CN109309142B - 一种硅片玻钝前液态源扩散工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅片玻钝前液态源扩散工艺，包括如下步骤：对双面减薄后放入硅片扩散前处理，处理后的硅片进行印刷扩散源，采用丝网印刷工艺对处理后的硅片一面印刷磷扩散源，另一面印刷硼扩散源或硼铝扩散源；将硅片相同扩散源的面相对进行叠片装舟；在扩散炉内进行低压扩散并进行扩散后处理，扩散后处理后进行硅片表面制绒。本发明的有益效果是采用丝网印刷工艺在硅片两面分别印刷磷扩散源、硼扩散源或硼铝扩散源，使得硅片液态源的涂覆流程得到简化，加工周期缩减；液态源涂覆后采用一次负压扩散工艺，减轻硅片边缘返源情况，扩散工艺步骤简化，提高了扩散效率；制作的PN结均匀，使得硅片的加工成本降低。
Description
技术领域
本发明属于硅片的制造工艺领域，尤其是涉及一种硅片玻钝前液态源扩散工艺。
背景技术
随着半导体技术的发展，对半导体表面钝化的要求越来越高，作为钝化材料，应具备良好的电气性能、可靠性、良好的化学稳定性、可操作性以及经济性。根据上述要求，半导体钝化专用玻璃作为一种较为理想的半导体钝化材料在半导体行业中开始应用。利用半导体钝化专用玻璃制作的芯片称为玻璃钝化芯片(Glass passivation process Chip)，即GPP芯片。
目前，行业内硅片的制作大多会用到扩散工艺形成PN结，目前业内常用的扩散工艺一般采用磷纸源、硼纸源一次全扩散或者采用磷、硼两次扩散，这些扩散方式存在着不可避免的缺陷：1)由于纸源在烧结后硅片间间隙增大，导致挥发磷源扩散至硼面造成返源；2)两次扩散的方式工艺制作繁琐，在一面磷扩散后，另一面需要喷砂或者化学减薄去除反源量，再进行硼扩散，成本高，扩散效率低，而且容易造成碎片。
发明内容
鉴于上述问题，本发明要解决的问题是提供一种硅片玻钝前液态源扩散工艺，采用丝网印刷磷扩散源、硼扩散源或硼铝扩散源，并采用一次负压扩散工艺，制作均匀PN结，减轻返源情况，提高扩散效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种硅片玻钝前液态源扩散工艺，包括如下步骤，
1)印刷扩散源：采用丝网印刷技术对扩散前处理的硅片一面印刷磷扩散源，另一面印刷硼扩散源或硼铝扩散源；
2)叠片装舟：将所述硅片硼源面或硼铝源面与硼源面或硼铝源面相对，将磷源面与磷源面相对进行叠片装舟；
3)低压扩散：将装舟后的硅片在扩散炉内进行低压扩散；
4)扩散后处理：将扩散后的硅片置于酸中进行扩散后处理；
5)硅片表面制绒。
进一步的，步骤1)包括以下步骤：
A1.在扩散前处理后的所述硅片一面印刷磷扩散源：将磷扩散源喷涂在网版上，硅片置于所述网版下方，用刮刀将磷扩散源印刷至硅片表面；
A2.将印刷完磷扩散源的硅片置于烘箱中，对磷扩散源进行烘干；
A3.按步骤B、步骤C的工艺将硼扩散源或硼铝扩散源印刷至所述硅片另一面，并进行烘烤；
A4.将硅片两面喷洒上Al2O3粉末或硅粉。
进一步的，步骤A2中的烘干时间根据磷扩散源的印刷量确定。
进一步的，步骤3)中的低压扩散具体步骤为：
B1.将装舟后的硅片置于扩散炉中，将扩散炉内气压抽至负压；
B2.将扩散炉温度升至1250℃-1300℃进行恒温扩散，恒温时间为10-30h；
