刻蚀间工艺培训2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,THANK YOU,谢谢,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,THANK YOU,谢谢,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,刻蚀工艺培训,热探针和,N,型半导体接触时，传导电子将流向温度较低的区域，使得热探针处电子缺少，因而其电势相对于同一材料上的室温触点而言将是正的。,同样道理，,P,型半导体热探针触点相对于室温触点而言将是负的。,此电势差可以用简单的微伏表测量。,热探针的结构可以是将小的热线圈绕在一个探针的周围，也可以用小型的点烙铁。,检测,什么是湿法刻蚀,化学腐蚀,在半导体生产中，半导体材料或金属等材料与腐蚀液发生化学反应，从而去除材料表面的损伤层或在材料表面获得一定形状的图形过程。,湿法刻蚀,湿法刻蚀其实是腐蚀的一种，是对硅片边缘的腐蚀，但不影响太阳电池的工艺结构。,HF/HNO3,体系，利用其各向同性腐蚀特性，使用,RENA in-line,式结构的设备，利用表面张力和毛细作用力的作用去除边缘和背面的,N,型。,简单设备结构与工艺说明图示,HF/HNO3,体系腐蚀机理,硅在,HON3+HF,溶液中的腐蚀速率大，而在纯,HNO3,或纯,HF,溶液中的腐蚀速率很小。,图：硅在,70%,（重量）,HNO3+49%,（重量）,HF,混合液中的腐蚀速率与成分的关系,在低,HNO3,及高,HF,浓度区（图右角区）等腐蚀曲线平行于等,HNO3,浓度线。,在低,HF,高,HNO3,浓度区（图左下角区）等腐蚀线平行于,HF,浓度线。,HF/HNO3,体系腐蚀机理,根据这一特性，我们可以把,常用的酸性腐蚀液（通常由不同比率的硝酸（,HNO,3,）,氢氟酸（,HF,）及缓冲液等组成）的腐蚀机理分为两步：,1.,利用硝酸（,HNO,3,）氧化硅片表面,Si+2HNO,3,SiO,2,+2HNO,2,2HNO,2,NO+NO,2,+H,2,O,2.,利用氢氟酸（,HF,）与氧化硅生成可溶于水的络合物,SiO,2,+6HF,H,2,SiF,6,+2H,2,O,HF/HNO3,体系腐蚀机理,大致的腐蚀机制是,HNO,3,(,一种氧化剂,),腐蚀，在硅片表面形成了一层,SiO,2,，然后这层,SiO,2,在,HF,酸的作用下去除。,在低,HNO3,及高,HF,浓度区，生成,SiO2,的能力弱而去除,SiO2,的能力强，反应过程受,HNO3,氧化反应控制，所以腐蚀曲线平行于等,HNO3,浓度线。,在低,HF,高,HNO3,浓度区，生成,SiO2,的能力强而去除,SiO2,的能力弱，反应过程受,HF,反应控制，所以腐蚀线平行于,HF,浓度线。,HF/HNO3,体系腐蚀机理特点大致的腐蚀机制是先氧化再去除，酸对硅的腐蚀速度与晶粒取向无关，因此酸腐蚀又称为各向同性腐蚀,。,在,HF-HNO3,溶液中的刻蚀速率是各向同性，（,100,）面的刻蚀速率和（,111,）面的腐蚀速率非常接近。,而碱性腐蚀液为典型的各向异性腐蚀，（,111,）面的腐蚀速率远远大于（,100,）的腐蚀速率。,刻蚀只腐蚀边缘，而不影响太阳电池的工艺结构，而碱性腐蚀液各向异性大，已经做好的绒面引起更大的差异，不利于后道的工序。,HF/HNO3,体系两区域腐蚀机理特点,在低,HNO3,及高,HF,浓度区，由于该区有过量的,HF,可溶解反应产物,SiO2,，所以腐蚀速率受,HNO3,的浓度所控制，这中配方的腐蚀剂由于孕育期变化不定，腐蚀反应难以触发，并导致不稳定的硅表面，要过一段时间才会在表面上慢慢地生长一层,SiO2,。最后，腐蚀受氧化,-,还原反应速率的控制，因此有一定的取向性。,在低,HF,高,HNO3,浓度区，这个区域里的,HNO3,过剩，腐蚀速率取决于,SiO2,形成后被,HF,除去的能力，鉴于刚腐蚀的表面上总是覆盖着相当厚的,SiO2,层（,30-50,），所以这类腐蚀剂是“自钝化”的。