[发明专利]一种氢氟酸刻蚀太阳能电池用半导体硅片装置

说明书

本发明提供了一种氢氟酸刻蚀太阳能电池用半导体硅片装置，属于半导体器件技术领域。本发明提供的一种氢氟酸刻蚀太阳能电池用半导体硅片装置，包括刻蚀组件及加热组件，刻蚀组件包括传输轨道及酸液槽，硅片放置在传输轨道上，硅片的下端面与氢氟酸接触；加热组件包括导体线圈与电源件，电源件设置在导体线圈的两端，导体线圈沿着传输轨道的传送方向设置，导体线圈设置在硅片的外侧，电源件供电产生交流电流，导体线圈在交流电流的作用下产生交变的磁场，所产生的磁场穿过硅片引起感应电动势和涡流，涡流使硅片发热，温度升高。本发明提供的一种氢氟酸刻蚀太阳能电池用半导体硅片装置，通过提高了反应温度，提高了生产效率，提升了产能。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种氢氟酸刻蚀太阳能电池用半导体硅片装置。

背景技术

N型单晶硅太阳能电池是一种常见的半导体器件，因N型单晶硅太阳能电池转化效率高，发电量稳定等优势，已经逐渐成为当前光伏行业的主流产品。N型太阳能电池的制备过程大致包括：制绒-硼扩散-刻蚀-LPCVD/PVD-ALD-PECVD-印刷烧结等工艺。其中的硼扩散是制备PN结的关键步骤，在硼扩散制备PN结过程中，需要通入氧气、三氯化硼（或三溴化硼）等反应源，氧气与三氯化硼（或三溴化硼）反应生成三氧化二硼，沉积在硅片表面，三氧化二硼再与硅反应生成硼和二氧化硅，随后在高温下，硼向硅片进行扩散，形成PN结，而表面剩余的含有部分硼杂质的二氧化硅即为硼硅玻璃。硼扩散工序之后，进入刻蚀工序，去除硅片背面和侧面的硼硅玻璃。在刻蚀工序中常常使用氢氟酸，氢氟酸与硼硅玻璃发生反应，生成四氟化硅和水，达到刻蚀的目的。然而，因为受硼硅玻璃的结构属性以及氢氟酸沸点低的影响，氢氟酸与硼硅玻璃反应的速率比较低。由于硼在二氧化硅中的固溶度大于硅，因此在高温制备PN结的过程中，二氧化硅具有吸硼效应，使得其内存在大量的硼杂质，硼杂质以替位的方式与氧形成共价键，会加强二氧化硅的结构强度，使得氢氟酸与其反应的速度下降；氢氟酸本身的沸点比较低，仅为19.51℃，化学反应过程需要在常温下进行，如果通过加热氢氟酸去提升反应温度，那么氢氟酸会大量挥发，造成反应浓度下降和氢氟酸的浪费；如果通过提升氢氟酸的浓度来提升反应速率，则不可避免的造成氢氟酸的浪费，但是即使使用氢氟酸原液（49%浓度）仍不能满足产能需求。因此对硼硅玻璃的刻蚀工序已经成为整个N型太阳能电池制备的瓶颈工序，制约着产能的发挥。刻蚀工序常常使用链式刻蚀法，链式刻蚀法包括如下工艺步骤：硅片装载 、水膜保护、氢氟酸刻蚀 、水洗、烘干。硅片装载即将硼扩散后的硅片通过自动化卸载装置，依次摆放到链式刻蚀机的工作通道。水膜保护是通过上部喷淋管在硅片正面喷淋一层水膜，以阻挡氢氟酸溅射腐蚀正面，形成对正面PN结的一道保护层。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢氟酸刻蚀太阳能电池用半导体硅片装置，旨在解决刻蚀工序氢氟酸与硼硅玻璃反应的速率较低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种氢氟酸刻蚀太阳能电池用半导体硅片装置，包括：刻蚀组件，包括传输轨道和酸液槽，所述酸液槽用于盛装氢氟酸，所述传输轨道设置在所述酸液槽内的液面位置，硅片放置在所述传输轨道上，随着所述传输轨道自所述酸液槽的入口端传送至所述酸液槽的出口端，硅片的下端面与氢氟酸接触，对硅片下端面的硼硅玻璃进行腐蚀；以及加热组件，包括导体线圈与电源件，所述电源件设置在所述导体线圈的两端，所述导体线圈沿着所述传输轨道的传送方向设置，所述导体线圈设置在硅片的外侧，所述电源件为交流电源件，所述电源件供电产生交流电流，所述导体线圈在交流电流的作用下发生电磁感应效应，所产生的磁场穿过硅片，在硅片体内产生感应电动势和涡流，涡流使硅片发热，温度升高。

在一种可能的实现方式中，还包括光源件，所述光源件设置在硅片的上方，所述光源件发出的光线照射在硅片上，激发硅片体内的载流子，改变硅片的电导率，提高电磁感应的涡流强度。

在一种可能的实现方式中，所述传输轨道穿设通过所述导体线圈的内部。

在一种可能的实现方式中，所述导体线圈的内径为硅片宽度的1.5～2.0倍。