B3.扩散结束后，将扩散炉温度降至550℃-650℃进行出炉。
进一步的，步骤5)硅片表面制绒的工艺为湿法制绒，具体包括以下步骤：
C1.去除扩散后处理的硅片表面的形成层；
C2.配置腐蚀清洗液：分别配置第一级清洗液、第二级清洗液和第三级清洗液；
C3.将配置好的腐蚀清洗液倒入相应的清洗槽中，并设定好清洗槽的温度；
C4.当各级清洗槽的温度达到设定值时，将硅片放入第一级清洗槽中，3-10min后将硅片取出并进行冲洗；
C5.将冲水后硅片放入第二级清洗槽中，20-30min后将硅片取出后进行冲洗；
C6.将冲水后的硅片放入第三级清洗槽中，3-10min后将硅片取出后进行冲洗；
C7.将清洗后的硅片甩干，并进行表面粗糙度测试。
进一步的，步骤C2具体包括以下步骤：
D1.称取适量氢氧化钾，配置质量分数为10-30％的氢氧化钾溶液；
D2.配置第一级清洗液：将双氧水、纯水和配置的质量分数为10-30％的氢氧化钾溶液按照体积比为6-10:110-120:1-8的比例混合进行配置第一级清洗液；
D3.配置第二级清洗液：将配置的质量分数为10-30％的氢氧化钾溶液、制绒添加剂和纯水按照体积比为0.35-0.42:0.04-0.09:5-10的比例混合进行配置第二级清洗液；
D4.配置第三级清洗液：将氢氟酸、盐酸和纯水按照体积比为10-15:30-40:60-80的比例混合进行配置第三级清洗液。
进一步的，步骤C1去除扩散后处理的硅片表面的形成层具体包括以下步骤：
E1.将扩散后处理后的硅片单片叠到碳化硅舟上，将装载硅片的碳化硅舟放到氧化炉的恒温区；
E2.开启氧化炉的启动程序；
E3.将氧化炉温度升至1080-1120℃，水域加热10-30分钟，氧化炉降温，氧化程序结束，将碳化硅舟取出；
E4.将碳化硅舟取出后冷却至室温；
E5.将冷却后的硅片从碳化硅舟上取出，浸泡在氢氟酸溶液中，浸泡时间为5-15分钟，浸泡后硅片进行冲水并甩干。
进一步的，步骤5)硅片表面制绒的工艺为激光制绒，具体包括以下步骤：
F1.去除扩散后硅片表面形成层：将扩散后的硅片浸泡在玻璃腐蚀液中0.5-4h，浸泡后，将硅片进行清洗并甩干；
F2.激光制绒：清洗后的硅片使用激光在所述硅片表面扫描，将硅片光滑表面制成粗糙表面；
F3.制绒后清洗：硅片制绒后，设于HF溶液浸泡清洗，HF溶液清洗后进行溢水清洗并甩干。
进一步的，在印刷扩散源之前硅片进行扩散前处理。
进一步的，在硅片进行扩散前处理之前进行双面减薄。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，采用丝网印刷工艺在硅片两面分别印刷磷扩散源、硼扩散源或硼铝扩散源，使得硅片液态源的涂覆流程得到简化，且加工周期得以缩减；液态源涂覆后采用一次负压扩散工艺，减轻硅片边缘返源情况，且该扩散工艺步骤简化，提高了扩散效率；采用该工艺方法进行硅片液态源一次扩散，使得制作的PN结均匀，使得硅片的加工成本降低，采用湿法制绒或激光制绒，增大了硅片表面的粗糙度，利于硅片后续玻钝工艺保护层的涂覆，使得玻钝工艺中保护层涂覆时附着力增加。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，本发明涉及一种硅片玻钝前液态源扩散工艺，包括如下步骤：
1)硅片退火清洗：将切割好的硅片进行退火清洗，去除掉表面污物，同时减少硅片在切割时受到的机械损伤；
