光伏电池---硅片的刻蚀

边缘刻蚀原理反应方程式： 3Si + 4HNO3+18HF =3H2 [SiF6] + 4NO2 ↑ + 8H2O
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LOREM IPSUM DOLOR
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，则表明源自 完成安排的其他工作
工程师：


关注当天的效率、碎片率、良品率等参数、化学品用量，对于出现的外观不良、漏电或是 效率低下等异常，及时联系其余工序的工程师进行排查。
确定工艺方案与工艺控制参数（腐蚀量、刻蚀线宽），药液使用寿命以及设备维护周期， 上报主管工程师。 对于日常工作中，根据需要，与其他职能部门（如设备、生产等部门）进行沟通，共同寻 找解决问题的方案。 对于助理工程师汇报的异常情况，视情况到场解决或是电话给出解决方案，若不能解决的， 及时通知工艺主管。 定期进行刻蚀参数优化实验或是安排刻蚀异常时的排查实验，根据实验结果提出改进措施。 负责编写刻蚀工段的工艺文件、作业指导书，并组织相关人员进行学习。

作为工艺人员在生产过程中，如果发现机器碎片，
一方面应该提醒产线员工注意放片规范，减少叠片和歪 片；另一方面，应巡查上述主要地方，及时找到并清理 在设备中残留的碎片，杜绝更多碎片的产生。
4.4 吹不干 调整吹干气体流量，无效果，通知设备。

当班过程中，检查生产人员的无尘服穿戴、
上下片操作手法以及工艺卫生状况是否符合要求，
Etch bath Rinse1 Rinse2 Alkaline Rinse
HF bath
Rinse3
Dryer2
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↑

此外，片与片之间的间距、滚轴的水平程度、滚轴
和内槽槽边高度水平等都会影响到刻蚀线宽，发现此类 问题及时通知相关人员进行处理，保证四周刻蚀均匀， 无过刻以及刻不通现象 。

一般来说，只要保证腐蚀深度在工艺控制范围，且刻
蚀线正常，片子就一定能刻通。
4.3 碎片 放片方法应严格按照作业指导书，轻拿轻放在正确位置，多晶156的硅片由 于面积较大，如果放置的位置不正确，很容易造成叠片卡片等，致使硅片 在机器中碎裂。 调整喷淋管的位置，至滚轮能够光滑的运行，调整风管和水管的位置，使 得片子在通过的时候，不会影响片子的运行。 滚轴高低不平会影响片子的运行方向，导致叠片卡片，致使碎片。
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↑
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
当班过程中，检查生产人员的无尘服穿戴、上下片操作手法以及工艺卫生状况是否符合要求，
对于不符合要求的情况及时提出，并督促其整改，定期对员工进行集中培训。 协助助理工程师、工程师跟踪相关实验，统计数据，下班时，按时准确填写交接班记录。 10、完成安排的其他工作。
助理工程师： 关注当天的效率、碎片率、良品率等参数，对于出现的外观不良、漏电或 是效率低下等异常，及时联系其余工序的工程师一起进行排查。 检查每天的腐蚀量，对于异常点，积极排查异常并制定预防措施。 对于技术员汇报的异常情况，视情况到场解决或是电话给出解决措施，若 不能解决的，及时通知工程师。 负责刻蚀工序点检表格（各台设备的运行情况与关键参数点检表）的编写。 协助工程师，安排刻蚀段的排查或改进实验，如有需要，与其他工序或是 其他职能部门进行沟通，实验结束后，及时给出实验报告。
沿的导电类型是否为P型。
4.
如果经过检验，任何一个边沿没有刻蚀合格，则这一批硅片需要重新进行 刻蚀。
过刻以及刻蚀线不齐解决方法：
抽风：抽风在很大程度上会影响到刻蚀槽液面波动，而 刻蚀槽任何的液面波动，对在液面上运行的硅片都有很 大影响，抽风对刻蚀线宽影响很大，调节以前首先要观 察好时片子哪条边刻蚀线宽异常再进行相应处理，一般 不建议调整。 循环流量：调节循环流量，观察刻蚀效果，一般情况下， 循环流量增加刻蚀线宽增加，反之。 溶液比例：添加H2SO4,可以调整溶液粘稠度，增加溶液 的浮力。
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。
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
制绒槽 水洗槽 碱洗槽 Rena inOxside 水洗槽 酸洗槽 水洗槽 传递过程 吹干槽
扩散后接收
上片
下片
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。
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
六、注意事项
注意化学品防护，进设备内操作，一定要穿防护服。
调整参数前多加思考，在不确定的情况下务必找相关 人员确认后方可调整，调整后要密切关注生产情况， 直到正常为止。 多观察、多总结，提高技术水平。
附：化学品安全技术说明
HNO3：
健康危害：其蒸气有刺激作用，引起眼和上呼吸道刺激症状，如流 泪、咽喉刺激感、呛咳，并伴有头痛、头晕、胸闷等。口服引起腹 部剧痛，严重者可有胃穿孔、腹膜炎、喉痉挛、肾损害、休克以及 窒息。皮肤接触引起灼伤。慢性影响：长期接触可引起牙齿酸蚀症。
湿法刻蚀相对等离子刻蚀的缺点
1、硅片水平运行，机碎高：（等离子刻蚀去PSG槽式
浸泡甩干，硅片受冲击小）； 3、传动滚轴易变形：（PVDF，PP材质且水平放置易 变形）； 4、成本高：（化学品刻蚀代替等离子刻蚀成本增加）。
五、刻蚀工艺岗位职责
工艺员：
完成工艺负责的点检项目的点检工作。 仔细查看前几个班的交接班记录，了解前几个班出现的工艺问题及处理方法，再次出现时可减 少处理时间。 关注当班刻蚀工序的腐蚀量、刻蚀线宽度情况，对出现的异常及时加以解决，对于经过判断为 设备原因异常，及时联系相关人员解决，解决不了的问题要及时通知助理工程师。 对于出现的不良品，根据《工艺文件》（正在写）要求，决定返工或是流至下一道工序。
同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触点而言
将是负的。 此电势差可以用简单的微伏表测量。 热探针的结构可以是将小的热线圈绕在一个探针的周 围，也可以用小型的电烙铁。
检验操作及判断
1. 确认万用表工作正常，量程置于200mV。
2.
冷探针连接电压表的正电极，热探针与电压表的负极相连。
3.
用冷、热探针接触硅片一个边沿不相连的两个点，电压表显示这两点间的 电压为正值，说明导电类型为P型，刻蚀合格。相同的方法检测另外三个边
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
二、湿法刻蚀及去PSG原理
2.1 湿法刻蚀原理：利用HNO3和HF的混合液体对扩散后硅片下表面和边缘进行腐 蚀,去除边缘的N型硅,使得硅片的上下表面相互绝缘。
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
冷热探针法测导电型号
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。
急救措施：皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗 至少15分钟。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或 生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入：迅速脱离现场至空气 新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立 即进行人工呼吸。就医。食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。
3.3 酸洗槽