本文將詳細(xì)探討清洗和紋理的相互作用，在清潔過程中使用的化學(xué)類型對(duì)平等有著深遠(yuǎn)的影響，并在紋理中產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的影響。

經(jīng)過線鋸、除膠和切割，最終清理的目的是清除所有泥漿、切削液和線鋸殘留物，通常，這種殘留物由不同量的聚乙二醇或礦物油(切削液)、鐵和銅的氧化物、碳化硅和研磨硅，這些殘留物可以通過鋸切過程中產(chǎn)生的摩擦熱燒到晶片表面，為了去除這些殘留物，需要選擇正確的化學(xué)物質(zhì)來補(bǔ)充所使用的設(shè)備。

在晶片清洗并給予足夠的時(shí)間形成天然氧化層后，單晶硅晶片將顯示出具有0o接觸角的親水性表面，如果這些晶片經(jīng)過一個(gè)典型的堿性紋理過程，金字塔將成核到一個(gè)首選的密度，并增長(zhǎng)到5-8μ之間的高度。

圖1

當(dāng)紋理立即跟隨堿性清洗過程時(shí)，晶片表面狀態(tài)的重要性可見，導(dǎo)致不均勻的錐形成核，>反射率為20%，一個(gè)典型的堿性清洗過程將去除晶片中的天然氧化物，這可以通過產(chǎn)生的表面疏水性得到證明。接觸角從0o增加到>50o，堿性清洗后，紋理蝕刻深度也從8μ/邊到3μ/邊降低(如圖1)，這是由于晶體平面在非最佳紋理晶片表面的暴露增加，光捕獲在隨機(jī)表面不成功，這可能導(dǎo)致細(xì)胞效率下降。眾所周知，酸基清潔劑能夠從表面去除金屬而不蝕刻硅表面，由于已知金屬會(huì)影響硅的蝕刻速率，因此預(yù)計(jì)蝕刻速率應(yīng)該會(huì)隨著酸清潔劑的使用而變化。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，在紋理之前清洗晶圓，清洗后晶片接觸角保持不變，保持在0o，紋理化后，觀察到紋理化速率的增加，反射率與中性控制相當(dāng)(圖1)，峰高度和密度也與對(duì)照組非常相似，峰高度略大。

在紋理化步驟之前，評(píng)估了其他清潔劑，包括酸性和中性溶液，酸基清潔劑是已知的，具有在不蝕刻硅表面的情況下從表面去除金屬的能力，因?yàn)榻饘贂?huì)影響硅的蝕刻速率，預(yù)計(jì)蝕刻速率會(huì)隨著酸清潔劑的使用而改變。

一個(gè)已知的涉及氫氟酸暴露的氧化物去除步驟也證明了在進(jìn)入下游處理步驟之前的硅表面狀態(tài)的重要性，特別是晶片紋理，在HF酸停留后，晶片接觸角從0o增加到69o，曝光后的堿性紋理導(dǎo)致金字塔成核點(diǎn)的高密度，并顯示了低蝕刻損失(<4μ/side)和增加的反射率(>14%)。

了解到去除天然氧化物層而沒有足夠的時(shí)間再生會(huì)對(duì)紋理產(chǎn)生負(fù)面影響，因此有機(jī)會(huì)加速氧化物的生長(zhǎng)以實(shí)現(xiàn)最佳紋理，堿性清洗后，晶片接觸角增加到>50o，如果晶片經(jīng)過專有的再氧化步驟，接觸角恢復(fù)到零，紋理恢復(fù)到首選狀態(tài)(圖2)。

圖2

晶片的清洗會(huì)對(duì)硅晶片的表面狀態(tài)和紋理化結(jié)果產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響;特別是當(dāng)這種清洗干擾了晶片的天然氧化物層時(shí)，堿性清潔劑通過天然氧化層產(chǎn)生不良的效果時(shí)，可以觀察到蝕刻量減少，反射率百分比增加，氫氟酸同樣去除天然氧化層，也產(chǎn)生較差的紋理結(jié)果，進(jìn)一步的工作表明，這是一個(gè)可逆的發(fā)生，因?yàn)橐粋€(gè)再氧化步驟可以恢復(fù)天然氧化物和紋理返回到一個(gè)最佳水平，替代清潔劑，包括酸性和pH中性產(chǎn)品，不會(huì)干擾天然氧化物層，因此不會(huì)影響隨后的紋理步驟。本文已經(jīng)表明，晶圓處理步驟并不是完全相互獨(dú)立的，而是證明了可以對(duì)細(xì)胞構(gòu)建產(chǎn)生負(fù)面影響的相互作用，如果理解這些相互作用，它們可以避免或糾正，以產(chǎn)生最佳效率的光伏電池。

審核編輯：湯梓紅