1、刻 蝕 培 訓技術質量部生產線工藝流程磷擴散形成pn結刻蝕擴散前酸洗制絨燒結絲網印刷及烘干鍍減反膜分類包裝刻蝕的種類1 干法刻蝕-等離子體刻蝕2 濕法刻蝕-化學腐蝕4什么是等離子體？隨著溫度的升高，一般物質依次表現為固體、液體和氣體。它們統稱為物質的三態。當氣體的溫度進一步升高時，其中許多，甚至全部分子或原子將由于激烈的相互碰撞而離解為電子和正離子。這時物質將進入一種新的狀態，即主要由電子和正離子（或是帶正電的核）組成的狀態。這種狀態的物質叫等離子體。它可以稱為物質的第四態。5等離子體的應用6等離子體的產生7等離子體刻蝕原理等離子體刻蝕是采用高頻輝光放電反應，使反應氣體激活成活性粒子，如原子或

2、游離基，這些活性粒子擴散到需刻蝕的部位，在那里與被刻蝕材料進行反應，形成揮發性反應物而被去除。這種腐蝕方法也叫做干法腐蝕。8等離子體刻蝕反應9首先，母體分子CF4在高能量的電子的碰撞作用下分解成多種中性基團或離子。其次，這些活性粒子由于擴散或者在電場作用下到達SiO2表面，并在表面上發生化學反應。生產過程中，在中CF4摻入O2，這樣有利于提高Si和SiO2的刻蝕速率。10等離子體刻蝕工藝在待刻蝕硅片的兩邊，分別放置一片與硅片同樣大小的玻璃夾板，疊放整齊，用夾具夾緊，確保待刻蝕的硅片中間沒有大的縫隙。將夾具平穩放入反應室的支架上，關好反應室的蓋子。什么是濕法刻蝕化學腐蝕 在半導體生產中，半導體材

3、料或金屬等材料與腐蝕液發生化學反應，從而去除材料表面的損傷層或在材料表面獲得一定形狀的圖形過程。濕法刻蝕 濕法刻蝕其實是腐蝕的一種，是對硅片邊緣的腐蝕，但不影響太陽電池的工藝結構。 HF/HNO3體系，利用其各向同性腐蝕特性，使用RENA in-line式結構的設備，利用表面張力和毛細作用力的作用去除邊緣和背面的N型。簡單設備結構與工藝說明圖示HF/HNO3體系腐蝕機理 硅在HON3+HF溶液中的腐蝕速率大，而在純HNO3或純HF溶液中的腐蝕速率很小。 圖：硅在70%（重量）HNO3+49%（重量）HF混合液中的腐蝕速率與成分的關系 在低HNO3及高HF濃度區（圖右角區）等腐蝕曲線平行于等HN

4、O3濃度線 。在低HF高HNO3濃度區（圖左下角區）等腐蝕線平行于HF濃度線。 HF/HNO3體系腐蝕機理 根據這一特性，我們可以把常用的酸性腐蝕液（通常由不同比率的硝酸（HNO3）,氫氟酸（HF）及緩沖液等組成）的腐蝕機理分為兩步： 1.利用硝酸（HNO3）氧化硅片表面 Si+2HNO3SiO2+2HNO2 2HNO2NO+NO2+H2O 2.利用氫氟酸（HF）與氧化硅生成可溶于水的絡合物 SiO2+6HFH2SiF6+2H2OHF/HNO3體系腐蝕機理 大致的腐蝕機制是HNO3 (一種氧化劑)腐蝕，在硅片表面形成了一層SiO2，然后這層SiO2在HF 酸的作用下去除。 在低HNO3及高HF

