs 1/W)作图，根据变厚度法公式1，曲线斜率为2S，截距为1/tau_bulk，如图3。

Claims (7)

1.一种用于测试体寿命的硅片，其特征是：在同一片硅片的表面具有多个测试区域，每个测试区域的硅片厚度都不同。
2.一种用于测试体寿命的硅片的制作方法，其特征是：在同一硅片的表面的不同测试区域镀不同厚度的掩膜，然后在腐蚀液中腐蚀掩膜和硅片，直至掩膜全部被腐蚀，在硅片表面形成厚度不同的测试区域。
3.根据权利要求2所述的用于测试体寿命的硅片的制作方法，其特征是：所述的掩膜为SiNx，在同一硅片的表面的不同测试区域镀不同厚度的SiNx掩膜，然后在KOH腐蚀液中腐蚀SiNx掩膜和硅片，直至SiNx掩膜掩膜全部被腐蚀，再对硅片进行清洗，然后镀SiNx钝化膜并在高温下烧结。
4.根据权利要求3所述的用于测试体寿命的硅片的制作方法，其特征是：镀不同厚度的SiNx掩膜的方法为：在待测试的硅片上分多次通过PECVD镀SiNx膜，在镀SiNx膜时，通过PECVD挡板遮挡的方法控制不同区域镀SiNx膜的次数，由此来控制不同区域SiNx掩膜的厚度。
5.一种测试硅片体寿命的方法，其特征是：首先在待测试的同一硅片的表面形成厚度不同的测试区域，将该硅片作为用于测试体寿命的硅片，然后测试不同区域的有效少子寿命和该区域的硅片厚度，利用变厚法公式得到硅片的体寿命。
6.根据权利要求5所述的测试硅片体寿命的方法，其特征是：采用权利要求2或3或4所述的方法制作用于测试体寿命的硅片。
7.根据权利要求6所述的测试硅片体寿命的方法，其特征是：在同一硅片的表面的四个区域镀上不同厚度的SiNx掩膜，然后在KOH中进行碱腐蚀，在同一片硅片上得到厚度在80um-160um之间的四个厚度不同的区域。
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