掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 近年來，太陽能電池和電池板等可再生能源的使用量顯著增加。在已安裝的光伏系統(tǒng)中，90%以上的是單晶硅電池和多晶硅電池，具有成本低、面積大、效率較高的優(yōu)點(diǎn)。清潔硅晶片的表面是器件處理技術(shù)中最關(guān)鍵的操作之一，特別是在光伏工業(yè)中。污染物的完全去除和表面可充電態(tài)的鈍化是提高對表面重組速度敏感的硅太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率的非常重要的問題。關(guān)鍵是需要更多的能量來去除更小的粒子，因?yàn)樵谖锢砩蟼鬟f微小尺寸的必要的力更困難。 在這種情況下，在其他技術(shù)中，超聲波攪拌被廣泛用于向濕清洗浴中添加能量。平面和圖案硅片通常用超聲波清洗。在這個(gè)過程中，晶片浸在高功率聲波的化學(xué)活性溶液中。超聲化學(xué)清洗已被證明是特別有效的，例如，預(yù)氧化后、化學(xué)前氣相沉積、前外延生長、灰后和化學(xué)后硅晶片機(jī)械拋光。 實(shí)驗(yàn) 太陽級n型和p型硅晶片、晶晶和多晶在蒸餾水清洗浴中進(jìn)行超聲。設(shè)置如圖1所示，施加于朗之萬傳感器的振幅為U0的振蕩電壓導(dǎo)致其振動，用硅片將聲功率傳遞到充滿水的燒瓶中。傳感器-水的共振頻率（28kHz）由水的高度h定義。在整個(gè)處理過程中，散裝水的溫度保持在70~80°C之間。在圖1中所示的幾何圖形中，在U0≥45V時(shí)很容易觀察到空化...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言隨著可再生能源推廣擴(kuò)大政策，太陽能電池用硅片的產(chǎn)量正在增加。硅太陽能電池制作過程中發(fā)生的最大問題之一是與制造過程中使用的化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)以及固化引起的化學(xué)物質(zhì)殘留。太陽能電池用硅晶片，單晶及多結(jié)晶都在制造，考慮到制造成本，對共晶污染度處理得比較寬容。太陽能電池領(lǐng)域的工藝污染結(jié)果包括晶片表面的變質(zhì)和微細(xì)粒子物質(zhì)的殘留，統(tǒng)稱為STAIN(STAIN)，被區(qū)分為主要污染。本文分析了在硅太陽能電池制造中用作基板的156 mm硅晶片的制造過程中，導(dǎo)致產(chǎn)品不良和性能下降的晶片表面污染源，并對去除這種污染的臭氧水清洗進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。污染物是由晶片切割球晶中使用的漿料及清洗液中包含的有機(jī)物和從燒結(jié)絲分離出來的微粒形成的，可以通過臭氧水清洗工藝去除。應(yīng)用該技術(shù)，可以廉價(jià)、高效、環(huán)保地制造太陽能電池用晶片。 實(shí)驗(yàn)臭氧功能水的制備：為了制造臭氧功能水，首先要制造大量臭氧氣體，必須將制造的臭氧氣體高濃度溶解到超純水中。臭氧(O3)是不穩(wěn)定氣體上的物質(zhì)，主要由放電產(chǎn)生，氧化反應(yīng)后顯示出被自然減半消滅的特性。這種性質(zhì)具有化學(xué)性質(zhì)，可應(yīng)用于親環(huán)喇叭超精密清洗方法。清潔領(lǐng)域需要高濃度臭氧，因此主要使用在能效、穩(wěn)定性、控制便利性方面具有優(yōu)良特性的無聲放電(silent discharge)型臭氧發(fā)生裝置。為了生成高濃度臭氧，本方法制作并使用了具有特殊結(jié)構(gòu)的無放電型臭氧發(fā)生...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言隨著可再生能源推廣擴(kuò)大政策，太陽能電池用硅片的產(chǎn)量正在增加。太陽能電池用硅片是半導(dǎo)體用硅晶片生產(chǎn)技術(shù)的結(jié)合，彼此有相似之處，但太陽能電池領(lǐng)域有其特殊性。硅太陽能電池制作過程中出現(xiàn)的問題有物理和化學(xué)方面。就理性問題而言，太陽能電池硅晶片的厚度比半導(dǎo)體用晶片薄，制造過程中可能會出現(xiàn)裂紋的發(fā)生或損壞，化學(xué)方面的門零點(diǎn)與制造過程中使用的化學(xué)物質(zhì)存在反反應(yīng)和固化引起的化學(xué)物質(zhì)殘留。