2)硅片双面减薄：使用腐蚀液对硅片进行双面腐蚀，去除表面损伤层，具体包括如下步骤：
A.用温度计测量腐蚀液温度，该温度一般为0-15℃，并根据腐蚀液温度设定硅片腐蚀时间，该腐蚀时间一般为9-50s，根据腐蚀液温度确定腐蚀时间，将硅片放置于腐蚀液中进行腐蚀减薄，根据腐蚀液温度确定硅片双面减薄的厚度，该厚度一般为10-20μm；
B.腐蚀结束后，将硅片放入纯水清洗槽中进行清洗，清洗掉腐蚀减薄过程中的腐蚀液，清洗的时间为10-20min；
C.测量硅片减除量：硅片清洗干净后使用仪器测量硅片的减除量是否符合标准，这里使用的测量仪器为螺旋测微仪，还可以是其他测量厚度的仪器，即，测量硅片双面减薄的厚度，该厚度一般为10-20μm；
D.测量后对硅片进行溢水清洗，溢水清洗的目的是去除减薄后硅片表面
的杂质。
其中，上述的腐蚀液为按一定比例混合的硝酸、氢氟酸、冰乙酸和纯水，该腐蚀液能够很好的对硅片进行腐蚀减薄，这里的混合比例是按体积比例进行混合，按照体积比例为10-20:5-10:1-10:1-10的比例进行混合。
3)扩散前处理：对减薄后的硅片依次进行碱处理、溢水清洗、酸清洗、溢水清洗、甩干，目的是去除硅片的表面机械损伤，去除硅片表面的金属离子和有机溶剂等杂质，即，
A.将减薄后的硅片放置在碱液中进行处理，该碱液为氢氧化钾溶液，且该氢氧化钾溶液的温度为40-80℃，碱处理时间为5-20min内，这里的碱处理为一级碱处理，也就是，进行一次碱处理；
B.碱处理完成后将硅片放入纯水中进行溢水清洗，去除硅片表面的碱液，这里的清洗包括三步，先采用溢水清洗，这里的溢水清洗采用两级溢水清洗，两级溢水清洗后采用超声溢水清洗，超声溢水清洗采用一次超声溢水清洗，超声溢水清洗后采用溢水清洗，这里采用两级溢水清洗，这里每步清洗的时间为5-20min内，这里的两级溢水清洗指的是硅片进行两次水清洗，充分去掉硅片表面的其他溶液杂质，一级超声溢水清洗指的是进行一次超声溢水清洗；
C.将清洗干净的硅片放置在酸液中进行酸处理，这里酸处理所用的酸液为硝酸溶液，该硝酸的温度60-100℃，酸处理时间为5-20min内，这里的酸处理为三级酸处理，也就是，进行三次酸处理，每次酸处理的时间都相同；
D.酸处理完成后，将硅片放入纯水中进行溢水清洗，去除硅片表面的酸液，这里的溢水清洗时间为5-20min内，这里的溢水清洗为四级溢水清洗，也就是，进行四次溢水清洗，每次溢水清洗的时间相同；
E.将清洗干净的硅片甩干，使得硅片表面不会存在水等杂质。
4)印刷扩散源：采用丝网印刷工艺对处理后的硅片一面印刷磷扩散源，另一面印刷硼扩散源或硼铝扩散源，具体包括以下步骤：
A.在硅片一面印刷磷扩散源：将磷扩散源喷涂在网版上，该网版由工程塑料编织而成，将硅片置于网版下方，用刮刀从网版上方以一定角度施加压力，将磷扩散源印刷至硅片表面，这里刮刀的角度为40°～90°，印刷压力为30N-120N，版间距为1-3mm，印刷速度为50-300mm/S，刮刀高度为1-3mm，刮刀硬度为40-80HRC；
B.将印刷完磷扩散源的硅片置于烘箱中，对磷扩散源进行烘干，该烘干时间根据磷扩散源的印刷量来确定，一般烘烤的时间为5-25min，温度为90-180℃；
C.按步骤B、步骤C的工艺步骤将硼扩散源或硼铝扩散源印刷至硅片另一面，并进行烘烤，根据涂源量设定烘烤时间和烘烤温度，烘烤时间一般为5-15min，烘烤温度90-180℃；
