硅片制绒工艺.
多晶硅制绒原理
多晶硅制绒原理
多晶硅是一种晶体结构材料，其由大量晶粒组成。晶粒之间存在着微小的空隙，这些空隙可以用来储存气体或液体。在多晶硅制绒过程中，首先需要选择合适的多晶硅材料，并进行初步加工，使其形成一定厚度的硅片。然后，将硅片置于特殊的环境中，通过一系列的处理步骤，使硅片中的晶粒逐渐变得更加细小。
多晶硅制绒的关键步骤是热处理。通过控制温度和时间，可以使硅片中的晶粒发生再结晶，从而得到更加均匀细小的晶粒。在热处理过程中，晶粒的表面能量会减小，使得晶粒之间的空隙逐渐变得更小。同时，热处理还能使硅片整体变得更加柔软，便于后续的加工。
在热处理完成后，需要进行切割和清洗等步骤，以得到所需的细纤维制品。切割可以采用机械或化学方法，将硅片切割成所需的形状和尺寸。清洗过程中，需要去除硅片表面的氧化物和杂质，以保证制绒的质量。
多晶硅制绒的制备过程需要严格控制各个步骤的参数。例如，在热处理过程中，温度和时间的选择会直接影响晶粒的尺寸和分布。过高或过低的温度都可能导致制绒效果不理想。此外，切割和清洗等步骤也需要注意操作条件和材料的选择，以避免对制绒质量产生不良影响。
多晶硅制绒具有许多优点。首先，多晶硅制绒可以制备出细纤维，其尺寸可以控制在纳米级别，具有很高的比表面积。这使得多晶硅制绒在吸附、催化、传感等领域具有广泛的应用前景。其次，多晶硅制绒的制备过程相对简单，成本较低，可以进行大规模生产。最后，多晶硅制绒的制品具有较好的化学稳定性和机械强度，能够适应各种环境和使用条件。
多晶硅制绒是一种基于多晶硅材料的细纤维制备技术。其原理基于多晶硅的特殊性质和制备工艺，通过热处理等步骤使硅片中的晶粒变得更加细小和均匀。多晶硅制绒具有制备简单、成本低、应用广泛等优点，是一种有着广泛应用前景的制备技术。
制绒工艺
工艺流程情况
→1#预备处理→2#漂洗→3#去损伤层→4#漂洗
→5#制绒面1 →6#制绒面2 →7#制绒面3 →8#制绒面4
→9#漂洗→10#喷淋→11# HCL →12#漂洗→13#喷淋
13#槽纯水供12#槽使用，10#槽纯水供9#槽使用
使用三个机械手，4#9#槽为公共槽
1#到2#槽时间小于20秒，3#到4#槽时间小于15秒，5# 6# 7# 8#到9#槽时间小于20秒
1#3#槽时间优先
5#6#7#8#槽满足普通排液和定量排液两种方式
5#6#7#8#槽满足普通加纯水方式
5#6#7#8#槽循环泵增加“有篮循环”“无篮循环”功能
报警分为故障报警和通知报警（出料到位）两种方式
抽风风道可以清理
机械手上下左右全部采用伺服控制
在1#槽或2#槽上部没有增加喷淋功能
11#槽采用快速排水模式
喷淋盖板使用塑料材质,设备外露部分如螺丝链条全部采用塑料材质
在13#槽后增加一个氮气喷枪
将5#,6#,7#,8#绒面处理槽的加热管采用不锈钢加热管
增加加热管功率或增加加热管的数量，使用预热纯水时，绒面处理槽的加温时间减少到20分钟左右
外置预热时间为60分钟
片盒为25片,(每槽每批处理200片)
绒面处理槽排液系统改进,( 排除废液后槽内不得留有废液)
绒面处理槽自动盖密封性改进及材料改进.