该区内，腐蚀速率主要受络和物扩散而被除去的速率所限制，所以对晶体的结晶学取向不敏感，是真正的抛光腐蚀。,HF/HNO3,体系腐蚀液的选择,湿法刻蚀的要求：,1,，腐蚀速率适当,2,，抛光腐蚀，反应速率无取向性,3,，只腐蚀边缘，而不影响太阳电池的工艺结构,根据碱性腐蚀，高,HF,和低,HF,的酸性腐蚀的各自特点，我们发现最佳的刻蚀液为低,HF,高,HNO3,的酸性腐蚀液。,湿法刻蚀特点,使用,RENA in-line,式结构，利用表面张力和毛细作用力的作用去除边缘和背面的,N,型。,用无掩膜的背腐蚀来代替等离子刻蚀分离,pn,结，背腐蚀使用,HF-HNO3,。溶液以及一些添加剂，避免了使用有毒性的,CF4,气体，背腐蚀太阳电池的背面更平整，其背面反射率优于刻边，背腐蚀太阳电池能更有效地利用长波增加,ISC,。铝背场比刻边的更均匀，可以提高,IQE,，从而提高了太阳电池的,VOC,。,一刻蚀槽,刻蚀槽生产,multi156,硅片图片,刻蚀槽液面,刻蚀槽硅片生产时正常液面,滚轴,硅片间液面,硅片,硅片间距,5-7cm,刻蚀槽硅片流入吸附刻蚀液原理,此为生产,mono125-150,硅片时图片,硅片完全悬空,硅片尾部吸附刻蚀液,刻蚀槽硅片流入吸附刻蚀液原理,此为生产,mono125-150,硅片时图片,2052934,橡胶圈较小,2051141,橡胶圈正常,刻蚀液完全吸附,刻蚀槽前后硅片状态比较,此为生产,mono125-150,硅片时图片,硅片刚进入刻蚀槽,硅片刻蚀后，边缘水印为反应生成的水,刻蚀槽影响刻蚀效果的因素,一、抽风,:,抽风在很大程度上会影响到刻蚀槽液面波动，而刻蚀槽任何的液面波动，对在液面上运行的硅片都有很大影响；,二、传动速度,:,传动速度决定硅片通过刻蚀槽的时间，也就是决定硅片刻蚀的反应时间；,三、滚轴和内槽槽边高度（水平）,:,滚轴高度决定硅片通过刻蚀槽时的高度，而内槽槽边高度（水平）决定刻蚀槽液面的大致高度，两者的高度差距只有在合理范围内，硅片才能吸附到刻蚀液；,四、滚轴水平：滚轴水平，,5,道轨道内运行的硅片才能与刻蚀液水平面平行，只有平行于水平面，硅片吸附刻蚀液才均匀，也即刻蚀均匀，无过刻或刻不通现象；,五、硅片覆盖率：硅片覆盖率也就是硅片之间的间距，它决定硅片间液面形状。刻蚀槽是通过液体的张力将刻蚀液吸附于硅片上，但硅片间间隙过小，液体就会浸漫到硅片上面，破坏扩散面。同时，过高的覆盖率还会使刻蚀槽液面升高。,Rinse 1,一号洗槽采用循环水喷淋，上下各两道水刀冲洗硅片两面后，风刀吹去硅片上面残液（水源为,rinse 2,溢流水）。,上水刀,下水刀,风刀,Alkaline rinse,碱洗槽采用,5%KOH,溶液喷淋，上下各两道水刀冲洗硅片两面后，风刀吹去硅片上面残液。,上水刀,上水刀,风刀,碱槽溶液流向图（槽截面）,泵,过滤器,硅片运行平面,碱液流动方向,冷却水流动方向,槽壁,喷淋头,槽内液面,高于溢流口的溶液从溢流管排掉,F,Rinse 2,二号洗槽采用循环水喷淋，上下各两道水刀冲洗硅片两面后，风刀吹去硅片上面残液（水源为,rinse 3,溢流水）。,上水刀,下水刀,风刀,HF bath,氢氟酸槽采用,5%HF,溶液喷淋浸泡，上下各四道水刀冲洗硅片两面后，风刀吹去硅片上面残液,氢氟酸循环喷淋使反应充分,HF bath,去,PSG,硅片完全浸泡在溶液里,氢氟酸槽溶液流向图（槽截面）,过滤器,泵,硅片运行平面,氢氟酸液流动方向,内槽液面,外槽液面,F,喷淋头,Rinse 3,三号洗槽采用循环水喷淋（水源为纯水喷雾落进槽内水），上下各两道水刀冲洗硅片两面后，上下各一道纯水喷雾器清洗硅片两面（流量,400l,h,）,循环水冲洗,DI-Water,喷雾器最后冲洗，水落进槽底，重复利用。,Dryer 2,二号干燥槽采用压缩空气吹干，上下各两道风刀使用马达带动来回拉动，吹干硅片。,吹干风刀,