在本文中,測試了透過超薄氧化層清潔和調節矽晶片表面的三種方法的適用性:兩種 UV/O3 源(汞蒸氣燈和高效準分子模組)以及溼化學在 HNO3 中氧化。
已經證明,在鹼性紋理化過程中,由於晶片化和掩蔽表面而產生的有機殘留物可以透過 UV/O3(Hg 蒸氣燈)暴露來去除。此外,UV/O3(準分子)和 HNO3 氧化物的使用與 Al2O3/SiNx 或 AlN/SiNx 鈍化堆疊相結合,可提高鈍化質量和發射極飽和電流。硼發射體和 Al2O3/SiNx 鈍化非常低的 j0e 值(49 fA/cm2)是透過用 UV/O3 或 HNO3 調節實現的。
超薄的另一個重要應用是作為隧道氧化物鈍化接觸電池概念背面的隧道氧化物。在退火後使用 UV/O3 生長的隧道氧化物獲得了平面樣品上超過 720 mV 和紋理樣品上 710 mV 的高 iVOC 值。透過 XPS 分析並與 iVOC 資料比較的 SiOx 層的結構特性表明,最小氧化層厚度約為 需要 1.4 nm 和大量富氧亞氧化物物質(Si2O3,接近化學計量 SiO2 的結構)才能獲得在 900°C 的退火溫度下穩定的良好介面鈍化。
介紹
隨著高效矽太陽能電池概念引入工業生產,鈍化前表面的清潔和調理變得越來越重要。矽襯底和鈍化層之間的介面質量起著重要作用,並且對各種汙染、缺陷、表面終止和充電非常敏感。
由於成本最佳化過程是光伏行業的主要目標,因此需要簡單的線上清洗來替代成本和時間密集的溼化學清洗方法,如源自微電子應用的 RCA 清洗。用於去除有機殘留物的溼化學工藝的替代方案是基於紫外線 / 臭氧的光源,該光源已用於清潔玻璃或塑膠部件,並提供簡單的整合、少量的工藝耗材,並且以產生高質量的超薄氧化矽層而聞名......此外,還介紹了透過光譜橢偏法 (SE) 和 X 射線光電子能譜 (XPS) 分析氧化物特性(層厚度、化學計量)的結果。
設定
對於與氧氣發生的光化學反應,波長 185 和 254 nm 的紫外光很重要,可以透過低壓汞蒸氣燈產生(圖 1)。波長為 185 nm 的紫外線被分子氧 (O2) 吸收,從而產生臭氧 (O3)。另一方面,254 nm 的紫外光被烴化合物和 O3 吸收,由此烴汙染物被裂解,O3 再次分解為 O2 和氧自由基。這樣就產生了動態平衡。前述汞蒸氣燈的替代方案是發射單色紫外線輻射的準分子系統。與汞蒸氣燈類似,分子氧被誘導分解併產生臭氧。
圖1 汞蒸氣燈示意圖及反應機理示意圖(左),準分子體系示意圖及反應機理示意圖(右)
結論
事實證明,在鹼性紋理化過程中,晶片加工和掩蔽表面所產生的有機殘留物可以透過 UV/O3(汞蒸氣燈)曝光來去除。特別是長時間曝光和高O3濃度指紋完全去除,膠水殘留大部分去.....總之,基於紫外線/臭氧的光源為表面清潔和調理提供了一種簡單適用的成本有效的可能性。