增加(预留)稀HCl清洗槽
5#,6#,7#,8#绒面处理槽增加溶液循环模式
增加纯水预热设备，NaOH和纯水混合槽，IPA槽，自动计量补液和排放
制绒槽中部增加一个温度显示,温度显示仪放在制绒槽旁边,和底部温度控制进行比较，此温度不参与程序软件控制
硅片制绒机台的工艺流程
硅片制绒机台的工艺流程
Silicon wafer flocking machine is a critical piece of equipment in the semiconductor industry. It plays a key role in the manufacturing process of silicon chips, which are used in various electronic devices. The process involves applying a thin layer of adhesive to the surface
of the silicon wafer and then sprinkling flocking fibers onto the adhesive to create a textured surface. This textured surface helps to improve the adhesion of other components to the silicon wafer, ultimately improving the performance of the electronic device.
硅片制绒机是半导体行业中至关重要的设备。它在硅片制造过程中发挥着关键作用，硅片被用于各种电子设备。这个过程涉及在硅片表面涂上一层薄薄的粘合剂，然后将绒毛纤维撒在粘合剂上，以创建一个有纹理的表面。这个纹理的表面有助于改善其他部件对硅片的附着力，最终提高电子设备的性能。
制绒
制绒
制绒的目的：去除硅片表面机械损伤层，形成起伏不平的绒面，增加太阳光吸收。
流程
多晶制绒《上料——制绒（HF+HNO3）——H2O(清洗)——碱槽（NaOH/KOH）——H2O （清洗）——（HCL+HF）酸槽——H2O3清洗——吹干》
单晶制绒《装片——制绒——清洗》
作用
HF(氢氟酸):去除制绒后残留在硅片表面的氧化物和硅酸钠。
HCL（盐酸）:去除硅片表面的油污和金属离子。
HNO3（硝酸）:起到氧化的作用，氧化剂和催化剂，将硅片氧化。
KOH（氢氧化钾）/NaOH（氢氧化钠）: 去除表面损伤成。
C3H8O（异丙醇）:增加氢气的挥发，起到消泡作用，同时增加硅片表面的可润湿性。NaSiO3（硅酸钠）:降低反应速率的作用。
化学式
Si+2NaOH+H2O——Na2SiO3+2H2 (异丙醇)
单晶的绒面呈金字塔装（温度控制在80正负2度。
单晶：原子在晶体内按固期性规则排列。
陷光原理：当光入射到一定角度的斜面，光会反射到另一角度的斜面，形成二次或者多次吸收，从而增加吸收率。
3
HF+HNO3+Si=H2SiF6+4NO2+H2O
多晶绒面呈凹坑装。
多晶：由许多取向不同的单晶颗粒杂乱排列。
多晶主要化学品：H2O、HF、HCL、HNO3、NaOH/KOH
制绒后硅片表面
注意事项
1、单晶制绒时请关闭所有玻璃窗户。（注：因为在制绒时会产生氢气，在空气中达到一定
的浓度与高温、明火会爆炸。
2、在生产中氢氧化钠与硅片反应时会有碱蒸汽。
3、盐酸是挥发性的强酸，没经过设备和工艺的允许严禁打开槽盖。
4、氢氟酸是强酸是无色透明有刺激性的液体。
__制绒工艺__扩散工艺刻蚀工艺
扩散工艺流程
净化存储柜
TCA
传递窗 传递窗
刻蚀
装/卸片
净化操作 台
测试
TCA （C2Hபைடு நூலகம்Cl3）清洗 → 饱和 → 装片 → 送片 → 回温 → 扩散 → 关源、退舟→ 卸片 → 方块电阻测量
扩散工艺相关图片
插片
插片时必须穿好 洁净工作服。
净化工作 台
扩散工艺相关图片
载片盒 真空吸笔， 从载片盒 中吸取硅 片插到石 英舟内。
学习报告
电池片工艺流程 2011/2/14
太阳能电池片结构
太阳能电池分为单晶电池和多晶电池，但是它们 的结构基本一样，都有以下部分组成
