pv600.硅片线痕分析

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硅片表面检验分析(Word)

硅片表面检验分析硅片在聚光灯下目检，要求圆片表面无明显色差、花纹、雾状斑块或色斑；圆片无裂纹，边缘缺损、无沾污；圆片表面无划痕。

1. 无明显色差氧化层变化容易产生色差，如图示。

氧化层100A的厚度变化就会在目检时看到颜色的变化，大约厚度变化2000A，颜色就会呈现一个周期性的变化。

氧化层几十A的厚度变化就会使表面产生一点颜色变化，颜色变化严重时，硅片表面会有明显的花纹。

一般来说，随着氧化层厚度的增加，颜色变化的明显性会下降，几万A后颜色随厚度的变化就不再明显。

总厚度为一万多A后，二三百A的厚度变化已经看不出明显的颜色变化。

加工工艺对色差的影响1.1氧化如果表面有1％以上的变化时会看出颜色变化。

氧化时应表面一致，颜色一致。

1.2CVD表面变化4％以上时，色差较明显。

APCVD一般达不到无色差的要求，PECVD、LPCVD可以做到无色差。

如果色差变化比较均匀时还可以，色差有突变时必须改进。

喷头一般对色差没有影响，而表面态的影响比较大，如放射状色斑、沾污、粉尘等。

表面水分含量较高时，会对表面产生影响，氧化层较薄时，会产生色差。

如图示：解决：甩干时控制表面，禁止再落水，甩干后及时取出。

腐蚀后硅片表面疏水，水会沿划片槽下流，如未能甩干，会形成一条白带，扩散后片子就报废了，如图示。

解决：等水静止后取出片架，稍倾斜，慢速；有水迹可冲水或者擦片。

片架潮湿也易产生花纹。

CVD会复制上道工序带来的损伤，为了防止复制，可以在CVD前用HF漂洗。

CVD设备故障也会造成色差，如果喷嘴喷的过多，或者喷头气流变化，会造成硅片表面有深浅条花纹。

如图示。

1.3腐蚀有些缺陷扩散后看不出来，但腐蚀后就会发现色差。

如果没有腐蚀干净，或者腐蚀不均匀，出现台阶变化，也会产生色差。

如图示1.4光刻套刻时，第二次对不准，也会产生色差。

如图示。

对产品有影响的色差：氧化不能有色差；CVD色差不能太大，挂水（条纹色差）；腐蚀，侵蚀。

铝：发黑，一般是腐蚀掉了；发黄，一般是显影液上滴水（快要甩干时）；铝应力，会导致圈状色差，合金后会更明显，如图示。

硅片线痕分析

硅片线痕分析分类：线痕按表现形式分为杂质线痕、划伤线痕、密布线痕、错位线痕、边缘线痕等。

各种线痕产生的原因如下：1、杂质线痕：由多晶硅锭内杂质引起，在切片过程中无法完全去除，导致硅片上产生相关线痕。

表现形式：（1）线痕上有可见黑点，即杂质点。

（2）无可见杂质黑点，但相邻两硅片线痕成对，即一片中凹入，一片凸起，并处同一位置。

（3）以上两种特征都有。

（4）一般情况下，杂质线痕比其它线痕有较高的线弓。

改善方法：（1）改善原材料或铸锭工艺，改善IPQC检测手段。

（2）改善切片工艺，采用粗砂、粗线、降低台速、提高线速等。

其它相关：硅锭杂质除会产生杂质线痕外，还会导致切片过程中出现“切不动”现象。

如未及时发现处理，可导致断线而产生更大的损失。

2、划伤线痕：由砂浆中的SIC大颗粒或砂浆结块引起。

切割过程中，SIC颗粒“卡”在钢线与硅片之间，无法溢出，造成线痕。

表现形式：包括整条线痕和半截线痕，内凹，线痕发亮，较其它线痕更加窄细。

改善方法：（1）针对大颗粒SIC（2.5~3D50），加强IQC检测；使用部门对同一批次SIC先进行试用，然后再进行正常使用。

（2）导致砂浆结块的原因有：砂浆搅拌时间不够；SIC水分含量超标，砂浆配制前没有进行烘烤；PEG水分含量超标（重量百分比<0.5%）；SIC成分中游离C（<0.03%）以及<2μm微粉超标。

