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制绒原理

2009-02-26 08:36阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1440999220

  • 1.原理
其原理是稀氢氧化钠对硅片表面腐蚀速度不同，从而导致硅片表面形成凹凸不平的状态，这就是所谓的绒面。绒面的目的是为了在硅的表面形成不规则的倒金字塔结构。金字塔的形成的作用是使光线在硅片表面发生多次反射，从而增加光线射入硅片的几率，硅片相应的得到更多的能量。
反应原理:Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2
Na2SiO3+2H2O==2NaOH+H2SiO3
绒面制备是一个动态平衡过程.温度与时间固定时前提下,NaOH 浓度增大时,腐蚀速度快,绒面比较小.另外,NaOH与硅反应产生Na2SIO3,抑制腐蚀过程.得到合适的绒面,就要找到二者浓度的平衡点。
理想绒面受到很多因数的影响：
1.硅片绒面前的表面状态
2.制绒液的组成
3.各组分的含量.温度.反应时间
4.硅片的数量.醇类的挥发.反应生成物在溶液中的增加数量.制绒液中各组分的变化等。
2.辅助材料的作用
IPA在制绒中所起的作用:
  • 能够减缓反应速率,时间可以控制,减少反应时间短而形成的问题.
  • 降低水的表面张力,使生成的H2更容易脱离硅片,使得硅片表面腐蚀均匀.
  • 如果只用碱来腐蚀单晶硅表面,做出来的金字塔型绒面并不均匀,是因为硅片的表面的可沾性差,所以通常加入表面活性添加剂来增加单晶硅表面的可沾性.同时也能够提供OH-,促进单晶硅表面组织化的进行.
  • 有使金字塔变大的负面作用,不适宜加的过多.
  • IPA爆炸极限低,挥发性强,时刻保证通风.
Na2SiO3在制绒中所起的作用:
  • Na2SiO3是很好的亲和剂,和IPA的作用类同.
  • SI和NaOH反应生产的Na2SiO3和加入的Na2SiO3能起到缓冲剂的作用,使反应不至于很剧烈,变的平缓.
  • Na2SiO3使反应有了更多的起点,生长出的金字塔更均匀,更小一点
  • Na2SiO3多的时候要及时的排掉,Na2SiO3导热性差,会影响反应,溶液的粘稠度也增加,容易形成水纹,篮痕和表面斑点.
制绒的几个控制点:
  • 温度.不能过高也不能过低，温度过高，首先就是IPA不好控制，温度一高，IPA的挥发很快，气泡印就会随之出现，这样就大大减少了PN结的有效面积，反应加剧,还会出现片子的漂浮，造成碎片率的增加。处理这个问题的时候应该及时加IPA.
  • IPA。IPA并不是越多越好，多则加长绒面的时间，过少则气泡印太多。
  • 氢氧化钠.氢氧化钠的浓度越高,金字塔的体积越大.而制绒液的腐蚀性随氢氧化钠溶液浓度变化而变化的比较显著,浓度高的氢氧化钠溶液与硅进行化学反应的速度加快,反应相同后,金字塔的体积更大.当氢氧化钠的浓度超过了一定的界限,溶液的腐蚀力度过强,直至出现类似抛光的效果.相比于IPA有利于绒面生长的氢氧化钠浓度范围比较小,这就要求生产过程中要严格控制溶液中的氢氧化钠浓度.
  • 在绒面的制作过程当中，应该保持各个区域的温度没有差异.
  • Na2SiO3.过多抑制绒面的形成,容易形成水纹,篮痕和表面斑点.
理想质量的绒面:
制绒原理
理想质量的绒面是金字塔大小均匀，相邻金字塔之间没有空隙，也就是覆盖率达到100%。金字塔的大小应该控制在4微米左右 ,角度60度为佳。
以上仅为个人制绒的初浅认识,存在许多不完善之处,请大家多多指教,要取得对绒面的可控性,还需要进一步的努力.(交流QQ:394947015)

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