[发明专利]多晶硅晶面指数的检测方法和检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及硅片晶面指数的检测方法和检测装置。

背景技术

众所周知，利用太阳能发电具有许多优点。要使得太阳能电池具有较大的市场，并被广大消费者所接受，除了提高太阳能电池的光电转换效率外，降低成本也是目前追求的一个目标。

从目前的市场份额来看，多晶硅一直占有大部分的太阳能电池市场份额，且在可预见的未来内仍然保持着领先的地位。主要原因是：通过浇铸法和直接凝固法可获得大体积的方形多晶硅，多晶硅片成本低，虽然多晶硅太阳能电池的效率低于单晶硅，但是综合考虑成本与电池组件的发电量，多晶硅太阳能电池是市场的主要选择主体。多晶硅上的不同晶面结构具有不同的表面复合速率，因此多晶硅片上的晶粒的晶向会影响太阳能电池的性能参数。对多晶硅片晶向的准确检测，有利于选择并优化多晶硅的铸锭工艺和评估多晶硅的质量，从而促进多晶硅电池产业的发展。

目前采用X射线衍射技术和电子背散射衍射分析技术测量晶粒的晶向。X射线衍射技术的束斑直径为毫米量级，因此X射线衍射技术无法测量微米量级晶粒的晶向，只能够对大的晶粒进行测量，另外也无法测量具体晶向所在的位置。电子背散射衍射分析技术可以测量微米量级晶粒的晶向，但是仪器的成本太高，精度却比X射线要低。

因此，目前需要一种低成本、高效的晶面指数检测技术。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种多晶硅晶面指数的检测方法，包括下列步骤：

1)利用表面形貌分析技术获得经各向异性制绒后的多晶硅表面的凹坑的形貌；

2)确定所述凹坑的形貌的截面图；

3)根据所述截面图确定所述多晶硅表面的晶面指数。

优选的，在所述步骤2)中，沿所述凹坑的边缘用多条直线依次连接形成多边形。

优选的，沿着所述凹坑中的每一条棱画出一条直线。

优选的，在所述步骤3)中，计算所述截面图中相交的两条边的夹角，和/或相交的两条棱的夹角，和/或相交的棱与边之间的夹角。

优选的，在所述步骤1)中，所述凹坑的侧面属于所述多晶硅的{111}晶面族。

本发明的实施例还提供了一种多晶硅晶面指数的检测装置，包括：

表面形貌分析装置，其用于获得经各向异性制绒后的多晶硅表面的凹坑的形貌；

截面图绘制装置，其用于确定所述凹坑的形貌的截面图；

晶面指数计算装置，其用于根据所述截面图确定所述多晶硅表面的晶面指数。

优选的，所述截面图绘制装置用于沿所述凹坑的边缘用多条直线依次连接形成多边形。

优选的，所述截面图绘制装置用于沿着所述凹坑中的每一条棱画出一条直线。

优选的，所述晶面指数计算装置用于计算所述截面图中相交的两条边的夹角，和/或相交的两条棱的夹角，和/或相交的棱与边之间的夹角。

优选的，所述凹坑的侧面属于所述多晶硅的{111}晶面族。

本发明的检测方法对晶粒的尺寸并没有限制，检测的成本低，可根据凹坑的形状直观地、准确地获得晶面指数，检测速度快、效率高。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1是硅的(abc)晶面与{111}晶面族在硅的三个晶轴构成的直角坐标系中的示意图。

图2是(001)晶面经过酸性制绒后的理论截面图。

图3是(11X)晶面经过酸性制绒后形成的凹坑的理论截面图。

图4是(0AB)晶面经过酸性制绒后形成的凹坑的理论截面图。

图5是(hkl)晶面经过酸性制绒后形成的凹坑的理论截面图。

图6是硅的(abb)晶面与{111}晶面族在硅的三个晶轴构成的直角坐标系中的示意图。

图7是(011)晶面经过酸性制绒后形成的凹坑的理论截面图。

图8是(122)晶面经过酸性制绒后形成的凹坑的理论截面图。

图9是经过酸性制绒的多晶硅片的某一区域的扫描电子显微镜(SEM)图像。

图10是经过酸性制绒的多晶硅片的(112)晶面的SEM图像。

图11是经过酸性制绒的多晶硅片的(012)晶面的SEM图像。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。