其它相关：SIC的特性包括SIC含量、粒度、粒形、硬度、韧性等，各项性能对于切片都有很大的影响。

3、密布线痕（密集型线痕）：由于砂浆的磨削能力不够或者切片机砂浆回路系统问题，造成硅片上出现密集线痕区域。

表现形式：（1）硅片整面密集线痕。

（2）硅片出线口端半片面积密集线痕。

（3）硅片部分区域贯穿硅片密集线痕。

（4）部分不规则区域密集线痕。

（5）硅块头部区域密布线痕。

改善方法：（1）硅片整面密集线痕，原因为砂浆本身切割能力严重不足引起，包括SIC颗粒度太小、砂浆搅拌时间不够、砂浆更换量不够等，可针对性解决。

PV800线痕分析

PV800线痕分析分类：线痕按表现形式分为杂质线痕、划伤线痕、密布线痕、错位线痕、边缘线痕等。

各种线痕产生的原因如下：1、杂质线痕：由多晶硅锭内杂质引起，在切片过程中无法完全去除，导致硅片上产生相关线痕。

表现形式：（1）线痕上有可见黑点，即杂质点。

（2）无可见杂质黑点，但相邻两硅片线痕成对，即一片中凹入，一片凸起，并处同一位置。

（3）以上两种特征都有。

（4）一般情况下，杂质线痕比其它线痕有较高的线弓。

改善方法：（1）改善原材料或铸锭工艺，改善IPQC检测手段。

（2）改善切片工艺，采用粗砂、粗线、降低台速、提高线速等。

其它相关：硅锭杂质除会产生杂质线痕外，还会导致切片过程中出现“切不动”现象。

如未及时发现处理，可导致断线而产生更大的损失。

2、划伤线痕：由砂浆中的SIC大颗粒或砂浆结块引起。

切割过程中，SIC颗粒“卡”在钢线与硅片之间，无法溢出，造成线痕。

表现形式：包括整条线痕和半截线痕，内凹，线痕发亮，较其它线痕更加窄细。

改善方法：（1）针对大颗粒SIC（2.5~3D50），加强IQC检测；使用部门对同一批次SIC先进行试用，然后再进行正常使用。

其它相关：SIC的特性包括SIC含量、粒度、粒形、硬度、韧性等，各项性能对于切片都有很大的影响。

3、密布线痕（密集型线痕）：由于砂浆的磨削能力不够或者切片机砂浆回路系统问题，造成硅片上出现密集线痕区域。

表现形式：（1）硅片整面密集线痕。

（2）硅片出线口端半片面积密集线痕。

（3）硅片部分区域贯穿硅片密集线痕。

（4）部分不规则区域密集线痕。

（5）硅块头部区域密布线痕。

NTC_PV600

目录序1 半导体硅简介2 半导体物理特性简介3 数控多线切割机浅谈4 太阳能电池产业现状5 我国硅片供应商龙虎榜6 7 太阳能硅片切割技术七大手法8 常见主辊的图形9 线网断线分析方法10 料浆工艺11 光复行业基础知识12 硅片切割常见问题12-1 硅片厚薄不均预防措施12-2 粘接面毛边12-3 小崩边产生原因12-4 怎么防止小崩边12-5 翘曲12-6 硅片产生线痕的原因审批2008.10.17LDK12-7 硅落12-8 粘胶面崩边12-9 掉片12-10 断线善后处理12-11 花斑12-12……………….12-6 硅片产生线痕的原因分析1. 现象：硅片表面出现单一的一条阴刻线（凹槽）、一条阳刻线（凸出）。

原因分析：不是由于碳化硅微粉的大颗粒造成的，单晶硅、多晶硅在拉制过程中出现的硬质点造成跳线，而形成的线痕。

（硅原料）2. 现象：硅片表面集中在同一位置的线痕，很乱且不规则。

原因分析：①机械原因、②导轮心震过大、③多晶硅铸锭的大块硬质晶体。

3. 现象：硅片切割第一刀出现线痕，硅片表面很多并不太清晰。

原因分析：①沙浆粘度不够、碳化硅微粉粘浮钢线少、切削能力不够，②碳化硅微粉有大颗粒物，③钢线圆度不够、带沙量降低，④钢线的张力太小产生的位移划错，⑤钢线的张力太大、线弓太小料浆带不过去，⑥打沙浆的量不够，⑦线速过高、带沙浆能力降低，⑧沙、液比例不合适，⑨热应力线膨胀系数太大，⑩各参数适配性差。

（工艺不够更成熟）4. 现象:切割中集中在某一段的废片，是由于跳线引起的。

跳线的原因分析：①导轮使用时间太长、严重磨损引起的跳线（导轮使用次数一般为75-85次），②沙浆的杂质进入线槽引起的跳线。

5. 现象：常见阴刻线线痕。

分析：由于晶棒本身有生成气孔，切割硅片后可见像硅表面一样亮的阴刻线，并不是线痕。

6. 常见线痕：①进刀口：由于刚开始切割，钢线处在不稳定状态，钢线的波动产生的线痕（进线点质硬，加垫层可消除线摆）；②倒角处的线痕：由于在粘结硅棒时底部残留有胶，到倒角处钢线带胶切割引起的线痕，③硅棒后面的线痕：钢线磨损、造成光洁度、圆度都不够，带沙量低、切削能力下降、线膨胀系数增大引起的线痕………………………2008.10.17LDK。

