[实用新型]一种氢氟酸刻蚀硅片的装置

说明书

本实用新型提供了一种氢氟酸刻蚀硅片的装置，属于半导体器件技术领域。本实用新型提供的一种氢氟酸刻蚀硅片的装置，包括酸液槽、多组滚轮以及加热丝，酸液槽用于盛装氢氟酸；多组滚轮转动安装在酸液槽内，用于传输硅片；滚轮的上表面低于氢氟酸的液面；加热丝安装在滚轮上，用于对硅片的下表面进行加热。本实用新型提供的一种氢氟酸刻蚀硅片的装置，加热丝产生的热量能够提升壳体、壳体周边以及硅片下表面的温度，只在化学反应的局部产生热量，而并非对整个酸液槽都进行加热，可大大降低热能的消耗，可大幅降低氢氟酸的挥发量，减少氢氟酸的浪费，提高了化学反应的界面处的温度，加快了反应速率，得以提升传输速度，提升设备产能。

技术领域

本实用新型属于半导体器件技术领域，具体涉及一种氢氟酸刻蚀硅片的装置。

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，SiO₂+4HF＝SiF₄+H₂O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。此外，生成的四氟化硅并不稳定，会快速发生如下水解反应，SiF₄+4H₂O＝H₄SiO₄+4HF，SiF₄+2HF＝H₂SiF₆，原硅酸H₂SiF₆是一种不溶于水的胶状沉淀物，会附着在硅片表面，阻挡氢氟酸与硼硅玻璃的接触，降低反应速率。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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种氢氟酸刻蚀硅片的装置，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，本实用新型采用的技术方案是：提供一种氢氟酸刻蚀硅片的装置，包括：

酸液槽，用于盛装氢氟酸；

多组滚轮，转动安装在所述酸液槽内，用于传输硅片；所述滚轮的上表面低于氢氟酸的液面；以及

加热丝，安装在所述滚轮上，用于对硅片的下表面进行加热。