太陽能電池用硅片同時(shí)制造單晶和多晶，考慮到制造成本，對工藝污染度處理得比較寬容。太陽能電池領(lǐng)域的工藝污染結(jié)果是，被統(tǒng)稱為stain的晶片表面的變質(zhì)和阻礙紋理的物質(zhì)殘留被區(qū)分為主要污染。本方法考慮到太陽能電池用硅片制作工藝的特點(diǎn)，通過對硅片清洗和表面污染源的清除，研究了親環(huán)境、便宜、有效的清洗機(jī)制。 實(shí)驗(yàn)和分析微細(xì)粒子清洗實(shí)驗(yàn)：我們首先將臭氧功能水產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)裝置作為硅片的無機(jī)物清洗配合使用，可以替代臭氧功能水的晶片清洗過程。晶片暴露在普通大氣中數(shù)天后污染后，作為污染源，對有機(jī)物、無機(jī)物、金屬等成分沒有區(qū)分，清洗實(shí)驗(yàn)前后的微?？倲?shù)，分析了清洗性能。此時(shí)，在臭氧濃度分別為20 ppm和30 ppm的清洗槽中對晶片進(jìn)行了3分鐘的清洗后，確認(rèn)了晶片表面的微粒清洗程度。清洗前后的微進(jìn)尺測量是用裝有可見光及紫外線光源的光學(xué)顯微鏡觀察并判讀的。圖6的頂部是以可見光為光源拍攝的照片，...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料 金屬氧化物半導(dǎo)體的傳統(tǒng)制造工藝包括各種步驟，如蝕刻、沉積、化學(xué)機(jī)械拋光等。在每個(gè)過程中，晶片很容易被納米尺寸的顆粒污染。晶片表面的這些顆粒可能會影響產(chǎn)量的降低。根據(jù)國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖(ITRS)，隨著動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)半節(jié)距的縮小，臨界粒徑正在減小到1納米。物理清洗過程，如超聲波、噴射、氣溶膠等。，由于其不可控的物理力，無法防止30納米以下的圖案損壞。因此，使用濕化學(xué)清洗工藝清潔表面以防止圖案損壞是非常重要的。 濕化學(xué)清洗過程主要有兩個(gè)因素。一個(gè)是表面刻蝕，另一個(gè)是顆粒與基體的相互作用力。眾所周知，SC1清洗機(jī)制可以代表性地去除硅襯底上的顆粒。然而，污染在表面上的粒子不僅僅是硅表面，還有多硅、氮化硅、二氧化硅等多種表面。因此，必須根據(jù)化學(xué)物質(zhì)的蝕刻機(jī)理和相互作用力，證明其對各種表面的顆粒去除效率。 在本文中，我們研究了使用半導(dǎo)體清洗工藝中常用的清洗化學(xué)品在基于硅襯底的各種表面上去除顆粒的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)采用多晶硅、熱二氧化硅和高溫氮化硅作為襯底。稀釋NH4OH (NH4OH:DIW = 1:1000)，SC1 (NH4OH:H2O2: DIW = 1:2:50，60℃)和稀釋HF(HF:DIW = 1:1000)溶...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料蝕刻是一類用于受控去除材料的常見工藝。氧化鋁的蝕刻在各種應(yīng)用中被發(fā)現(xiàn)，包括制造微器件，特別是薄的薄膜磁性結(jié)構(gòu)，更特別是磁頭。有各種類型的蝕刻工藝；然而，它們通常都包括將反應(yīng)物輸送到表面、表面反應(yīng)和從表面輸送產(chǎn)物的共同作用。幾個(gè)特征被用來描述蝕刻工藝的能力。蝕刻速率是蝕刻材料厚度隨時(shí)間的減少。更快的蝕刻速率通常是有利的，但必須與控制去除材料總量的能力相平衡。希望整個(gè)表面和表面之間的蝕刻均勻。蝕刻過程的各向同性也被考慮。由蝕刻工藝引起的選擇性和損害的特征通?？刂颇姆N類型的蝕刻工藝用于特定的應(yīng)用。表面通常由一種以上的材料組成，其中只有一種材料需要蝕刻。待蝕刻的材料被稱為蝕刻材料。底層和周圍材料指的是結(jié)構(gòu)中不被蝕刻的其余部分。選擇性通常被定義為蝕刻材料的蝕刻速率與結(jié)構(gòu)中不被蝕刻的其他部分的蝕刻速率之比。損害往往與選擇性直接相關(guān)。如果可以實(shí)現(xiàn)完美的選擇性，那么只有蝕刻材料會被去除，而其他材料不會發(fā)生蝕刻。如果選擇性差，那么對其他材料的蝕刻很可能是廣泛的，因此被描述為損壞。腐蝕過程的部件和結(jié)構(gòu)中的材料之間的不相容性(通常是化學(xué)性質(zhì)的)也可能導(dǎo)致?lián)p壞，例如導(dǎo)致結(jié)構(gòu)腐蝕。選擇性是蝕刻工藝中的一個(gè)重要考慮因素，因?yàn)樾枰^蝕刻來確保蝕刻材料的完全去除。過蝕刻指的是需要繼續(xù)蝕刻，即使蝕刻工藝已經(jīng)充分去除蝕刻材料以暴露下層。需要過蝕刻，因?yàn)樵诘湫偷谋砻嫔?，由于以下原因?..