表面细栅线 表面主栅线 绒面
蓝色氮化硅 扩散层 硅基体 铝硅形成背面
太阳能的电池片结构
单晶与多晶的区别： 当熔融的单质硅凝固硅原子以金刚石晶格排列成许 多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒而 形成单晶硅，若这些晶核长成晶取向不同的晶粒， 形成多晶硅。 单晶硅：纯度高，是一种良好 的半导体材料主要 用于制作半导体元件，多晶硅是制作单晶硅的材料 单晶硅与多晶硅的区别它们的原子结构排列：单晶 有序排列，多晶为无序排列
制绒
对单晶制绒影响的因子： 1、温度：温度过高，IPA挥发加剧，气泡印就会随之出现，这 样就大大减少了PN结的有效面积，反应加剧，还会出现片子的 漂浮，造成碎片率的增加；同时腐蚀速率过快，控制困难；温度 过低，腐蚀速率过慢，制绒周期延长； 制绒温度范围：75-90oC 2、IPA：(1).协助氢气的释放。IPA不足时，会导致氢气会粘附 在硅片表面，造成硅片漂浮。(2).减弱NaOH溶液对硅片的腐蚀 力度，调节各向因子。纯NaOH溶液在高温下对原子排列比较稀 疏的100晶面和比较致密的111晶面破坏比较大，各个晶面被腐 蚀而消融，IPA明显减弱NaOH的腐蚀强度，增加了腐蚀的各向 异性，有利于金字塔的成形。
制绒工艺规程
多晶制绒工艺规范
部门
众达工艺部
文件类型
内部技术文件
一、目的：
硅片在切割过程中会在表面形成大约10μm厚的损伤层，这一层因为与硅片基体的状态已经不同，基本上已经剥离于集体，会严重影响半导体器件（太阳电池）的性能。清洗工序制绒工艺就是利用硅片的这一层损伤层，通过硝酸对其氧化制绒，形成高低不平的表面，大大增加电池片表面的受光面积，减少反射，从而提高太阳电池的转换效率。
4、RENA工艺操作规范：
1)减薄量控制范围：156正常片0.38~0.42g/pcs;返工片0.08~0.12g/pcs,125正常片0.23~0.28g/pcs;返工片0.06~0.09g/pcs。
2)带速控制范围：1.3~1.5m/min,建议控制在1.35m/min。
3)制绒槽温度控制范围：正常片设定值8℃，波动区间7~9℃；返工片设定值5℃，波动区间4~6℃。
2、设备准备:确认设备能正常运行,工艺温度、冷却水、压缩空气等压力及流量正常。
3、原材料准备:硅片需经抽检合格后方可投入，将不合格硅片挑拣出来。常见的不合格片包括：崩边、缺角、裂纹、锯痕、手印、孔洞、微晶、含氮化硅的硅片等。
4、工装工具准备：备齐用于工艺生产的PVC手套、口罩。
5、工艺准备：确认设定的制绒工艺名称及参数正确无误。
5、库特勒工艺操作规范：
八、安全操作：制绒工序大量使用强酸、碱等化学药品，了解酸、碱的知识对安全生产是十分必要的。酸碱对人体和衣物有强烈的腐蚀作用，而且有些有毒性和氧化作用。
硅片表面制绒
硅片表面制绒
制绒
目录简介
分类单晶制绒多晶酸制绒
制绒目的和作用
展开
编辑本段简介
制绒，光伏行业术语，处理硅片的一种工艺方法，硅太阳能电池片生产的首道工序。
编辑本段分类
按硅原料分类状况可分为单晶制绒与多晶制绒；按腐蚀液的酸碱性可分为酸制绒与碱制绒。
单晶制绒
原理单晶硅片在一定浓度范围的碱溶液中被腐蚀时是各向异性的，不同晶向上的腐蚀速率不一样。利用这一原理，将特定晶向的单晶硅片放入碱溶液中腐蚀，即可在硅片表面产生出许多细小的金字塔状外观，这一过程称为单晶碱制绒。
多晶酸制绒
原理常规条件下，硅与单纯的HF、HNO3（硅表面会被钝化，二氧化硅与HNO3不反应）认为是不反应的。但在两种混合酸的体系中，硅则可
以与溶液进行持续的反应，主要反应原理及步骤如下：1.硅的氧化硝酸/
亚硝酸（HNO2）将硅氧化成二氧化硅（主要是亚硝酸将硅氧化）
Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O(慢反应)Si+2HNO3=SiO2+2NO+2H2O(慢反应)二
氧化氮、一氧化氮与水反应，生成亚硝酸，亚硝酸很快地将硅氧化成二氧
化硅2NO2+H2O=HNO2+HNO3(快反应)Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O(快反应)
