CN102709170A - 用于少子寿命测量的硅片表面处理方法 - Google Patents

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王梅花
张驰
熊震
付少永
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Abstract

本发明涉及一种用于少子寿命测量的硅片表面处理方法,包括以下步骤：1）粗抛：利用物理方法抛光原生硅片，去除硅片在切割过程中产生的损伤层；2）精抛：将粗抛后的硅片采用的抛光液进行精抛，抛光液为粒径尺寸0.4μm-1μm的金刚砂悬浮液，抛光后表面粗糙度Ra为：0.02μm-0.06μm，去除步骤1残留的微损伤层；3）清洗：将精抛后的硅片用去离子水清洗，去除残留的抛光液后烘干；4）漂洗；5）干燥；6）钝化。本发明的有益效果是：通过合理的物理方法，提高硅片抛光质量，并结合漂洗钝化工艺，使得测量结果更接近体于硅片的体寿命，提高了少子寿命的测试精度。

Description

用于少子寿命测量的硅片表面处理方法
技术领域
本发明涉及一种用于少子寿命测量的硅片表面处理方法。
背景技术
少数载流子寿命是硅晶体材料的一项重要参数，它与晶体硅太阳能电池的光电转换效率有着直接关系。晶体硅的少子寿命，是不同复合机制的综合结果，最终测量的少子寿命实际上是整个样品的有效寿命，它是发生在硅片表面、体内所有复合叠加的净结果。
目前线切割硅片的厚度在200μm以下，随着切割技术的进步，硅片厚度逐渐降低，表面复合的影响越来越大，最终测得硅片的少子寿命受表面的影响也越来越大，不利于反映硅片真实的晶体质量。为了降低硅片表面复合速率的影响，目前常用的处理方法是化学抛光，化学抛光主要包括碱液抛光（80℃，20%NaOH）和酸液抛光（VHF:VHNO3=1:3）,碱液抛光化学反应速率相对较慢，腐蚀速率易控但碱液属于各向异性腐蚀，碱液抛光后硅片表面存在不同深度腐蚀坑；酸液抛光属于各向同性腐蚀，但反应较为剧烈腐蚀速率较为难以控制，且化学抛光过程中利用的不同化学试剂污染环境同时对人体有伤害，因此探索合适的硅片表面处理方法有利于降低表面复合的影响、提高测试精度，从而便于硅晶体材料的研究和晶体质量的改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于少子寿命测量的硅片表面处理方法，降低硅片表面复合速率，使得硅片少子寿命值更接近于体寿命，提高硅片少子寿命的测试精度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于少子寿命测量的硅片表面处理方法,包括以下步骤：
1）粗抛：利用物理方法抛光原生硅片，去除硅片在切割过程中产生的损伤层；
2）精抛：将粗抛后的硅片采用的抛光液进行精抛，抛光液为粒径尺寸0.4μm-1μm的金刚砂悬浮液，抛光后表面粗糙度Ra为：0.02μm-0.06μm，去除步骤1残留的微损伤层；
3）清洗：将精抛后的硅片用去离子水清洗，去除残留的抛光液后烘干；
4）漂洗；
5）干燥；
6）钝化。
进一步地，步骤1中，通过粗抛去除损伤层厚度为10μm-30μm，抛光后表面粗糙度Ra为：0.04μm-1.0μm，粗抛砂纸为1000#-4000#，时间为：2min-10min。
为保证精抛的效果，优选，步骤2中，抛光液为粒径尺寸0.4μm-1μm的金刚砂悬浮液，抛光时间为2min-8min，去除损伤层厚度为4μm-10μm。
为保证漂洗的效果，尽可能去除表面杂质离子，优选，步骤4中，将上述硅片先后浸入RCAI和RCAII溶液中漂洗。
进一步地，步骤5中，将漂洗后的硅片置于去离子水中漂洗后用氮气吹干。
为更好的降低表面态，提高测试精度，步骤6中利用等离子体气相化学沉积法在硅片表面双面沉积氮,氮化硅薄膜厚度为70nm--90nm。
本发明的有益效果是：通过合理的物理方法，提高硅片抛光质量，并结合漂洗钝化工艺，使得测量结果更接近体于硅片的体寿命，提高了少子寿命的测试精度。
具体实施方式
一种用于少子寿命测量的硅片表面处理方法，包括以下步骤：
1）粗抛：利用物理方法抛光原生硅片，去除硅片在切割过程中产生的损伤层，通过粗抛去除损伤层的厚度为10μm-30μm，抛光后表面粗糙度Ra为：0.04μm-1.0μm，粗抛砂纸为1000#-4000#，时间为：2min-10min。
2）精抛：将粗抛后的硅片采用的抛光液进行精抛，抛光液为粒径尺寸0.4μm-1μm的金刚砂悬浮液，抛光后表面粗糙度Ra为：0.02μm-0.06μm，抛光时间为2min-8min，去除损伤层厚度为4μm-10μm，3D显微镜1000倍率下观测硅片表面无划痕。
3）清洗：将精抛后的硅片用去离子水清洗，去除残留的抛光液后烘干。
4）漂洗：将上述硅片先后浸入RCAI和RCAII溶液中漂洗，去除表面杂质离子，RCAI溶液的溶液配比为VNH3.H2O：VH2O2:VDI-water=1:1:5,RCAII溶液的溶液配比为VHCl:VH2O2:VDI-water=1:1:6。
5）干燥：将漂洗后的硅片置于去离子水中漂洗后用氮气吹干。
6）钝化：利用等离子体气相化学沉积法（PECVD）在硅片表面双面沉积氮化硅薄膜，等离子体气相化学沉积所用气源为硅烷和氨气混合气,沉积时间为7min-10min,氮化硅薄膜厚度为70nm-90nm。
经本发明处理的P型多晶硅硅片，进行抛光后测试其少子寿命，结果如表1所示：
表一.硅片少子寿命
Figure BDA00001615429800031
Figure BDA00001615429800041
由表一可知，经过本发明处理硅片表面后测得少子寿命均值为34.6306μs，明显高于化学抛光方法处理硅片的测试结果，表明本发明方法有利于降低表面复合提高测试精度。

