专利名称：一种测量硅片扩散长度的表面处理方法
技术领域：
本发明提供一种测量硅片扩散长度的表面处理方法。
背景技术：
少数载流子寿命是半导体硅晶体材料的一项重要参数，它与晶体硅太阳能电池的光电转换效率有着直接关系。因此测试晶体硅体内的少数载流子寿命是在生产之前对硅原材料进行质量检测和在研究过程中进行性能分析的重要手段，而目前主要利用非稳态光电导衰减技术，简称PCD技术，来测试少数载流子寿命，其结果实际体现的是整个样品的综合寿命，它是发生在硅片表面、体内的所有复合叠加的净结果，从而不能完全体现硅片本体的质量。扩散长度(L)是少数载流子寿命(τ )延伸出来的概念，它与少数载流子寿命存在着L =、3 τ的关系，其中D是少数载流子寿命的扩散系数，对于同一块半导体材料，其载流
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子的扩散系数一般不变。因此，通常情况下影响半导体少数载流子扩散长度的物理机制与少数载流子寿命的机制完全相同。目前，测试少数载流子扩散长度最常用的方法是表面光电压法，简称SPV法，这是一种稳态方法，与时间过程无关，从而避免了非稳态测试中表面复合对结果的影响，测试结果更能体现材料体的质量。SemiLab PV2000设备利用表面光电压测试原理测量硅片的扩散长度从而达到表征硅片质量的目的。在利用SemiLab PV2000设备测量硅片扩散长度过程中，硅片表面势垒、SPV信号强度、线性比(LR)都会影响测试结果，而利用氢氧化钠或氢氟酸水溶液浸泡等普通方法处理后的硅片其表面势垒、SPV信号、线性比(LR)增强有限，很难达到设备测试要求，测试精度较差，结果不可信。设备测试要求为SPV8、SPV6信号均大于 5mv，线性比LR大于1.6。
发明内容
本发明要解决的技术问题是基于上述问题，本发明提供一种合理的测量硅片扩散长度的表面处理方法，克服了 SemiLab PV2000设备在测量P型硅片的扩散长处时出现的硅片表面势垒较弱，测试信号差，线性比较低，达不到测试设备要求造成测试结果误差大， 可信度小等缺点。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种测量硅片扩散长度的表面处理方法，包括如下步骤第一步、漂洗将原生硅片浸入由质量百分比为47% 49%的氢氟酸，65% 68%的硝酸混合去离子水制得的酸性漂洗液中漂洗，时间为Imin 5min，酸性漂洗液配比为vS氟酸V硝酸V去离子水=(丄 1· 5) (2 4. 5) (1.7 3);第二步、清洗将漂洗后的硅片用去离子水清洗，时间为2min 5min ；第三步、烘干将清洗过的硅片放入烘干炉烘干，时间为Smin IOmin ；
第四步、沉积将烘干后的硅片在等离子体气相化学沉积设备中沉积7min lOmin，气源为硅烷和氮气混合物，硅片上氮化硅气体薄膜厚度达到70nm 90nm ；第五步、烧结将沉积了氮化硅气体薄膜的硅片放入烧结炉烧结，烧结温度为 230°C 910°C，时间为 2min 3min ；第六步、测试将上述物料样片冷却至室温，放入测试设备的样品台测试，物料测得结果必须满足SPV8、SPV6信号强度均大于5mv，线性比大于1. 6。测试设备采用SemiLab PV2000测试设备。所述硅片为P型多晶硅片，电阻率为0. 5 3欧姆厘米，厚度为170 200um。本发明的有益效果是经本发明的表面处理方法处理的P型硅片其表面势垒增大，进行扩散长度测试时SPV8、SPV6信号强度均大于5mv，线性比大于1. 6，SPV信号强度、 LR值均增强且同时达到测试设备要求，测试精度提高。
下面结合附图实施例对本发明进一步说明。图1是P型多晶硅片不经任何处理进行扩散长度测试的图样。图2是P型多晶硅片采用本发明的处理方法后进行扩散长度测试的图样。
具体实施例方式本实施例采用电阻率为0. 5 3欧姆厘米，厚度为170 200um的P型多晶硅片为原料，是在晶棒中下部位置连续取样得到，这样保证硅片表面晶粒分布相同，确保硅片晶体质量相近。将这种硅片表面不经过任何处理直接放入SemiLab PV2000测试设备的样品台中进行测试，测得SPV8、SPV6分别为0. 012mv、0. Ollmv，LR为1. 226，不满足设备测试要求，结果不可信。现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。实施例1将原生硅片浸入由质量百分比为48%的氢氟酸，66%的硝酸混合去离子水，配比为V纖酸V硝酸V去离子水=1-1 2.5 2.3制得的酸性漂洗液中漂洗3min ；将漂洗后的硅片用去离子水清洗4min ；将烘干后的硅片在混合了硅烷和氮气的等离子体气相化学沉积设备中沉积9min，硅片上氮化硅气体薄膜厚度达到70nm 90nm ；将沉积了氮化硅气体薄膜的硅片放入烧结炉烧结3min，调节烧结温度为850°C ；将上述物料样片冷却至室温，放入 SemiLab PV2000测试设备的样品台测试，测得SPV8、SPV6分别为29. 856mv、22. 486mv, LR 为1.911，结果满足测试设备要求。经检测，SPV信号均明显增强，线性比LR显著增大，测试精度高，结果可信。表(一)P型多晶硅硅片扩散长度测试结果
权利要求
1.一种测量硅片扩散长度的表面处理方法，其特征在于包括如下步骤第一步、漂洗将原生硅片浸入由质量百分比为47% 49%的氢氟酸，65% 68%的硝酸混合去离子水制得的酸性漂洗液中漂洗，时间为Imin 5min，酸性漂洗液配比为Vse 酸V 硝酸V 去离子水=(1 1· 5) (2 ~ 4. 5) (1. 7 ~ 3)；第二步、清洗将漂洗后的硅片用去离子水清洗，时间为2min 5min ； 第三步、烘干将清洗过的硅片放入烘干炉烘干，时间为8min IOmin ； 第四步、沉积将烘干后的硅片在等离子体气相化学沉积设备中沉积7min lOmin，气源为硅烷和氮气混合物，硅片上氮化硅气体薄膜厚度达到70nm 90nm ；第五步、烧结将沉积了氮化硅气体薄膜的硅片放入烧结炉烧结，烧结温度为230°C 910°C，时间为 2min 3min ；第六步、测试将上述物料样片冷却至室温，放入测试设备的样品台测试。
2.根据权利要求1所述的一种测量硅片扩散长度的表面处理方法，其特征在于所述硅片为P型多晶硅片，电阻率为0. 5 3欧姆厘米，厚度为170 200um。
全文摘要
本发明提供一种测量硅片扩散长度的表面处理方法，包括如下步骤，将原生硅片在酸液中漂洗，漂洗后用去离子水清洗，去除残留漂洗液后烘干，再利用等离子体气相化学沉积法在硅片表面沉积氮化硅薄膜，将沉积了氮化硅薄膜的硅片放入烧结炉烧结，最后将烧结完的硅片冷却至室温后放入SemiLab PV2000测试设备的样品台测试，结果SPV8、SPV6信号均明显增强，线性比LR显著增大，完全达到测试设备要求。
文档编号H01L21/66GK102154626SQ20101062079
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者张驰, 陈雪 申请人:常州天合光能有限公司