硅片线痕方向与主栅方向的关系

硅片线痕方向与主栅方向的关系在集成电路制造中，硅片线痕是指形成在硅片表面的一条条线状结构。

这些线痕可以用来连接不同的电子元件，实现电路的功能。

而主栅是MOS场效应管中的一部分，用来控制电流的流动。

硅片线痕方向与主栅方向之间存在着一定的关系，本文将详细介绍这种关系。

硅片线痕的方向通常与电路的功能和布局有关。

在集成电路设计中，设计师会根据电路的需求和布局要求，确定硅片线痕的方向。

硅片线痕的方向可以分为水平方向和垂直方向。

水平方向的硅片线痕称为水平线痕，而垂直方向的硅片线痕称为垂直线痕。

水平线痕与主栅方向一般呈直角关系。

这是因为水平线痕通常用来连接不同的电子元件，如晶体管和电容器等。

水平线痕的方向需要与电子元件的布局相匹配，以便实现信号的传输和电路的功能。

而主栅的方向则根据MOS场效应管的结构和工作原理确定，通常是与水平线痕的方向呈直角关系。

垂直线痕与主栅方向一般平行或呈一定的夹角关系。

垂直线痕通常用来连接不同层次的电子元件，如不同金属层之间的连接。

垂直线痕的方向需要根据不同层次的电子元件的布局和连接要求确定，以便实现电路的功能。

与之相应的，主栅的方向也需要根据不同层次的电子元件的布局和连接要求确定，以便实现电流的控制。

需要注意的是，在实际的集成电路制造过程中，硅片线痕的方向与主栅方向之间可能存在一定的偏差。

这是由于制造过程中的工艺限制和误差所导致的。

为了保证电路的性能和稳定性，制造过程中需要对硅片线痕和主栅进行精确的定位和对齐。

尽管存在一定的偏差，但制造工艺的不断改进和优化使得这种偏差已经被控制在很小的范围内。

硅片线痕方向与主栅方向之间存在一定的关系。

水平线痕通常与主栅方向呈直角关系，用来连接不同的电子元件；垂直线痕通常与主栅方向平行或呈一定的夹角关系，用来连接不同层次的电子元件。

尽管在实际制造过程中存在一定的偏差，但通过精确的定位和对齐，这种偏差已经被控制在很小的范围内。

这种硅片线痕方向与主栅方向的关系，对于集成电路的性能和功能起着重要的作用。

造成硅片的不良原因

原因有很多，但是真正工艺上的原因很少，主要还是认为的因素比较容易造成多的缺角（包括很多车间里面，比如说清洗，检验等隐裂：来料、预清洗、插片、清洗、拉运、分选；崩边：C角、胶面、加工、搬运；亮点：杂质；毛边：搬运、加工。

在太阳能电池制造过程中，用氢氧化钠和异丙醇制取单晶硅时表面发花，时什么原因？怎么样才能处理好呢？一般来说呢是有机物没有彻底的清洗干净！第二是氢氧化钠没有清洗干净！造成硅片线性斜的原因大概有哪些？1线速不能低于或超过砂浆的切割能力。

如果低于砂浆的切割能力，就会出现线痕片甚至断线；反之，如果超出砂浆的切割能力，就可能导致砂浆流量跟不上，从而出现厚薄片甚至线痕片等2砂浆流量要充分3钢线的张力硅片出现线痕可能是由那些原因引起的？这要看具体的发生状况及硅片线痕的走向：主要影响有砂浆的颗粒不均、跳线、主轮开槽及砂浆内有杂物。

1.原料--硅块本身就存在缺陷如杂质等,造成硅块密度不一致或者说分布不均匀,容易造成线痕;2.辅料--辅料质量不佳,如材质不对、杂质等,另外也有可能是辅料重复使用次数过多;3.设备--设备机台各项参数不应该版本统一,应该因机而各异;4.人为--可能性最大因数,有意无意或者消极工作导致. 但是目前线痕是多数公司存在的普遍现象主要看线痕比率体现线切水平和成片率 .可以从多方面考虑降低线痕: 一.原料从开方后检测下手,控制可能导致线痕的硅块流入线切工序二.辅料控制辅料质量和使用次数, 避免辅料造成的损失,得不偿失;三.设备完善的保养机制独有的工艺配方四.人员从积极方面考虑降低线痕率如奖励机制替代处罚机制主要是人员工作积极性毕竟人在生产中起主导作用五.完善的制程控制完善的制程检验过程, 及时发现并纠正不当操作六.完准的数据和反舞弊制度如各大数据程序支持和反舞弊制度说到底关键在人工艺设备操作数据等等都需要靠人完成密布线痕: 密布线痕是砂浆的问题，砂浆的切割能力低，要解决这个问题可以将切割速度调整慢一点，还要在浆料问题上做的更加细致。

