[發明專利]一種硅片表面鈍化方法

在審

• 申請號: 201710608344.4
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107706267A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 廖暉;王海濤;李林東;肖貴云;陳偉;金浩
• 申請（專利權）人: 晶科能源有限公司;浙江晶科能源有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 何世磊

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，特別是涉及一種硅片表面鈍化方法。

背景技術

在半導體材料中，光生電子和空穴從開始產生直到復合消失的時間稱為壽命即少數載流子壽命，它是硅材料的一項重要參數，硅片少子壽命的高低直接影響太陽能電池片開路電壓等各項參數輸出。原生硅片由于表面切割損傷及晶格匹配失調，造成表面懸掛鍵增多，缺陷態能級較多，因而在硅禁帶中引入缺陷能級使得硅片表面復合增強，導致所測硅片少子壽命遠低于體少子壽命。

在測量硅片體少子壽命時，需要對其表面進行鈍化處理，減少表面懸掛鍵，降低硅片表面復合速率，使得測量值無限接近體少子壽命。硅片鈍化方法常用有碘酒鈍化，但碘酒鈍化時易揮發，鈍化均勻性差，測量時需即時操作，可操作時間短，通過碘酒鈍化后的硅片表面其測試少子壽命較低，對體少子壽命反映精度較差。

發明內容

為此，本發明的目的在于提出一種硅片表面鈍化方法，解決碘酒鈍化不均勻，少子壽命低的問題。

一種硅片表面鈍化方法，包括以下步驟：

1)將硅片經去離子水清洗后使用第一酸液洗去損傷層，所述第一酸液包括HF和HNO₃；

2)將步驟1)中經過第一酸液酸洗的硅片再次經去離子水洗后進行堿漂洗；

3)將步驟2)中經過堿漂洗的硅片再次經去離子水洗后使用第二酸液進行酸洗，所述第二酸液包括HF和HCl；

4)將步驟3)中經過第二酸液酸洗的硅片再次經去離子水洗后烘干，得到預處理好的硅片；

5)將所述預處理好的硅片采用ALD技術進行雙面Al₂O₃鍍膜；

6)將鍍好Al₂O₃膜的硅片進行退火處理，得到鈍化處理完的硅片；

7)對所述鈍化處理完的硅片進行少子壽命測試。

根據本發明提出的硅片表面鈍化方法，通過兩次酸洗、一次堿洗，且第一次酸洗采用HF和HNO₃；第二次酸洗采用HF和HCl，對硅片的損傷處理效果好，去除方法簡捷，之后采用雙面Al₂O₃鍍膜鈍化，生產周期短，鈍化均勻性及鈍化效果優良，對體少子壽命表征精度高。本發明提供的硅片表面鈍化方法適用于P型、N型多晶硅片，同樣適用于P型、N型單晶硅片，實用性更強。

另外，根據本發明上述的硅片表面鈍化方法，還可以具有如下附加的技術特征：

進一步地，所述步驟1)中HF和HNO₃的濃度比為HF：HNO₃＝60g/L：350g/L，反應時間為110～130s，反應溫度為6～8℃。

進一步地，所述步驟2)中使用KOH進行堿漂洗，KOH的濃度為55g/L，反應時間為110～130s，反應溫度為18～22℃。

進一步地，所述步驟3)中HF和HCl的濃度比為HF：HCl＝60g/L：120g/L，反應時間為50～70s，反應溫度為18～22℃。

進一步地，所述步驟5)中前驅體采用Al(CH₃)₃與H₂O蒸汽，N₂作為載氣及吹掃作用，反應溫度為200℃，單面鍍膜厚度為18～22nm，Al(CH₃)₃的濃度為3.1～3.5mg/L，流量為9～12slm，H₂O的濃度為48～52mg/L，流量為13～17slm。

進一步地，所述步驟6)中退火工藝如下；

a.采用TEMPRESS管式爐進行退火，首先通入N₂氛圍排除空氣并維持N₂氛圍，維持流量20slm；

b.以10℃/min升溫速率將爐溫升至380～420℃，期間維持N₂流量為18～22slm并保溫25～35min；

c.程序運行結束后隨爐冷卻，關閉N₂。

進一步地，所述步驟1)中HF和HNO₃的濃度比為HF：HNO₃＝60g/L：350g/L，反應時間為120s，反應溫度為7℃。

進一步地，所述步驟2)中使用KOH進行堿漂洗，KOH的濃度為55g/L，反應時間為120s，反應溫度為20℃。

進一步地，所述步驟3)中HF和HCl的濃度比為HF：HCl＝60g/L：120g/L，反應時間為60s，反應溫度為20℃。