[发明专利]一种硅片表面钝化方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种硅片表面钝化方法。

背景技术

在半导体材料中，光生电子和空穴从开始产生直到复合消失的时间称为寿命即少数载流子寿命，它是硅材料的一项重要参数，硅片少子寿命的高低直接影响太阳能电池片开路电压等各项参数输出。原生硅片由于表面切割损伤及晶格匹配失调，造成表面悬挂键增多，缺陷态能级较多，因而在硅禁带中引入缺陷能级使得硅片表面复合增强，导致所测硅片少子寿命远低于体少子寿命。

在测量硅片体少子寿命时，需要对其表面进行钝化处理，减少表面悬挂键，降低硅片表面复合速率，使得测量值无限接近体少子寿命。硅片钝化方法常用有碘酒钝化，但碘酒钝化时易挥发，钝化均匀性差，测量时需即时操作，可操作时间短，通过碘酒钝化后的硅片表面其测试少子寿命较低，对体少子寿命反映精度较差。

发明内容

为此，本发明的目的在于提出一种硅片表面钝化方法，解决碘酒钝化不均匀，少子寿命低的问题。

一种硅片表面钝化方法，包括以下步骤：

1)将硅片经去离子水清洗后使用第一酸液洗去损伤层，所述第一酸液包括HF和HNO₃；

2)将步骤1)中经过第一酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后进行碱漂洗；

3)将步骤2)中经过碱漂洗的硅片再次经去离子水洗后使用第二酸液进行酸洗，所述第二酸液包括HF和HCl；

4)将步骤3)中经过第二酸液酸洗的硅片再次经去离子水洗后烘干，得到预处理好的硅片；

5)将所述预处理好的硅片采用ALD技术进行双面Al₂O₃镀膜；

6)将镀好Al₂O₃膜的硅片进行退火处理，得到钝化处理完的硅片；

7)对所述钝化处理完的硅片进行少子寿命测试。

根据本发明提出的硅片表面钝化方法，通过两次酸洗、一次碱洗，且第一次酸洗采用HF和HNO₃；第二次酸洗采用HF和HCl，对硅片的损伤处理效果好，去除方法简捷，之后采用双面Al₂O₃镀膜钝化，生产周期短，钝化均匀性及钝化效果优良，对体少子寿命表征精度高。本发明提供的硅片表面钝化方法适用于P型、N型多晶硅片，同样适用于P型、N型单晶硅片，实用性更强。

另外，根据本发明上述的硅片表面钝化方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述步骤1)中HF和HNO₃的浓度比为HF：HNO₃＝60g/L：350g/L，反应时间为110～130s，反应温度为6～8℃。

进一步地，所述步骤2)中使用KOH进行碱漂洗，KOH的浓度为55g/L，反应时间为110～130s，反应温度为18～22℃。

进一步地，所述步骤3)中HF和HCl的浓度比为HF：HCl＝60g/L：120g/L，反应时间为50～70s，反应温度为18～22℃。

进一步地，所述步骤5)中前驱体采用Al(CH₃)₃与H₂O蒸汽，N₂作为载气及吹扫作用，反应温度为200℃，单面镀膜厚度为18～22nm，Al(CH₃)₃的浓度为3.1～3.5mg/L，流量为9～12slm，H₂O的浓度为48～52mg/L，流量为13～17slm。

进一步地，所述步骤6)中退火工艺如下；

a.采用TEMPRESS管式炉进行退火，首先通入N₂氛围排除空气并维持N₂氛围，维持流量20slm；

b.以10℃/min升温速率将炉温升至380～420℃，期间维持N₂流量为18～22slm并保温25～35min；

c.程序运行结束后随炉冷却，关闭N₂。

进一步地，所述步骤1)中HF和HNO₃的浓度比为HF：HNO₃＝60g/L：350g/L，反应时间为120s，反应温度为7℃。

进一步地，所述步骤2)中使用KOH进行碱漂洗，KOH的浓度为55g/L，反应时间为120s，反应温度为20℃。

进一步地，所述步骤3)中HF和HCl的浓度比为HF：HCl＝60g/L：120g/L，反应时间为60s，反应温度为20℃。