（第一步的主反应）4HNO3+NO+H2O=6HNO2(快反应)只要有少量的二氧化氮
生成，就会和水反应变成亚硝酸，只要少量的一氧化氮生成，就会和硝酸、水反应很快地生成亚硝酸，亚硝酸会很快的将硅氧化，生成一氧化氮，一
氧化氮又与硝酸、水反应。。。这样一系列化学反应最终的结果是造成硅
的表面被快速氧化，硝酸被还原成氮氧化物。2.二氧化硅的溶解二氧化硅
硅片制绒工艺
硅片制绒工艺
硅片制绒工艺是一种半导体制造过程中的重要工艺，主要用于提高硅片的导电性和表面质量。其主要步骤包括：
硅片清洗：将硅片表面清洗干净，去除表面的污垢和氧化物等杂质。
硅片预处理：对硅片表面进行预处理，如去除残留的油脂和水分等。
硅片喷砂：使用高速旋转的喷砂机将金刚砂或其他磨料喷射到硅片表面，形成细小的微划痕，使硅片表面变得更加粗糙。
硅片喷涂：将硅片表面喷涂上一层有机硅树脂或其他导电材料，使其表面形成一层均匀细腻的绒面。
硅片烘烤：将喷涂好的硅片放入高温烤箱中，使其表面的有机硅树脂或其他导电材料固化，形成一层均匀的绒面。
硅片清洗和检验：将固化好的硅片清洗干净，并进行质量检验，确保制绒效果符合要求。
硅片制绒工艺是半导体制造过程中的关键步骤之一，能够提高硅
电池片制绒工艺流程
湿制程是太阳能电池片生产工序的开端，从上级厂家或者上级原材料工厂获得的电池片原片将从这里开始他新的生涯，作为电池片生命生涯的开始，制绒等湿制程也是整个生产过程中最难控制的工序之一。
一、制绒的目的
去除机械损伤层——主要来自原片切割过程中的表面损伤；
增加电池片表面面积——为扩散增加制结面积准备；
陷光原理——大大降低电池片表面反射率；
去除杂质——HF可以去除电池片表面油污、HCL去除金属杂质；
因单多晶晶体结构差异，考虑到效率因素，多晶常用酸制绒，单晶多用碱制绒。多晶制绒面为不规则凹凸面，单晶制绒面为规制类金字塔结构。主要原因是多晶内部晶体排列方式杂乱所致，具有各项同性。
陷光原理是利用光线入射到电池片表面的斜面，进而被反射到另一斜面，以形成多次吸收。入射光在经过多次反射，改变了入射光在硅中的前进方向，既延长了光程，又增加了对红外光子的吸收，同时有较多的光子在靠近PN结附近产生光生载流子，从而增加了光生载流子的收集。
二、制绒工艺流程（多晶为例）
制绒槽→水洗→碱洗→水洗→酸洗→水洗→吹干。
反应方程式：
1: Si + 4HNO3 = SiO2 + 4NO2 + 2H2O
2: SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O
3: SiF4 + HF= H2SiF6
2.1: NO2 + H2O = HNO3 + HNO2
2.2: Si + HNO2 = SiO2 + NO +H2O
2.3: HNO3 + NO + H2O = HNO2
硅片进入含有硝酸和氢氟酸的制绒槽，值得注意的是硅和硝酸及氢氟酸单独均不发生
topcon工艺流程详细解读
TOPCon工艺流程详细解读
一、清洗制绒
1.1 清洗目的
去除硅片表面的污垢和杂质，保证硅片表面的洁净度和均匀性，以便后续工艺的正常进行。
1.2 制绒原理
利用硝酸和氢氟酸的混合溶液对硅片进行腐蚀，形成绒面结构，以增加硅片表面的陷光效应，提高太阳能电池的光电转换效率。
二、正面硼扩散
2.1 硼扩散目的
将硼元素注入硅片正面，形成P型半导体层，为后续的电极接触和钝化层沉积做准备。
2.2 硼扩散原理
利用高温条件下的硼源扩散作用，将硼元素注入硅片正面。
三、BSG去除
3.1 BSG去除目的
去除硅片正面和背面的BSG（硼硅酸盐玻璃），以暴露出硅片的晶体结构，便于进行后续的工艺处理。
3.2 BSG去除原理
利用化学腐蚀或机械研磨的方式，去除硅片正面和背面的BSG。
四、背面刻蚀
4.1 背面刻蚀目的
对硅片的背面进行机械研磨或化学腐蚀，以形成背面场结构，降低电池片的串联电阻，提高电池片的电流输出。
4.2 背面刻蚀原理
利用机械研磨或化学腐蚀的方式，对硅片的背面进行减薄处理，形成背面场结构。
五、氧化层钝化接触制备
5.1 氧化层钝化接触制备目的
在硅片的正面形成氧化层，以钝化接触表面，同时增加一层绝缘层，防止电流短路。
5.2 氧化层钝化接触制备原理
利用高温氧化作用，在硅片的正面形成一层氧化层，实现钝化接触表面的目的。