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言我們提出了一種將具有有益光散射特性的表面形貌引入濺射沉積的氧化鋅:鋁薄膜的新方法，該薄膜用作硅薄膜光伏器件中的前接觸。電化學(xué)陽極化用于觸發(fā)局部溶解，導(dǎo)致界面結(jié)構(gòu)與通常在稀釋的鹽酸中通過蝕刻步驟制備的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)。通過電化學(xué)腐蝕條件和電解液的系統(tǒng)變化，評價(jià)了設(shè)計(jì)氧化鋅薄膜表面的基本實(shí)驗(yàn)參數(shù)。用掃描電鏡、四點(diǎn)電阻和霍爾測量對制備的薄膜進(jìn)行了表征。此外，電化學(xué)和化學(xué)蝕刻步驟相結(jié)合，以產(chǎn)生各種不同的表面形態(tài)。這種薄膜在微晶硅單結(jié)太陽能電池中的應(yīng)用已顯示出良好的初步結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)大約800 nm厚的多晶ZnO:Al薄膜在垂直直列系統(tǒng)中使用射頻(RF)磁控濺射沉積在清潔的玻璃襯底上。該系統(tǒng)由ZnO組成的陶瓷靶制成。沉積在300℃的襯底溫度、2W·cm-2的放電功率密度和0.1帕的氬氣壓力下進(jìn)行。使用恒電位儀進(jìn)行了電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，三電極裝置，利用鉑絲作為反電極和銀|氯化銀|3 M KCl參比電極，所有給定電位均參考該電極。ZnO:Al覆蓋的襯底被切割成塊，并且這些被連接作為工作電極。在所有電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，溫度保持恒定在25℃。電化學(xué)處理后，在熱的去離子水中清洗襯底，以去除源自電解質(zhì)溶液的鹽殘留物。在(30×30) cm2反應(yīng)器中通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)制備硅膜。背面接觸由來自與正面接觸相同系統(tǒng)的濺射沉積ZnO:Al和通過...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 氮化鋁(AlN)是一種ⅲ-ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料。優(yōu)異的機(jī)電性能使其適用于微機(jī)電系統(tǒng)諧振器。薄膜體聲波諧振器(FBAR)被廣泛研究和使用。壓電氮化鋁微機(jī)電系統(tǒng)諧振器具有“三明治”結(jié)構(gòu):底部電極層，氮化鋁層和頂部電極層。這些類型諧振器的襯底通常是硅。在制造過程中，氮化鋁的蝕刻是一個(gè)關(guān)鍵的過程。蝕刻結(jié)果將強(qiáng)烈影響性能參數(shù)，例如諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)。最近，電感耦合等離子體(ICP)蝕刻工藝被廣泛用于氮化鋁蝕刻工藝。但在此過程中仍存在側(cè)壁角度差、微切效應(yīng)和底部粗糙等問題。 本文主要研究氮化鋁的刻蝕工藝。采用了等離子體刻蝕技術(shù)。本方法展示一些主要的刻蝕工藝參數(shù)。蝕刻結(jié)果通過蝕刻速率、選擇性、側(cè)壁角度、底部表面粗糙度和微壓痕來表征。 實(shí)驗(yàn) 本方法的刻蝕樣品為多晶氮化鋁薄膜，厚度為450納米，晶體取向?yàn)?002)。用x光衍射測得的半峰全寬(FWHM)為1.7，用原子力顯微鏡測得的粗糙度均方根為3.2納米。