D.烘烤完成后，将硅片两面喷洒上Al2O3粉末或硅粉。
5)叠片装舟：将硅片两两相对叠片装舟，即将硅片硼源面或硼铝源面与硼源面或硼铝源面相对，将磷源面与磷源面相对进行叠片，叠片后放入碳化硅舟中，并在碳化舟前后位置放置挡片，将硅片压紧，这样能够在进行低压扩散后充分利用扩散炉中的空间，且工作效率高，一次能够将多批次硅片进行扩散；
6)低压扩散：将装在碳化舟的硅片在扩散炉内进行低压扩散，制作均匀的PN结；其中，该步骤中低压扩散的具体步骤为：
a.将装有硅片的碳化舟置于扩散炉中，并置于该扩散炉的恒温区，关闭炉门后用真空泵将扩散炉内气压抽至负压，一般为10-101Kpa；
b.将扩散炉温度由550℃-650℃升至1250℃-1300℃进行恒温扩散，恒温时间为10-30h；
c.扩散结束后，扩散炉温度降至550℃-650℃，将盛装硅片的碳化舟拉出扩散炉。
7)扩散后处理：将扩散后的硅片置于酸中进行扩散后处理，硅片分开后冲水并使用混酸清洗表面，清除扩散后硅片表面磷、硼硅玻璃。该步骤中的用作扩散后处理的酸为氢氟酸溶液，对硅片表面进行清洗用的混酸为按一定比例混合的硝酸、氢氟酸、冰乙酸和纯水，这里的一定比例为按照体积比例为1000-3000:300-800:100-400:1000-3000进行比例混合。
8)硅片表面制绒：硅片表面制绒可以采用湿法制绒，也可以采用激光制绒。
采用湿法制绒工艺时，在制绒之前，先采用高温水蒸气和氢氟酸去除扩散后处理的硅片表面的磷、硼硅玻璃，然后采用湿法制绒，具体包括以下步骤：
A.将扩散后处理后的硅片单片叠到碳化硅舟上，这里的碳化硅舟为经过氧化处理后的带有卡槽，将装载硅片的碳化硅舟放到石英管口；
B.用炉钩将碳化硅舟缓慢推入恒温区，盖上石英炉帽；
C.开启氧化炉的启动程序，启动计时器；
D.蜂鸣器响起，关闭计时器，启动水汽发生器，开始加热并再次按下计时器开关，随后蜂鸣器响起，关闭计时器，关闭氮气开关，此时氧化炉温度升至1080-1120℃，保持恒温10-30分钟后，关闭水汽发生器，打开氮气开关，氧化程序结束，随后带上手套取下石英帽，用炉勾将碳化硅舟缓慢拉至石英管口，并在石英管口冷却；
E.将碳化硅舟取出后，将其置于不锈钢台上充分冷却至室温，此过程开启净化工作台，采用高效功能，使得净化工作台内的空气经过过滤净化，避免在硅片冷却时混入其他杂质；
F.将冷却后的硅片从碳化硅舟上取出，并摆放在容器中，此处的容器为花篮，用于盛放硅片使用，此时硅片的打标面同样朝向花篮的U形面，将花篮浸泡在装有49％氢氟酸溶液的槽子中，浸泡时间为5-15分钟，将花篮取出放入水槽中冲水并甩干，去掉硅片氧化后表面的损伤层；
G.配置腐蚀清洗液：分别配置第一级清洗液、第二级清洗液和第三级清洗液，为制绒做准备，具体包括以下步骤：
a.称取适量氢氧化钾，配置质量分数为10-30％的氢氧化钾溶液；
b.配置第一级清洗液：将双氧水、纯水和配置的质量分数为10-30％的氢氧化钾溶液按照体积比为6-10:110-120:1-8的比例混合进行配置第一级清洗液；
c.配置第二级清洗液：将配置的质量分数为10-30％的氢氧化钾溶液、制绒添加剂和纯水按照体积比为0.35-0.42:0.04-0.09:5-10的比例混合进行配置第二级清洗液；
