CN111876831A - 一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂及制绒方法 - Google Patents

一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂及制绒方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111876831A
CN111876831A CN202010612091.XA CN202010612091A CN111876831A CN 111876831 A CN111876831 A CN 111876831A CN 202010612091 A CN202010612091 A CN 202010612091A CN 111876831 A CN111876831 A CN 111876831A
Authority
CN
China
Prior art keywords
texturing
silicon wafer
hydrophobicity
hydrophilicity
regulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010612091.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李然
范云堂
程寒松
闫缓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intergrated Power Technology Co ltd
Original Assignee
Intergrated Power Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intergrated Power Technology Co ltd filed Critical Intergrated Power Technology Co ltd
Priority to CN202010612091.XA priority Critical patent/CN111876831A/zh
Publication of CN111876831A publication Critical patent/CN111876831A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B33/08—Etching
    • C30B33/10—Etching in solutions or melts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明涉及单晶硅片制绒剂技术领域，尤其涉及一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂及制绒方法。一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂，包括亲水配方和疏水配方，亲水配方按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.05‑0.1％，亚甲基双萘磺酸钠0.0001‑0.001％，余量为水；疏水配方按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.05‑0.1％，亚甲基双萘磺酸钠0.0001‑0.001％，聚乙醇甲醚0.03‑0.1％，余量为水。本发明的制绒添加剂及制绒方法，能根据需要有效地调控硅片的亲疏水性，只需要在亲水配方中额外添加聚乙醇甲醚，即可使制绒后硅片通过氢氟酸酸洗后达到疏水状态，操作工艺简单，可简便地实现亲疏水性的转换，满足不同的加工需要。

