晶体硅太阳能电池生产线刻蚀工序幻灯片.ppt

confidential confidential 晶体硅太阳能电池生产线 刻蚀工序培训 王大男 光伏电池评测中心 目录 1、刻蚀的作用及方法； 2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品； 3、主要检测项目及标准； 4、常见问题及解决方法； 5、未来工艺的发展方向； 1、刻蚀的作用及方法 太阳电池生产流程： 清洗制绒 扩散 去PSG 印刷 刻蚀 PECVD 硅片 烧结 电池 电池生产线 硅片生产线 组件生产线 刻蚀作为太阳电池生产中的第三道工序，其主要作用是去除扩散后硅片四周的N型硅，防止漏电。 扩散后硅片P的分布 去PSG顾名思义，其作用是去掉扩散前的磷硅玻璃。反应方程式如下： SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O 刻蚀制作方法： 目前，晶体硅太阳电池一般采用干法和湿法两种刻蚀方法。 1、刻蚀的作用及方法 1）干法刻蚀原理 干法刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物而被去除。它的优势在于快速的刻蚀速率同时可获得良好的物理形貌 （这是各向同性反应） 。 2）湿法刻蚀原理 3Si+4HNO3 →3SiO2+4NO+2H2O SiO2+4HF→SiF4+2H2O SiF4 +2HF→H2SiF6 大致的腐蚀机制是HNO3氧化生成SiO2，HF再去除SiO2。右面为化学反应方程式： 水在张力作用下吸附在硅片表面。 2.1干法刻蚀设备： 设备名称：MCP刻边机 设备特点： 1.采用不锈钢材质做反应腔，解决了石英体腔在使用过程中，频繁更换腔体带来的消耗。 2.电极内置，克服了射频泄露、产生臭氧的危害。 3.射频辐射低于国家职业辐射标准。 生产能力：一小时 1200PCS 2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品 干法刻蚀中影响因素： 主要是CF4，O2的流量，辉光时间，辉光功率。 右面表格为中式线所用工艺。 工作气体流量 （SCCM） 气压 （pa） 辉光功率 （W） 辉光颜色 O2 CF4 腔体内呈乳白色，腔壁处呈淡紫色 20 200 100 500 工作阶段时间（S） 抽气 进气 辉光 抽气 清洗 抽气 充气 60 120 600 30 20 50 60 首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子。 其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，并在表面上发生化学反应（掺入O2，提高刻蚀速率）。 干法刻蚀工艺过程： 2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品 干法刻蚀生产流程： 生产注意事项： 禁止裸手接触硅片； 插片时注意硅片扩散方向，禁止插反； 刻蚀边缘在1mm左右； 刻蚀清洗完硅片要尽快镀膜，滞留时间不超过1h。 2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品 KUTTLER设备外观及软件操作界面 2.2湿法刻蚀设备 主要结构说明： 槽体根据功能不同分为入料段、湿法刻蚀段、水洗段、碱洗段、水洗段、酸洗段、溢流水洗段、吹干槽。所有槽体的功能控制在操作电脑中完成。 产品特点： 有效减少化学药品使用量 高扩展性模块化制程线 拥有完善的过程监控系统和可视化操作界面 优化流程，降低人员劳动强度 通过高可靠进程降低碎片率 自动补充耗料实现稳定过程控制 产能： 125mm*125mm硅片：2180片/小时 156mm*156mm硅片：1800片/小时 2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品 槽体布局及工艺： 操作方向，带速1.2m/min 上片 上料位 去PSG槽 刻蚀槽 水槽 碱槽 水槽 酸槽 水槽 吹干 下料位 槽号 2#槽 3#槽 4#槽 5#槽 6#槽 7#槽 8#槽 溶液 HF HF、HNO3 　 NaOH 　 HF、HNO3 　 作用 去PSG 刻蚀、背面抛光 　 去多孔硅 　 去金属杂质、使硅片更易脱水 　 温度 常温 4℃ 常温 20℃ 常温 常温 常温 湿法刻蚀影响因素：带速、温度、槽液内各药液浓度、外围抽风、液面高度等。 2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品 KUTLLER刻蚀设备特点： 先去PSG，后刻蚀。此种方法优点是避免了先刻蚀由于毛细作用，导致PECVD后出现白边。缺点是由于气相腐蚀的原因，在刻蚀后方阻会上升。 检测工艺点： 1.方阻上升在范围之内 2.减重在范围之内 3.3#槽药液浸入边缘在范围之内 4.片子是否吹干，表面状况是否良好 1.避免使用有毒气体CF4。 2