一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，屬于半導(dǎo)體器件的處理方法。本發(fā)明首先用第一混合酸和第二混合酸對硅基襯底擴(kuò)散片進(jìn)行清洗，然后再用清水沖洗直至PH為7，最后將擴(kuò)散片烘干。本發(fā)明不僅可將擴(kuò)散片表面清洗干凈光滑，解決粘接面不容易清洗干凈的問題，還可免去擴(kuò)散片被氧化的問題，并且可節(jié)約成本，降低勞動強(qiáng)度。使用本發(fā)明清洗的擴(kuò)散片能完全規(guī)避傳統(tǒng)清洗方案中粘接面不易清洗、表面被氧化兩個(gè)缺點(diǎn)，將現(xiàn)有清洗技術(shù)的清洗合格率從80%提高到95%以上，甚至可達(dá)98%以上。
【專利說明】一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光伏技術(shù)飛速發(fā)展，應(yīng)用于制造組件的電池片制作技術(shù)也不斷更新。在電池片制作環(huán)節(jié)需要將硅基裸片經(jīng)過某種工藝將硼元素或磷元素?cái)U(kuò)散到裸片表面，這種硅片表面含磷或硼的量非常高，在這一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的不合格品稱為報(bào)廢擴(kuò)散片。
[0003]長期以來沒有一種最佳的工藝將此種擴(kuò)散片進(jìn)行回收，致使大量這種廢料堆積庫房不能應(yīng)用。硅料成本在太陽能電池的成本中一種居高不下，為節(jié)約成本，必須把這些硅基襯底擴(kuò)散片回收再利用，而在再利用之前首先應(yīng)該將這些擴(kuò)散片清洗干凈。
[0004]傳統(tǒng)清洗擴(kuò)散片的方法為:
第一步，將擴(kuò)散片浸泡于混酸溶液中30?60分鐘；
第二步，將第一步擴(kuò)散片放入NaOH溶液中加熱45?60分鐘；
第三步:將第二步擴(kuò)散片在超聲波槽中清洗30?60分鐘；
第四步，將第三步擴(kuò)散片甩干放入烘箱中徹底烘干。
[0005]使用傳統(tǒng)方法清洗擴(kuò)散片的缺點(diǎn)在于:
1、擴(kuò)散片由于表面光滑，經(jīng)常粘在一起，粘接面不容易清洗干凈。
[0006]2、擴(kuò)散片在經(jīng)過混酸浸泡時(shí)，由于混酸溶液中的氫氟酸會有一部分揮發(fā)，造成混酸比例失衡，將會出現(xiàn)氧化斑點(diǎn)，在堿腐蝕時(shí)，并不能去除這些斑點(diǎn)，造成清洗合格率較低。
[0007]3、由于雙面擴(kuò)散和單面擴(kuò)散存在著差異，而且N型擴(kuò)散片和P型擴(kuò)散片在腐蝕時(shí)反應(yīng)速率不同，致使經(jīng)過混酸浸泡和堿腐蝕之后不能將擴(kuò)散層去除干凈，還會有部分殘留。
[0008]傳統(tǒng)清洗擴(kuò)散片的方法工藝復(fù)雜，需要將擴(kuò)散片在各工序間來回的轉(zhuǎn)運(yùn)，浪費(fèi)時(shí)間和人力，處理成本高，而且擴(kuò)散片清洗合格率低，分選困難，一旦未清洗干凈的擴(kuò)散片混入合格品中，會造成嚴(yán)重的質(zhì)量事故，輕則產(chǎn)生個(gè)別電阻率偏低硅錠，重則產(chǎn)生批量低電阻率硅錠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供了一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，該方法不僅可將擴(kuò)散片表面清洗干凈光滑，解決粘接面不容易清洗干凈的問題，提高了擴(kuò)散片的清洗合格率，此外還可解決擴(kuò)散片被氧化的問題，進(jìn)而節(jié)約成本，降低工人的勞動強(qiáng)度。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:1、一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，包括如下步驟:
第一步、將需要清洗的硅基襯底擴(kuò)散片浸泡到hf+hno3混合的第一混合液中，持續(xù)時(shí)間約30?45分鐘，第一混合液中兩種酸的體積混合比例為HF:HN03=20?25:1 ;
