CN104299890A - 一种硅片表面钨铁金属离子的清洗方法 - Google Patents

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贾红
郑书红
邱建荣
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Abstract

本发明公开了一种硅片表面金属钨铁的清洗方法，该方法首先将有金属钨和铁的硅片进行超声清洗，然后用氢氟酸、双氧水和水的混合液进行处理，再依次移入氢氟酸、盐酸和硝酸组成的混合溶液，盐酸，双氧水和水组成的混合液，氨水、双氧水和水组成的混合液以及氢氟酸稀溶液中超声清洗，清洗后冲洗、脱水、烘干。本发明提供的硅片清洗方法，能有效去除硅片表面的金属钨，使不小心被钨或铁污染的硅片，满足工业要求。

Description

一种硅片表面钨铁金属离子的清洗方法
技术领域
本发明涉及一种硅片清洗技术，尤其关于有钨铁金属离子沾污的硅片清洗技术。 
背景技术
硅片就是以硅为材料制造的片状物体，一般是指纯度很高的结晶硅(单晶硅)制成的，单晶硅的分子结构非常稳定，很少有自由电子产生，因此其导电能力很差。若在单晶硅中掺入某些3或5价的元索，分子结构将发生很大改变，其导电能力将得到很大的提高，其光电性能得到很大提高。但与金属等导体的导电能力比还是较低，囚此称为半导体根据掺杂元索的不同，可以制造出N型和p型半导体，它们都是制造电子元件的主要原料。 
随着能源危机的到来，太阳能作为人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有清洁性、安全性、广泛性、长寿命和免维护、资源充足及经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。硅具有禁带宽度合适，较高的转换效率，便于工业化生产，材料性能稳定，对环境无污染，生产工艺成熟等优点。所以硅成为理想的太阳能材料。而在硅片加工工艺中，有多达20%的步骤为清洗。制造一种设备将硅片表面的沾污全部除去是不可能的。在硅片清洗过程中，将每片上的沾污从百万级降低到十万级相对容易，但要把沾污全部去除或在全部工艺中保证沾污不再增加却是非常困难的。所以，不同的工艺技术所要求的硅片最终表面态不同，其所需要的清洗方法也不相同，不可把各种清洗方法同等对待。硅片清洗的好坏直接影响下一道工序，甚至影响器件的成品率和可靠性。硅片生产中每一道工序存在的潜在污染，都可导致缺陷的产生和器件的失效。本专利是去除表面沾污有钨铁金属离子的硅片的一种方法。由于W的稳定性比硅高，很快于硅片表面的硅反应，沉积到硅片表面，置换出硅。而通过查找文献很少有硅表面钨的去除及机理研究的相关报到。 
发明内容
本发明目的是针对现有技术的不足，提供一种硅片表面钨铁金属离子的清洗方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种硅片表面钨铁金属离子的清洗方法，该方法包括以下步骤： 
（1）将表面有金属钨或者铁的硅片在50~60℃的去离子水内超声处理5~10min；
（2）将超声后的硅片，放入由氢氟酸、双氧水和水按照体积比1~5：20~100：80~500组成的混合液中超声处理3~10min，混合液的温度为30~70℃；
（3）将硅片放入由氢氟酸、盐酸、硝酸和去离子水按照体积比30~90：0.005~1：20~35：80~500组成的混合溶液内超声处理5~20min；混合液温度为30~70℃；
（4）快速将清洗过的硅片移入由盐酸、双氧水和水按照体积比10~50：1~50：80~500组成的混合液中，超声清洗5~10min；混合液的温度约30~70℃；
（5）将硅片在由氨水、双氧水和水按照体积比1~2：2~4：80~100组成的混合液内超声1~10min；混合液的温度为30~50℃；
（6）将硅片放入氢氟酸稀溶液中超声5~30S；所述氢氟酸稀溶液由氢氟酸和水配成，氢氟酸与水的体积比为1：40~150，溶液温度为30~50℃；
（7）反复用流动去离子水清洗硅片，在无水乙醇中脱水3~7分钟；在50~70℃的烘箱内烘干。
本发明的有益效果是：太阳能硅片加工中在切割线上有铜铁存在，长期使用中铜铁等金属离子会污染硅片，同时由于切割中使用回收液的原因，造成钨污染，在硅片表面有钨离子存在，硅片表面很难清理干净，本发明能有效去除硅片表面的金属钨铁离子，实现硅片的重复利用。 
具体实施方式
实施例1 
一种硅片表面钨铁金属离子的清洗方法 ，由如下步骤组成：
（1）将表面有金属钨或者铁的硅片在50℃的去离子水内超声处理10min；
（2）将超声后的硅片，放入由氢氟酸、双氧水和水按照体积比1：20：80组成的混合液中超声处理3min，混合液的温度为70℃；
（3）将硅片放入由氢氟酸、盐酸、硝酸和去离子水按照体积比30：0.005：20：80组成的混合溶液内超声处理5min；混合液温度为70℃；
（4）快速将清洗过的硅片移入由盐酸、双氧水和水按照体积比10：1：80组成的混合液中，超声清洗5min；混合液的温度约70℃；
（5）将硅片在由氨水、双氧水和水按照体积比1：2：80组成的混合液内超声1min；混合液的温度为50；
（6）将硅片放入氢氟酸稀溶液中超声5S；所述氢氟酸稀溶液由氢氟酸和水配成，氢氟酸与水的体积比为1：40，溶液温度为30℃；
（7）反复用流动去离子水清洗硅片，在无水乙醇中脱水3分钟；在50~70℃的烘箱内烘干。
清洗前与清洗后的元素分析见下表。 
实施例2 
一种硅片表面钨铁金属离子的清洗方法 ，由如下步骤组成：
（1）将表面有金属钨或者铁的硅片在60℃的去离子水内超声处理5min；
（2）将超声后的硅片，放入由氢氟酸、双氧水和水按照体积比1：20：100组成的混合液中超声处理10min，混合液的温度为30℃；
（3）将硅片放入由氢氟酸、盐酸、硝酸和去离子水按照体积比90：1：35：500组成的混合溶液内超声处理20min；混合液温度为30℃；
（4）快速将清洗过的硅片移入由盐酸、双氧水和水按照体积比1：1：10组成的混合液中，超声清洗10min；混合液的温度约30℃；
（5）将硅片在由氨水、双氧水和水按照体积比1~2：2~4：80~100组成的混合液内超声10min；混合液的温度为30℃；
（6）将硅片放入氢氟酸稀溶液中超声30S；所述氢氟酸稀溶液由氢氟酸和水配成，氢氟酸：水的体积比为1：150，溶液温度为30℃；
（7）反复用流动去离子水清洗硅片，在无水乙醇中脱7分钟；在70℃的烘箱内烘干。
实施例3 
一种硅片表面钨铁金属离子的清洗方法 ，由如下步骤组成：
（1）将表面有金属钨或者铁的硅片在55℃的去离子水内超声处理8min；
（2）将超声后的硅片，放入由氢氟酸、双氧水和水按照体积比1：100：500组成的混合液中超声处理8min，混合液的温度为60℃；
（3）将硅片放入由氢氟酸、盐酸、硝酸和去离子水按照体积比30：1：35：500组成的混合溶液内超声处理150min；混合液温度为60℃；
（4）快速将清洗过的硅片移入由盐酸、双氧水和水按照体积比50：1：80组成的混合液中，超声清洗8min；混合液的温度约60℃；
（5）将硅片在由氨水、双氧水和水按照体积比1：4：100组成的混合液内超声8min；混合液的温度为40℃；
（6）将硅片放入氢氟酸稀溶液中超声20S；所述氢氟酸稀溶液由氢氟酸和水配成，氢氟酸与水的体积比为1：50，溶液温度为40℃；
（7）反复用流动去离子水清洗硅片，在无水乙醇中脱水5分钟；在60℃的烘箱内烘干。