5、濃度區，生成SiO2的能力弱而去除SiO2的能力強，反應過程受HNO3氧化反應控制，所以腐蝕曲線平行于等HNO3濃度線 。在低HF高HNO3濃度區，生成SiO2的能力強而去除SiO2的能力弱，反應過程受HF反應控制，所以腐蝕線平行于HF濃度線。HF/HNO3體系腐蝕機理特點 大致的腐蝕機制是先氧化再去除，酸對硅的腐蝕速度與晶粒取向無關，因此酸腐蝕又稱為各向同性腐蝕 。 在HF-HNO3溶液中的刻蝕速率是各向同性，（100）面的刻蝕速率和（111）面的腐蝕速率非常接近。 而堿性腐蝕液為典型的各向異性腐蝕，（111）面的腐蝕速率遠遠大于（100）的腐蝕速率。 刻蝕只腐蝕邊緣，而不影響太陽電池的工藝

6、結構，而堿性腐蝕液各向異性大，已經做好的絨面引起更大的差異，不利于后道的工序。HF/HNO3體系兩區域腐蝕機理特點在低HNO3及高HF濃度區，由于該區有過量的HF可溶解反應產物SiO2，所以腐蝕速率受HNO3的濃度所控制，這中配方的腐蝕劑由于孕育期變化不定，腐蝕反應難以觸發，并導致不穩定的硅表面，要過一段時間才會在表面上慢慢地生長一層SiO2。最后，腐蝕受氧化-還原反應速率的控制，因此有一定的取向性。在低HF高HNO3濃度區，這個區域里的HNO3過剩，腐蝕速率取決于SiO2形成后被HF除去的能力，鑒于剛腐蝕的表面上總是覆蓋著相當厚的SiO2層（30-50），所以這類腐蝕劑是“自鈍化”的。該區內

7、，腐蝕速率主要受絡和物擴散而被除去的速率所限制，所以對晶體的結晶學取向不敏感，是真正的拋光腐蝕。 HF/HNO3體系腐蝕液的選擇濕法刻蝕的要求： 1，腐蝕速率適當 2，拋光腐蝕，反應速率無取向性 3，只腐蝕邊緣，而不影響太陽電池的工藝結構濕法刻蝕特點 使用RENA in-line式結構，利用表面張力和毛細作用力的作用去除邊緣和背面的N型。 用無掩膜的背腐蝕來代替等離子刻蝕分離pn結，背腐蝕使用HF-HNO3。溶液以及一些添加劑，避免了使用有毒性的CF4 氣體，背腐蝕太陽電池的背面更平整，其背面反射率優于刻邊，背腐蝕太陽電池能更有效地利用長波增加ISC。鋁背場比刻邊的更均勻，可以提高IQE，從而

8、提高了太陽電池的VOC。Rena結構Rena生產原理Inoxside界面操作與等離子刻蝕比較Rena水平刻蝕清洗機11.冷水機； 4.上料臺；2.上位機； 5.rena柱式指示燈及其急停開關;3.抽風管及其調節閥； 6.前玻璃窗.143265Rena各部件功能介紹-11.冷水機: 給冷卻器提供冷卻水.2.上位機:向PLC輸入運行參數,監控其運行.3.抽風管及其調節閥:排設備內廢氣,調節,監視抽風負壓.4.上料臺:用于設備供料放硅片.5. rena柱式指示燈及其急停開關:柱式指示燈顯示rena運行狀態,急停開關用于應急停止rena設備.6.前玻璃窗:監視設備內硅片運行情況,保護設備內氣體流動,隔

9、絕設備尾氣.Rena水平刻蝕清洗機27.電柜； 11.排放管道；8.后玻璃蓋板； 12.自動補液槽；9.下料臺； 13.傳送滾軸.10.供氣，供水管道；89101112137Rena各部件功能介紹-27.電柜:放置安裝設備總電源開關,各斷路開關,電腦機箱以及PLC(設備總控制器).8.后玻璃蓋板:監視設備各部件運行情況,保護設備內氣體流動,隔絕設備尾氣.9.下料臺:用于刻蝕后硅片卸片(插片).10.供氣,供水管道:供應設備正常運轉使用的壓縮空氣,純水,自來水以及冷卻水.11.排放管道:用于排去設備廢水.12.自動補液槽:用于儲存設備自動運行時補償的化學品.13.傳動滾軸:用于rena設備內傳送

