制绒综合培训

制绒综合培训
制作人：张强
Trina Solar Energy Co,Ltd
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一制绒基础知识
)
1.1 什么是制绒？
)制绒是利用硅的各向异性腐蚀特性在表面刻出
类似与金字塔或者是蜂窝状的结构
单晶碱制绒多晶酸制绒
)1.3 制绒的分类：
)碱制绒：2K(Na)OH+H2O+Si=K2(Na) SiO3+2H2
)酸制绒：HNO3+Si=SiO2+NOx+H2O
)SiO2+ HF=SiF4+H2O
)SiF4+HF=H2[SiF6]
)强碱弱酸盐制绒：
)SiO32-(PO3-)+H2O=OH-+H4 SiO4(HPO3)
)Si+ 2OH-+2H2O= SiO2(OH)22-+2H2
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)1.4 制绒工序
)粗抛
)漂洗
)碱腐蚀
)盐酸清洗
)HF清洗
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目的：去除表面的机械损伤层以及其它杂质
硅片
)1.4.2 清洗
目的：去除在硅片表面上粘附的杂质
)
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)1.4.3 碱腐蚀
原理：利用低浓度碱溶液对晶体硅各个晶面腐蚀速率的不同，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌，就称为表面织构化，俗称制绒。

角锥体四面全是由〈111〉面包围形成。

)Si+2OH2-=Si(OH)2+++4e-
)4H2O+4e-=4OH-+2H2
)Si(OH)2+++ 4OH-=SiO2(OH)22-+2H2O
)或者写为
)Si+ 2OH-+2H2O= SiO2(OH)22-+2H2
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)盐酸的作用
)1 中和残留在硅片表面的碱液
)2.去除在硅片切割时表面引入的金属杂质
)注：盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与Fe 3+、Pt 2+、Au 3+、Ag +、Cu +、Cd2+、Hg 2+等金属离子形成可溶于水的络合物
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)HF 的作用
)去除在清洗过程中表面形成SiO 2层，便于脱水)注：硅的疏水性要好于SiO 2
制绒过程中的影响因素
¾碱液浓度
¾异丙醇浓度
¾溶液的温度
¾制绒腐蚀时间的长短
¾槽体密封程度、异丙醇的挥发程度
¾制绒槽内硅酸钾的累计量
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)浓度的影响
)制绒过程中是利用OH-离子对各个晶面腐蚀速率不同，在形成硅片表面形成金字塔结构，在一定温度下，通常浓度范围选在1—4%之间
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)IPA 的作用
降低硅片表面张力，减少气泡在硅片表面的粘附，使硅片的金字塔更加均匀一致
)温度的影响
)制绒温度范围：75-80 ℃
)温度过低：反应速度慢
)温度过高：IPA将完全挥发加剧，晶面择优性降低
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)槽体密封程度
)受影响项：碱液溶液浓度、IPA浓度
)结果：由于密封程度的不同，水气和IPA的挥发速度不同，导致硅片的腐蚀深度过大以及绒面不均
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)制绒槽内硅酸钾的累计量
)硅酸钾作用：硅酸钾在溶液中呈胶体状态，大大的增加了溶液的粘稠度。

对腐蚀液中OH离子从腐蚀液向反应界面的输运过程具有缓冲作用，使得大批量腐蚀加工单晶硅绒面时，溶液中KOH含量具有较宽的工艺容差范围，提高了产品工艺加工质量的稳定性和溶液的可重复性，但是当溶液中硅酸钾的量积累到一定程度时，则亦形成花篮印。

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二、绒面不良分析及改进
1 制绒不良现象分析
)1 表面污点（包括手指印、残留物-
IPA/K2SIO3/KOH/外来杂质、花篮印、水纹）
)2.表面发白
)3 表面发亮
)4 表面有规则的闪光
)5 表面有慧星现象发生
)6 表面有慧星现象及污点
)7 表面一些区域没有绒面
2. 针对制绒不良的改进措施
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现象：表面有指纹残留
原因：在包装时人为的接触
硅片
解决方法：IPA可以起到一
定效果，但是不能杜绝，需
要硅片车间配合
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Trina Solar Energy Co,Ltd 现象：硅片表面有大量的药液残留
原因：IPA 加入过多解决方法：重新清洗
现象：在同一批片子中
相同位置有类似于油污
的污渍
原因：来料问题，可能
在硅片包装时引入
解决方法：与硅片车间
协商解决
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现象：表面有污渍
原因：在制绒后反应残留物
解决方法：重新清洗
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现象:表面发白原因：刻蚀时间不够解决方法：通常延长刻蚀时间可以解决
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现象：表面发沙原因：KOH 过量或者是刻蚀时间过长解决方法：适当降低碱液的用量及制绒时间
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现象：硅片表面部分区域发白，有慧星现象发生
原因：IPA 偏少解决方法:适当增加IPA 的用量
表面刻蚀不均
绒面不均
现象：硅片表面出现规则
的绒面不良
原因：可能是来料
解决方法：适当延长时间
可以一定程度上减轻该现
象
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无绒面
现象：表面有流星雨现象发
生
原因：来料
解决方法：加大碱液用量
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绒面不均
现象:部分区域绒面良好
，部分绒面表现为较难
刻蚀
原因：来料原因
解决方法：加大碱液与
IPA的用量通常可以解
决，具体加入量依据实
际情况而定
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制绒不良的改进措施
)1.插片
)在制绒过程中，由于晶体中的缺陷、杂质和参杂浓度将对各个晶面的腐蚀速率造成影响，因此在插片的过程中尽量保证同一花篮中的硅片来自同一晶锭，在不能保证同一花篮中的片子为同一批号时，则将批号中字母标识相同的放在一起
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)2.抽检
)在制绒过程中如发现制绒不稳定，应在制绒时间将到时，从溶液中捞取一些片子，进行绒面效果观察，以决定是否需要适当延长制绒时间，在硅片进入清水槽后应适当进行抽样，以决定下一批次药液的补给量
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3.不良片的判断以及改进步骤
由于在制绒过程中，绒面不均占大多数，因此解决这类问题为提高绒面良率的关键。

绒面不均有多种原因，主要包括刻蚀时间不够，IPA 加入不足，KOH不足等原因。

我们可以通过一看二算三判断的方法来解决。

首先观察不良片可以归为哪一类，其次计算硅片的腐蚀厚度以及剩余厚度，最后来判断属于那种原因，然后采取何种对策。

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4.硅片来料控制
由于位错将对制绒效果有影响（标号A和B的晶棒分别代表无位错和位错的晶棒），因此需要与硅片车间协商，在包装时，不能将标号A/B的晶棒混放在一起（100片小包装），将同一晶棒标号相同的硅片尽量放在一起，同时要将标号相同的放在同一箱内。

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安全
)KOH、HCl、HF都是强腐蚀性的化学药品，其溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、呼吸道，所以操作人员要按照规定穿戴防护服、防护面具、防护眼镜、长袖胶皮手套。

一旦有化学试剂伤害了员工的身体，马上用纯水冲洗30分钟，送医院就医
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