CN102364322A - 测量硅片少子寿命的表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种测量硅片少子寿命的表面处理方法，包括以下步骤：1)将原生硅片浸入RCAI溶液中漂洗，去除硅片表面附着的杂质；2)将漂洗后的硅片置于HF酸溶液中清洗；3)将清洗后硅片浸入RCAII溶液中漂洗，去除硅片表面残留的金属污染物；4)将漂洗后硅片浸入由氢氟酸、硝酸混合去离子水制得的酸性漂洗液中浸泡；5)将浸泡后硅片置于去离子水中漂洗后用氮气吹干；6)将吹干后硅片置于氟化铵溶液中浸泡；7)将浸泡后的硅片再次置于去离子水中漂洗后用氮气吹干；8)上述样片用碘酒钝化后密封，利用μ-PCD法进行少子寿命测试。将硅片经本发明处理后进行少子寿命测试，结果碘酒钝化的稳定性得到明显提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量p型太阳能级晶体硅硅片少子寿命的表面处理方法，尤其是一种测量硅片少子寿命的表面处理方法。
背景技术
少数载流子寿命是硅晶体材料的一项重要参数，它与晶体硅太阳能电池的光电转换效率有着直接关系。因此，测量晶体硅体内的少数载流子寿命是在生产之前对硅原材料进行质量检测和在研究过程中进行性能分析的重要手段。目前测量硅片少子寿命的方法很多，如：光电导衰减法、表面光电压法等，但由于微波光电导衰减法(μ-PCD)操作简单且测试精度满足检测要求而在工业上得到广泛应用。
晶体硅的少子寿命，是不同复合机制的综合结果，最终测量的少子寿命实际上是整个样品的有效寿命，它是发生在硅片表面、体内所有复合叠加的净结果，因此为了得到硅片的真实体寿命必须利用钝化方法降低表面复合的影响。硅片表面钝化方法主要有化学钝化和物理钝化，化学钝化主要包括氢氟酸钝化、碘酒/乙醇钝化，由于碘酒/乙醇钝化易操作、成本低、钝化效果明显而得到广泛利用。利用碘酒/乙醇钝化方法时普遍采用以下工艺处理硅片表面：RCA溶液漂洗--化学抛光--硫酸双氧水溶液漂洗--氢氟酸漂洗。经过此工艺处理的硅片进行碘酒钝化后其稳定性较差，给测试结果带来了不确定因素。合理的表面处理方法能够改善碘酒/乙醇钝化方法的稳定性，提高测试精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种硅片的表面处理工艺，适合碘酒/乙醇钝化法测量p型硅片的少子寿命，克服碘酒/乙醇钝化法在测量p型硅片的少子寿命时出现的以下缺点：钝化稳定性差、测试过程中不确定因素多。
本发明所采用的技术方案为：一种测量硅片少子寿命的表面处理方法，包括以下步骤：
1)将原生硅片浸入RCAI溶液中漂洗，去除硅片表面附着的颗粒、油污和金属杂质；
2)将漂洗后的硅片置于HF酸溶液中清洗；
3)将清洗后硅片浸入RCAII溶液中漂洗，去除硅片表面残留的钠、铁、镁和锌等金属污染物；
4)将漂洗后硅片浸入由氢氟酸、硝酸混合去离子水制得的酸性漂洗液中浸泡；
5)将浸泡后硅片置于去离子水中漂洗后用氮气吹干；
6)将吹干后硅片置于氟化铵溶液中浸泡；
7)将浸泡后硅片再次置于去离子水中漂洗后用氮气吹干；
8)上述样片用碘酒钝化后密封，利用μ-PCD法进行少子寿命测试。
具体的说，所述的步骤1)中的漂洗温度为70-80℃，时间为5min-10min。
所述的步骤2)中的清洗液为去离子水稀释浓度为49％的氢氟酸而得溶液；HF溶液配比：V氢氟酸∶V去离子水＝1∶(40-60)，漂洗时间为10s-20s。
所述的步骤3)中漂洗温度为70-80℃，时间为5min-10min。
所述的步骤4)中是将原生硅片浸入由质量百分比为47％-49％的氢氟酸，65％-68％的硝酸混合去离子水制得的酸性漂洗液中漂洗，时间为1min-3min，酸性漂洗液配比为V氢氟酸∶V硝酸∶V去离子水＝(1-1.5)∶(2-4.5)∶(1.7-3.0)。
所述的步骤6)中氟化铵溶液浓度为40％-50％，浸泡时间为：1min-5min。