第二步、將上述浸泡完的擴(kuò)散片取出再浸泡到HF+HNCV混合的第二混合液中，持續(xù)時(shí)間為5?10分鐘，第二混合液中兩種酸的體積混合比例為HF =HNO3=1: 20?30 ； 第三步、將從第二步反應(yīng)后的擴(kuò)散片放入電導(dǎo)率為14兆?16兆的純水中進(jìn)行溢流漂洗，并加入壓縮空氣進(jìn)行鼓泡，以便于片中存留的酸溶液漂洗干凈，漂洗到純水的PH值為
7；
第四步、烘干擴(kuò)散片；
在上述步驟中HF的酸濃度為40%±2%，HNO3的酸濃度為65%±4%。
[0011]所述第一混合液中兩種酸的體積混合比例為:HF:HN03=20?23:1。
[0012]所述第二混合液中兩種酸的體積混合比例為:HF =HNO3=1: 28?30。
[0013]上述步驟在常溫狀態(tài)下進(jìn)行。
[0014]當(dāng)?shù)谝徊交虻诙街挟a(chǎn)生的NO2影響操作時(shí)，在相應(yīng)步驟中的第一混合酸或第二混合酸中加入水。
[0015]所述第四步的具體操作方法為:將漂洗干凈的擴(kuò)散片放在托盤上平鋪開推入烘箱，升溫到90-100°C，進(jìn)行烘干。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)為:
1、在第一步使用混合酸清洗時(shí)，化學(xué)反應(yīng)比較劇烈，生成的NO2和放出的大量熱量使擴(kuò)散片在酸液中翻騰，解決了擴(kuò)散片由于表面光滑、經(jīng)常幾片粘在一起而導(dǎo)致的粘接面不容易清洗干凈的問題；
2、第二步混合酸的引入，去除了擴(kuò)散片在第一步時(shí)造成的氧化，同時(shí)為徹底去除擴(kuò)散層提供有力保證；
3、省略了堿腐蝕和超聲波步驟，節(jié)約了清洗成本，降低了工人的勞動強(qiáng)度。
[0017]使用本方案清洗的擴(kuò)散片能完全規(guī)避傳統(tǒng)清洗方案中粘接面不易清洗、表面被氧化上述兩個(gè)缺點(diǎn)，將現(xiàn)有清洗技術(shù)的清洗合格率從80%提高到95%以上，甚至可達(dá)98%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1所示為本發(fā)明的流程圖，下面結(jié)合流程圖列舉多個(gè)實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋。本發(fā)明中各步驟都是在常溫狀態(tài)下進(jìn)行。
[0020]實(shí)施例1
一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，包括如下步驟:
第一步、將需要清洗的硅基襯底擴(kuò)散片浸泡到HF和HNO3混合的第一混合液中，持續(xù)時(shí)間約30分鐘，第一混合液中兩種酸的體積混合比例為HF:HN03=20:1 ;此步的目的是使擴(kuò)散片受到強(qiáng)烈的腐蝕，最大限度的去除擴(kuò)散片的表面藍(lán)膜和擴(kuò)散層，同時(shí)將反應(yīng)時(shí)間延長使反應(yīng)更充分。
[0021]第二步、將上述浸泡完的擴(kuò)散片取出再浸泡到HF+HN03混合的第二混合液中，持續(xù)時(shí)間為5分鐘，第二混合液中兩種酸的體積混合比例為1:20 ;此步的目的是去除第一混合酸浸泡對擴(kuò)散片表面造成的氧化，同時(shí)還可以將擴(kuò)散片的表面再腐蝕掉一層，從而保證殘留的擴(kuò)散層徹底腐蝕干凈。以上兩步會發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，其中主要的反應(yīng)為:3Si+4HNOs — 3Si02+4N0+2H2
3Si02+18HF — 3H2SiF6+6H20
2N0+ O2 — 2N02
上述兩步中HF的酸濃度為40%，HNO3的酸濃度為65%。
[0022]第三步、將從第二步反應(yīng)后的擴(kuò)散片放入電導(dǎo)率為14兆的純水中溢流漂洗，并加入壓縮空氣進(jìn)行鼓泡，以便于片中存留的酸溶液漂洗干凈，將PH值漂洗到7為合格。
[0023]第四步、將漂洗干凈的擴(kuò)散片放在托盤上平鋪開推入烘箱，升溫到90°C，進(jìn)行烘干。
[0024]實(shí)施例2