Claims (6)

1.一种用于少子寿命测量的硅片表面处理方法,其特征是：包括以下步骤：
1）粗抛：利用物理方法抛光原生硅片，去除硅片在切割过程中产生的损伤层；
2）精抛：将粗抛后的硅片采用的抛光液进行精抛，抛光液为粒径尺寸0.4μm-1μm的金刚砂悬浮液，抛光后表面粗糙度Ra为：0.02μm-0.06μm，去除步骤1残留的微损伤层；
3）清洗：将精抛后的硅片用去离子水清洗，去除残留的抛光液后烘干；
4）漂洗；
5）干燥；
6）钝化。
2.根据权利要求1所述的用于少子寿命测量的硅片表面处理方法,其特征是：步骤1中，通过粗抛去除损伤层厚度为10μm-30μm，抛光后表面粗糙度Ra为：0.04μm-1.0μm，粗抛砂纸为1000#-4000#，时间为：2min-10min。
3.根据权利要求1所述的用于少子寿命测量的硅片表面处理方法,其特征是：步骤2中，抛光时间为2min-8min，去除损伤层厚度为4μm-10μm。
4.根据权利要求1所述的用于少子寿命测量的硅片表面处理方法,其特征是：步骤4中，将上述硅片先后浸入RCAI和RCAII溶液中漂洗。
5.根据权利要求1所述的用于少子寿命测量的硅片表面处理方法,其特征是：步骤5中，将漂洗后的硅片置于去离子水中漂洗后用氮气吹干。
6.根据权利要求1所述的用于少子寿命测量的硅片表面处理方法,其特征是：步骤6中利用等离子体气相化学沉积法在硅片表面双面沉积氮,氮化硅薄膜厚度为70nm-90nm。
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