pv600.硅片线痕分析

pv600.硅片线痕分析分类：线痕按表现形式分为杂质线痕、划伤线痕、密布线痕、错位线痕、边缘线痕等。

各种线痕产生的原因如下：1、杂质线痕：由多晶硅锭内杂质引起，在切片过程中无法完全去除，导致硅片上产生相关线痕。

表现形式：（1）线痕上有可见黑点，即杂质点。

（2）无可见杂质黑点，但相邻两硅片线痕成对，即一片中凹入，一片凸起，并处同一位置。

（3）以上两种特征都有。

（4）一般情况下，杂质线痕比其它线痕有较高的线弓。

改善方法：（1）改善原材料或铸锭工艺，改善IPQC检测手段。

（2）改善切片工艺，采用粗砂、粗线、降低台速、提高线速等。

其它相关：硅锭杂质除会产生杂质线痕外，还会导致切片过程中出现“切不动”现象。

如未及时发现处理，可导致断线而产生更大的损失。

2、划伤线痕：由砂浆中的SIC大颗粒或砂浆结块引起。

切割过程中，SIC颗粒“卡”在钢线与硅片之间，无法溢出，造成线痕。

表现形式：包括整条线痕和半截线痕，内凹，线痕发亮，较其它线痕更加窄细。

改善方法：（1）针对大颗粒SIC（2.5~3D50），加强IQC检测；使用部门对同一批次SIC 先进行试用，然后再进行正常使用。

其它相关：SIC的特性包括SIC含量、粒度、粒形、硬度、韧性等，各项性能对于切片都有很大的影响。

3、密布线痕（密集型线痕）：由于砂浆的磨削能力不够或者切片机砂浆回路系统问题，造成硅片上出现密集线痕区域。

表现形式：（1）硅片整面密集线痕。

（2）硅片出线口端半片面积密集线痕。

（3）硅片部分区域贯穿硅片密集线痕。

（4）部分不规则区域密集线痕。

（5）硅块头部区域密布线痕。

(整理)硅片隐裂痕的粗浅分析--choo-05-07.

硅片隐裂痕的粗浅分析---Choo 2008-05-07 由共价键结合而成的硅是典型的脆性材料，其主解理面为｛111｝面，而S125和S156硅片大多为｛100｝晶面族，如果硅片在工艺过程中积累了过多的解理裂痕，则裂痕会产生扩展并脆断，所以就有很多沿解理面或非解理面的穿晶断裂出现。

经观察与粗略统计，大多数硅片的断裂部位位于对角线约1/8处（如图1.图2.），所以不妨以1/8处碎片作为研究对象，而对那些潜在于工艺环节中的，可造成隐裂痕的，设备操作或人工操作方法进行分析。

以下从公司现有设备角度和生产工具的使用角度着手，统计了整个电池片生产过程中几乎所有可造成隐裂痕的工艺环节。

图1. 皇明碎片1 图2.皇明碎片2一.从生产工具角度分析作为典型的脆性材料，常温下，单晶硅的裂纹一旦形成，便会以极快的速度扩展，而厚度只有200微米左右的单晶硅片，其解理胚形成后，稍有应力集中裂痕便会扩展为裂纹从而发生断裂，所以在这次分析过程中，凡是遇到与硅片接触或对硅片产生力的作用的环节都将被视为隐患。

，可能造成隐裂痕的工具为：1. 晶片盒：晶片盒是与硅片接触最为频繁的工具，其与硅片下方的接触处虽然为点接触，但是由于放硅片时，过早的松开镊子或松手会导致的硅片自由落体式的坠落，这是使位于硅片外边缘隐裂痕的扩大方法之一，同时也可能造成崩边现象。

如图1.1、图1.2.，（红色圆圈处，硅片边角已经断裂；黄色圆圈处，硅片与晶片盒正常接触）图1.1 硅片与晶片盒接触图图1.2 硅片与晶片盒接触图局部放大2. 镊子：镊子本身结构无可厚非，但是线上使用镊子夹硅片的方法大多是：用镊子夹住硅片的一角，这样硅片的重量力矩完全集中在镊子与硅片相接触的一点或一条线，所以视为隐患。

如图1.3图1.3 扩散上片时，镊子的使用方法3. 吸笔：造成隐裂痕的道理与镊子类似，也是习惯性的用吸笔吸住硅片的一角，图1.4图1.4 去PSG段吸笔的使用方法4. 石英舟：方形石英舟，造成隐裂痕的道理与晶片盒类似，但是石英舟的硬度更高，如果，插片时过早的松手，硅片坠落后会与石英舟产生互残式的磕碰，不但能产生碎片或隐裂痕，而且会出现崩边；菱形石英舟，其结构决定了硅片只能以相邻两边的四个点作为支撑，所以个人感觉当硅片在菱形舟上时，假如舟的凹槽不是跟硅片外边缘平行，则硅片肯定会受到一个不垂直外边缘的力，如果硅片跟石英舟之间有较大的震动或碰撞，而力的方向又是沿〈111〉方向，则硅片很容易缺角。

线痕和断线分析

硅片切割是太阳能光伏电池制造工艺中的关键部分。

该工艺用于处理单晶硅或者多晶硅的固体硅锭。

线锯首先把硅锭切成方块，然后切成很薄的硅片（图1）。

这些硅片就是制造光伏电池的基板。

硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。

本文将对硅片切片工艺、制造业的挑战和新一代线锯技术如何降低切片成本做一个概述。

1. 线锯的发展史第一台实用的光伏切片机台诞生于1980年代，它源于Charles Hauser 博士前沿性的研究和工作。

Charles Hauser 博士是瑞士HCT切片系统的创办人，也就是现在的应用材料公司精确硅片处理系统事业部(PWS)的前身。

这些机台使用切割线配以研磨浆来完成切割动作。

今天，主流的用于硅锭和硅片切割的机台的基本结构仍然源于Charles Hauser 博士最初的机台，不过在处理载荷和切割速度上已经有了显着的提高。

2. 切割工艺现代线锯的核心是在研磨浆配合下用于完成切割动作的超细高强度切割线。

最多可达1000条切割线相互平行的缠绕在导线轮上形成一个水平的切割线“网“。

马达驱动导线轮使整个切割线网以每秒5到25米的速度移动。

切割线的速度、直线运动或来回运动都会在整个切割过程中根据硅锭的形状进行调整。

在切割线运动过程中，喷嘴会持续向切割线喷射含有悬浮碳化硅颗粒的研磨浆。

图 2. 硅块通过切割线组成的切割网硅块被固定于切割台上，通常一次4块。

切割台垂直通过运动的切割线组成的切割网，使硅块被切割成硅片（图2）。

切割原理看似非常简单，但是实际操作过程中有很多挑战。

线锯必须精确平衡和控制切割线直径、切割速度和总的切割面积，从而在硅片不破碎的情况下，取得一致的硅片厚度，并缩短切割时间。

3. 减少硅料消耗对于以硅片为基底的光伏电池来说，晶体硅(c-Si)原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分。