一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，包括如下步驟:
第一步、將需要清洗的硅基襯底擴(kuò)散片浸泡到hf+hno3混合的第一混合液中，持續(xù)時(shí)間約35分鐘，第一混合液中兩種酸的體積混合比例為HF:HN03=23:1 ；HF的酸濃度為41%，HNO3的酸濃度為65%。
[0025]第二步、將上述浸泡完的擴(kuò)散片取出再浸泡到HF+HN03混合的第二混合液中，持續(xù)時(shí)間為8分鐘，第二混合液中兩種酸的體積混合比例為HF =HNO3=1:30 ；HF的酸濃度為40%, HNO3的酸濃度為64%。
[0026]第三步、將從第二步反應(yīng)后的擴(kuò)散片放入電導(dǎo)率為15兆的純水中進(jìn)行溢流漂洗，并加入壓縮空氣進(jìn)行鼓泡，以便于片中存留的酸溶液漂洗干凈，漂洗到純水的PH值為7。
[0027]第四步、將漂洗干凈的擴(kuò)散片放在托盤上平鋪開推入烘箱，升溫到95°C，進(jìn)行烘干。
[0028]實(shí)施例3
一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，包括如下步驟:
第一步、將需要清洗的硅基襯底擴(kuò)散片浸泡到hf+hno3混合的第一混合液中，持續(xù)時(shí)間約45分鐘，第一混合液中兩種酸的體積混合比例為HF:HN03=20:1 ；HF的酸濃度為39%，HNO3的酸濃度為69%。
[0029]第二步、將上述浸泡完的擴(kuò)散片取出再浸泡到HF+HN03混合的第二混合液中，持續(xù)時(shí)間為10分鐘，第二混合液中兩種酸的體積混合比例為HF =HNO3=1:30 ；HF的酸濃度為42%，HNO3的酸濃度為62%。
[0030]第三步、將從第二步反應(yīng)后的擴(kuò)散片放入電導(dǎo)率為16兆的純水中進(jìn)行溢流漂洗，并加入壓縮空氣進(jìn)行鼓泡，以便于片中存留的酸溶液漂洗干凈，漂洗到純水的PH值為7。
[0031]第四步、將漂洗干凈的擴(kuò)散片放在托盤上平鋪開推入烘箱，升溫到98°C，進(jìn)行烘干。
[0032]實(shí)施例4
一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，包括如下步驟:
第一步、將需要清洗的硅基襯底擴(kuò)散片浸泡到hf+hno3混合的第一混合液中，持續(xù)時(shí)間約40分鐘，第一混合液中兩種酸的體積混合比例為HF:HN03=25:1 ；HF的酸濃度為38%，HNO3的酸濃度為68%。
[0033]第二步、將上述浸泡完的擴(kuò)散片取出再浸泡到HF+HNCV混合的第二混合液中，持續(xù)時(shí)間為8分鐘，第二混合液中兩種酸的體積混合比例為HF =HNO3=1: 28 ；HF的酸濃度為42%，HNO3的酸濃度為61%。
[0034]第三步、將從第二步反應(yīng)后的擴(kuò)散片放入電導(dǎo)率為14兆的純水中進(jìn)行溢流漂洗，并加入壓縮空氣進(jìn)行鼓泡，以便于片中存留的酸溶液漂洗干凈，漂洗到純水的PH值為7。
[0035]第四步、將漂洗干凈的擴(kuò)散片放在托盤上平鋪開推入烘箱，升溫到100°C，進(jìn)行烘干。
[0036]實(shí)施例5
一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，包括如下步驟:
第一步、將需要清洗的硅基襯底擴(kuò)散片浸泡到hf+hno3混合的第一混合液中，持續(xù)時(shí)間約45分鐘，第一混合液中兩種酸的體積混合比例為HF:HN03=22:1 ；HF的酸濃度為42%，HNO3的酸濃度為63%。
[0037]第二步、將上述浸泡完的擴(kuò)散片取出再浸泡到HF+HNCV混合的第二混合液中，持續(xù)時(shí)間為5分鐘，第二混合液中兩種酸的體積混合比例為HF =HNO3=1: 26 ；HF的酸濃度為40%，HNO3的酸濃度為65%。
[0038]第三步、將從第二步反應(yīng)后的擴(kuò)散片放入電導(dǎo)率為15兆的純水中進(jìn)行溢流漂洗，并加入壓縮空氣進(jìn)行鼓泡，以便于片中存留的酸溶液漂洗干凈，漂洗到純水的PH值為7。
[0039]第四步、將漂洗干凈的擴(kuò)散片放在托盤上平鋪開推入烘箱，升溫到95°C，進(jìn)行烘干。