d.配置第三级清洗液：将氢氟酸、盐酸和纯水按照体积比为10-15:30-40:60-80的比例混合进行配置第三级清洗液。
H.将配置好的腐蚀清洗液倒入相应的清洗槽中，并设定好清洗槽的温度，也就是，
a.将配置好的第一级清洗液倒入第一级清洗槽中并开启加热装置，并将温度设定为50-70℃；
b.将配置好的第二级清洗液倒入第二级清洗槽中并开启加热装置，将温度设定为70-90℃；
c.将配置好的第三级清洗液倒入第三级清洗槽中。
I.将去除玻璃后的硅片摆放在花篮中，此时硅片的打标面同样朝向花篮的U形面；
J.当各级清洗槽的温度达到设定值时，将装有硅片的花篮放入第一级清洗槽中，3-10min后将装有硅片的花篮拿出放入水槽中冲水，冲水时间为10-20min，冲洗的目的是去除硅片表面的第一级清洗液；
K.将冲水后装有硅片的花篮放入第二级清洗槽中，20-30min后将花篮拿出放入水槽中冲水，冲水时间为10-20min，冲洗的目的是去除硅片表面的第二级清洗液；
L.将冲水后的花篮放入第三级清洗槽中，3-10min后将装有硅片的花篮拿出放入水槽中冲水，冲水时间为10-20min，冲洗的目的是去除硅片表面的第三级清洗液；
M.将清洗后的硅片甩干，并进行表面粗糙度测试。
由试验数据可以知道，湿法制绒效果明显，制绒前硅片表面粗糙度为0.596，制绒后硅片表面粗糙度为0.832。
采用激光制绒时，具体包括以下步骤：
1)去除扩散后硅片表面的形成层：扩散后硅片表面形成一层形成层，该形成层为磷、硼硅玻璃，采用玻璃腐蚀液去除扩散后处理的硅片表面的磷、硼硅玻璃，利用玻璃腐蚀液将硅片液态扩散源扩散后形成的磷、硼硅玻璃腐蚀掉，为下一步激光制绒做准备，具体包括以下步骤：
A.将扩散后的硅片浸泡在玻璃腐蚀液中，浸泡时间为0.5-4h，去除扩散后的硅片表面的磷、硼硅玻璃，该玻璃腐蚀液为按一定比例混合的氢氟酸铵、草酸、硫酸铵、甘油、硫酸钡和热纯水，该混合比例为按重量比例为20-30％：10-20％：10-20％：0-10％：20-30％：10-20％的比例进行混合。
B.浸泡玻璃腐蚀液后的硅片进行超声清洗，去除硅片表面的玻璃腐蚀液，同时，使得硅片表面的磷、硼硅玻璃与玻璃腐蚀液反应不完全的磷、硼硅玻璃通过超声波去除掉，这里的超声清洗为对浸泡腐蚀液后的硅片进行一次超声清洗，超声清洗的时间一般为5-30min；
C.超声清洗后的硅片进行水清洗，进一步将硅片表面可能残留的玻璃腐蚀液清洗掉，这里只是进行一次溢水清洗，即，将超声清洗后的硅片放在水槽中进行一次冲水，冲水后并取出，该一次溢水清洗的时间一般为5-30min；
D.将上一步骤中的溢水清洗后的硅片进行硝酸清洗，进一步去除掉硅片表面的残留的杂质，也就是将硅片放入硝酸中进行清洗，硝酸清洗的时间一般为5-30min；
E.将硝酸清洗后的硅片进行水清洗，将上一步骤中的硅片表面的硝酸进行稀释清洗去除，这里将经过硝酸清洗后的硅片进行四次溢水清洗，即，将经过硝酸清洗的硅片依次放入四个水槽中进行冲水，四级溢水清洗的时间一般均为5-30min；
F.将溢水清洗后的硅片应用甩干机进行甩干。