光伏电池生产商可以通过在切片过程中节约硅原料来降低成本。

光伏片上的线痕

光伏片上的线痕
（最新版）
目录
一、光伏片的概述
二、光伏片上的线痕的作用和影响
三、光伏片上的线痕的成因
四、光伏片上的线痕的处理方法
五、光伏片上的线痕对光伏发电的影响
正文
一、光伏片的概述
光伏片，也被称为太阳能电池片，是光伏发电系统中的核心部件，其主要作用是将太阳光能转化为电能。

光伏片通常由硅材料制成，其表面有许多线痕，这些线痕对光伏片的发电效率有着重要的影响。

二、光伏片上的线痕的作用和影响
光伏片上的线痕，也被称为“栅线”，是光伏片中的一种电极，其主
要作用是收集光电子，并将其传输到外部电路中。

线痕的质量和布局直接影响光伏片的发电效率。

如果线痕质量差或者布局不合理，会导致光电子传输的损失，从而降低光伏片的发电效率。

三、光伏片上的线痕的成因
光伏片上的线痕主要是在生产过程中形成的。

在光伏片的生产过程中，需要通过光刻、溅射等工艺在硅片表面形成线痕。

这些工艺的参数设置不合理，或者操作不当，都可能导致线痕的质量不佳。

四、光伏片上的线痕的处理方法
对于光伏片上的线痕，可以通过一些方法进行处理，以提高光伏片的
发电效率。

例如，可以通过调整线痕的布局，降低线痕的电阻，减少线痕对光电子传输的影响。

另外，也可以通过改进生产工艺，提高线痕的质量。

五、光伏片上的线痕对光伏发电的影响
光伏片上的线痕对光伏发电的影响主要体现在两个方面：一方面，线痕的质量和布局会影响光伏片的发电效率；另一方面，线痕的电阻会影响光伏片的输出电压，从而影响光伏发电系统的整体效率。