[0040]在本發(fā)明的清洗步驟中為了防止混酸與擴(kuò)散片反應(yīng)過于激烈，在生產(chǎn)中如有大量黃煙(NO2)產(chǎn)生時(shí)，可以在混酸中緩慢加入水，防止反應(yīng)過于激烈。
[0041]第一步中浸泡的更加優(yōu)選的時(shí)間為38?45分鐘，第一混合液中兩種酸的優(yōu)選體積混合比例為:HF:HN03=20:1。
[0042]第二步中浸泡的更加優(yōu)選的時(shí)間為8?10分鐘，第二混合液中兩種酸的優(yōu)選體積混合比例:HF =HNO3=1:30 ο
[0043]兩步清洗步驟中，HF的優(yōu)選酸濃度為40%，HNO3的優(yōu)選酸濃度為65%。
[0044]本發(fā)明中僅給出了一種烘干方式，這是本領(lǐng)域生產(chǎn)過程中最常用的烘干方式，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇其他更加適于使用的烘干方式。
[0045]本發(fā)明的技術(shù)方案存在如下技術(shù)特點(diǎn):
1、在第一步使用混合酸清洗時(shí)，化學(xué)反應(yīng)比較劇烈，生成的NO2和放出的大量熱量使擴(kuò)散片在酸液中翻騰，解決了擴(kuò)散片由于表面光滑、經(jīng)常幾片粘在一起而導(dǎo)致的粘接面不容易清洗干凈的問題；
2、第二步混合酸的引入，去除了擴(kuò)散片在第一步時(shí)造成的氧化，同時(shí)為徹底去除擴(kuò)散層提供有力保證；
3、省略了堿腐蝕和超聲波步驟，節(jié)約了清洗成本，降低了工人的勞動強(qiáng)度。
[0046]使用本方案清洗的擴(kuò)散片能完全規(guī)避傳統(tǒng)清洗方案中粘接面不易清洗、表面被氧化上述兩個(gè)缺點(diǎn)，將現(xiàn)有清洗技術(shù)的清洗合格率從80%提高到95%以上，甚至可達(dá)98%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，其特征在于包括如下步驟: 第一步、將需要清洗的硅基襯底擴(kuò)散片浸泡到hf+hno3混合的第一混合液中，持續(xù)時(shí)間約30?45分鐘，第一混合液中兩種酸的體積混合比例為HF:HN03=20?25:1 ; 第二步、將上述浸泡完的擴(kuò)散片取出再浸泡到HF+HNCV混合的第二混合液中，持續(xù)時(shí)間為5?10分鐘，第二混合液中兩種酸的體積混合比例為HF =HNO3=1: 20?30 ； 第三步、將從第二步反應(yīng)后的擴(kuò)散片放入電導(dǎo)率為14兆?16兆的純水中進(jìn)行溢流漂洗，并加入壓縮空氣進(jìn)行鼓泡，以便于片中存留的酸溶液漂洗干凈，漂洗到純水的PH值為7 ； 第四步、烘干擴(kuò)散片； 在上述步驟中HF的酸濃度為40%±2%，HNO3的酸濃度為65%±4%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，其特征在于所述第一混合液中兩種酸的體積混合比例為:HF:HN03=20?23:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，其特征在于所述第二混合液中兩種酸的體積混合比例為:HF =HNO3=1: 28?30。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，其特征在于上述步驟在常溫狀態(tài)下進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅基襯底擴(kuò)散片的清洗方法，其特征在于當(dāng)?shù)谝徊交虻诙街挟a(chǎn)生的NO2影響操作時(shí)，在相應(yīng)步驟中的第一混合酸或第二混合酸中加入水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的一種娃基襯底擴(kuò)散片的清洗方法,其特征在于所述第四步的具體操作方法為:將漂洗干凈的擴(kuò)散片放在托盤上平鋪開推入烘箱，升溫到90-100°C，進(jìn)行烘干。
【文檔編號】H01L21/67GK103779256SQ201410031525
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】田迎新, 鄭偉, 劉俊飛, 段學(xué)穎 申請人:英利能源（中國）有限公司