2)激光制绒：这里的激光制绒是在硅片两面分别进行激光制绒，清洗后的硅片使用激光在硅片表面进行全片扫描，具体步骤为：将清洗后的硅片放置于激光器的工作平台上，应用激光器对硅片表面进行扫描，该激光器进行扫描时，激光器的激光光束从左至右进行直线线性扫描，且该激光光束是在硅片的表面从上至下依次进行直线线性扫描，将整个硅片表面全部扫描一遍，也就是，激光器激光光束在硅片表面进行扫描时，将激光光束形成的光斑直径控制在10-80μm，先在硅片表面横向方向上进行直线线性扫描，一条横向扫描完成后，激光光束下移，紧挨着已经扫描完成的横向继续进行横向直线线性扫描，也就是，激光光束在纵向方向上依次进行多次横向扫描，在硅片表面形成一道一道的扫描轨迹；硅片表面其中的一面扫描完成后，将硅片进行翻面，对硅片的另一面进行扫描制绒，也就是，硅片两面都进行激光扫描，对硅片进行双面制绒。
激光制绒的原理是：激光光束照射在硅片上，由于激光光束的光斑的高温作用，硅片表面由于激光光束的高温作用，使得硅片表面产生熔融的状态，等待扫描过后，经过冷却，在硅片表面形成熔融的多晶硅晶体。
硅片在经过激光扫描时，激光器的激光光束汇聚在激光表面，由于激光的高温作用，使得硅片表面发生熔融的现象，激光器的光束扫描过后，硅片表面熔融状态经过冷却形成熔融多晶硅，使得硅片经过扫描后，在硅片表面制成凹凸不平的熔融多晶硅，使得硅片表面的粗糙度增加，为硅片后续玻钝的工艺中保护胶的涂覆提供涂覆基础，使得保护胶在涂覆时附着力增加，不易脱落。
硅片经过激光扫描，硅片表面由于高温作用，形成熔融的状态，使得硅片的去除量达到4-5μm，将整个硅片表面的单晶硅都通过激光制成凹凸不平的熔融多晶硅。同时，激光扫描也能够将硅片表面的经过玻璃腐蚀液没有去除的磷、硼硅玻璃去掉。
激光扫描时，所用的激光器是红外激光器，也可以是其他激光器，可以根据生产需求进行选择，且该激光器的激光频率为0.1MHz-1MHz，功率为10-50W，激光的扫描速度为3-40m/s，将光滑的硅片表面制成粗糙表面，使得硅片表面粗糙度由0.3m提高至0.5-1.5μm；且硅片在进行激光扫描时，将硅片放置在激光器的工作平台上，将硅片固定放好，且硅片放置在常温常压下，放置在空气中，应用激光器对硅片表面进行扫描，也就是，硅片应用激光扫描不受环境限制，使得硅片制绒工艺得到简化，减少了设备投入，且使得硅片制绒工艺简单，操作方便，制绒简单。
制绒后清洗：采用酸溶液浸泡清洗，酸溶液清洗后进行两级溢水清洗并甩干，这里应用的酸溶液为氢氟酸溶液，这里清洗的目的是将经过激光扫描的硅片表面产生的杂质清洗掉。
经过激光制绒工艺后，硅片两个表面分别附着有一层凹凸不平的多晶硅，形成一种表面附着有多晶硅的单晶硅片。
经过上述步骤，将扩散后处理的硅片表面的磷、硼硅玻璃利用按一定比例配置的玻璃腐蚀液去除后，并用激光制绒的方法对硅片表面进行制绒，制绒结束后对硅片表面进行粗糙度测试，结果为制绒前硅片表面粗糙度为0.3m，制绒后硅片表面粗糙度为0.5-1.5μm，可以知道制绒效果明显，且硅片表面粗糙度均匀为后续硅片玻钝工艺的保护胶的涂覆做好准备。
采用上述的一次负压扩散工艺的PN结结果为：硼结40-60μm，铝结90-120μm，磷结40-60μm，制作样品的耐放电结果为：800-1500V。
经试验验证结果可知，采用一次负压扩散工艺制作的硅片，PN结均匀，一致性好，在磷源挥发的升温段进行负压操作，使挥发出的磷源尽快排出降低磷源返源的效果，硅片边缘返源量小。
采用湿法制绒，制绒前硅片表面粗糙度为0.596，制绒后硅片表面粗糙度为0.832，可以知道制绒效果明显。
