刻蚀工艺培训教材.pptx

CF e CF , CF , CF, F, C以及它们的离子
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• 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。
• 生产过程中，在中CF4掺入O2，这样有利于提高Si和SiO2的刻蚀速率。
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等离子体刻蚀工艺
在待刻蚀硅片的两边，分别放置一片与硅片同样大小的玻璃夹板，叠 放整齐，用夹具夹紧，确保待刻蚀的硅片中间没有大的缝隙。将夹具 平稳放入反应室的支架上，关好反应室的盖子。
简单设备结构与工艺说明图示
HF/HNO3体系腐蚀机理
硅在HON3+HF溶液中的腐蚀速率大，而在纯 HNO3或纯HF溶液中的腐蚀速率很小。
1. 在低HNO3及高HF浓度区（图右角区） 等腐蚀曲线平行于等HNO3浓度线 。
2. 在低HF高HNO3浓度区（图左下角区） 等腐蚀线平行于HF浓度线。
图：硅在70%（重量）HNO3+49%（重量）HF混合液中 的腐蚀速率与成分的关系
SiO2+6HFH2SiF6+2H2O
HF/HNO3体系腐蚀机理
大致的腐蚀机制是HNO3 (一种氧化剂)腐蚀， 在硅片表面形成了一层SiO2，然后这层SiO2在HF 酸的作用下去除。
• 在低HNO3及高HF浓度区，生成SiO2的能力弱而去除SiO2的能力强， 反应过程受HNO3氧化反应控制，所以腐蚀曲线平行于等HNO3浓度 线。
状态,急停开关用于应急停止rena设备. • 6.前玻璃窗:监视设备内硅片运行情况,保护设备内气体流动,
刻蚀培训
技术质量部
生产线工艺流程
制绒
扩散前酸洗
磷扩散形成pn结 镀减反膜
刻蚀 丝网印刷及烘干
分类
包装Leabharlann Baidu
烧结
刻蚀的种类
• 1 干法刻蚀---等离子体刻蚀 • 2 湿法刻蚀---化学腐蚀
什么是等离子体？
• 随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液体和气体。它们统称 为物质的三态。
• 当气体的温度进一步升高时，其中许多，甚至全部分子或原子将由于 激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子。这时物质将进入一种新的状 态，即主要由电子和正离子（或是带正电的核）组成的状态。这种状 态的物质叫等离子体。它可以称为物质的第四态。
• 在低HF高HNO3浓度区，生成SiO2的能力强而去除SiO2的能力弱， 反应过程受HF反应控制，所以腐蚀线平行于HF浓度线。
HF/HNO3体系腐蚀机理特点
大致的腐蚀机制是先氧化再去除，酸对硅的腐蚀速 度与晶粒取向无关，因此酸腐蚀又称为各向同性腐 蚀。
在HF-HNO3溶液中的刻蚀速率是各向同性，（100）面的刻蚀速率 和（111）面的腐蚀速率非常接近。
• Rena结构
• Rena生产原理 • Inoxside界面操作 • 与等离子刻蚀比较
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Rena水平刻
• •
1.冷水机； 2.上位机；
蚀清洗机1 • 3.抽风管及其调节阀；
4.上料台； 5.rena柱式指示灯及其急停开关; 6.前玻璃窗.
Rena各部件功能介绍-1
• 1.冷水机: 给冷却器提供冷却水. • 2.上位机:向PLC输入运行参数,监控其运行. • 3.抽风管及其调节阀:排设备内废气,调节,监视抽风负压. • 4.上料台:用于设备供料放硅片. • 5. rena柱式指示灯及其急停开关:柱式指示灯显示rena运行
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什么是湿法刻蚀
•
化学腐蚀
在半导体生产中，半导体材料或金属等材料与腐蚀液发生化学反应，
从而去除材料表面的损伤层或在材料表面获得一定形状的图形过程。
•
湿法刻蚀
湿法刻蚀其实是腐蚀的一种，是对硅片边缘的腐蚀，但不影响太阳电
池的工艺结构。
HF/HNO3体系，利用其各向同性腐蚀特性，使用RENA in-line式结构 的设备，利用表面张力和毛细作用力的作用去除边缘和背面的N型。
HF/HNO3体系腐蚀液的选择
湿法刻蚀的要求： 1，腐蚀速率适当 2，抛光腐蚀，反应速率无取向性 3，只腐蚀边缘，而不影响太阳电池的工艺结构
湿法刻蚀特点
使用RENA in-line式结构，利用表面张力 和毛细作用力的作用去除边缘和背面的N型。
用无掩膜的背腐蚀来代替等离子刻蚀分离p—n结，背腐蚀使用 HF-HNO3。溶液以及一些添加剂，避免了使用有毒性的CF4 气体， 背腐蚀太阳电池的背面更平整，其背面反射率优于刻边，背腐蚀太 阳电池能更有效地利用长波增加ISC。铝背场比刻边的更均匀，可 以提高IQE，从而提高了太阳电池的VOC。
• 在低HF高HNO3浓度区，这个区域里的HNO3过剩，腐蚀速率取决于 SiO2形成后被HF除去的能力，鉴于刚腐蚀的表面上总是覆盖着相当厚 的SiO2层（30---50Å ），所以这类腐蚀剂是“自钝化”的。该区内，腐 蚀速率主要受络和物扩散而被除去的速率所限制，所以对晶体的结晶 学取向不敏感，是真正的抛光腐蚀。
HF/HNO3体系腐蚀机理
根据这一特性，我们可以把常用的酸性腐蚀液 （冲通液常等由 组不 成同 ）比 的率腐的蚀硝机酸理（分为HN两O3步）：,氢氟酸（HF）及缓
1.利用硝酸（HNO3）氧化硅片表面
Si+2HNO3SiO2+2HNO2 2HNO2NO+NO2+H2O
2.利用氢氟酸（HF）与氧化硅生成可溶于水的络合 物．
而碱性腐蚀液为典型的各向异性腐蚀，（111）面的腐蚀速率远远 大于（100）的腐蚀速率。
刻蚀只腐蚀边缘，而不影响太阳电池的工艺结构，而碱性腐蚀液各 向异性大，已经做好的绒面引起更大的差异，不利于后道的工序。
HF/HNO3体系两区域腐蚀机理特点
• 在低HNO3及高HF浓度区，由于该区有过量的HF可溶解反应产物SiO2， 所以腐蚀速率受HNO3的浓度所控制，这中配方的腐蚀剂由于孕育期变 化不定，腐蚀反应难以触发，并导致不稳定的硅表面，要过一段时间 才会在表面上慢慢地生长一层SiO2。最后，腐蚀受氧化-还原反应速率 的控制，因此有一定的取向性。
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等离子体的应用
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等离子体的产生
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等离子体刻蚀原理
• 等离子体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，形成挥发性反应物而被去除。
• 这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。
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等离子体刻蚀反应
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• 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。