2）湿法刻蚀原理
大致的腐蚀机制是HNO3氧 化生成SiO2，HF再去除SiO2。 右面为化学反应方程式：
水在张力作用下吸附在硅片 表面。
3Si+4HNO3 →3SiO2+4NO+2H2O SiO2+4HF→SiF4+2H2O SiF4 +2HF→H2SiF6
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➢三探针检测原理：
▪ 利用探针与硅片表面形成整 流接触（如右图），通入交 流电，通过毫安表的偏转方 向判断硅片的PN型。
▪ 此法不适应于低阻的硅片， 因为低阻硅片与探针形成的 是欧姆接触。
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4、常见问题及解决方法
刻蚀方法
常见问题
原因
干法刻蚀
刻蚀不足 过刻
➢产能： 125mm*125mm硅片：2180片/小时 156mm*156mm硅片：1800片/小时
KUTTLER设备外观及软件操作界面
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2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
➢槽体布局及工艺：
上片
操作方向，带速1.2m/min
上料位
去
PSG 槽
2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
2.2湿法刻蚀设备
➢主要结构说明： 槽体根据功能不同分为入料段、湿法刻 蚀段、水洗段、碱洗段、水洗段、酸洗段、 溢流水洗段、吹干槽。所有槽体的功能控 制在操作电脑中完成。
➢产品特点： 有效减少化学药品使用量 高扩展性模块化制程线 拥有完善的过程监控系统和可视化操作 界面 优化流程，降低人员劳动强度 通过高可靠进程降低碎片率 自动补充耗料实现稳定过程控制
2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
2.1干法刻蚀设备： ➢设备名称：MCP刻边机 ➢设备特点： 1.采用不锈钢材质做反应腔，解决了石 英体腔在使用过程中，频繁更换腔体带 来的消耗。 2.电极内置，克服了射频泄露、产生臭 氧的危害。 3.射频辐射低于国家职业辐射标准。 ➢生产能力：一小时 1200PCS
硅片生产线
电池生产线
电池
组件生产线
➢刻蚀作为太阳电池生产中的第三道工 序，其主要作用是去除扩散后硅片四 周的N型硅，防止漏电。
➢去PSG顾名思义，其作用是去掉扩 散前的磷硅玻璃。反应方程式如下：
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
扩散后硅片P的分布
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➢湿法刻蚀生产流程：
➢生产注意事项： 禁止裸手接触硅片； 上片时保持硅片间距40mm左右，扩散面朝上上片，禁止放反； 刻蚀边缘在1mm左右； 下片时注意硅片表面是否吹干； 刻蚀清洗完硅片要尽快镀膜，滞留时间不超过1h。
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2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
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5、未来工艺的发展方向
1.刻蚀发展方向：去PSG工序将与干法刻蚀合为一道工序，干法刻蚀将逐 步被湿法刻蚀所取代。
2.湿法刻蚀最新设备：结合rena和kuttler设备的优点，既能避免黑边、方 阻也不上升。
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刻蚀时间过短、气量不足、射频功率过低 刻蚀时间过长、射频功率过高
方阻上升过大
酸液串槽 3#槽酸性气体浓度过高
湿法刻蚀
整体过刻、刻不通
液面高度过高或过低 气流不均匀
部分过刻或刻不通
液面不水平 滚轮不水平
气流不均匀
解决办法 相应调整刻蚀参数 相应调整刻蚀参数 加水稀释、重新配槽 检查、加大抽风 减小、增大泵浦功率 增大或减小抽风 调整抽风 调换滚轮 调节抽风
三探针
边缘PN型：显示P型
冷热探针、三探针
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四探 针测 试仪
电子天平
3、主要检测项目及标准
➢冷热探针检测原理：
▪ 热探针和N型半导体接触时，将传导电子流向温 度较低的区域，使得热探针处电子缺少，因而其 电势相对于同一材料上的室温触电而言将是正的。 同样道理，P型半导体热探针触点相对于室温触 点而言将是负的。
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3、主要检测项目及标准
