用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法
【专利摘要】本发明公开的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，包括提供晶体硅片以及利用醌类化合物对晶体硅片进行钝化的步骤。本发明的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法解决了现有用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法存在的晶体硅容易氧化、少子寿命测试不稳定及不具备重现性的缺陷。而经过本发明的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法处理过的晶体硅片具有稳定性好、且重现性好的优点。
【专利说明】
用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法
技术领域
[0001]本发明属于晶体硅检测技术领域，尤其涉及一种用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法。
【背景技术】
[0002]少数载流子寿命(又称少子寿命)是硅晶体材料的一项重要参数。反映了阳光照射产生的非平衡载流子达到P-η结的能力。非平衡载流子到达p-n结电场后，分离产生光电流。太阳能电池的转换效率与单晶硅体少子寿命(下称体寿命)直接相关。因此，体寿命成为衡量晶体娃品质的一个重要指标。
[0003]在晶体硅片表面，氧化层、损伤层、化学残留物或表面金属的沉积都会引入缺陷能级。此外，晶体的周期性被破坏也会产生悬挂键并使晶体表面存在大量位于带隙中的缺陷能级。这些缺陷能级都使得硅片表面成为复合中心，造成表面少子寿命与体少子寿命相差较大。为了测试得到真实的体寿命，需要对硅片进行表面处理，即，去损伤层并钝化饱和悬挂键，以减少或消除表面复合。一种常用的方法是采用碘的乙醇溶液(1-E)钝化，该方法处理的硅片在钝化后极易被氧化，导致测试的稳定性差且不具备重现性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，以获得具有重现性及良好的稳定性的测试结果。
[0005]本发明公开的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，包括提供晶体硅片以及利用醌类化合物对晶体硅片进行钝化的步骤。
[0006]本发明的特点还在于，
[0007]醌类化合物为苯醌类化合物及其衍生物、萘醌类化合物及其衍生物、蒽醌类化合物及其衍生物以及菲醌类化合物及其衍生物中的一种或几种的混合。
[0008]将醌类化合物溶解于溶剂形成醌类化合物溶液，再利用醌类化合物溶液对晶体硅片进行钝化时，溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丙酮及乙酸乙酯中的一种或几种的混合。
[0009]醌类化合物溶液的浓度为0.001-0.2mol/L0
[0010]醌类化合物为苯醌，溶剂为甲醇。
[0011]在钝化之后，密封保存晶体娃片。
[0012]在钝化之前，还包括对晶体硅片去氧化层的步骤。
[0013]在对晶体硅片去氧化层之前，还包括对晶体硅片进行清洁的步骤。
[0014]对晶体硅片进行清洁的步骤包括:
[0015]使用第一清洗液清洗晶体硅片的第一清洗步骤以及使用第二清洗液清洗晶体硅片的第二清洗步骤，其中，所述第一清洗液为氨水、双氧水以及去离子水的混合液，所述第二清洗液为盐酸、双氧水以及去离子水的混合液。
[0016]在清洁步骤之前，还包括对所述晶体硅片进行去损伤层处理的步骤。
[0017]本发明的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法解决了现有用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法存在的晶体硅容易氧化、少子寿命测试不稳定及不具备重现性的缺陷。而经过本发明的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法处理过的晶体硅片具有稳定性好、且重现性好的优点。
【附图说明】
[0018]图1是本发明用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法的实施例1的P型晶体硅片的测试照片；
[0019]图2是本发明用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法的实施例1的η型晶体硅片的测试照片；
[0020]图3是本发明用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法的实施例2的少子寿命-时间对比图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法进行详细说明。
[0022]实施例1
[0023]本发明提供的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，包括以下步骤:
[0024]首先，提供晶体硅片。晶体硅片可以为η型或P型。本实施例中，提供的一个晶体硅片为P型，其电阻率为1.8Ω.cm，厚度140 μ m，尺寸为156 X 156mm。另一个单晶硅片为η型，其电阻率为5.5Ω.cm，厚度190μπι，尺寸也为156X156mm。
[0025]然后，对两个晶体硅片进行去损伤层处理。具体地，提供质量浓度为30% -60%,温度为75-85°C的氢氧化钾溶液，将晶体娃片浸入前述的氢氧化钾溶液中8-15min后漂洗，以除去附着的颗粒、油污等脏污、并去除损伤层。
[0026]其次，对去除损伤层的两个晶体硅片进行清洗。本实施例中，清洗可包括使用第一清洗液清洗晶体硅片的第一清洗步骤以及使用第二清洗液清洗晶体硅片的第二清洗步骤。第一清洗步骤主要用于以除去金属杂质，第二清洗步骤主要用于除去残留金属污染物。