Description

一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂及制绒方法
技术领域
本发明涉及单晶硅片制绒剂技术领域，尤其涉及一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂及制绒方法。
背景技术
自然界中，硅在地壳中的含量仅次于氧元素，一般以二氧化硅或硅酸盐的形式存在；对于单质硅，其化学性质不活波，常温下，除与F2、HF强碱反应外，不与其他物质反应，是一种良好的半导体材料。
随着微电子科技的飞速发展,半导体硅材料以其丰富的资源，优异的特性在能源领域不断得到快速发展。制绒是太阳能电池生产中重要的工序，利用低浓度碱溶液对晶体硅不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀原理，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌，可以达到降低硅片表面的反射率，增加光的吸收，提高太阳能电池的转化效率的作用。
亲水性是指分子能够透过氢键和水形成短暂键结的物理性质，疏水性是指一个分子(疏水物)与水互相排斥的物理性质，可见亲疏水是一个相对的概念。亲水性和疏水性是硅片的重要物理性质，对硅片的后期加工起着重要的作用。当硅片本身的亲疏水性无法达到加工制造的要求时，就要对硅片进行亲疏水处理，使其满足加工制造的要求。如中国专利申请号为201610191609.0的发明专利，公开了单晶硅表面处理用的制绒剂，包括氢氧化钠或氢氧化钾和制绒添加剂，氢氧化钠或氢氧化钾的质量百分含量为0.5％～5％，制绒添加剂包括体积百分含量为0.3％～20％的低挥发性有机化合物或其混合物、体积百分含量为80％～99.7％的去离子水。还公开了其制作方法，将氢氧化钠溶于去离子水中，得到碱性溶液，而后将低挥发性有机化合物的混合物加入到碱性溶液中，得到制绒液；以及其使用方法。采用本发明的制绒剂制备得到硅片绒面布满金字塔，尺寸在1～5微米范围内可控，且金字塔分布均匀，使得硅片反射率较低；此外，该制绒剂较普通制绒剂反应时间短，可大大提高产能，其适用于不同规格的太阳能单晶电池硅片制绒，可满足产业化生产目的。但是这种制绒液不能根据加工制造的需要对硅片的亲疏水性进行处理。
发明内容
本发明针对现有技术中的制绒液不能根据加工制造的需要对硅片的亲疏水性进行处理的缺点，提供了一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂及制绒方法，在亲水配方中只需要额外添加聚乙醇甲醚，即可使制绒后硅片通过氢氟酸酸洗后达到疏水状态，可以很方便地调控硅片的亲疏水性。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂，包括亲水配方和疏水配方，亲水配方按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.05-0.1％，亚甲基双萘磺酸钠0.0001-0.001％，余量为水；疏水配方按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.05-0.1％，亚甲基双萘磺酸钠0.0001-0.001％，聚乙醇甲醚0.03-0.1％，余量为水。
作为优选，聚乙醇甲醚的平均分子量为350-550。
本发明还公开了一种可调控硅片亲疏水性的制绒方法，包括以下步骤：
步骤(1)：按重量称取权利要求1-2中任意一项所述的原料；
步骤(2)：将步骤(1)的制绒添加剂加入到碱溶液中，混合均匀。
步骤(3)：将预先处理好的原始硅片放入步骤2)制得的制绒液中进行制绒。
作为优选，步骤(2)中制绒添加剂与碱溶液的质量比为(1-5):100。
作为优选，步骤(2)中碱溶液为1％-2％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
作为优选，步骤(2)中制绒添加剂与碱溶液的混合温度为20-80℃。
作为优选，步骤(3)中的预处理过程为：第一步，将单晶硅片放入无水乙醇中超声8-18分钟，用去离子水清洗干净；第二步，将单晶硅片放入丙醇中超声8-18分钟，用去离子水清洗干净；第三步，将单晶硅片放入异丙醇中超声8-18分钟，用去离子水清洗干净。
作为优选，步骤(3)中制绒温度为70-90℃，制绒时间为300-1200s。
作为优选，步骤(3)中制绒温度为78-80℃，制绒时间为900-1200s。
亲水性是指对水具有亲合力的性能，一般指能与水很好的互溶或水分能够沾湿其表面。如：有机物中的羟基和羧基等，金属生成的氢氧化物以及具有毛细现象的物质都有良好的亲水效果，疏水性指对水具有排斥能力的性能，一般指很难与水互溶或水分很难沾湿其表面。
影响物质表面亲疏水性的是与物质表面的化学特性和表面结构有关。
正常情况下的单质硅表面是疏水的，表现出很好的亲油性，容易被有机物等污染，酸洗难以去除污染物。所以制绒前需要碱和双氧水共同作用来清洗硅片，清洗过的单质硅，经过制绒的高温高碱环节后，表面会吸附制绒剂中的有机物，后道清洗用HF水溶液处理中，无法透过有机物直接与硅表面的氧化层反应，不能使得Si表面被H化，所以HF水溶液处理后硅片仍然是亲水的。
聚乙醇甲醚550有很好的水溶性，又能与硅片表面结合，其分子能定向吸附于硅片表面，使硅片表面带有同一种电荷(通常为负电荷)，形成静电排斥作用，均匀覆盖硅片表面，阻碍其他有机物的吸附。后道清洗用HF水溶液处理后，可以溶解掉，HF可以直接与硅片表面的部分氧化层反应，使得Si表面被H化，因此就疏水了。表面疏水特性使得部分污染物，水滴，灰尘，细菌等物质短期内很难再表面附着和生长，从而提高硅片表面的洁净度，有利于电池效率的提升。
本发明由于采用了以上技术方案，具有以下显著的技术效果：
(1)本发明的制绒添加剂及制绒方法，能根据需要有效地调控硅片的亲疏水性。
(2)本发明只需要在亲水配方中额外添加聚乙醇甲醚，即可使制绒后硅片通过氢氟酸酸洗后达到疏水状态，操作工艺简单，可简便地实现亲疏水性的转换，满足不同的加工需要。
附图说明
图1是本发明实例1亲水配方制绒后酸洗过程后的硅片片面。
图2是本发明实施例1制绒液在单晶硅片表面形成金字塔绒面结构扫描电镜扫描图。
图3是本发明实例2疏水配方制绒后酸洗过程后的硅片片面。
图4是本发明实施例2制绒液在单晶硅片表面形成金字塔绒面结构扫描电镜扫描图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
