用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，包括提供晶體硅片以及利用醌類化合物對晶體硅片進(jìn)行鈍化的步驟。本發(fā)明的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法解決了現(xiàn)有用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法存在的晶體硅容易氧化、少子壽命測試不穩(wěn)定及不具備重現(xiàn)性的缺陷。而經(jīng)過本發(fā)明的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法處理過的晶體硅片具有穩(wěn)定性好、且重現(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于晶體硅檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]少數(shù)載流子壽命(又稱少子壽命)是硅晶體材料的一項重要參數(shù)。反映了陽光照射產(chǎn)生的非平衡載流子達(dá)到P-η結(jié)的能力。非平衡載流子到達(dá)p-n結(jié)電場后，分離產(chǎn)生光電流。太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率與單晶硅體少子壽命(下稱體壽命)直接相關(guān)。因此，體壽命成為衡量晶體娃品質(zhì)的一個重要指標(biāo)。
[0003]在晶體硅片表面，氧化層、損傷層、化學(xué)殘留物或表面金屬的沉積都會引入缺陷能級。此外，晶體的周期性被破壞也會產(chǎn)生懸掛鍵并使晶體表面存在大量位于帶隙中的缺陷能級。這些缺陷能級都使得硅片表面成為復(fù)合中心，造成表面少子壽命與體少子壽命相差較大。為了測試得到真實的體壽命，需要對硅片進(jìn)行表面處理，即，去損傷層并鈍化飽和懸掛鍵，以減少或消除表面復(fù)合。一種常用的方法是采用碘的乙醇溶液(1-E)鈍化，該方法處理的硅片在鈍化后極易被氧化，導(dǎo)致測試的穩(wěn)定性差且不具備重現(xiàn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，以獲得具有重現(xiàn)性及良好的穩(wěn)定性的測試結(jié)果。
[0005]本發(fā)明公開的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，包括提供晶體硅片以及利用醌類化合物對晶體硅片進(jìn)行鈍化的步驟。
[0006]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0007]醌類化合物為苯醌類化合物及其衍生物、萘醌類化合物及其衍生物、蒽醌類化合物及其衍生物以及菲醌類化合物及其衍生物中的一種或幾種的混合。
[0008]將醌類化合物溶解于溶劑形成醌類化合物溶液，再利用醌類化合物溶液對晶體硅片進(jìn)行鈍化時，溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、丙酮及乙酸乙酯中的一種或幾種的混合。
[0009]醌類化合物溶液的濃度為0.001-0.2mol/L0
[0010]醌類化合物為苯醌，溶劑為甲醇。
[0011]在鈍化之后，密封保存晶體娃片。
[0012]在鈍化之前，還包括對晶體硅片去氧化層的步驟。
[0013]在對晶體硅片去氧化層之前，還包括對晶體硅片進(jìn)行清潔的步驟。
[0014]對晶體硅片進(jìn)行清潔的步驟包括:
[0015]使用第一清洗液清洗晶體硅片的第一清洗步驟以及使用第二清洗液清洗晶體硅片的第二清洗步驟，其中，所述第一清洗液為氨水、雙氧水以及去離子水的混合液，所述第二清洗液為鹽酸、雙氧水以及去離子水的混合液。
[0016]在清潔步驟之前，還包括對所述晶體硅片進(jìn)行去損傷層處理的步驟。
[0017]本發(fā)明的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法解決了現(xiàn)有用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法存在的晶體硅容易氧化、少子壽命測試不穩(wěn)定及不具備重現(xiàn)性的缺陷。而經(jīng)過本發(fā)明的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法處理過的晶體硅片具有穩(wěn)定性好、且重現(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法的實施例1的P型晶體硅片的測試照片；
[0019]圖2是本發(fā)明用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法的實施例1的η型晶體硅片的測試照片；
[0020]圖3是本發(fā)明用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法的實施例2的少子壽命-時間對比圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]實施例1
[0023]本發(fā)明提供的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，包括以下步驟:
[0024]首先，提供晶體硅片。晶體硅片可以為η型或P型。本實施例中，提供的一個晶體硅片為P型，其電阻率為1.8Ω.cm，厚度140 μ m，尺寸為156 X 156mm。另一個單晶硅片為η型，其電阻率為5.5Ω.cm，厚度190μπι，尺寸也為156X156mm。
[0025]然后，對兩個晶體硅片進(jìn)行去損傷層處理。具體地，提供質(zhì)量濃度為30% -60%,溫度為75-85°C的氫氧化鉀溶液，將晶體娃片浸入前述的氫氧化鉀溶液中8-15min后漂洗，以除去附著的顆粒、油污等臟污、并去除損傷層。
[0026]其次，對去除損傷層的兩個晶體硅片進(jìn)行清洗。本實施例中，清洗可包括使用第一清洗液清洗晶體硅片的第一清洗步驟以及使用第二清洗液清洗晶體硅片的第二清洗步驟。第一清洗步驟主要用于以除去金屬雜質(zhì)，第二清洗步驟主要用于除去殘留金屬污染物。