[0027]具体地，第一清洗液包括氨水(NH3.H2O)、双氧水(H2O2)以及去离子水(H2O)，其体积比例关系为=Viw:V双氧水:V*= l:l:5o第一清洗步骤中，晶体硅片在第一清洗液中清洗大概5min后，用去离子水漂洗约lmin。第二清洗液包括盐酸(HCl)、双氧水(H2O2)以及去离子水(H2O),其体积比例关系为=Viw:V双氧水:V水=1:1:6。第二清洗步骤中，晶体硅片在第二清洗液中清洗大概5min后，用去离子水漂洗约lmin。
[0028]再次，对清洗后的晶体硅片去氧化层。本实施例中，使用氢氟酸溶液(HF)，其体积比例关系为=Vst08:V水=1:9。晶体硅片浸入氢氟酸溶液中时间约5-10min，再用去离子水漂洗约lmin。
[0029]最后，对去氧化层的晶体娃片进行钝化。具体地，使用浓度为0.001-0.2mol/L醌类化合物溶液。醌类化合物可为苯醌类化合物及其衍生物、萘醌类化合物及其衍生物、蒽醌类化合物及其衍生物或者菲醌类化合物及其衍生物中的一种或几种的混合物。溶剂为无水甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、乙酸乙酯的一种。本实施例中，使用浓度约为0.0lmol/L苯醌的甲醇溶液(Q-M)对晶体硅片进行钝化自封袋密封保存30min后，用微波光电导衰减法测试晶体硅片的体寿命。当然，使用的苯醌的甲醇溶液(Q-M)的浓度并不限于为0.0lmol/L，可根据钝化的实际条件进行灵活选择。
[0030]上述步骤使用的试剂中，氢氧化钾(KOH)、盐酸(HCl)、双氧水(H2O2)、氨水(NH3.H2O)均为分析纯，氢氟酸(HF)的质量分数为49%且为电子级。
[0031]将前述钝化的晶体硅片密封保存约30min后，利用WT2000扫描，得到如图1和图2所示的结果。
[0032]实施例2
[0033]本实施例提供P型的晶体硅片，电阻率为1.5Ω.cm，厚度190μπι，尺寸为156Χ 156_。本实施例将该P型晶体娃片平均分成两个小晶体娃片，一个小晶体娃片使用与第一实施例大致相同的方法一次进行去损伤层、清洗及钝化。另一个小晶体硅片使用常规的方法，进行去损伤层、清洗及0.08mol/L碘的乙醇溶液(1-E)钝化，自封袋密封，利用WT1000单点测试中心部位，测试出的少子寿命随时间的变化对比图如图3所示。
[0034]从图3中可见，使用常规的1-E钝化方法，测试值在测试开始20min内迅速降低，并在20min后持续下降，测试值不稳定，不具重现性。而使用本发明的Q-M表面处理方法，在开始测试20min内，测试值较缓慢地上升，开始测试20min后，少子寿命测试值稳定。可见，使用本发明的晶体硅表面处理方法，体寿命测试具有稳定性，且重现性好。
[0035]本发明提供了一种用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，处理的晶体硅进行体寿命测试，具有稳定性，且重现性好。解决了现有用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，晶体硅容易氧化，少子寿命测试不稳定及不具备重现性的缺陷。
【主权项】
1.用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，其特征在于，包括提供晶体硅片以及利用醌类化合物对晶体硅片进行钝化的步骤。2.根据权利要求1所述的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，其特征在于，所述醌类化合物为苯醌类化合物及其衍生物、萘醌类化合物及其衍生物、蒽醌类化合物及其衍生物以及菲醌类化合物及其衍生物中的一种或几种的混合。3.根据权利要求1所述的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，其特征在于，将所述醌类化合物溶解于溶剂形成醌类化合物溶液，再利用所述醌类化合物溶液对晶体硅片进行钝化时，所述溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丙酮及乙酸乙酯中的一种或几种的混合。4.根据权利要求3所述的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，其特征在于，所述醌类化合物溶液的浓度为0.001-0.2mol/L05.根据权利要求4所述的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，其特征在于，所述醌类化合物为苯醌，溶剂为甲醇。6.根据权利要求4所述的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，其特征在于，在钝化之后，密封保存所述晶体硅片。7.根据权利要求6所述的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，其特征在于，在钝化之前，还包括对所述晶体硅片去氧化层的步骤。8.根据权利要求7所述的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，其特征在于，在对所述晶体硅片去氧化层之前，还包括对晶体硅片进行清洁的步骤。9.根据权利要求8所述的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，其特征在于，对晶体硅片进行清洁的步骤包括: 使用第一清洗液清洗晶体硅片的第一清洗步骤以及使用第二清洗液清洗晶体硅片的第二清洗步骤，其中，所述第一清洗液为氨水、双氧水以及去离子水的混合液，所述第二清洗液为盐酸、双氧水以及去离子水的混合液。10.根据权利要求8所述的用于晶体硅体寿命测试的表面处理方法，其特征在于，在所述清洁步骤之前，还包括对所述晶体硅片进行去损伤层处理的步骤。
【文档编号】H01L21/02GK105826160SQ201510003367
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月5日
【发明人】邓浩, 刘培东, 张骏凯, 李静, 王新强
【申请人】西安隆基硅材料股份有限公司