采用激光制绒，制绒前硅片表面粗糙度为0.3m，制绒后硅片表面粗糙度为0.5-1.5μm，可以知道制绒效果明显。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，采用丝网印刷工艺在硅片两面分别印刷磷扩散源、硼扩散源或硼铝扩散源，使得硅片液态源的涂覆流程得到简化，且加工周期得以缩减；液态源涂覆后采用一次负压扩散工艺，减轻硅片边缘返源情况，且该扩散工艺步骤简化，提高了扩散效率；采用该工艺方法进行硅片液态源一次扩散，使得制作的PN结均匀，使得硅片的加工成本降低，采用湿法制绒或激光制绒，增大了硅片表面的粗糙度，利于硅片后续玻钝工艺保护层的涂覆，使得玻钝工艺中保护层涂覆时附着力增加。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种硅片玻钝前液态源扩散工艺，其特征在于：包括如下步骤，
1)印刷扩散源：采用丝网印刷技术对扩散前处理的硅片一面印刷磷扩散源，另一面印刷硼扩散源或硼铝扩散源；
2)叠片装舟：将所述硅片硼源面或硼铝源面与硼源面或硼铝源面相对，
将磷源面与磷源面相对进行叠片装舟；
3)低压扩散：将装舟后的硅片在扩散炉内进行低压扩散；
4)扩散后处理：将扩散后的硅片置于酸中进行扩散后处理；
5)硅片表面制绒；
所述步骤5)硅片表面制绒的工艺为激光制绒，对硅片进行双面制绒，所述激光制绒具体包括以下步骤：
F1.去除扩散后硅片表面形成层：将扩散后的所述硅片浸泡在玻璃腐蚀液中0.5-4h，浸泡后，将所述硅片进行清洗并甩干；具体包括以下步骤：
A.将扩散后的所述硅片浸泡在所述玻璃腐蚀液中，浸泡时间为0.5-4h，所述玻璃腐蚀液为按一定比例混合的氢氟酸铵、草酸、硫酸铵、甘油、硫酸钡和热纯水，该混合比例为按重量比例为20-30％：10-20％：10-20％：0-10％：20-30％：10-20％的比例进行混合；
B.浸泡玻璃腐蚀液后的硅片进行超声清洗，所述超声清洗为对浸泡腐蚀液后的硅片进行一次超声清洗，所述超声清洗的时间为5-30min；
C.超声清洗后的硅片进行水清洗，所述水清洗的时间为5-30min；
D.将所述步骤C中的溢水清洗后的硅片进行硝酸清洗，所述硝酸清洗的时间为5-30min；
E.将硝酸清洗后的硅片进行水清洗，进行四次溢水清洗，所述四次溢水清洗的时间均为5-30min；
F.将溢水清洗后的硅片应用甩干机进行甩干；
F2.激光制绒：清洗后的所述硅片的双面使用激光在所述硅片表面扫描，将激光光束形成的光斑直径控制在10-80μm，先在硅片表面横向方向上进行直线线性扫描，激光光束在纵向方向上依次进行多次横向扫描，在硅片表面形成一道一道的扫描轨迹；硅片表面其中的一面扫描完成后，将硅片进行翻面，对硅片的另一面进行扫描制绒，对硅片进行双面制绒，将所述硅片光滑表面制成粗糙表面；
F3.制绒后清洗：所述硅片制绒后，设于HF溶液浸泡清洗，HF溶液清洗后进行溢水清洗并甩干。
2.根据权利要求1所述的硅片玻钝前液态源扩散工艺，其特征在于：所述步骤1)包括以下步骤：
A1.在扩散前处理后的所述硅片一面印刷磷扩散源：将所述磷扩散源喷涂在网版上，所述硅片置于所述网版下方，用刮刀将所述磷扩散源印刷至所述硅片表面，刮刀的角度为40°～90°，印刷压力为30N-120N，版间距为1-3mm，印刷速度为50-300mm/S，刮刀高度为1-3mm，刮刀硬度为40-80HRC；
