一种硅片表面钝化方法技术

本发明专利技术公开了一种硅片表面钝化方法，包括以下步骤：1)将硅片经去离子水清洗后使用第一酸液洗去损伤层，所述第一酸液包括HF和HNO3；2)将步骤1)中经过第一酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后进行碱漂洗；3)将步骤2)中经过碱漂洗的硅片再次经去离子水洗后使用第二酸液进行酸洗，所述第二酸液包括HF和HCl；4)将步骤3)中经过第二酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后烘干，得到预处理好的硅片；5)将所述预处理好的硅片采用ALD技术进行双面Al2O3镀膜；6)将镀好Al2O3膜的硅片进行退火处理，得到钝化处理完的硅片；7)对所述钝化处理完的硅片进行少子寿命测试。本发明专利技术提供的硅片表面钝化方法能够解决碘酒钝化不均匀，少子寿命低的问题。

A surface passivation method for silicon wafer

The invention discloses a silicon surface passivation method, which comprises the following steps: 1) wafers by deionized water after cleaning using the first wash acid damage layer, the first acid including HF and HNO3; 2) in step 1) after the first silicon acid pickling again by deionized water after washing with alkali rinse; 3) in step 2) after silicon alkali rinse again by deionized water after using the acid pickling liquid, wherein the liquid acid including HF and HCl; 4) in step 3) after the acid pickling liquid silicon again by deionized water after drying, the wafer pre processed 5); the silicon wafer processed using ALD technology for double Al2O3 coating; 6) silicon wafer plated Al2O3 film annealed, get passivation processed; 7) to test the lifetime of the silicon chip after passivation treatment. The passivation method provided by the invention can solve the problem of iodine passivation is not uniform, the problem of low minoritycarrier lifetime.

