本发明专利技术公开了一种应用集成电路废弃硅片生产太阳能电池用硅片的制造方法。它是将集成电路废弃硅片用ＨＣｌ、Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］去除镁、铝、锰、锌、铬、铁、镍、锡、铅比氢活泼的金属，用ＨＮＯ↓［３］去除铜、汞、银过渡金属，用ＨＦ、ＨＮＯ↓［３］混酸去除金属硅化物、硅氧化物、硅氮化物，再用单面减薄、双面研磨减薄的方法以去除器件工艺中的有源区，得到原有电阻率的硅片，并经清洗、分类、检测、分档，生产出太阳能电池用的硅片。本发明专利技术有效利用了集成电路生产中的废弃的硅片，经过一系列处理，除去了硅片一定厚度内的硅物理层，同时将这一部分的杂质及结构变异一同除去，所得到的硅片比一般的太阳能硅片具有更少的杂质和更完整晶体结构，生产出的太阳能器件具有更高的光电转换效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
应用于太阳能电池的硅片一般有二种制造方法，一种是铸造多晶硅的方法，这种方法工艺简单、生产成本低，可以直接切割成方块晶锭，从而很方便地切割成太阳能电池所用的方块硅片，但这种方法生产的硅片，结构形态是多晶态，缺陷多，杂质含量高，生产出的太阳能电池光电转换效率也低。另一种方法是直拉法(Czochralski法)生产硅单晶的方法，这种方法生产的硅片晶体结构比铸造多晶硅片完整，杂质含量比铸造多晶硅片低，用这种硅片生产的太阳能电池光电转换效率高，但这种方法所要求的硅多晶质量要求高，生产成本高，硅片加工过程中还需将圆片切成准方片。用硅片生产太阳能电池，经过多年的发展，技术已日益成熟，生产成本已得到很好的控制，利用太阳能电池发电技术已进入大规模民用化阶段，当今世界人类的空前开发与有限的能源的矛盾日益突出，各国政府特别是日本美国欧洲等国家，应用财政补贴，大力扶持太阳能的利用，硅太阳能电池发展十分迅速，并导致国际市场多晶硅原料十分紧缺，价格翻番，黑市上价格更是从过去20多美元涨到120美元。在半导体集成电路生产中大量使用优质的单晶硅片，这些硅片晶体结构完整，杂质含量很低。在半导体集成电路生产过程中，电子元器件都集成在硅片表面的几微米到几十微米区域，硅片内部的硅结构和成分并没有发生明显的变化。集成电路生产各工序，都会有因各种原因导致器件失效而产生的这种废弃硅片，此外，半导体集成电路生产各工序还需要用到测试片和陪片，一般有投片量的10％～20％，将这部分不能用于集成电路的废弃硅片经过处理，再应用到太阳能电池的生产上，有利于资源的循环利用，可以大大降低太阳能电池的生产成本，市场应用十分广阔。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。它是将集成电路废弃硅片用HCl、H2SO4去除镁、铝、锰、锌、铬、铁、镍、锡、铅比氢活泼的金属，用HNO3去除铜、汞、银过渡金属，用HF、HNO3混酸去除金属硅化物、硅氧化物、硅氮化物，再用单面减薄、双面研磨减薄的方法以去除器件工艺中的有源区，得到原有电阻率的硅片，并经清洗、分类、检测、分档，生产出太阳能电池用的硅片。所述HF、HNO3混酸中加CH3COOH、H3PO4或CH3COOH和H3PO4缓冲剂。HCl的浓度为10～30％，H2SO4的浓度为10～60％。HNO3的浓度为10～70％。混酸中HF∶HNO3的配比为1∶1～1∶10。单面减薄采用单面机械减薄机或单面喷砂机。双面研磨采用磨片机。本专利技术有效利用了集成电路生产中的废弃的硅片，经过一系列处理，除去了硅片一定厚度内的硅物理层，同时将这一部分的杂质及结构变异一同除去，所得到的硅片比一般的太阳能硅片具有更少的杂质和更完整晶体结构，生产出的太阳能器件具有更高的光电转换效率。具体实施例方式本专利技术工艺流程和技术要点1.硅片表面的金属、硅化物剥离在集成电路工艺中，由于电极脚引线的需要，常在硅片表面溅射一层金属薄膜，常见金属有铝、铜等，除此之外，金属与硅接触形成金属硅化物，硅与氧、氮形成硅氧化物和硅氮化物，这部分金属和化合物，作为有害杂质必须首先用化学方法除去。具体方法如下1)稀盐酸或稀硫酸剥离轻金属废弃硅片用专用的花蓝(片架)装载，置于稀盐酸或稀硫酸溶液内，金属活性顺序表中比氢活泼的金属都能与稀酸反应。如常见金属活动顺序如下K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au反应至无气体产生后，用去离子水洗净。稀盐酸或稀硫酸浓度选择既要考虑到有足够快的反应速度，同时要考虑到使用的方便与安全，由于浓盐酸的强挥发性和浓硫酸强脱水性与氧化性，建议使用的稀盐酸浓度为10～30％，稀硫酸溶液的浓度为10～60％。