所述的步骤8)中的碘酒浓度为0.01-0.05mol/L。
本发明的有益效果是：克服了碘酒/乙醇钝化法在测量p型硅片的少子寿命时出现的钝化稳定性差、测试过程中不确定因素多等缺点，使得碘酒钝化的稳定性得到明显提高。
具体实施方式
实施例
采用电阻率为0.5-3.0ohmcm，厚度为170-200μm的P型单晶硅硅片。
P型单晶硅硅片采用本发明方法处理硅片表面：
第一步、漂洗：将原生硅片浸入RCAI溶液中漂洗，温度为80℃，时间为10min，RCAI溶液配比为V氨水∶V双氧水∶V去离子水＝1∶1∶5；
第二步、清洗：将漂洗后的硅片置于HF酸溶液中清洗；氢氟酸溶液配比：V氢氟酸∶V去离子水＝1∶50，时间为15s；
第三步、漂洗：将原生硅片浸入RCAII溶液中漂洗，温度为80℃，时间为10min，RCAII溶液配比为V盐酸∶V双氧水∶V去离子水＝1∶1∶6；
第四步、化学抛光：将吹干硅片浸入由质量百分比为47的氢氟酸，65％的硝酸混合去离子水制得的酸性漂洗液中浸泡，时间为1min，酸性漂洗液配比为V氢氟酸∶V硝酸∶V去离子水＝1∶2∶1.7；
第五步、干燥：将漂洗后的硅片置于去离子水中漂洗后用氮气吹干；
第六步、漂洗：将吹干后硅片置于质量分数为45％的氟化铵(NH4F)溶液中浸泡，时间为：4min；
第七步、干燥：将漂洗后的硅片置于去离子水中漂洗后用氮气吹干；
第八步、测试：上述样片用浓度为0.04mol/L的碘酒钝化后密封，利用μ-PCD法进行少子寿命测试。
经本发明处理的P型单晶硅硅片，进行碘酒钝化后测试其少子寿命，结果如表1所示：
由表1可知，经过150min后少子寿命为38.84μs，表明钝化的稳定性得到明显提高。
Claims (7)
1.一种测量硅片少子寿命的表面处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将原生硅片浸入RCAI溶液中漂洗，去除硅片表面附着的颗粒、油污和金属杂质；
2)将漂洗后的硅片置于HF酸溶液中清洗；
3)将清洗后硅片浸入RCAII溶液中漂洗，去除硅片表面残留的钠、铁、镁和锌等金属污染物；
4)将上述硅片浸入由氢氟酸、硝酸混合去离子水制得的酸性漂洗液中浸泡；
5)将浸泡后硅片置于去离子水中漂洗后用氮气吹干；
6)将吹干后硅片置于氟化铵溶液中浸泡；
7)将浸泡后硅片再次置于去离子水中漂洗后用氮气吹干；
8)上述样片用碘酒钝化后密封，利用-PCD法进行少子寿命测试。
2.如权利要求1所述的测量硅片少子寿命的表面处理方法，其特征在于：所述的步骤1)中的漂洗温度为70-80℃，时间为5min-10min，RCAI溶液配比为V氨水∶V双氧水∶V去离子水＝1∶1∶5。
3.如权利要求1所述的测量硅片少子寿命的表面处理方法，其特征在于：所述的步骤2)中的清洗液为去离子水稀释浓度为49％的氢氟酸而得溶液；HF溶液配比：V氢氟酸∶V去离子水＝1∶(40-60)，漂洗时间为10s-20s。
4.如权利要求1所述的测量硅片少子寿命的表面处理方法，其特征在于：所述的步骤3)中漂洗温度为70-80℃，时间为5min-10min，RCAII溶液配比为V氨水∶V双氧水∶V去离子水＝1∶1∶6。
5.如权利要求1所述的测量硅片少子寿命的表面处理方法，其特征在于：所述的步骤4)中是将原生硅片浸入由质量百分比为47％-49％的氢氟酸，65％-68％的硝酸混合去离子水制得的酸性漂洗液中漂洗，时间为1min-3min，酸性漂洗液配比为V氢氟酸∶V硝酸∶V去离子水＝(1-1.5)∶(2-4.5)∶(1.7-3.0)。
6.如权利要求1所述的测量硅片少子寿命的表面处理方法，其特征在于：所述的步骤6)中氟化铵溶液浓度为40％-50％，浸泡时间为：1min-5min。
7.如权利要求1所述的测量硅片少子寿命的表面处理方法，其特征在于：所述的步骤8)中的碘酒浓度为0.01-0.05mol/L。
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