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刻蚀及去PSG工艺培训 工 艺 部 主要内容 刻蚀及去PSG目的 刻蚀及去PSG原理 RENA工艺流程 工艺常见问题以及解决方法 刻蚀工艺岗位职责 注意事项 一、刻蚀及去PSG目的 ??1.1 刻蚀目的 由于在扩散过程中，即使采用背靠背的单面扩散方式，硅片的所有表面（包括边缘）都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路，此短路通道等效于降低并联电阻。?? 经过刻蚀工序，硅片边缘带有的磷将会被去除干净，避免PN结短路造成并联电阻降低。 1.2 去PSG目的 由于在扩散过程中氧的通入，在硅片表面形成一层SiO2，在高温下POCl3与O2形成的P2O5，部分P原子进入Si取代部分晶格上的Si原子形成n型半导体，部分则留在了SiO2中形成PSG。 磷硅玻璃的存在使得硅片在空气中表面容易受潮，导致电流的降低和功率的衰减。 死层的存在大大增加了发射区电子的复合，会导致少子寿命的降低，进而降低了Voc和Isc。 磷硅玻璃的存在使得PECVD后产生色差,在PECVD工序将使镀的SIxNy容易发生脱落，降低电池的转换效率  2.2 去PSG原理： SiO2+4HF=SiF4+2H2O SiF4+2HF=H2[SiF6] SiO2+ 6HF=H2[SiF6]+2H2O 去PSG工序检验方法： 当硅片从HF槽出来时，观察其表面是否脱水，如果脱水，则表明磷硅玻璃已去除干净；如果表面还沾有水珠，则表明磷硅玻璃未被去除干净，可在HF槽中适当补些HF。 三、RENA InOxSide 工艺流程 刻蚀设备 RENA InOxSide的主体分为以下七个槽，此外还有滚轮、排风系统、自动及手动补液系统、循环系统和温度控制系统等。 3.1 刻蚀槽 所用溶液为HF+HNO3+H2SO4，边缘刻蚀，除去边缘PN结，使电流朝同一方向流动，发生下列化学反应： 3Si + 18HF + 4HNO3 → 3H2SiF6 + 8H2O + 4NO↑ 注意：扩散面须向上放置， H2SO4硫酸不参与反应，仅仅是增加氢离子浓度，加快反应，增加溶液黏度（增大溶液与PSG薄层间的界面张力）和溶液密度，使硅片很好的浮于反应液上（仅上边缘2mm左右和下表面与液体接触）。 3.2 碱洗槽 KOH喷淋中和前道刻蚀后残留在硅片表面的酸液，去除硅片表面的多孔硅及其杂质，去除扩散形成的染色，KOH溶液依靠冷却水降温保持在20℃左右，主要发生下列化学反应： Si+2KOH+H2O = K2SiO3+2H2↑ 3.3 酸洗槽 HF循环冲刷喷淋中和前道碱洗后残留在硅片表面的碱液，去除硅片表面的磷硅玻璃，主要发生下列化学反应： HF+SiO2→ H2SiF6 + H2O 四、工艺常见问题以及解决方法 4.1、腐蚀深度：工艺控制在1.2±0.2μm 检测仪器：电子称 腐蚀深度是表征片子刻通与否的一个重要参数，通过测量刻蚀前后片子减薄量，可以计算出腐蚀深度，根据具体测量情况可以改变工艺参数: 槽体温度 原则上温度控制在8度，一般上下浮动1-2度，调整梯度为0.5-1度，温度升高腐蚀深度增加，反之。温度可以作为刻蚀速率的调节手段，但是这是最后的手段。由于温度较高的情况下，刻蚀溶液在刻蚀槽时会不稳定，所以一般不宜长时间超过10度，当前我们的补液能保证刻蚀速率不下降，所以我们无需调高刻蚀溶液的温度。 滚轴速度 原则上带速控制在1.0-1.5m/min，调整梯度式0.1-0.2 m/min，速度越快，腐蚀深度越小，反之。 自动补液 调整自动补液的周期以及自动补液量（HF HNO3），补液周期越短，补液量越大，腐蚀深度越大，反之。 手动补液 可以手动添加化学品（HF HNO3 DI水），一般在腐蚀深度偏差较大时进行手动补液，一般在换液初期和槽体寿命快到时。 4.2、刻蚀线：可能出现过刻或刻蚀不足的情况，一般不超过2mm，通过肉眼观察，也可通过冷热探针测量边缘电压来判断是否刻通。 刻蚀不足：一般首先通过调节参数保证腐蚀深度在工艺控制范围内即可。 检验方法 冷热探针法 检验原理 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