2)硝酸剥离过渡金属在金属金属活动顺序中位于氢之后的金属，不能用稀盐酸或稀硫酸剥离，这时需用硝酸剥离，HNO3的浓度为10～70％。如铜与稀硝酸和浓硝酸反应如下 Cu+4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O硅片同样置花蓝(片架)内与硝酸溶液反应，由于金属与硝酸反应产生有害气体NO、NO2，所以，反应必须在通风橱内进行，尾气要用吸收塔吸收有害气体后排放。贵重金属金和铂不与硝酸反应，这时要用王水，并且反应后的溶液可回收贵金属金和铂，这部分废弃硅片可分类处理，不作为本专利技术的内容。3)氢氟酸和硝酸混合酸剥离金属硅化物、硅氧化物、氮化物。除去了轻金属和重金属的硅片表面，可能还残留有金属硅化物、硅氧化物、氮化物等，这些化合物除了与混酸反应而溶解外，既使不与混酸反应，由于氢氟酸和硝酸混合酸与表面的硅反应，随着支撑这些化合物的硅基体的溶解，这些化合物也会随反应而剥离。上述反应是一个放热反应，随着反应的进行溶液的温度越来越高，反应速度也越来越快，过快的反应速度可导致反应的不均匀性，使得硅片在边缘去厚更多，从而使硅片的总厚度差(TTV)变大，为控制反应速度可在混酸中加入CH3COOH、H3PO4或CH3COOH和H3PO4缓冲剂。混酸中HF∶HNO3的配比为1∶1～1∶10。反应以控制去厚量为准，一般为10um。反应中形成的氮氧化物(NO、NO2)是有毒有害气体，反应在通风的设备中进行，尾气要用吸收塔吸收有害气体后排放。2.单面减簿技术，除去硅片正表面器件有源区的硅层在集成电路工艺中，硅片正表面的器件区域，经过扩散、离子注入、氧化等，硅片正表面的这层硅，其化学成分和结构都已发生了很大的变化，用单面减簿机器，使用切削或磨削刀具，去除正表面一定厚度的硅层，以去除器件有源区。单面减薄机和单面喷砂机都可以实现硅片的单面减薄，但这种方法需用到专用的机器，且成本较高，所以，当有源区不太厚，一般不超过20um可直接用双面减薄的方法同时去除硅的正反两面，由此可省去单面减薄。3.双面减簿技术集成电路硅片的正表面是器件的有源区，这部分硅层必须除去，硅片的背面在集成电路加工中采用外吸杂技术，使得有害杂质在背面富集，同时加工过程中的表面沾污也使得硅片的背面有更多的杂质，因此，硅片背面几个微米(um)的硅层也必须除去。用常规的双面磨片机对硅片进行双面研磨，可同时除去硅片的正反面的硅层。一般磨片去厚60～80um，正反面可同时除去30～40um。磨片可以去除前工序中产生的大部分机械加工损伤，同时可减小硅片表面的粗糙度并使表面平整。磨片厚度的选择根据太阳能电池硅片所需厚度决定，一般太阳能电池硅片厚度在300～350um，而集成电路硅片都在500um以上，所以，集成电路硅废弃片有足够的厚度可以去除。特别薄的片子，可采用单面减薄加少量的双面研磨来控制硅片最终的厚度。4.硅片清洗硅片经双面研磨后表面残留有磨料砂粒和化学试剂，以及磨盘上研磨下来的金属杂质，这些杂质对后道器件工序将产生严重影响，通常用专用的清洗剂并加超声波清洗，再用去离子水洗净，最后用甩干机甩干硅片表面。5.硅片的检验、测试、分类、分档集成电路硅废弃片经过如上的多步处理，已除去了硅片表面的硅结构和组分变异层，留下的硅体是杂质很少结构完整的硅单晶片，处理完的硅片需经过检验测试以确认回收处理已达到要求。首先要确认硅片正表面的有源区或图形层已去除干净，方法是用显微镜观察硅片的二表面已没有集成电路图形，用四探针电阻率测试仪测量硅片内各点的电阻率，各点的电阻率本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用集成电路废弃硅片生产太阳能电池用硅片的制造方法，其特征在于，将集成电路废弃硅片用ＨＣｌ、Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］去除镁、铝、锰、锌、铬、铁、镍、锡、铅比氢活泼的金属，用ＨＮＯ↓［３］去除铜、汞、银过渡金属，用ＨＦ、ＨＮＯ↓［３］混酸去除金属硅化物、硅氧化物、硅氮化物，再用单面减薄、双面研磨减薄的方法以去除器件工艺中的有源区，得到原有电阻率的硅片，并经清洗、分类、检测、分档，生产出太阳能电池用的硅片。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘培东，
申请(专利权)人：刘培东，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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