10、硅片.Rena水平刻蝕清洗機各槽分布圖1.Etch bath； 5.Hf bath；2.Rinse 1； 6.rinse 3（DI-Water spray）；3.Alkaline rinse； 7.dryer 2。4.Rinse 2；123456Rena各槽功能介紹 1.上料臺放片 2.刻蝕槽刻邊 3.洗槽去殘液 6.HF槽去磷硅玻璃 5.洗槽去殘液 4.KOH噴淋去多孔硅 7.洗槽去殘液 8.風刀吹干 9.下料臺插片Rena各槽功能介紹槽名主要功能實現情況Etch-bath刻蝕硅片邊緣及背面的PN結，刻蝕線不超過硅片邊緣1.5mm，無刻不通現象。此槽需循環流量，刻蝕液溫度，氣體流動穩定。刻蝕

11、速率下降越慢越好。風刀吹去硅片上面的刻蝕槽殘液。良好Rinse 1循環噴淋水洗去刻蝕后吸附在硅片上的刻蝕液，并風刀吹去積在硅片上的洗槽槽液。良好Alkaline-rinseKOH噴淋去除硅片表面的多孔硅及其雜質，去除擴散形成的染色.并風刀吹去積在硅片上面的KOH殘液。KOH溶液依靠冷卻水降溫保持在20左右。良好Rinse 2循環噴淋水洗去去多孔硅后吸附在硅片上的堿液，并風刀吹去積在硅片上的洗槽槽液。良好Hf-bathHF循環沖刷噴淋去除硅片表面的磷硅玻璃，并風刀吹去積在硅片上的HF殘液良好Rinse 3循環噴淋水洗去去磷硅玻璃后吸附在硅片上的HF酸液，并純水噴霧洗去循環水殘液。良好Dryer

12、2用熱風吹去硅片兩面吸附的純水，不能有液體殘留在硅片上。一般一、刻蝕槽刻蝕槽生產multi156硅片圖片刻蝕槽溶液流向圖刻蝕反應為氧化，放熱反應.流回儲液槽，溶液溫度較高儲液槽泵液至冷卻器冷卻器泵液至刻蝕槽內槽刻蝕槽內槽溫度較低液面與硅片吸附反應后流入外槽內槽槽壁可調節高度，刻蝕槽液不斷循環降溫，且循環流量（一定范圍內）越大，液面越高泵刻蝕槽液面刻蝕槽硅片生產時正常液面 滾軸硅片間液面硅片刻蝕槽硅片流入吸附刻蝕液原理此為生產mono125-150硅片時圖片硅片完全懸空硅片尾部吸附刻蝕液刻蝕槽硅片流入吸附刻蝕液原理此為生產mono125-150硅片時圖片刻蝕液完全吸附刻蝕槽前后硅片狀態比較此為生

13、產mono125-150硅片時圖片硅片剛進入刻蝕槽硅片刻蝕后，邊緣水印為反應生成的水Rinse 1一號洗槽采用循環水噴淋，兩道水刀沖洗硅片兩面后，風刀吹去硅片上面殘液。上水刀下水刀風刀Alkaline rinse堿洗槽采用KOH溶液噴淋，水刀沖洗硅片兩面后，風刀吹去硅片上面殘液。上水刀上水刀風刀堿槽溶液流向圖（槽截面）泵過濾器硅片運行平面堿液流動方向冷卻水流動方向槽壁噴淋頭槽內液面高于溢流口的溶液從溢流管排掉FRinse 2二號洗槽采用循環水噴淋，水刀沖洗硅片兩面后，風刀吹去硅片上面殘液 。上水刀下水刀風刀HF bath氫氟酸槽采用HF溶液噴淋浸泡，水刀沖洗硅片兩面后，風刀吹去硅片上面殘液氫氟

