專利名稱：一種測量硅片擴(kuò)散長度的表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種測量硅片擴(kuò)散長度的表面處理方法。
背景技術(shù)：
少數(shù)載流子壽命是半導(dǎo)體硅晶體材料的一項重要參數(shù)，它與晶體硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率有著直接關(guān)系。因此測試晶體硅體內(nèi)的少數(shù)載流子壽命是在生產(chǎn)之前對硅原材料進(jìn)行質(zhì)量檢測和在研究過程中進(jìn)行性能分析的重要手段，而目前主要利用非穩(wěn)態(tài)光電導(dǎo)衰減技術(shù)，簡稱PCD技術(shù)，來測試少數(shù)載流子壽命，其結(jié)果實際體現(xiàn)的是整個樣品的綜合壽命，它是發(fā)生在硅片表面、體內(nèi)的所有復(fù)合疊加的凈結(jié)果，從而不能完全體現(xiàn)硅片本體的質(zhì)量。擴(kuò)散長度(L)是少數(shù)載流子壽命(τ )延伸出來的概念，它與少數(shù)載流子壽命存在著L =、3 τ的關(guān)系，其中D是少數(shù)載流子壽命的擴(kuò)散系數(shù)，對于同一塊半導(dǎo)體材料，其載流
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子的擴(kuò)散系數(shù)一般不變。因此，通常情況下影響半導(dǎo)體少數(shù)載流子擴(kuò)散長度的物理機制與少數(shù)載流子壽命的機制完全相同。目前，測試少數(shù)載流子擴(kuò)散長度最常用的方法是表面光電壓法，簡稱SPV法，這是一種穩(wěn)態(tài)方法，與時間過程無關(guān)，從而避免了非穩(wěn)態(tài)測試中表面復(fù)合對結(jié)果的影響，測試結(jié)果更能體現(xiàn)材料體的質(zhì)量。SemiLab PV2000設(shè)備利用表面光電壓測試原理測量硅片的擴(kuò)散長度從而達(dá)到表征硅片質(zhì)量的目的。在利用SemiLab PV2000設(shè)備測量硅片擴(kuò)散長度過程中，硅片表面勢壘、SPV信號強度、線性比(LR)都會影響測試結(jié)果，而利用氫氧化鈉或氫氟酸水溶液浸泡等普通方法處理后的硅片其表面勢壘、SPV信號、線性比(LR)增強有限，很難達(dá)到設(shè)備測試要求，測試精度較差，結(jié)果不可信。設(shè)備測試要求為SPV8、SPV6信號均大于 5mv，線性比LR大于1.6。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是基于上述問題，本發(fā)明提供一種合理的測量硅片擴(kuò)散長度的表面處理方法，克服了 SemiLab PV2000設(shè)備在測量P型硅片的擴(kuò)散長處時出現(xiàn)的硅片表面勢壘較弱，測試信號差，線性比較低，達(dá)不到測試設(shè)備要求造成測試結(jié)果誤差大， 可信度小等缺點。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種測量硅片擴(kuò)散長度的表面處理方法，包括如下步驟第一步、漂洗將原生硅片浸入由質(zhì)量百分比為47% 49%的氫氟酸，65% 68%的硝酸混合去離子水制得的酸性漂洗液中漂洗，時間為Imin 5min，酸性漂洗液配比為vS氟酸V硝酸V去離子水=(丄 1· 5) (2 4. 5) (1.7 3);第二步、清洗將漂洗后的硅片用去離子水清洗，時間為2min 5min ；第三步、烘干將清洗過的硅片放入烘干爐烘干，時間為Smin IOmin ；
第四步、沉積將烘干后的硅片在等離子體氣相化學(xué)沉積設(shè)備中沉積7min lOmin，氣源為硅烷和氮氣混合物，硅片上氮化硅氣體薄膜厚度達(dá)到70nm 90nm ；第五步、燒結(jié)將沉積了氮化硅氣體薄膜的硅片放入燒結(jié)爐燒結(jié)，燒結(jié)溫度為 230°C 910°C，時間為 2min 3min ；第六步、測試將上述物料樣片冷卻至室溫，放入測試設(shè)備的樣品臺測試，物料測得結(jié)果必須滿足SPV8、SPV6信號強度均大于5mv，線性比大于1. 6。測試設(shè)備采用SemiLab PV2000測試設(shè)備。所述硅片為P型多晶硅片，電阻率為0. 5 3歐姆厘米，厚度為170 200um。本發(fā)明的有益效果是經(jīng)本發(fā)明的表面處理方法處理的P型硅片其表面勢壘增大，進(jìn)行擴(kuò)散長度測試時SPV8、SPV6信號強度均大于5mv，線性比大于1. 6，SPV信號強度、 LR值均增強且同時達(dá)到測試設(shè)備要求，測試精度提高。