六、正面氧化铝沉积
6.1 正面氧化铝沉积目的
在硅片的正面沉积一层氧化铝薄膜，以提高硅片的抗反射能力和耐候性，同时保护硅片不受环境因素的影响。
6.2 正面氧化铝沉积原理
物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）的方式，在硅片的正面沉积一层氧化铝薄膜。
硅片制绒工艺.
单晶制绒
槽体密封程度、异丙醇挥发：
槽体密封程度，异丙醇挥发对制绒槽内的溶液成分 及温度分布有重要影响。 制绒槽密封程度差，导致溶液挥发加剧，溶液液位 的及时恢复非常必要，否则制绒液浓度将会偏离实际设 定值。异丙醇的挥发增加化学药品消耗量增加的同时， 绒面显微结构也将因异丙醇含量改变发生相应变化。
搅拌及鼓泡：
单晶制绒
NaOH浓度对绒面形貌影响： NaOH对硅片反应速率有重要影响。制绒过程中，由 于所用NaOH浓度均为低碱浓度，随NaOH浓度升高， 硅片腐蚀速率相对上升。与此同时，随 NaOH浓度改变 ，硅片腐蚀各向异性因子也发生改变，因此， NaOH浓 度对金字塔的角锥度也有重要影响。
85oC，30min， IPA vol10%
多晶制绒
多晶制绒工艺： 线上工艺：
均为HNO3，HF，DI Water 混合体系。常用的两个 溶液配比大致如下： HNO3：HF：DI Water= 3：1：2.7； HNO3：HF：DI Water= 1：2.7：2 制绒温度6-10℃，制绒时间120-300sec。 反应方程式：HNO3+Si=SiO2+NOx+H2O SiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2O
多晶制绒
多晶制绒工艺： 两种工艺配比下的绒面照片：
配比1
配比2
多晶制绒
新型制绒工艺：
硅片的清洗与制绒
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源自文库 硅片清洗与制绒
单晶制绒 预清洗原理： 2、① 1000gNaOH，65-70oC(超声)，3min；②1000g Na2SiO3+4L IPA，65oC，2min。 ① 利用NaOH腐蚀配合超声对硅片表面颗粒进行去除； ② 通过SiO32-水解生成的H4SiO4(原硅酸)，以及IPA对硅 片表面有机物进行去除。
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硅片化学清洗
新型清洗技术
H2SO4/O3或H2O/O3
氧化物的生成及有机物的去除 氧化物、金属杂质及表面微粒去除；
DHF/HCl或DHF
硅片表面氢钝化
Rinse+O3/HCl/megasonic或去掉O3
清洗氧化物形成层，或清洗亲水性硅片表面
PH控制Magragoni型烘干
硅片表面烘干
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硅片化学清洗
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硅片化学清洗
硅片的烘干 硅片清洗的最后一个步骤就是硅片的烘干。烘干的 目的主要是防止硅片再污染及在硅片表面产生印记。 仅仅在去离子水冲洗后，在空气中风干是 远远不够的。一般可以通过旋转烘干，或通过热空气或 热氮气使硅片变干。另外的方法是通过在硅片表面涂拭 易于挥发的液体，如异丙醇等，通过液体的快速挥发来 干燥硅片表面。
绒面陷光示意
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硅片清洗与制绒
单晶制绒
单晶制绒流程：预清洗+制绒
预清洗目的： 通过预清洗去除硅片表面脏污，以及部分损伤层。
简述单晶硅片制绒操作的工艺流程
简述单晶硅片制绒操作的工艺流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。此文下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用。并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!