[0027]具體地，第一清洗液包括氨水(NH3.H2O)、雙氧水(H2O2)以及去離子水(H2O)，其體積比例關(guān)系為=Viw:V雙氧水:V*= l:l:5o第一清洗步驟中，晶體硅片在第一清洗液中清洗大概5min后，用去離子水漂洗約lmin。第二清洗液包括鹽酸(HCl)、雙氧水(H2O2)以及去離子水(H2O),其體積比例關(guān)系為=Viw:V雙氧水:V水=1:1:6。第二清洗步驟中，晶體硅片在第二清洗液中清洗大概5min后，用去離子水漂洗約lmin。
[0028]再次，對清洗后的晶體硅片去氧化層。本實施例中，使用氫氟酸溶液(HF)，其體積比例關(guān)系為=Vst08:V水=1:9。晶體硅片浸入氫氟酸溶液中時間約5-10min，再用去離子水漂洗約lmin。
[0029]最后，對去氧化層的晶體娃片進(jìn)行鈍化。具體地，使用濃度為0.001-0.2mol/L醌類化合物溶液。醌類化合物可為苯醌類化合物及其衍生物、萘醌類化合物及其衍生物、蒽醌類化合物及其衍生物或者菲醌類化合物及其衍生物中的一種或幾種的混合物。溶劑為無水甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、乙酸乙酯的一種。本實施例中，使用濃度約為0.0lmol/L苯醌的甲醇溶液(Q-M)對晶體硅片進(jìn)行鈍化自封袋密封保存30min后，用微波光電導(dǎo)衰減法測試晶體硅片的體壽命。當(dāng)然，使用的苯醌的甲醇溶液(Q-M)的濃度并不限于為0.0lmol/L，可根據(jù)鈍化的實際條件進(jìn)行靈活選擇。
[0030]上述步驟使用的試劑中，氫氧化鉀(KOH)、鹽酸(HCl)、雙氧水(H2O2)、氨水(NH3.H2O)均為分析純，氫氟酸(HF)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%且為電子級。
[0031]將前述鈍化的晶體硅片密封保存約30min后，利用WT2000掃描，得到如圖1和圖2所示的結(jié)果。
[0032]實施例2
[0033]本實施例提供P型的晶體硅片，電阻率為1.5Ω.cm，厚度190μπι，尺寸為156Χ 156_。本實施例將該P(yáng)型晶體娃片平均分成兩個小晶體娃片，一個小晶體娃片使用與第一實施例大致相同的方法一次進(jìn)行去損傷層、清洗及鈍化。另一個小晶體硅片使用常規(guī)的方法，進(jìn)行去損傷層、清洗及0.08mol/L碘的乙醇溶液(1-E)鈍化，自封袋密封，利用WT1000單點(diǎn)測試中心部位，測試出的少子壽命隨時間的變化對比圖如圖3所示。
[0034]從圖3中可見，使用常規(guī)的1-E鈍化方法，測試值在測試開始20min內(nèi)迅速降低，并在20min后持續(xù)下降，測試值不穩(wěn)定，不具重現(xiàn)性。而使用本發(fā)明的Q-M表面處理方法，在開始測試20min內(nèi)，測試值較緩慢地上升，開始測試20min后，少子壽命測試值穩(wěn)定?？梢?，使用本發(fā)明的晶體硅表面處理方法，體壽命測試具有穩(wěn)定性，且重現(xiàn)性好。
[0035]本發(fā)明提供了一種用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，處理的晶體硅進(jìn)行體壽命測試，具有穩(wěn)定性，且重現(xiàn)性好。解決了現(xiàn)有用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，晶體硅容易氧化，少子壽命測試不穩(wěn)定及不具備重現(xiàn)性的缺陷。
【主權(quán)項】
1.用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，其特征在于，包括提供晶體硅片以及利用醌類化合物對晶體硅片進(jìn)行鈍化的步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，其特征在于，所述醌類化合物為苯醌類化合物及其衍生物、萘醌類化合物及其衍生物、蒽醌類化合物及其衍生物以及菲醌類化合物及其衍生物中的一種或幾種的混合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，其特征在于，將所述醌類化合物溶解于溶劑形成醌類化合物溶液，再利用所述醌類化合物溶液對晶體硅片進(jìn)行鈍化時，所述溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、丙酮及乙酸乙酯中的一種或幾種的混合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，其特征在于，所述醌類化合物溶液的濃度為0.001-0.2mol/L05.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，其特征在于，所述醌類化合物為苯醌，溶劑為甲醇。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，其特征在于，在鈍化之后，密封保存所述晶體硅片。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，其特征在于，在鈍化之前，還包括對所述晶體硅片去氧化層的步驟。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，其特征在于，在對所述晶體硅片去氧化層之前，還包括對晶體硅片進(jìn)行清潔的步驟。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，其特征在于，對晶體硅片進(jìn)行清潔的步驟包括: 使用第一清洗液清洗晶體硅片的第一清洗步驟以及使用第二清洗液清洗晶體硅片的第二清洗步驟，其中，所述第一清洗液為氨水、雙氧水以及去離子水的混合液，所述第二清洗液為鹽酸、雙氧水以及去離子水的混合液。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于晶體硅體壽命測試的表面處理方法，其特征在于，在所述清潔步驟之前，還包括對所述晶體硅片進(jìn)行去損傷層處理的步驟。
【文檔編號】H01L21/02GK105826160SQ201510003367
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月5日
【發(fā)明人】鄧浩, 劉培東, 張駿凱, 李靜, 王新強(qiáng)
【申請人】西安隆基硅材料股份有限公司