CN102776571A - 一种太阳能级单晶晶砖表面处理方法 - Google Patents

一种太阳能级单晶晶砖表面处理方法 Download PDF

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唐威
包剑
赵学军
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Abstract

本发明公开了一种太阳能级单晶晶砖表面处理方法，依次进行如下步骤：步骤A：对单晶晶砖表面进行机械研磨处理；步骤B：将研磨后的所述单晶晶砖放入碱性腐蚀剂中进行腐蚀，去除所述单晶晶砖表面的损伤层；步骤C：用酸与所述单晶晶砖表面残留的碱以及生成的硅酸盐进行反应；步骤D：对所述单晶晶砖进行清洗和烘干。采用本发明提供的单晶晶砖表面处理方法对经线锯切割生成的单晶晶砖表面进行处理，不仅通过机械研磨消除了切割留下的线痕，而且通过碱腐蚀除去了单晶晶砖表面的损伤层，减少了单晶晶砖切片后生成的硅片边缘产生蹦边等缺陷和不良。

Description

一种太阳能级单晶晶砖表面处理方法
技术领域
本发明涉及太阳能级半导体单晶硅片加工领域，尤其涉及一种太阳能级单晶晶砖表面处理方法。
背景技术
在太阳能级半导体单晶硅片加工过程中，经线锯开方生成的单晶晶砖由于表面粗糙，且线痕严重，不能直接对其进行切片。
在对单晶晶砖进行切片之前，需要先对单晶晶砖表面的线痕进行处理，现有技术的单晶晶砖表面线痕的处理方法为：使用金钢石磨轮对单晶晶砖表面进行物理法机械研磨处理，以除去单晶晶砖表面的线痕。然而在处理单晶晶砖表面线痕时会在单晶晶砖表面形成新的损伤层，容易导致切片后单晶硅片边缘产生蹦边等缺陷和不良，因而使得单晶硅片的边缘不良率较高。
发明内容
为了解决现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种能够有效降低单晶硅片的边缘不良率的太阳能级单晶晶砖表面处理方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种太阳能级单晶晶砖表面处理方法，依次进行如下步骤：
步骤A：对单晶晶砖表面进行机械研磨处理；
步骤B：将研磨后的所述单晶晶砖放入碱性腐蚀剂中进行腐蚀，去除所述单晶晶砖表面的损伤层；
步骤C：用酸与所述单晶晶砖表面残留的碱以及生成的硅酸盐进行反应；
步骤D：对所述单晶晶砖进行清洗和烘干。
作为优选，所述步骤B中，所述碱性腐蚀剂是氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
作为进一步地优选，所述氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液的质量百分比浓度的范围是30％～50％。
作为进一步地优选，所述氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液的质量百分比浓度的范围是40％～50％。
作为优选，所述步骤B中，将研磨后的所述单晶晶砖放入碱性腐蚀剂中进行腐蚀的反应温度的范围是60～120℃。
作为进一步地优选，将研磨后的所述单晶晶砖放入碱性腐蚀剂中进行腐蚀的反应温度是100℃。
作为优选，所述步骤A进一步包括：
步骤A101：对所述单晶晶砖表面进行机械粗磨；
步骤A102：对粗磨后的所述单晶晶砖表面进行机械精磨。
作为优选，所述步骤C中，所述酸是盐酸。
作为进一步地优选，所述盐酸的质量百分比浓度的范围是5％～10％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
采用本发明提供的单晶晶砖表面处理方法对经线锯切割生成的单晶晶砖表面进行处理，不仅通过机械研磨消除了切割留下的线痕，而且通过碱腐蚀除去了单晶晶砖表面的损伤层，减少了单晶晶砖切片后生成的硅片边缘产生蹦边等缺陷和不良。
附图说明
图1为本发明的太阳能级单晶晶砖表面处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步地详细说明。
图1为本发明的太阳能级单晶晶砖表面处理方法的流程示意图。如图1所示，本发明提供的太阳能级单晶晶砖表面处理方法按照如下步骤进行：
步骤A：对单晶晶砖表面进行机械研磨处理；
步骤B：将研磨后的所述单晶晶砖放入碱性腐蚀剂中进行腐蚀，去除所述单晶晶砖表面的损伤层；
步骤C：用酸与所述单晶晶砖表面残留的碱以及生成的硅酸盐进行反应；
步骤D：对所述单晶晶砖进行清洗和烘干。
所述步骤A中，利用磨床对所述单晶晶砖表面进行机械研磨处理，以消除所述单晶晶砖在利用线锯开方时留下的线痕，降低单晶晶砖表面的粗糙度；为了使所述单晶晶砖表面的粗糙度在研磨完毕后尽可能小，所述步骤A进一步包括：
步骤A101：对所述单晶晶砖表面进行机械粗磨；
步骤A102：对粗磨后的所述单晶晶砖表面进行机械精磨。
分别使用粗磨设备和精磨设备对所述单晶晶砖表面顺序进行机械粗磨和机械精磨后，单晶晶砖表面粗糙度约为Ry＝1±0.2um。