【技术实现步骤摘要】
一种硅片表面钝化方法
本专利技术涉及太阳能电池
，特别是涉及一种硅片表面钝化方法。
技术介绍
在半导体材料中，光生电子和空穴从开始产生直到复合消失的时间称为寿命即少数载流子寿命，它是硅材料的一项重要参数，硅片少子寿命的高低直接影响太阳能电池片开路电压等各项参数输出。原生硅片由于表面切割损伤及晶格匹配失调，造成表面悬挂键增多，缺陷态能级较多，因而在硅禁带中引入缺陷能级使得硅片表面复合增强，导致所测硅片少子寿命远低于体少子寿命。在测量硅片体少子寿命时，需要对其表面进行钝化处理，减少表面悬挂键，降低硅片表面复合速率，使得测量值无限接近体少子寿命。硅片钝化方法常用有碘酒钝化，但碘酒钝化时易挥发，钝化均匀性差，测量时需即时操作，可操作时间短，通过碘酒钝化后的硅片表面其测试少子寿命较低，对体少子寿命反映精度较差。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于提出一种硅片表面钝化方法，解决碘酒钝化不均匀，少子寿命低的问题。一种硅片表面钝化方法，包括以下步骤：1)将硅片经去离子水清洗后使用第一酸液洗去损伤层，所述第一酸液包括HF和HNO3；2)将步骤1)中经过第一酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后进行碱漂洗；3)将步骤2)中经过碱漂洗的硅片再次经去离子水洗后使用第二酸液进行酸洗，所述第二酸液包括HF和HCl；4)将步骤3)中经过第二酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后烘干，得到预处理好的硅片；5)将所述预处理好的硅片采用ALD技术进行双面Al2O3镀膜；6)将镀好Al2O3膜的硅片进行退火处理，得到钝化处理完的硅片；7)对所述钝化处理完的硅片进行少子寿命测试。根据本专利技术提出的硅片表面钝化方法，通过两次酸洗、一次碱洗，且第一次酸洗采用HF和HNO3；第二次酸洗采用HF和HCl，对硅片的损伤处理效果好，去除方法简捷，之后采用双面Al2O3镀膜钝化，生产周期短，钝化均匀性及钝化效果优良，对体少子寿命表征精度高。本专利技术提供的硅片表面钝化方法适用于P型、N型多晶硅片，同样适用于P型、N型单晶硅片，实用性更强。另外，根据本专利技术上述的硅片表面钝化方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述步骤1)中HF和HNO3的浓度比为HF：HNO3＝60g/L：350g/L，反应时间为110～130s，反应温度为6～8℃。进一步地，所述步骤2)中使用KOH进行碱漂洗，KOH的浓度为55g/L，反应时间为110～130s，反应温度为18～22℃。进一步地，所述步骤3)中HF和HCl的浓度比为HF：HCl＝60g/L：120g/L，反应时间为50～70s，反应温度为18～22℃。进一步地，所述步骤5)中前驱体采用Al(CH3)3与H2O蒸汽，N2作为载气及吹扫作用，反应温度为200℃，单面镀膜厚度为18～22nm，Al(CH3)3的浓度为3.1～3.5mg/L，流量为9～12slm，H2O的浓度为48～52mg/L，流量为13～17slm。进一步地，所述步骤6)中退火工艺如下；a.采用TEMPRESS管式炉进行退火，首先通入N2氛围排除空气并维持N2氛围，维持流量20slm；b.以10℃/min升温速率将炉温升至380～420℃，期间维持N2流量为18～22slm并保温25～35min；c.程序运行结束后随炉冷却，关闭N2。进一步地，所述步骤1)中HF和HNO3的浓度比为HF：HNO3＝60g/L：350g/L，反应时间为120s，反应温度为7℃。进一步地，所述步骤2)中使用KOH进行碱漂洗，KOH的浓度为55g/L，反应时间为120s，反应温度为20℃。进一步地，所述步骤3)中HF和HCl的浓度比为HF：HCl＝60g/L：120g/L，反应时间为60s，反应温度为20℃。进一步地，所述步骤5)中单面镀膜厚度为20nm，Al(CH3)3的浓度为3.3mg/L，流量为10slm，H2O的浓度为50mg/L，流量为15slm。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将结合实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例1一种硅片表面钝化方法，包括以下步骤：1)将硅片经去离子水清洗后使用第一酸液洗去损伤层，所述第一酸液包括HF和HNO3，其中，HF和HNO3的浓度比为HF：HNO3＝60g/L：350g/L，反应时间为120s，反应温度为7℃；2)将步骤1)中经过第一酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后进行碱漂洗，其中，使用KOH进行碱漂洗，KOH的浓度为55g/L，反应时间为120s，反应温度为20℃；3)将步骤2)中经过碱漂洗的硅片再次经去离子水洗后使用第二酸液进行酸洗，所述第二酸液包括HF和HCl，其中，HF和HCl的浓度比为HF：HCl＝60g/L：120g/L，反应时间为60s，反应温度为20℃；4)将步骤3)中经过第二酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后烘干，得到预处理好的硅片；5)将所述预处理好的硅片采用ALD技术进行双面Al2O3镀膜；其中，前驱体采用Al(CH3)3与H2O蒸汽，N2作为载气及吹扫作用，反应温度为200℃，单面镀膜厚度为20nm，Al(CH3)3的浓度为3.3mg/L，流量为10slm，H2O的浓度为50mg/L，流量为15slm。6)将镀好Al2O3膜的硅片进行退火处理，得到钝化处理完的硅片；其中，退火工艺如下；a.采用TEMPRESS管式炉进行退火，首先通入N2氛围排除空气并维持N2氛围，维持流量20slm；b.以10℃/min升温速率将炉温升至400℃，期间维持N2流量为20slm并保温30min；c.程序运行结束后随炉冷却，关闭N2。7)对所述钝化处理完的硅片进行少子寿命测试。其中，采用Sinton-WCT-120进行少子寿命测试。根据本实施例提供的硅片表面钝化方法，钝化前测试少子寿命为1.6μs的硅片，经钝化后提高到233.5μs。实施例2一种硅片表面钝化方法，包括以下步骤：1)将硅片经去离子水清洗后使用第一酸液洗去损伤层，所述第一酸液包括HF和HNO3，其中，HF和HNO3的浓度比为HF：HNO3＝60g/L：350g/L，反应时间为110s，反应温度为8℃；2)将步骤1)中经过第一酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后进行碱漂洗，其中，使用KOH进行碱漂洗，KOH的浓度为55g/L，反应时间为110s，反应温度为22℃；3)将步骤2)中经过碱漂洗的硅片再次经去离子水洗后使用第二酸液进行酸洗，所述第二酸液包括HF和HCl，其中，HF和HCl的浓度比为HF：HCl＝60g/L：120g/L，反应时间为50s，反应温度为22℃；4)将步骤3)中经过第二酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后烘干，得到预处理好的硅片；5)将所述预处理好的硅片采用ALD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅片表面钝化方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将硅片经去离子水清洗后使用第一酸液洗去损伤层，所述第一酸液包括HF和HNO3；2)将步骤1)中经过第一酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后进行碱漂洗；3)将步骤2)中经过碱漂洗的硅片再次经去离子水洗后使用第二酸液进行酸洗，所述第二酸液包括HF和HCl；4)将步骤3)中经过第二酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后烘干，得到预处理好的硅片；5)将所述预处理好的硅片采用ALD技术进行双面Al2O3镀膜；6)将镀好Al2O3膜的硅片进行退火处理，得到钝化处理完的硅片；7)对所述钝化处理完的硅片进行少子寿命测试。

【技术特征摘要】
1.一种硅片表面钝化方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将硅片经去离子水清洗后使用第一酸液洗去损伤层，所述第一酸液包括HF和HNO3；2)将步骤1)中经过第一酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后进行碱漂洗；3)将步骤2)中经过碱漂洗的硅片再次经去离子水洗后使用第二酸液进行酸洗，所述第二酸液包括HF和HCl；4)将步骤3)中经过第二酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后烘干，得到预处理好的硅片；5)将所述预处理好的硅片采用ALD技术进行双面Al2O3镀膜；6)将镀好Al2O3膜的硅片进行退火处理，得到钝化处理完的硅片；7)对所述钝化处理完的硅片进行少子寿命测试。2.根据权利要求1所述的多晶硅片表面钝化方法，其特征在于，所述步骤1)中HF和HNO3的浓度比为HF：HNO3＝60g/L：350g/L，反应时间为110～130s，反应温度为6～8℃。3.根据权利要求1所述的硅片表面钝化方法，其特征在于，所述步骤2)中使用KOH进行碱漂洗，KOH的浓度为55g/L，反应时间为110～130s，反应温度为18～22℃。4.根据权利要求1所述的硅片表面钝化方法，其特征在于，所述步骤3)中HF和HCl的浓度比为HF：HCl＝60g/L：120g/L，反应时间为50～70s，反应温度为18～22℃。5.根据权利要求1所述的硅片表面钝化方法，其特征在于，所述步骤5)中前驱体采用Al(CH3)3与H2O蒸汽，N2作为载气及吹扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖晖，王海涛，李林东，肖贵云，陈伟，金浩，
申请(专利权)人：晶科能源有限公司，浙江晶科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36