下面結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是P型多晶硅片不經(jīng)任何處理進(jìn)行擴(kuò)散長度測試的圖樣。圖2是P型多晶硅片采用本發(fā)明的處理方法后進(jìn)行擴(kuò)散長度測試的圖樣。
具體實施例方式本實施例采用電阻率為0. 5 3歐姆厘米，厚度為170 200um的P型多晶硅片為原料，是在晶棒中下部位置連續(xù)取樣得到，這樣保證硅片表面晶粒分布相同，確保硅片晶體質(zhì)量相近。將這種硅片表面不經(jīng)過任何處理直接放入SemiLab PV2000測試設(shè)備的樣品臺中進(jìn)行測試，測得SPV8、SPV6分別為0. 012mv、0. Ollmv，LR為1. 226，不滿足設(shè)備測試要求，結(jié)果不可信。現(xiàn)在結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。實施例1將原生硅片浸入由質(zhì)量百分比為48%的氫氟酸，66%的硝酸混合去離子水，配比為V纖酸V硝酸V去離子水=1-1 2.5 2.3制得的酸性漂洗液中漂洗3min ；將漂洗后的硅片用去離子水清洗4min ；將烘干后的硅片在混合了硅烷和氮氣的等離子體氣相化學(xué)沉積設(shè)備中沉積9min，硅片上氮化硅氣體薄膜厚度達(dá)到70nm 90nm ；將沉積了氮化硅氣體薄膜的硅片放入燒結(jié)爐燒結(jié)3min，調(diào)節(jié)燒結(jié)溫度為850°C ；將上述物料樣片冷卻至室溫，放入 SemiLab PV2000測試設(shè)備的樣品臺測試，測得SPV8、SPV6分別為29. 856mv、22. 486mv, LR 為1.911，結(jié)果滿足測試設(shè)備要求。經(jīng)檢測，SPV信號均明顯增強，線性比LR顯著增大，測試精度高，結(jié)果可信。表(一)P型多晶硅硅片擴(kuò)散長度測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種測量硅片擴(kuò)散長度的表面處理方法，其特征在于包括如下步驟第一步、漂洗將原生硅片浸入由質(zhì)量百分比為47% 49%的氫氟酸，65% 68%的硝酸混合去離子水制得的酸性漂洗液中漂洗，時間為Imin 5min，酸性漂洗液配比為Vse 酸V 硝酸V 去離子水=(1 1· 5) (2 ~ 4. 5) (1. 7 ~ 3)；第二步、清洗將漂洗后的硅片用去離子水清洗，時間為2min 5min ； 第三步、烘干將清洗過的硅片放入烘干爐烘干，時間為8min IOmin ； 第四步、沉積將烘干后的硅片在等離子體氣相化學(xué)沉積設(shè)備中沉積7min lOmin，氣源為硅烷和氮氣混合物，硅片上氮化硅氣體薄膜厚度達(dá)到70nm 90nm ；第五步、燒結(jié)將沉積了氮化硅氣體薄膜的硅片放入燒結(jié)爐燒結(jié)，燒結(jié)溫度為230°C 910°C，時間為 2min 3min ；第六步、測試將上述物料樣片冷卻至室溫，放入測試設(shè)備的樣品臺測試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量硅片擴(kuò)散長度的表面處理方法，其特征在于所述硅片為P型多晶硅片，電阻率為0. 5 3歐姆厘米，厚度為170 200um。
全文摘要
本發(fā)明提供一種測量硅片擴(kuò)散長度的表面處理方法，包括如下步驟，將原生硅片在酸液中漂洗，漂洗后用去離子水清洗，去除殘留漂洗液后烘干，再利用等離子體氣相化學(xué)沉積法在硅片表面沉積氮化硅薄膜，將沉積了氮化硅薄膜的硅片放入燒結(jié)爐燒結(jié)，最后將燒結(jié)完的硅片冷卻至室溫后放入SemiLab PV2000測試設(shè)備的樣品臺測試，結(jié)果SPV8、SPV6信號均明顯增強，線性比LR顯著增大，完全達(dá)到測試設(shè)備要求。
文檔編號H01L21/66GK102154626SQ20101062079
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者張馳, 陳雪 申請人:常州天合光能有限公司