[发明专利]直拉单晶硅片的结构缺陷检测方法

说明书

本申请涉及直拉单晶硅片的结构缺陷检测方法。一种直拉单晶硅片的结构缺陷检测方法可包括：对所述直拉单晶硅片进行金属催化刻蚀；去除金属催化刻蚀后所述直拉单晶硅片表面上的金属；以及根据所述直拉单晶硅片的外观确定是否存在结构缺陷区域。该方法可以在太阳能电池制造工艺的制绒阶段执行，从而能够在早期确定是否存在结构缺陷区域，从而避免成本浪费。

技术领域

本申请总体上涉及半导体领域，更特别地，涉及一种直拉单晶硅片结构缺陷密集区域的检测方法。

背景技术

太阳能发电作为解决能源短缺和环境恶化问题的重要解决途径，具有良好的发展前景。目前，单晶硅太阳能电池由于具有转化效率高、性能稳定等优势，在太阳能电池的大规模生产和应用过程中占据重要地位。

单晶硅的制备技术主要包括直拉法和区熔法。其中，直拉法由于具有制造成本相对较低、机械强度较高和易于制备大直径单晶硅锭等优势，在光伏领域具有更广泛的应用。但是，直拉单晶硅也存在一些劣势。在直拉单晶硅锭的生长过程中，由于石英坩埚与高温硅熔体直接接触发生反应，导致接触界面处的石英溶解，产生氧并且进入单晶硅中，从而导致直拉单晶硅中具有较高的氧含量。除此之外，在高温反应过程中，石墨器件发生反应还会导致直拉单晶硅中碳杂质的引入。因此，在直拉单晶硅中存在着一定浓度的氧杂质和碳杂质。

对于直拉单晶硅，当生产过程中拉晶速度过高时，由于分凝过程，先结晶的部分氧含量较高，很容易造成氧沉淀，从而在晶体中形成应力区，导致结构缺陷。而碳杂质会促进氧沉淀，并且与晶体中的微缺陷有直接关系。因此，在直拉单晶硅中可能存在结构缺陷密集区域。而在结构缺陷密集区域中，会发生载流子的严重复合，影响少数载流子的寿命，对太阳能电池的电学性能产生负面影响。

对于具有结构缺陷密集区域的直拉单晶硅片，其在外观上与正常硅片无明显差别，在电池的制备过程中没有合适的方法对其进行有效的测试和筛选，通常只有在将其制成电池之后，对电池进行少子寿命测试和电致发光(EL)测试等测试后才可以发现问题。因此，目前针对具有结构缺陷密集区域的硅片的测试方法不仅测试过程相对复杂，灵敏度不够，而且还会造成成本的浪费。

针对上述现状，如果在制绒阶段就可以对具有结构缺陷密集区域的直拉单晶硅片进行有效的筛选，就可以避免对其进行后道的工艺加工，从而避免后道工艺过程中成本的浪费。

综上所述，如何有效地在制绒阶段将具有结构密集区域的直拉单晶硅片筛选出来就显得十分重要。本申请将给出一种简单、有效的解决方案。

发明内容

本申请的目的在于针对现有技术的不足，提供一种直拉单晶硅片结构缺陷区域的检测方法。利用本申请的方法，能够实现在硅片制成电池之前对硅片进行检测，可以有效地避免后续工艺过程的成本浪费，对行业的长远发展提供帮助。

根据一示例性实施例，一种直拉单晶硅片的结构缺陷检测方法可包括：对所述直拉单晶硅片进行金属催化刻蚀；去除金属催化刻蚀后所述直拉单晶硅片的表面上的金属；以及根据所述直拉单晶硅片的外观确定是否存在结构缺陷区域。

在一些示例中，所述方法还包括：在进行金属催化刻蚀之前，对所述直拉单晶硅片进行第一清洁处理；以及在确定是否存在结构缺陷区域之前，对所述直拉单晶硅片进行第二清洁处理。

在一些示例中，所述第一清洁处理和所述第二清洁处理每个都包括超声清洗。

在一些示例中，进行金属催化刻蚀包括：将所述直拉单晶硅片浸入含有铜离子、氟离子以及氧化剂的混合溶液中进行刻蚀。

在一些示例中，所述铜离子来自于氯化铜、硝酸铜或硫酸铜，所述氟离子来自于氢氟酸，所述氧化剂选自包括硝酸、双氧水和高锰酸钾的组。

在一些示例中，在所述混合溶液中，所述铜离子的浓度为0.1-35mmol/L，所述氢氟酸的浓度为1-12mol/L，所述氧化剂的浓度为0.1-5mol/L。