晶体硅太阳能电池刻蚀工序工艺详解
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2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
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
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。
➢ 湿法刻蚀优点: 1.避免使用有毒气体CF4。 2.背面更平整,背面反射率优于干刻,能更有效的利用长波增加Isc。被场更均匀,减 少了背面复合,从而提高太阳能电池的Voc。
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2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
➢湿法刻蚀生产流程:
上片
去PSG
刻蚀
水洗
碱洗
吹干
水洗
酸洗
水洗
➢生产注意事项: 禁止裸手接触硅片; 上片时保持硅片间距40mm左右,扩散面朝上上片,禁止放反; 刻蚀边缘在1mm左右; 下片时注意硅片表面是否吹干; 刻蚀清洗完硅片要尽快镀膜,滞留时间不超过1h。
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30
20
50
60
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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:
装片
运行刻蚀 工艺
下片
甩干
去psg清 洗
插片
➢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。
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2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
➢ 湿法刻蚀影响因素: 带速、温度、槽体内各药液浓度、外围抽风、液面高度等。
➢ 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
➢ 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
1、刻蚀的作用及方法
➢ 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)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
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
3Si+4HNO3 →3SiO2+4NO+2H2O SiO2+4HF→SiF4+2H2O SiF4 +2HF→H2SiF6
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晶体硅太阳能电池生产线 刻蚀工序培训
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;
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1、刻蚀的作用及方法
➢太阳电池生产流程:
硅片 清洗制绒 扩散 刻蚀 去PSG PECVD 印刷 烧结
刻蚀 槽
水槽
碱槽
水槽
酸槽
水槽
吹干 下料位
槽号
2#槽
溶液 HF
作用 去PSG
温度 常温
3#槽 HF、HNO3
刻蚀、背 面抛光
4℃
4#槽 常温
5#槽 NaOH
6#槽
去多孔硅
20℃
常温
7#槽
8#槽
HF、HNO3
去金属 杂质、使 硅片更易 脱水
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。
率)。
➢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)
O2
CF4
20
200
抽气 60
进气 120
气压 (pa)
100
辉光功 率
(W)
500
辉光颜色
腔体内呈乳白色,腔壁处呈 淡紫色
工作阶段时间(S)
辉光
抽气
清洗
抽气
充气
600
2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
2.3刻蚀常用化学品:
CF4:无色无臭毒性气体。不燃,若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。吸入后可引 起头痛、恶心呕吐、快速窒息等。 HF:无色透明至淡黄色冒烟的液体,有刺激性气味,具有弱酸性。腐蚀性强,对牙、骨损害较 严重,对皮肤有强烈的腐蚀性作用。 HCL:无色透明液体,为一种强酸,具有挥发性。眼和皮肤接触可致灼伤,长期接触可引起鼻炎、 皮肤损害等。 HNO3:无色透明液体,具有强氧化性、强腐蚀性,有窒息性刺激气味,在空气中冒烟,见光易 分解生成NO2而显棕色。 NaOH:白色晶体,有强烈的腐蚀性,有吸水性,可用作干燥剂,溶于水同时放出大量的热量。
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2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
➢干法刻蚀工艺过程:
▪ 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。
CF e CF , CF , CF, F, C以及它们的离子
4
3
2
▪ 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
➢产能: 125mm*125mm硅片:2180片/小时 156mm*156mm硅片:1800片/小时
KUTTLER设备外观及软件操作界面
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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:
上片
操作方向,带速1.2m/min
上料位
去
PSG 槽
硅片生产线
电池生产线
电池
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。
➢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
扩散后硅片P的分布
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2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
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