线痕汇总

一、线痕分类：线痕按表现形式分为杂质线痕、划伤线痕、密布线痕、错位线痕、边缘线痕等。

各种线痕产生的原因如下：1、杂质线痕：由多晶硅锭内杂质引起，在切片过程中无法完全去除，导致硅片上产生相关线痕。

表现形式：（1）线痕上有可见黑点，即杂质点。

（2）无可见杂质黑点，但相邻两硅片线痕成对，即一片中凹入，一片凸起，并处同一位置。

（3）以上两种特征都有。

（4）一般情况下，杂质线痕比其它线痕有较高的线弓。

改善方法：（1）改善原材料或铸锭工艺，改善IPQC检测手段。

（2）改善切片工艺，采用粗砂、粗线、降低台速、提高线速等。

其它相关：硅锭杂质除会产生杂质线痕外，还会导致切片过程中出现“切不动”现象。

如未及时发现处理，可导致断线而产生更大的损失。

2、划伤线痕：由砂浆中的SIC大颗粒或砂浆结块引起。

切割过程中，SIC颗粒“卡”在钢线与硅片之间，无法溢出，造成线痕。

表现形式：包括整条线痕和半截线痕，内凹，线痕发亮，较其它线痕更加窄细。

改善方法：（1）针对大颗粒SIC（2.5~3D50），加强IQC检测；使用部门对同一批次SIC先进行试用，然后再进行正常使用。

其它相关：SIC的特性包括SIC含量、粒度、粒形、硬度、韧性等，各项性能对于切片都有很大的影响。

3、密布线痕（密集型线痕）：由于砂浆的磨削能力不够或者切片机砂浆回路系统问题，造成硅片上出现密集线痕区域。

表现形式：（1）硅片整面密集线痕。

（2）硅片出线口端半片面积密集线痕。

（3）硅片部分区域贯穿硅片密集线痕。

（4）部分不规则区域密集线痕。

（5）硅块头部区域密布线痕。

改善方法：（1）硅片整面密集线痕，原因为砂浆本身切割能力严重不足引起，包括SIC 颗粒度太小、砂浆搅拌时间不够、砂浆更换量不够等，可针对性解决。

切割过程中的线痕、TTV分析

切割过程中的线痕、TTV分析
平顶山易成新材料股份有限公司
2011 年 5 月
引领中国碳化硅精细微粉发展
内
★线痕 ★台阶
容
★TTV （Total Thickness Variety）
一握易成手
永远是朋友
引领中国碳化硅精细微粉发展
线痕
一握易成手永远是朋友
引领中国碳化硅精细微粉发展
线痕按表现形式分为：杂质线痕；划伤线痕；密布线痕；错位线痕；边缘线痕等。
一握易成手永远是朋友
引领中国碳化硅精细微粉发展
（2）导致砂浆结块的原因有：砂浆搅拌时间不
够；SIC水分含量超标，砂浆配制前没有进行烘烤；PEG水分含量超标（重量百分比<0.5%）； SIC成分中游离C（<0.15%）以及<2μm微粉超标。
一握易成手
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引领中国碳化硅精细微粉发展
重点提示：SIC的特性包括SIC含量、粒度、粒形、硬度、韧性等，各项性能对于切片都有很大的影响。
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引领中国碳化硅精细微粉发展
密布线痕（密集型线痕）：由于砂浆的磨削能力不够或者切片机砂浆回路系统问题，造成硅片上出现密集线痕区域。表现形式：硅片整面密集线痕，原因为砂浆本身切割能力严重不足引起，包括SIC颗粒粒形圆钝、粒度太小、砂浆搅拌时间不够、砂浆更换量不够，也可以将切割速度调整慢一点等，可针对性解决。
1、设备精度：
导轮径向跳动<40μm，轴向跳动<20μm。
改善方法：校准设备。
2、工作台问题：
工作台的不稳定性会导致大量TTV不良的产生。
改善方法：维修工作台。
一握易成手
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硅片切割线痕对太阳电池电性能影响的研究

太　阳　能第2期　总第358期2024年2月No.2　Total No.358 Feb., 2024SOLAR ENERGY0 引言近百年来，全球能源消耗基本处于不断增长态势，光伏发电以其独特的优势成为解决能源危机和温室效应的有效途径。

单晶硅太阳电池在光伏市场一直占据主导地位，其蓬勃发展带动了硅片市场需求的快速增长。

金刚线切割方式取代了过去的砂浆切割方式，成为单晶硅切片市场的主导。

在当前硅片大尺寸、薄片化技术趋势下，金刚线细线化成为多数切片厂家降低硅片成本的主要方式之一。

从砂浆切割过渡到金刚线切割，硅片表面线痕深度有了很大幅度的降低。

当前，光伏行业内大多数厂家普遍认同的单晶硅片表面线痕深度标准为小于等于15 μm，当硅片表面线痕深度超过15 μm时，硅片就会被降级[1]，因为此类硅片容易造成成品太阳电池断栅，使其无法正常使用。

然而，太阳电池生产商为控制银浆成本，开发出了低银浆耗量的细栅太阳电池，导致银栅线越来越细，使量产中即使硅片线痕深度在0～15 μm的太阳电池也出现一定比例的成品断栅片。

通过对此类断栅太阳电池进行微观分析，判断断栅与硅片切割时的线痕深度及线痕结构有关。

因此，本文首先对切割线痕在硅片表面的分布状态及线痕形貌在硅片碱制绒前后的变化进行量化分析，然后针对硅片表面不同线痕深度对太阳电池电性能及良率的影响进行研究，最后在硅片线痕深度小于等于15 μm的基础上，研究硅片线痕对细栅的影响机理。

1 实验1.1 实验样品及测试仪器实验样品选用晶澳太阳能有限公司生产的p型直拉掺镓单晶硅片，电阻率为0.4～0.8 Ω•cm，硅片厚度为160±10 μm、尺寸为168 mm×168 mm；使用A公司生产的金刚线直径为DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20221216.01 文章编号：1003-0417(2024)02-29-09硅片切割线痕对太阳电池电性能影响的研究张志敏*，王　松，刘　苗，王贵梅，翟　超(晶澳太阳能有限公司，邢台 055550)摘　要：金刚线切割是目前光伏行业主要的单晶硅片切割方式，但硅片被切割后其表面会留有线痕。

