抛光片制作过程(硅片是如何进行加工的)

Posted 2023-05-27

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抛光片制作过程(硅片是如何进行加工的)

首先我们知道硅片成形指的是将硅棒制成si晶片的工艺过程。主要步骤分为：切片、结晶定位、晶边圆磨、化学刻烛、缺陷聚集及割步骤之间所清洗的过程。硅片成形工艺的目的是为了提高硅棒的使用率，将硅材料的浪费将至最低，提供具有高平行度与高平坦度且表面洁净的晶片，保证晶片表面晶体学、化学与电学特性等与其内部材料一致；晶片成形过程中的工艺在晶片表面形成许多微观缺陷。硅片一般分为单晶硅片和多晶硅片，硅片的制备分为单晶硅，多晶硅的生产工艺以及加工工艺。硅片加工过程中包含的制造步骤，根据不同的硅片生产商有所变化。这里介绍的硅片加工主要包括开方，切片，清洗等工艺。

（1）单晶硅片加工工艺单晶硅片加工工艺主要为：切断→外径滚圆→切片→倒角→研磨→腐蚀、清洗等。①切断：是指在晶体生长完成后，沿垂直与晶体生长的方向切去晶体硅头尾无用的部分，即头部的籽晶和放肩部分以及尾部的收尾部分。通常利用外圆切割机进行切割。外圆切割机刀片边缘为金刚石涂层。这种切割机的刀片厚，速度快，操作方便；但是刀缝宽，浪费材料，而且硅片表面机械损伤严重。目前，也有使用带式切割机来割断晶体硅的，尤其适用于大直径的单晶硅。②外径滚圆：在直拉单晶硅中，由于晶体生长方时的热振动，热冲击等原因，晶体表面都不是非常平滑的，也就是说整根单晶硅的直径有一定偏差起伏；而且晶体生长完成后的单晶硅棒表面存在扁平的棱线，需要进一步加工，使得整根单晶硅棒的直径达到统一，以便于在后续的材料和加工工艺中操作。③切片：在单晶硅滚圆工序完成后，需要对单晶硅棒切片。太阳电池用单晶硅在切片时，对硅片的晶向，平行度和翘曲度等参数要求不高，只需对硅片的厚度进行控制。④倒角：将单晶硅棒切割成晶片，晶片锐利边需要休整成圆弧形，主要防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生。⑤研磨：切片后，在硅片的表面产生线痕，需要通过研磨除去切片所造成的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅的翘曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光处理的过程规格。⑥腐蚀，清洗：切片后，硅片表面有机械损伤层，近表面晶体的晶格不完整，而且硅片表面有金属粒子等杂质污染。因此，一般切片后，在制备太阳能电池前，需要对硅片进行化学腐蚀。在单晶硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗，这里的清洗主要是腐蚀后的最终清洗。清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。常见清洗的方式主要是传统的RCA湿式化学清洗技术。

（2）多晶硅片加工工艺多晶硅片加工工艺主要为：开方→磨面→倒角→切片→腐蚀，清洗等。①开方对于方形的晶体硅锭，在硅锭切断后，要进行切方块处理，即沿着硅锭的晶体生长的纵向方向，将硅锭切割成一定尺寸的长方形硅块。②磨面在开方之后的硅块表面会产生线痕，需要通过研磨除去开方所造成的锯痕及表面损伤层，有效改善硅块的平坦度与平行度，达到一个抛光过程处理的规格。③倒角将多晶硅切割成硅块后，硅块边角锐利部分需要倒角，修整成圆弧形，主要是防止切割时硅片的边缘破裂、崩边及晶格缺陷产生。切片与后续的腐蚀、清洗工艺与单晶硅几乎一致。

另外切割硅片可以选择使用线切割机切割金刚砂线切割机1、切割效率高，降低了切割成本；2、单片成本低，一种金钢线替代了传统砂浆切割的碳化硅、悬浮液、钢线，极大地降低了耗材成本；3、品质受控，切割效果与金刚砂线的品质有很大的关系，选择一家高质量的砂线厂家，就可以在供应商的数量与质量上有很好的控制，确保切割出来的效果；4、硅耗降低，因以固结的方式可以参与有效切割的金刚石较多，镀层要比砂浆的混合体要小，刀缝损失也更少，生产加工过程成本的降低；5、环保，在现中国的时代，工厂对于环保的认知还是太低了，砂浆的 COD达到几十万，而金钢线切割液经过纯水稀释加切割液 COD在 200-1000，对于污水的处理也将大大提升。综上所述，线切割机不但可以切单晶硅、多晶硅、光学玻璃，光敏陶瓷、石墨等各类新兴材料，在切割效率与精密度上也远远超过传统的泥浆切割方式。