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制绒
SiF4+2HF=H2SiF6 。
总反应
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O 最 终反 应掉 的硅 以氟 硅酸 的形 式进 入溶 液。 这 样，
二氧 化硅被 溶解之 后 ，硅又 重新露 出来 ，一步 、二步 的反应 不断重 复 ，硅片 就可以 被
持续的腐蚀下去。
编辑本段制绒目的和作用
不管 是单晶 硅片还 是多晶 硅片 ，都可 以用酸 或者碱 来处理 。无论 用哪种 方法处 理 ， 一般情况下，用碱处理是为了得到金字塔状绒面；用酸处理是为了得到虫孔状绒面。 不管是哪种绒面，都可以提高硅片的陷光作用。
硅 氧化 成二 氧化 硅（ 主要 是亚 硝酸 将硅 氧化 ） Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O (慢
反应 ) Si+2HNO3=SiO2+2NO+2H2O (慢反 应) 二氧 化氮、 一氧化 氮与水 反应 ，
生成 亚硝酸 ，亚硝 酸很快 地将硅 氧化成 二氧化 硅 2NO2+H2O=HNO2+HNO3 (快反
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 Fe3+ Pt2+ Ag+ Cu2+ Cd2+ Hg+ 将金属形成络合物。
硅片的清洗与制绒
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硅片化学清洗
DI Water (De-Ionized Water Rinse) 作用： 在常规RCA清洗过程中，在室温下，利用超净高阻 的DI Water对硅片进行冲洗是十分重要的步骤。 在常规RCA清洗过程中，在前一个步骤完成后，进 行第二个步骤前都需要用去离子水对硅片进行清洗，一 个作用是冲洗硅片表面已经脱附的杂质，另外一个作用 是冲洗掉硅片表面的残余洗液，防止对接下来的洗液产 生负面影响。
3
硅片的化学清洗
常用的化学清洗剂 硅片化学清洗的主要目的是针对上述可能存在的硅片表 面杂质进行去除。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶 剂（如甲苯、二甲苯、丙酮、三氯乙烯、四氯化碳等） 、浓酸、强碱以及高纯中性洗涤剂等。
4
硅片的化学清洗
几种常用化学清洗剂的去污作用 （1）硫酸 热的浓硫酸对有机物有强烈的脱水炭化作用，采用浓硫 酸能有效去除硅片表面有机物； （2）王水 王水具有极强的氧化性、腐蚀性和强酸性，在清洗中主 要利用王水的强氧化性； 王水能溶解金等不活泼金属是由于王水溶液中生成了氧 化能力很强的初生态氯[Cl]和氯化亚硝酰； HNO3+HCl=NOCl+2[Cl]+2H2O
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硅片化学清洗
新型清洗技术
H2SO4/O3或H2O/O3
氧化物的生成及有机物的去除 氧化物、金属杂质及表面微粒去除； 硅片表面氢钝化
制绒工艺流程
工艺说明名称晶体硅太阳电池编
号制绒
图号
1 目的
1.1 去除单晶硅片表面的机械损伤层和氧化层。
1.2 在单晶硅片表面制备一个反射率在10%～20%的织构表面。
2 原理
在低浓度NaOH水溶液中，硅片表面发生各向异性腐蚀，产生密集的金字塔型角锥体结构。
化学反应方程式：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。
3 操作规程
3.1 装片
3.1.1 戴好防护口罩和干净的PE手套。