碳化硅晶圆片切割产生线痕的原因

碳化硅晶圆片切割产生线痕的原因碳化硅是一种性能优良的半导体材料，广泛应用于电子器件和光电子器件中。

在制备碳化硅器件时，常常需要对碳化硅晶圆片进行切割。

然而，切割过程中往往会产生一些线痕，影响器件的质量和性能。

本文将从多个方面分析碳化硅晶圆片切割产生线痕的原因。

碳化硅晶圆片切割产生线痕的原因之一是切割工艺参数不合适。

切割过程中，刀具的转速、进给速度、切割深度等参数的选择对线痕的产生会有重要影响。

若刀具转速过低或进给速度过快，容易造成切割时刀具与晶圆片之间的滑移，导致线痕的产生。

此外，切割深度过大也容易引起线痕的产生。

因此，在切割碳化硅晶圆片时，必须合理选择切割工艺参数，保证刀具与晶圆片之间的良好配合，减少线痕的产生。

碳化硅晶圆片切割产生线痕的原因之二是切割工具的选择不当。

切割碳化硅晶圆片常用的工具有金刚石刀片和金刚石线锯。

金刚石刀片切割速度快，但容易产生较大的线痕。

而金刚石线锯切割速度较慢，但线痕相对较小。

因此，在选择切割工具时，需要综合考虑切割速度和线痕大小的关系，选择最适合的工具。

碳化硅晶圆片切割产生线痕的原因之三是晶圆片表面存在缺陷。

碳化硅晶圆片在制备过程中，可能会出现表面缺陷，如裂纹、气泡等。

这些缺陷会导致切割时晶圆片易于断裂，从而产生线痕。

因此，在制备碳化硅晶圆片时，应尽量减少表面缺陷的产生，提高晶圆片的质量。

碳化硅晶圆片切割产生线痕的原因之四是切割过程中的振动。

切割过程中，刀具与晶圆片之间的振动会增加切割力，导致晶圆片的断裂和线痕的产生。

因此，在切割碳化硅晶圆片时，需要采取有效的措施减小振动的影响，如增加切割液的冷却效果、优化切割工艺参数等。

碳化硅晶圆片切割产生线痕的原因主要包括切割工艺参数不合适、切割工具选择不当、晶圆片表面存在缺陷以及切割过程中的振动等。

为了减少线痕的产生，需要合理选择切割工艺参数，选择适合的切割工具，提高晶圆片的质量，并采取有效的振动控制措施。

只有在各个方面都做到合理优化，才能有效降低碳化硅晶圆片切割产生线痕的问题，提高器件的质量和性能。

硅片印刷波浪纹

圆弧形莫尔条纹
辐射形莫尔条纹
长光栅形莫尔条纹
线痕与显示器形成的莫尔条纹
线痕方向
线痕
硅棒在线切割时造成切割线痕，线痕宽70微米左右，两线痕间距45微米左右，方向与硅片边缘方向程一定角度（约）。
细栅线
印刷时细栅线和片子边缘平行。现用58栅网板的细栅参数：宽：80微米栅线间距：2063微米烧结后宽约95微米栅线间距约2053微米
波浪纹的产生
现象
显微镜下观察无明显现象
3D显微镜2100倍
普通显微镜500倍
莫尔条纹
莫尔条纹是18世纪法国研究人员莫尔先生首先发现的一种光学现象。从技术角度上讲，莫尔条纹是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹，这种光学现象就是莫尔条纹。
1.减轻硅片线痕：硅棒切割时，降低切
割速度、减低线径、降低浆沙颗粒直径。 2.改善网板：增加丝网目数、增大张网角度、张力、降低丝网线径。 3.改善印刷条件：降低印刷压力，降低刮条硬度。 4.如右图：增大两条线的交叉角生
当细栅线和线痕小角度交叉印刷时，会造成细栅线在印刷和烧结过程中的局部滑移，塌陷。再加上莫尔条纹现象的发生，当细栅线看不明显时就会出现波浪纹。
关于波浪纹的图形
1.线痕宽度、间距，线痕的均匀度（线内线间、是否明显） 2.细栅线宽度、间距 3.交叉角度 4.印刷参数 5.烧结参数
如何减轻

硅片切割线痕的起因与降低方法

硅片切割线痕的起因与降低方法线痕的存在会影响电池片的生产工艺。

是太阳能硅片生产中比较重要的一个问题。

本文分析了多晶太阳能级硅片产生线痕的原因.并针对各不同成因。

对降低和避免硅片线痕的措施进行了探讨。

前言硅棒的切割不管是在半导体行业还是太阳能光伏行业都是必不可少的一道工序，硅片质量的好坏直接关系到后续工序的制造和加工。

线痕是影响硅片表面质量的一个比较重要因索。

半导体行业对硅片表面质量要求较高，但其线痕并不是一个大问题，因为相对而言其硅片较厚，切割过后有一抛光研磨过程可以去除线痕；而光伏行业的硅片非常薄（160-220um），因此研磨工艺在太阳能行业是不适用的。

线痕的存在还会影响电池片的生产工艺，易造成破片。

1.线痕的分类线痕按照形状分有单一线痕，密集性线痕和硬点线痕。

硅片表面的单一线痕，有深有浅，一般线痕较小还是可以接受为合格片；密集性线痕体现为整个或者部分硅片表面出现多条由深至浅状的线痕；而硬点线痕出现的毫无规律，但是其形状似单一线痕。

但是线痕上可以明显看到有硬点的存在。

对于单晶来说，线痕主要有密集性线痕和单一线痕；对于多晶来说，三种都存在，即比单晶增加一种由于硬点造成的线痕。

2.单一线痕单一线痕主要产生的原因和处理措施为：1）跳线。

跳线造成的线痕一般会集中在晶棒的某一段，但有时也会整根棒跳线，从而导致切割后整根棒几乎都有线痕片。

造成跳线的主要原因为：a，杂质(碎硅片，砂浆中的杂质)进入线槽或者粘附于线网，若上一次切割完毕后线网未清理干净或者砂浆过滤袋质量出现问题，则很容易发生这种情况；b，导轮磨损过大，导轮使用寿命有限制，超过一定时间则需要更换导轮；c，钢线张力太小，线弓过大产生滑移，一般在工艺稳定的情况下，这种情况不易发生，如为此种情况，须适当调整工艺；d，硅棒对接位置不好也易引起跳线。

为了尽量避免跳线，每次切割完毕后清理工作要做到位，确保线网上的杂质都被气枪吹尽，切割前砂浆循环足够时间，使砂浆中携带的杂质都被有效过滤，每次切割前确认导轮使用时间是否超出限制，如果超出及时更换。

硅片线痕原因

料浆的配制及线切割常见线痕随着光伏产业的迅猛发展，在光伏产业上游硅片制备成为重要环节。

从拉制晶棒、切段、切方（抛錠）对硅料消耗都很低，唯独在切割中造成的消耗最大，为降低切割消耗各公司都在辅料、沙浆配制等环节做出了较多的选择和对比，各公司认为切割的好坏和料浆有很大的关系。