所述步骤B中，常用的碱性腐蚀剂是氢氧化钠(NaOH)溶液或氢氧化钾(KOH)溶液，腐蚀过程的化学反应方程式为：
Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑
或Si+2KOH+H2O＝K2SiO3+2H2↑。
所述步骤B中，将研磨后的所述单晶晶砖放入所述碱性腐蚀剂中进行腐蚀的反应温度的范围是60～120℃。在腐蚀过程中，所述单晶晶砖表面可能会产生斑点，反应温度较低时，单晶晶砖表面留下斑点的可能性较大，反应温度越高，单晶晶砖表面越不容易留下斑点；反应温度对腐蚀速率也有影响，反应温度越高，腐蚀速率越快，但同时，单晶晶砖表面越容易产生金属杂质的污染。因此，综合考虑反应温度对斑点的产生、金属杂质的产生以及腐蚀速率的影响，反应温度可以选为100℃。
所述步骤B中，碱性腐蚀剂氢氧化钠(NaOH)溶液或氢氧化钾(KOH)溶液的质量百分比浓度可选在30％～50％的范围内。在一定程度上，腐蚀速率随碱性腐蚀剂的浓度的增加而增大，然而碱性腐蚀剂的浓度超过一个临界值后，腐蚀速率会随碱性腐蚀剂的浓度的增加而减小。当碱性腐蚀剂的浓度较高时，例如40％～50％，不仅有利于控制腐蚀速率，而且因碱性腐蚀剂的黏度较高，使得所述单晶晶砖表面不容易留下斑点。此外，腐蚀速率与所述单晶晶砖表面的机械损伤层有关，一旦损伤层完全除去，腐蚀速率就会变得比较缓慢。
所述步骤C中，用于与所述单晶晶砖表面残留的碱以及生成的硅酸盐进行反应的酸是低浓度的易挥发性酸，例如盐酸，所述盐酸的质量百分比浓度的范围是5％～10％。
盐酸与残留的碱反应的方程式为：
NaOH+HCl＝NaCl+H2O
或KOH+HCl＝KCl+H2O；
盐酸与生成的硅酸盐反应的方程式为：
Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3↓
或K2SiO3+2HCl＝2KCl+H2SiO3↓。
所述步骤D中，反应生成的NaCl或KCl溶于水后被洗掉，H2SiO3为沉淀物，在清洗晶砖时被水冲洗掉。
采用本发明提供的单晶晶砖表面处理方法对经线锯切割生成的单晶晶砖表面进行处理，不仅通过机械研磨消除了切割留下的线痕，而且通过碱腐蚀除去了单晶晶砖表面的损伤层，减少了单晶晶砖切片后生成的硅片边缘产生蹦边等缺陷和不良。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种太阳能级单晶晶砖表面处理方法，其特征在于，依次进行如下步骤：
步骤A：对单晶晶砖表面进行机械研磨处理；
步骤B：将研磨后的所述单晶晶砖放入碱性腐蚀剂中进行腐蚀，去除所述单晶晶砖表面的损伤层；
步骤C：用酸与所述单晶晶砖表面残留的碱以及生成的硅酸盐进行反应；
步骤D：对所述单晶晶砖进行清洗和烘干。
2.根据权利要求1所述的太阳能级单晶晶砖表面处理方法，其特征在于，所述步骤B中，所述碱性腐蚀剂是氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
3.根据权利要求2所述的太阳能级单晶晶砖表面处理方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液的质量百分比浓度的范围是30％～50％。
4.根据权利要求3所述的太阳能级单晶晶砖表面处理方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液的质量百分比浓度的范围是40％～50％。
5.根据权利要求1所述的太阳能级单晶晶砖表面处理方法，其特征在于，所述步骤B中，将研磨后的所述单晶晶砖放入碱性腐蚀剂中进行腐蚀的反应温度的范围是60～120℃。
6.根据权利要求5所述的太阳能级单晶晶砖表面处理方法，其特征在于，将研磨后的所述单晶晶砖放入碱性腐蚀剂中进行腐蚀的反应温度是100℃。
7.根据权利要求1所述的太阳能级单晶晶砖表面处理方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括：
步骤A101：对所述单晶晶砖表面进行机械粗磨；
步骤A102：对粗磨后的所述单晶晶砖表面进行机械精磨。
8.根据权利要求1所述的太阳能级单晶晶砖表面处理方法，其特征在于，所述步骤C中，所述酸是盐酸。
9.根据权利要求8所述的太阳能级单晶晶砖表面处理方法，其特征在于，所述盐酸的质量百分比浓度的范围是5％～10％。
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CN103866396A (zh) * 2014-03-23 2014-06-18 山西中电科新能源技术有限公司 多晶硅锭边尾料表面预处理装置及其处理方法
CN108842183A (zh) * 2018-09-10 2018-11-20 孟静 多晶硅片的制备方法

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