14、酸循環噴淋使反應充分HF bath去PSG 硅片完全浸泡在溶液里氫氟酸槽溶液流向圖（槽截面）過濾器泵硅片運行平面氫氟酸液流動方向內槽液面外槽液面F噴淋頭Rinse 3三號洗槽采用循環水噴淋循環水沖洗DI-Water噴霧器最后沖洗，水落進槽底，重復利用。Dryer 2二號干燥槽采用壓縮空氣吹干，上下各兩道風刀使用馬達帶動來回拉動，吹干硅片。吹干風刀濕法刻蝕相對等離子刻蝕的優點 1、非擴散面PN結刻蝕時被去除（原等離子刻蝕背面PN結依靠絲印被鋁漿時，鋁還原硅片使N形硅變為P形硅，但所產生的P形硅電勢不強）； 2、硅片潔凈度提高（無等離子刻蝕的尾氣污染）； 3、節水（rena使用循環水沖洗硅片，耗水

15、約8T/h。等離子刻蝕去PSG用槽浸泡，用水量大） 。1、硅片水平運行，機碎高：（等離子刻蝕去PSG槽式浸泡甩干，硅片受沖擊小）；2、傳動滾軸易變形：（PVDF，PP材質且水平放置易變形）；3、成本高：（化學品刻蝕代替等離子刻蝕成本增加）。濕法刻蝕相對等離子刻蝕的缺點44檢驗方法冷熱探針法冷熱探針法測導電型號45檢驗原理熱探針和N型半導體接觸時，傳導電子將流向溫度較低的區域，使得熱探針處電子缺少，因而其電勢相對于同一材料上的室溫觸點而言將是正的。同樣道理，P型半導體熱探針觸點相對于室溫觸點而言將是負的。此電勢差可以用簡單的微伏表測量。熱探針的結構可以是將小的熱線圈繞在一個探針的周圍，也可以用小

16、型的點烙鐵。46檢驗操作及判斷確認萬用表工作正常，量程置于200mV。冷探針連接電壓表的正電極，熱探針與電壓表的負極相連。用冷、熱探針接觸硅片一個邊沿不相連的兩個點，電壓表顯示這兩點間的電壓為正值，說明導電類型為p，刻蝕合格。相同的方法檢測另外三個邊沿的導電類型是否為p型。如果經過檢驗，任何一個邊沿沒有刻蝕合格，則這一批硅片需要重新裝片，進行刻蝕。 謝 謝激勵學生學習的名言格言220、每一個成功者都有一個開始。勇于開始，才能找到成功的路。221、世界會向那些有目標和遠見的人讓路（馮兩努香港著名推銷商）222、絆腳石乃是進身之階。223、銷售世界上第一號的產品不是汽車，而是自己。在你成功地把自己

17、推銷給別人之前，你必須百分之百的把自己推銷給自己。224、即使爬到最高的山上，一次也只能腳踏實地地邁一步。225、積極思考造成積極人生，消極思考造成消極人生。226、人之所以有一張嘴，而有兩只耳朵，原因是聽的要比說的多一倍。227、別想一下造出大海，必須先由小河川開始。228、有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦關終歸楚；苦心人，天不負；臥薪嘗膽，三千越甲可吞吳。229、以誠感人者，人亦誠而應。230、積極的人在每一次憂患中都看到一個機會，而消極的人則在每個機會都看到某種憂患。231、出門走好路，出口說好話，出手做好事。232、旁觀者的姓名永遠爬不到比賽的計分板上。233、怠惰是貧窮的制造廠。234、莫找借口失敗，只找理由成功。（不為失敗找理由，要為成功找方法）235、如果我們想要更多的玫瑰花，就必須種植更多的玫瑰樹。236、偉人之所以偉大，是因為他與別人共處逆境時，別人失去了信心，他卻下決心實現自己的目標。237、世上沒有絕望的處境，只有對處境絕望的人。238、回避現實的人，未來將更不理想。239、當你感到悲哀痛苦時，最好是去學些什么東西。學習會使你永遠立于不敗之地。240、偉人所達到并保持著的高處，并不是一飛就到的