Claims (1)

1.一种硅片表面金属钨铁离子的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将表面有金属钨或者铁的硅片在50~60℃的去离子水内超声处理5~10min；
（2）将超声后的硅片，放入由氢氟酸、双氧水和水按照体积比1~5：20~100：80~500组成的混合液中超声处理3~10min，混合液的温度为30~70℃；
（3）将硅片放入由氢氟酸、盐酸、硝酸和去离子水按照体积比30~90：0.005~1：20~35：80~500组成的混合溶液内超声处理5~20min；混合溶液的温度为30~70℃；
（4）将步骤3清洗过的硅片移入由盐酸、双氧水和水按照体积比10~50：1~50：80~500组成的混合液中，超声清洗5~10min；混合液的温度约30~70℃；
（5）将步骤4处理过的硅片移入由氨水、双氧水和水按照体积比1~2：2~4：80~100组成的混合液内，超声1~10min；混合液的温度为30~50℃；
（6）将硅片放入氢氟酸稀溶液中超声5~30S；所述氢氟酸稀溶液由氢氟酸和水配成，氢氟酸与水的体积比为1：40~150，溶液温度为30~50℃；
（7）反复用去离子水清洗硅片，在无水乙醇中脱水3~7分钟；在50~70℃的烘箱内烘干。
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