3.1.2 将仓库领来的硅片从箱子中取出，以400片为一个生产批次把硅片装入“硅片盒”。3.1.3 在“工艺流程卡”上准确记录硅片批号、生产厂家、电阻率和投入数。
3.1.4 在“工序产质量报表”上详细记录领料数、实际投入数、产出数，有缺片现象时要在缺片记录上记录缺片的批号、厂商、箱号和缺片数。
3.1.5 装完一个生产批次后把“工艺流程卡”随同硅片一起放在盒架上，等待制绒。
3.2 开机
3.2.1 开工艺排风；打开压缩空气阀门；打开设备进水总阀。
3.2.2 打开机器电源，待设备自检完成并显示正常后，在手动操作界面下，手动打开槽盖，检查槽盖的灵活性。检查机械手运行是否正常。
3.2.3 制绒清洗机共有10个清洗槽，其中7、8、9、10号槽中装满去离子水；1、2、3、4，5，6号槽中是化学腐蚀液。检查槽内水位并调节至规定的液位，检查液位开关，检查加热传感器，补液电磁阀，检查并确保制绒机旁的排废液阀门开通。
3.2.4 按照本文件3.3条的规定配制各腐蚀槽的水溶液。
3.2.5 工艺槽温度设定和启动加热
根据本文件3.4条的规定设定工艺温度。启动加热器使槽内液体升温。要特别注意：槽内没有水或溶液不能开加热器，否则会烧坏加热器。每次只能启动3个槽同时加热；待恒温后，再启动另外3个槽。
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单晶制绒
绒面形成最终取决于两个因素：
腐蚀速率及各向异性 腐蚀速率快慢影响因子： 1、腐蚀液流至被腐蚀物表面的移动速率； 2、腐蚀液与被腐蚀物表面产生化学反应的反应速率； 3、生成物从被腐蚀物表面离开的速率。
单晶制绒
具体影响因子：
NaOH浓度 溶液温度
异丙醇浓度
制绒时间 硅酸钠含量 槽体密封程度、异丙醇挥发 搅拌及鼓泡
硅片制绒工艺
zhejiang university
绒面光学原理
• • • • 制备绒面的目的 减少光的反射率，提高短路电流，以致提高光电转换效率 陷光原理 当光入射到一定角度的斜面，光会反射到另一角度的斜面，形成二次或者多 次吸收，从而增加吸收率
单晶制绒
单晶制绒流程：预清洗+制绒
预清洗目的： 通过预清洗去除硅片表面脏污，以及部分损伤层。
0.5%
1.5%
5.5%
单晶制绒
NaOH浓度对绒面反射率影响：
0.16
Average Reflectance
0.15
0.14
0.13 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Concentration of NaOH (g/l)
单晶制绒
温度影响：
温度过高，IPA挥发加剧，晶面择优性下降，绒面连 续性降低；同时腐蚀速率过快，控制困难； 温度过低，腐蚀速率过慢，制绒周期延长； 制绒温度范围：75-90oC。
硅片 机械损伤层（5-7微米）
单晶制绒
预清洗方法：
1、10%NaOH，78oC，50sec；
2、① 1000gNaOH，65-70oC(超声)，3min；②1000g Na2SiO3+4L IPA，65oC，2min。 2NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2
SiO32-+3H2O=H4SiO4+2OH-
0％
5％
单晶制绒
各向异性腐蚀机理：
1990年，Seidel提出了目前最具说服力的电化学模型 ，模型认为各向异性腐蚀是由硅表面的悬挂键密度和背 键结构，能级不同而引起的； 1991年，Glembocki和Palik考虑水和作用提出了水和 模型，即各向异性腐蚀由腐蚀剂中自由水和OH-同时参 与反应； 最近，Elwenspolk等人试着用晶体生长理论来解释单 晶硅的各向异性腐蚀，即不同晶向上的结位(kinksites)数 目不同； 另一种晶体学理论则认为(111)面属于光滑表面， (100)面属于粗糙表面。