亲水制绒添加剂的配制：依次称取以下重量百分比的物质进行超声溶解：木质素磺酸钠0.05％，亚甲基双萘磺酸钠0.0001％和余量水；
将上述制绒添加剂加入到1.8％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，在20℃的温度下混合均匀，其中制绒添加剂与碱溶液的质量比为1:100，得到制绒液。
单晶硅表面制绒的方法，包括以下步骤：
步骤1：将单晶硅片预先处理，预处理过程为：第一步，将单晶硅片放入无水乙醇中超声8分钟，用去离子水清洗干净；第二步，将单晶硅片放入丙醇中超声8分钟，用去离子水清洗干净；第三步，将单晶硅片放入异丙醇中超声8分钟，用去离子水清洗干净。
步骤2：将预处理后的单晶硅片浸入上述制得的制绒剂中进行制绒，制绒温度为80℃，制绒时间为900s。
实施例1a
实施例1a中单晶硅表面制绒温度为80℃，制绒时间为1200s，其他参数均与实施例1相同。
实施例1b
实施例1b中单晶硅表面制绒温度为83℃，制绒时间为900s，其他参数均与实施例1相同。
实施例1c
实施例1c中氢氧化钠溶液的浓度为1.6％，制绒添加剂与碱溶液的质量比为1.1:99.9，其他参数均与实施例1相同。
实施例2
疏水制绒添加剂的配制：依次称取以下重量百分比的物质进行超声溶解：木质素磺酸钠0.05％，亚甲基双萘磺酸钠0.0001％，聚乙醇甲醚0.03-0.1％和余量水；
将上述制绒添加剂加入到1.8％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，在20℃的温度下混合均匀，其中制绒添加剂与碱溶液的质量比为1:100，得到制绒液。
单晶硅表面制绒的方法，包括以下步骤：
步骤1：将单晶硅片预先处理，预处理过程为：第一步，将单晶硅片放入无水乙醇中超声8分钟，用去离子水清洗干净；第二步，将单晶硅片放入丙醇中超声8分钟，用去离子水清洗干净；第三步，将单晶硅片放入异丙醇中超声8分钟，用去离子水清洗干净。
步骤2：将预处理后的单晶硅片浸入上述制得的制绒剂中进行制绒，制绒温度为80℃，制绒时间为900s。
实施例2a
实施例2a中单晶硅表面制绒温度为80℃，制绒时间为1200s，其他参数均与实施例2相同。
实施例2b
实施例2b中单晶硅表面制绒温度为83℃，制绒时间为900s，其他参数均与实施例2相同。
实施例2c
实施例2c中氢氧化钠溶液的浓度为1.6％，制绒添加剂与碱溶液的质量比为1.1:99.9，其他参数均与实施例2相同。
对比上述实施例，其中实施例1和2都可以得到很好的金字塔绒面，绒面细小均匀，金字塔约0.5-2μm，如图2和图4所示。该制绒添加剂的适用工艺范围较宽，在亲水配方中只需要额外添加聚乙醇甲醚，即可使制绒后硅片通过氢氟酸酸洗后达到疏水状态，可以很方便地调控硅片的亲疏水性。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂，其特征在于：包括亲水配方和疏水配方，亲水配方按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.05-0.1％，亚甲基双萘磺酸钠0.0001-0.001％，余量为水；疏水配方按照重量百分比计包括：木质素磺酸钠0.05-0.1％，亚甲基双萘磺酸钠0.0001-0.001％，聚乙醇甲醚0.03-0.1％，余量为水。
2.一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂，其特征在于：聚乙醇甲醚的平均分子量为350-550。
3.一种可调控硅片亲疏水性的制绒方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)：按重量称取权利要求1-2中任意一项所述的原料；
步骤(2)：将步骤(1)的制绒添加剂加入到碱溶液中，混合均匀。
步骤(3)：将预先处理好的原始硅片放入步骤2)制得的制绒液中进行制绒。
4.根据权利要求3所述的一种可调控硅片亲疏水性的制绒方法，其特征在于：步骤(2)中制绒添加剂与碱溶液的质量比为(1-5):100。
5.根据权利要求3所述的一种可调控硅片亲疏水性的制绒方法，其特征在于：步骤(2)中碱溶液为1％-2％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
6.根据权利要求3所述的一种可调控硅片亲疏水性的制绒方法，其特征在于：步骤(2)中制绒添加剂与碱溶液的混合温度为20-80℃。
7.根据权利要求3所述的一种可调控硅片亲疏水性的制绒方法，其特征在于：步骤(3)中的预处理过程为：第一步，将单晶硅片放入无水乙醇中超声8-18分钟，用去离子水清洗干净；第二步，将单晶硅片放入丙醇中超声8-18分钟，用去离子水清洗干净；第三步，将单晶硅片放入异丙醇中超声8-18分钟，用去离子水清洗干净。
8.根据权利要求3所述的一种可调控硅片亲疏水性的制绒方法，其特征在于：
步骤(3)中制绒温度为70-90℃，制绒时间为300-1200s。
9.根据权利要求3所述的一种可调控硅片亲疏水性的制绒方法，其特征在于：
步骤(3)中制绒温度为80-83℃，制绒时间为900-1200s。
CN202010612091.XA 2020-06-30 2020-06-30 一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂及制绒方法 Pending CN111876831A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010612091.XA CN111876831A (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂及制绒方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010612091.XA CN111876831A (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂及制绒方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111876831A true CN111876831A (zh) 2020-11-03