一、我个人结合碳化硅微粉的固有特性，谈一下料浆的配制：1.微粉在包装、运输、存放过程中挤压团结；这要求工人在配制沙浆倒料过程中要特别注意：倒料时应慢倒，控制在2.5-3分钟一袋，避免猛倒造成微粉沉底结块搅拌不起来,造成的与实际配比不一致，而影响切割。

2.碳化硅微粉具有较强吸水性，在空气中极容易受潮团结。

团结后、分散性降低，使料浆的粘度降低；也会在料浆中形成假性颗粒物和团积物，应避免微粉裸漏在空气中时间过长。

3.倒料时要求操作工：①检查料袋有无破损，如有一定要单独存放不要再投；②投料前先把袋口、袋子表面的浮沙打掉，避免倒料带入杂物。

4.烘砂的好处：①增强了碳化硅微粉分子活性；②与切削液有了更强的适配性；③粉体颗粒吸附性更强，使钢线带砂浆量增大，增强切削能力；④微粉有了更好的流动性和分散性，减少团结。

沙浆在配制过程出现了许多的人为因素，很多参数因人为而改变。

如果改为自动投料，减少人为因素效果会更好。

最好，把碳化硅微粉在80—90度烘箱里，烘8小时以上，来优化碳化硅微粉的各项指标。

二、切割过程中会出现很多的问题，硅片表面线痕行业内认为有几十种原因，我把大家经常认为是碳化硅微粉造成的几点和大家探讨一下：1.硅片表面出现单一的一条阴刻线（凹槽）、一条阳刻线（凸出），并不是由于碳化硅微粉的大颗粒造成的，单晶硅、多晶硅在拉制过程中出现的硬质点造成跳线，而形成的线痕；2.硅片表面集中在同一位置的线痕，很乱且不规则；①机械原因、②导轮心震过大、③多晶硅铸锭的大块硬质晶体；3.硅片切割第一刀出现线痕，硅片表面很多并不太清晰：①沙浆粘度不够、碳化硅微粉粘浮钢线少、切削能力不够，②碳化硅微粉有大颗粒物，③钢线圆度不够、带沙量降低，④钢线的张力太小产生的位移划错，⑤钢线的张力太大、线弓太小料浆带不过去，⑥打沙浆的量不够，⑦线速过高、带沙浆能力降低，⑧沙、液比例不合适，⑨热应力线膨胀系数太大，⑩各参数适配性差。

单多晶太阳能硅片切割线痕问题研究

单多晶太阳能硅片切割线痕问题研究江国中在半导体行业和太阳能光伏行业中，硅棒的切割都是非常重要的一道工序，硅片质量的好坏直接关系到后续工序的制造和加工。

在众多影响硅片表面质量的问题中，线痕是最让硅片切割企业头疼的问题之一。

半导体行业对硅片表面质量要求比较高，但是线痕并不是其大问题，因为相对而言，半导体行业的硅片较厚，切割过后的抛光研磨过程可以去除线痕；而太阳能光伏行业的硅片非常薄，并且整个行业原料相对紧缺，不可能把硅料浪费在研磨损失上，再者增加研磨工艺就要增加成本，因此研磨工艺在太阳能行业是不适用的。

所以，了解线切割过程硅片线痕产生的原因，来减少线痕片的产生，是非常有必要的。

1线痕分类线痕按照形状分为单一线痕、硬质点线痕和均匀线痕。

单一线痕，有深有浅，若线痕较小还是可以接受为合格片。

由于多晶硅铸锭的原料和工艺原因，多晶锭内部多少都会有ＳiＣ和Ｓi３Ｎ４杂质，切割完成后，就会形成形状类似单一线痕。

均匀线痕体现为整个或者部分硅片表面出现多条由深至浅状似划伤的线痕。

对于多晶硅来说，三种情况都存在；对于单晶来说，线痕只有均匀线痕和单一线痕［１］。

2单一线痕造成单一线痕的原因有很多种因素，主要有：（１）停机。

切割机有时在某些警报下会自动停机，比如：砂浆流量过低，冷却液异常，电气柜温度过高；有时也需要人为停机，比如：雷电天气致供电电压不稳，排线机构异常，突发紧急状况。

机器停止再重新启动后，由于导论心震，钢线不能完全按照原位置切割，就产生了线痕。

（２）断线。

断线后的晶棒即使能够挽救回来，但是由于停机，硅片上也会产生线痕。

产生断线的原因主要有：①张力问题。

ａ．收放线端排线不均匀，造成“一侧坑一侧包”的状况，钢线运动到两侧时张力急剧跳动，造成断线；张力臂由于长时间未清理，粘附砂浆过多，造成张力臂过重，调节灵敏度降低；ｂ．张力臂转轴部分被砂浆堵塞，造成摆动不畅，都可以导致断线；ｃ．钢线生产时产生线头穿错，也称为压线，极易造成断线；ｄ．张力检测设备故障或由于长时间使用，张力检测值形成偏差，从而形成断线；ｅ．钢线走线导轮磨损严重，造成钢线剧烈波动，张力不稳，导致断线。