预清洗原理：
单晶制绒
1、10%NaOH，78oC，50sec； 利用浓碱液在高温下对硅片进行快速腐蚀。损伤层 存在时，采用上述工艺，硅片腐蚀速率可达5μm/min； 损伤去除完全后，硅片腐蚀速率约为1.2μm/min。经腐 蚀，硅片表面脏污及表面颗粒脱离硅片表面进入溶液， 从而完成硅片的表面清洗。 经50sec腐蚀处理，硅片单面减薄量约3μm。采用上 述配比，不考虑损伤层影响，硅片不同晶面的腐蚀速率 比为: (110): (100): (111)=25：15：1，硅片不会因各向异性 产生预出绒，从而获得理想的预清洗结果。 缺点：油污片处理困难，清洗后表面残留物去除困难。
单晶制绒
各向异性腐蚀机理：
Seidel电化学模型：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单晶制绒
绒面形成机理：
A、金字塔从硅片缺陷处产生； B、缺陷和表面沾污造成金字塔形成； C、化学反应产生的硅水合物不易溶解，从而导致金字 塔形成； D、异丙醇和硅酸钠是产生金字塔的原因。 硅对碱的择优腐蚀是金字塔形成的本质，缺陷、沾 污、异丙醇及硅酸钠含量会影响金字塔的连续性及金字 塔大小。
单晶制绒
IPA影响：
1、降低硅片表面张力，减少气泡在硅片表面的粘附，使金 字塔更加均匀一致； 2、气泡直径、密度对绒面结构及腐蚀速率有重要影响。气 泡大小及在硅片表面的停留时间，与溶液粘度、表面张 力有关，所以需要异丙醇来调节溶液粘滞特性。
单晶制绒
IPA影响：
除改善消泡及溶液粘度外，也有报道指出IPA将与 腐蚀下的硅生成络合物而溶于溶液。
单晶制绒
各向异性腐蚀机理：
1967年，Finne和Klein第一次提出了由OH-，H2O与 硅反应的各向异性反应过程的氧化还原方程式： Si+2OH-+4H2O→Si(OH)62-+2H2； 1973年，Price提出硅的不同晶面的悬挂键密度可能 在各项异性腐蚀中起主要作用； 1975年，Kendall提出湿法腐蚀过程中，（111）较（ 100）面易生长钝化层； 1985年，Palik提出硅的各向异性腐蚀与各晶面的激 活能和背键结构两种因素相关，并提出SiO2（OH）22-是 基本的反应产物；
单晶制绒
NaOH浓度对绒面形貌影响： NaOH对硅片反应速率有重要影响。制绒过程中，由 于所用NaOH浓度均为低碱浓度，随NaOH浓度升高， 硅片腐蚀速率相对上升。与此同时，随 NaOH浓度改变 ，硅片腐蚀各向异性因子也发生改变，因此， NaOH浓 度对金字塔的角锥度也有重要影响。
85oC，30min， IPA vol10%
单晶制绒
单晶绒面显微结构（左：金相显微镜；右：扫描电镜）
绒面一般要求：制绒后，硅片表面无明显色差；绒 面小而均匀。
单晶制绒
制绒原理： 简言之，即利用硅在低浓度碱液中的各向异性腐蚀 ，即硅在(110)及(100)晶面的腐蚀速率远大于(111)晶面的 腐蚀速率。经一定时间腐蚀后，在(100)单晶硅片表面留 下四个由(111)面组成的金字塔，即上图所示金字塔。 根据文献报道，在较低浓度下，硅片腐蚀速率差异 最大可达V (110)： V(100) ： V(111) =400：200：1。 尽管NaOH(KOH)，Na2SiO3，IPA(或乙醇)混合体系 制绒在工业中的应用已有近二十年，但制绒过程中各向 异性腐蚀以及绒面形成机理解释仍存争议，本文将列出 部分机理解释。
单晶制绒
预清洗原理： 2、① 1000gNaOH，65-70oC(超声)，3min；②1000g Na2SiO3+4L IPA，65oC，2min。
① 利用NaOH腐蚀配合超声对硅片表面颗粒进行去除； ② 通过SiO32-水解生成的H4SiO4(原硅酸)，以及IPA对硅片 表面有机物进行去除。
单晶绒面：