Family

ID=73158339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010612091.XA Pending CN111876831A (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂及制绒方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111876831A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1620881A1 (de) * 2003-05-07 2006-02-01 Universität Konstanz Verfahren zum texturieren von oberflächen von silizium-scheiben
CN106676636A (zh) * 2017-01-10 2017-05-17 何秀英 一种用于硅晶体表面织构化腐蚀的化学助剂
CN108624962A (zh) * 2018-05-03 2018-10-09 上海汉遥新材料科技有限公司 一种金刚线多晶切片制绒添加剂及其制备方法、使用方法
US20190067496A1 (en) * 2016-04-29 2019-02-28 Nanjing Tech University Texturing Method for Diamond Wire Cut Polycrystalline Silicon Slice
CN110396725A (zh) * 2019-07-10 2019-11-01 天津爱旭太阳能科技有限公司 一种单晶硅片的制绒添加剂及其应用
CN110644049A (zh) * 2018-06-26 2020-01-03 上海硅洋新能源科技有限公司 金刚线多晶硅片制绒添加剂及金刚线多晶硅片制绒刻蚀液

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1620881A1 (de) * 2003-05-07 2006-02-01 Universität Konstanz Verfahren zum texturieren von oberflächen von silizium-scheiben
US20190067496A1 (en) * 2016-04-29 2019-02-28 Nanjing Tech University Texturing Method for Diamond Wire Cut Polycrystalline Silicon Slice
CN106676636A (zh) * 2017-01-10 2017-05-17 何秀英 一种用于硅晶体表面织构化腐蚀的化学助剂
CN108624962A (zh) * 2018-05-03 2018-10-09 上海汉遥新材料科技有限公司 一种金刚线多晶切片制绒添加剂及其制备方法、使用方法
CN110644049A (zh) * 2018-06-26 2020-01-03 上海硅洋新能源科技有限公司 金刚线多晶硅片制绒添加剂及金刚线多晶硅片制绒刻蚀液
CN110396725A (zh) * 2019-07-10 2019-11-01 天津爱旭太阳能科技有限公司 一种单晶硅片的制绒添加剂及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6451218B1 (en) Method for the wet chemical pyramidal texture etching of silicon surfaces
CN102040192B (zh) 有序排列的弯折硅纳米线阵列的制备方法
CN111254497B (zh) 单晶硅片二次制绒制备多孔金字塔结构用添加剂及其应用
CN102479698A (zh) 用于硅片制绒的组合物和方法
CN110453289B (zh) 一种用于磷化铟表面孪晶识别的腐蚀液及腐蚀方法
CN113136144A (zh) 一种用于晶硅片快速碱抛光的抛光剂及其应用方法
CN106373862A (zh) 适于异质结电池片湿法清洗的处理方法
CN114350265A (zh) 一种单晶硅碱抛光添加剂及其使用方法
CN107287597A (zh) 单晶硅表面处理用的制绒剂及其制作方法和使用方法
CN112813501A (zh) 一种单晶硅片制绒添加剂及其应用
CN111876831A (zh) 一种可调控硅片亲疏水性的制绒添加剂及制绒方法
JP5330598B2 (ja) 基板から汚染物質を除去するための方法および装置
CN114959910A (zh) 一种高效单晶硅太阳能电池制绒添加剂溶液及应用
KR0180621B1 (ko) 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭 방법 및 텍스쳐 용액
CN104143590A (zh) 一种简单快速的硅表面钝化方法
CN112853329B (zh) 一种单晶硅异质结太阳能电池用化学镀铜方法
CN113502163B (zh) 用于形成太阳电池背结构的化学助剂、其制备方法及应用
CN116005270A (zh) 一种形貌更优的单晶硅片制绒添加剂及单晶硅片制绒方法
CN111485290B (zh) 单晶硅表面处理用的制绒添加剂、制绒剂以及单晶硅表面制绒的方法
CN108117041A (zh) 基于浓硼掺杂硅的可动微纳结构的制备方法
CN113299551B (zh) 一种调控半导体腐蚀区域的方法
CN114082740A (zh) 一种清洗锗晶片的方法及其应用
CN114854500A (zh) 一种硅片清洗用添加剂、清洗液及硅片制绒后清洗方法
CN102888300B (zh) 一种太阳能电池硅片清洗液及其使用方法
CN116144362B (zh) 一种无醇型单晶硅快速制绒添加剂、及包含其的制绒液、其制备方法及用途

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201103