刻蚀主要检测硅片的减薄量、上升的方阻、硅片边缘的PN型。
➢方阻上升： 所用仪器：四探针测试仪
方阻上升标准：方阻上升5个以内
➢减薄量： 所用仪器：电子天平
减薄量标准：多晶0.05-0.1克
➢硅片边缘的PN型： 所用仪器：冷热探针、
1、刻蚀的作用及方法
➢ 刻蚀制作方法：
目前，晶体硅太阳电池一般采用干法和湿法两种刻蚀方法。
1）干法刻蚀原理
干法刻蚀是采用高频辉光放电 反应，使反应气体激活成活性粒子， 如原子或游离基，这些活性粒子扩 散到需刻蚀的部位，在那里与被刻 蚀材料进行反应，形成挥发性生成 物而被去除。它的优势在于快速的 刻蚀速率同时可获得良好的物理形 貌 （这是各向同性反应） 。
➢干法刻蚀中影响因素：
主要是CF4， O2的流量，辉光 时间，辉光功率。
右面表格为中 式线所用工艺。
工作气体流量 （SCCM）
O2
CF4
20
200
抽气 60
进气 120
气压 （pa）
100
辉光功 率
（W）
500
辉光颜色
腔体内呈乳白色，腔壁处呈 淡紫色
工作阶段时间（S）
辉光
抽气
清洗
抽气
充气
600
30
20
2.3刻蚀常用化学品：
CF4：无色无臭毒性气体。不燃，若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。吸入后可引 起头痛、恶心呕吐、快速窒息等。 HF：无色透明至淡黄色冒烟的液体，有刺激性气味，具有弱酸性。腐蚀性强，对牙、骨损害较 严重，对皮肤有强烈的腐蚀性作用。 HCL：无色透明液体，为一种强酸，具有挥发性。眼和皮肤接触可致灼伤，长期接触可引起鼻炎、 皮肤损害等。 HNO3：无色透明液体，具有强氧化性、强腐蚀性，有窒息性刺激气味，在空气中冒烟，见光易 分解生成NO2而显棕色。 NaOH：白色晶体，有强烈的腐蚀性，有吸水性，可用作干燥剂，溶于水同时放出大量的热量。
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2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
➢干法刻蚀工艺过程：
▪ 首先，母体分子CF4在高能量的电子的 碰撞作用下分解成多种中性基团或离子。
C F e C,F C,F CF FC ,,以它 及们的离子
4
3
2
▪ 其次，这些活性粒子由于扩散或者在电 场作用下到达SiO2表面，并在表面上 发生化学反应（掺入O2，提高刻蚀速 率）。
晶体硅太阳能电池生产线 刻蚀工序培训
目录
1、刻蚀的作用及方法； 2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品； 3、主要检测项目及标准； 4、常见问题及解决方法； 5、未来工艺的发展方向；
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1、刻蚀的作用及方法
➢太阳电池生产流程：
硅片 清洗制绒 扩散 刻蚀 去PSG PECVD 印刷 烧结
刻蚀 槽
水槽
碱槽
水槽
酸槽
水槽
吹干 下料位
槽号
2#槽
溶液 HF
作用 去PSG
温度 常温
3#槽 HF、HNO3
刻蚀、背 面抛光
4℃
4#槽 常温
5#槽 NaOH
6#槽
去多孔硅
20℃
常温
槽
8#槽
HF、HNO3
去金属 杂质、使 硅片更易 脱水
常温
常温
➢湿法刻蚀影响因素：带速、温度、槽液内各药液浓度、外围抽风、液面高度等。
50
60
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2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
➢干法刻蚀生产流程：
➢生产注意事项： 禁止裸手接触硅片； 插片时注意硅片扩散方向，禁止插反； 刻蚀边缘在1mm左右； 刻蚀清洗完硅片要尽快镀膜，滞留时间不超过1h。
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2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品
➢ 湿法刻蚀影响因素： 带速、温度、槽体内各药液浓度、外围抽风、液面高度等。
➢ 检测工艺点：
1.方阻上升在范围之内 2.减重在范围之内 3.3#槽药液浸入边缘在范围之内 4.片子是否吹干，表面状况是否良好
➢ KUTLLER刻蚀设备特点： 先去PSG，后刻蚀。此种方法优点是避免了先刻蚀由于毛细作用，导致
PECVD后出现白边。缺点是由于气相腐蚀的原因，在刻蚀后方阻会上升。
➢ 湿法刻蚀优点： 1.避免使用有毒气体CF4。 2.背面更平整，背面反射率优于干刻，能更有效的利用长波增加Isc。被场更均匀，减 少了背面复合，从而提高太阳能电池的Voc。
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2、刻蚀的工艺设备、操作流程及常用化学品