[发明专利]一种硅片金相样品的简易制备方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及半导体和光伏生产技术及研究领域，尤其涉及一种基于超薄易碎硅片材料的简易金相制样方法。

背景技术

目前用于太阳能级的硅片厚度一般小于250μm，且脆性易破碎，在做显微镜、扫面电镜样品时，必须进行镶样。传统的金相样品制备主要有热镶法和冷镶法两种，对于超薄硅片，热镶法的加热、加压过程易造成样品的破碎，而冷镶法固化时间长，成本高，冷镶剂收缩易造成硅片内部应力过大，出现薄硅片的翘曲，破碎等情况。同时，热镶法和冷镶法都存在硅片样品无法取出的缺点。半导体行业中所采取的有蜡贴片工艺可以实现硅片抛光工艺中的装载片，抛光后采用铲子将其铲下，但是对于薄硅片，这个过程中势必将导致样品的破裂。因此，需要研究新的制样方法，在保证所制样品具有良好的磨抛效果的前提下，缩短制样时间和制样成本，同时做到所制备的样品便于取出。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是提供一种硅片金相样品的简易制备方法，该方法能有效解决由于热镶法和冷镶法快速收缩造成的硅片翘曲、破碎，且固化时间长，成本高等问题，同时也解决了热镶法和冷镶法所制备样品无法完整取出薄样品，进行一系列后续实验的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种硅片金相样品的简易制备方法，它包括如下步骤：

(1)选取平整的圆柱作为硅片的载板；

(2)将热熔胶置于载板上表面，加热载板至热熔胶熔化；

(3)将硅片平放在载板上表面且覆盖于热熔胶之上，用另一个平整的压块施压于硅片上；

(4)冷却载板至室温，使热熔胶固化；

(5)对步骤(4)制备好的样品进行抛光处理；

(6)抛光处理后，重新加热载板使固熔胶熔化，硅片脱落取下；

(7)清洗硅片，完成超薄硅片的金相制样。

其中，所述的硅片厚度在250μm以下。

步骤(1)中，所述的圆柱材质为不锈钢、硬质合金或陶瓷。

步骤(2)和步骤(6)中，载板的加热温度为70～100℃。

步骤(3)中，压块的质量为50～100g。

步骤(7)中，清洗硅片的方法为本领域常规方法，目的是去除有机沾污和金属沾污。

有益效果：本发明方法工艺简单，操作方便，实施成本低，制备的薄硅片样品在磨抛过程中不翘曲、无破碎，表现稳定，更为关键的是加工完成后硅片能够方便取出，实现了对超薄硅片显微结构的全方位观察，并能够方便选取特定区域进行诸如成分或者结构分析，进而做硅片特定区域的原位多角度、多手段表征和检测。

附图说明

图1A是载板、样品、压块示意图。

图1B是载板、样品、压块的侧面示意图。

图2是带载板的样品图片。

图3是所制备样品金相的光学显微镜图片(50x)。

上述图中，压块1，硅片2，载板3，热熔胶4。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1：

一种硅片金相样品的简易制备方法，它包括如下步骤：

(1)选取平整的不锈钢、硬质合金或陶瓷圆柱(直径40mm，高10mm)作为硅片的载板；

(2)将固态热熔胶置于载板上表面，用量0.3～0.5g，用量以足够粘附住硅片为准，加热载板至热熔胶熔化成液态薄层(根据热熔胶的特性，一般加热至70～100℃，约2min即可融化)；

(3)待热熔胶熔化后，将硅片(厚度250μm以下)平放在载板上表面且覆盖于热熔胶之上，用另一个平整的压块(一般重量为50～100g)均匀施压于硅片上使薄硅片与载板上表面贴合严密，实现薄硅片与平整载板的有效粘合(图1B所示)；

(4)冷却载板至室温，使热熔胶固化；

(5)将步骤(4)制备好的样品在自动磨抛机(美国标乐，Ecomet 250)上进行磨抛处理；

(6)抛光处理后，重新加热载板使固熔胶熔化(根据热熔胶的特性，一般加热至70～100℃，约2min即可融化)，硅片脱落取下；

(7)经SC1、SC2超声清洗硅片，干燥后即可采用择优腐蚀等手段进行缺陷观察，完成超薄硅片的金相制样。

通过图3硅片金相的光学显微镜图片可以看出，使用本发明所制样品效果非常好。