A2.将印刷完所述磷扩散源的硅片置于烘箱中，对所述磷扩散源进行烘干；
A3.按步骤B、步骤C的工艺将硼扩散源或硼铝扩散源印刷至所述硅片另一面，并进行烘烤；
A4.将所述硅片两面喷洒上Al2O3粉末或硅粉。
3.根据权利要求2所述的硅片玻钝前液态源扩散工艺，其特征在于：所述步骤A2中的烘干时间根据所述磷扩散源的印刷量确定。
4.根据权利要求1-3任一项所述的硅片玻钝前液态源扩散工艺，其特征在于：所述步骤3)中的低压扩散具体步骤为：
B1.将装舟后的硅片置于扩散炉中，将所述扩散炉内气压抽至负压，所述负压为10-101Kpa；
B2.将所述扩散炉温度升至1250℃-1300℃进行恒温扩散，恒温时间为10-30h；
B3.扩散结束后，将所述扩散炉温度降至550℃-650℃进行出炉。
5.根据权利要求4 所述的硅片玻钝前液态源扩散工艺，其特征在于：所述步骤5)硅片表面制绒的工艺为湿法制绒，具体包括以下步骤：
C1.去除扩散后处理的硅片表面的形成层；
C2.配置腐蚀清洗液：分别配置第一级清洗液、第二级清洗液和第三级清洗液；
C3.将配置好的所述腐蚀清洗液倒入相应的清洗槽中，并设定好所述清洗槽的温度；
C4.当各级所述清洗槽的温度达到设定值时，将所述硅片放入第一级清洗槽中，3-10min后将所述硅片取出并进行冲洗；
C5.将冲水后所述硅片放入第二级清洗槽中，20-30min后将所述硅片取出后进行冲洗；
C6.将冲水后的所述硅片放入第三级清洗槽中，3-10min后将所述硅片取出后进行冲洗；
C7.将清洗后的所述硅片甩干，并进行表面粗糙度测试。
6.根据权利要求5所述的硅片玻钝前液态源扩散工艺，其特征在于：所述步骤C2具体包括以下步骤：
D1.称取适量氢氧化钾，配置质量分数为10-30％的氢氧化钾溶液；
D2.配置第一级清洗液：将双氧水、纯水和配置的所述质量分数为10-30％的氢氧化钾溶液按照体积比为6-10:110-120:1-8的比例混合进行配置第一级清洗液；
D3.配置第二级清洗液：将配置的所述质量分数为10-30％的氢氧化钾溶液、制绒添加剂和纯水按照体积比为0.35-0.42:0.04-0.09:5-10的比例混合进行配置第二级清洗液；
D4.配置第三级清洗液：将氢氟酸、盐酸和纯水按照体积比为10-15:30-40:60-80的比例混合进行配置第三级清洗液。
7.根据权利要求5或6所述的硅片玻钝前液态源扩散工艺，其特征在于：所述的步骤C1去除扩散后处理的硅片表面的形成层具体包括以下步骤：
E1.将扩散后处理后的硅片单片叠到碳化硅舟上，将装载所述硅片的碳化硅舟放到氧化炉的恒温区；
E2.开启所述氧化炉的启动程序；
E3.将所述氧化炉温度升至1080-1120℃，水域加热10-30分钟，所述氧化炉降温，氧化程序结束，将所述碳化硅舟取出；
E4.将所述碳化硅舟取出后冷却至室温；
E5.将冷却后的所述硅片从所述碳化硅舟上取出，浸泡在氢氟酸溶液中，浸泡时间为5-15分钟，浸泡后所述硅片进行冲水并甩干。
8.根据权利要求1所述的硅片玻钝前液态源扩散工艺，其特征在于：在印刷扩散源之前所述硅片进行扩散前处理。
9.根据权利要求1所述的硅片玻钝前液态源扩散工艺，其特征在于：在所述硅片进行扩散前处理之前进行双面减薄。
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