通過掃描電子顯微鏡(SEM)測量的晶粒尺寸值約為50納米。使用厚度為1微米的二氧化硅硬掩模。在本文中，選擇性是氮化鋁與二氧化硅的蝕刻速率比。氯基氣體通常用于氮化鋁的蝕刻過程。蝕刻產(chǎn)物是一系列鋁氯揮發(fā)性化合物，如三氯化鋁、二氯化鋁和...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)是低功耗和高速應(yīng)用中金屬氧化物半導(dǎo)體器件最有吸引力的候選結(jié)構(gòu)之一，因?yàn)槭褂眠@種結(jié)構(gòu)很容易降低耦合電容。典型厚度為幾個(gè)100納米的完全絕緣的掩埋二氧化硅層消除了幾個(gè)泄漏路徑。然而，許多不同的SOI結(jié)構(gòu)目前正在研究中，具有標(biāo)準(zhǔn)的體結(jié)構(gòu)。然而，SOI襯底是昂貴的，并且掩埋的二氧化硅的差的導(dǎo)熱性可能產(chǎn)生熱量問題。特定的襯底處理，如氧離子注入分離和外延層轉(zhuǎn)移，必須在器件制造之前準(zhǔn)備好。本文研究了老化時(shí)間和腐蝕時(shí)間對硅鍺混合腐蝕液腐蝕速率的影響，即1 vp HF (6%)、2 vp H2O2 (30%)和3 vp CH3COOH (99.8%)。 實(shí)驗(yàn) 利用減壓化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)生長了用于選擇性濕法刻蝕的樣品。硅襯底是在硅鍺層生長之前，通過正常的清潔程序(氫烘焙步驟，以清除表面的天然氧化物，在1100℃下進(jìn)行)進(jìn)行清潔。然后將硅烷和GeH4（1.5%稀釋）切換到反應(yīng)器中，開始SiGe層的生長。硅烷和GeH4的流量分別為10~100sccm和40~300sccm。h2的流量固定在10slm。生長溫度為600℃，硅鍺層的生長速率為3.8納米/分鐘。最后，通過沉積40納米硅蓋層完成層結(jié)構(gòu)。鍺硅層中的鍺濃度為20%。用透射電鏡和EDX法測定了層的厚度...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 碳化硅(SiC)是高功率和高溫( 150℃)電子應(yīng)用的理想材料，因?yàn)槠渥鳛楦吲R界電場的優(yōu)異性能，可在高外加工作電壓(2500千伏/厘米)下工作，并具有良好的導(dǎo)熱性(4.9瓦/厘米3)。然而，在碳化硅上異質(zhì)外延生長功能氧化物薄膜是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的關(guān)鍵目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)在下一代電子器件中使用碳化硅的全面成功。形成突然而有效的界面是功能氧化物在半導(dǎo)體上集成的基本要求之一。必須開發(fā)一個(gè)可靠且成功的清潔程序，以產(chǎn)生一致且特性良好的起始表面。據(jù)報(bào)道，一些碳化硅表面清潔研究，包括高溫氫蝕刻和氫等離子體處理，可以去除拋光過程中產(chǎn)生的污染物和劃痕。 在本文中，我們演示了氫原子束源(HABS)產(chǎn)生的氫原子對清洗襯底的影響，以了解氫原子與表面的基本相互作用。 方法 用氫原子代替H2分子清潔襯底已被證明是在相對較低的溫度下去除一系列半導(dǎo)體材料中的表面碳?xì)浠衔锖脱趸锏挠行緩剑℅aAs、InAs和InP。在目前的方法中，用于清潔的氫原子是由氫原子束源(HABS)熱表面的氫氣離解產(chǎn)生的。HABS是一個(gè)熱裂解爐，由一根鎢絲裝在高純度鎢管中組成。6H-SiC襯底用有機(jī)溶劑脫脂，然后引入U(xiǎn)HV(超高真空)室。然后，在700℃的襯底溫度下，將它們...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 堿性溶液中的濕化學(xué)各向異性蝕刻是工業(yè)太陽能電池紋理化最常見的工藝。使用濕化學(xué)各向異性蝕刻技術(shù)在單晶硅晶片(100)的表面上形成微錐體結(jié)構(gòu)。主要目的是根據(jù)硅表面反射率評估蝕刻劑的性能。選擇不同的異丙醇體積濃度(2、4、6、8和10%)和不同的蝕刻時(shí)間(10、20、30、40和50分鐘)來研究硅片的總反射率。其他參數(shù)如氫氧化鈉濃度(12%重量）。 溶液溫度(81.5℃)和攪拌器速度范圍(400 rpm)在所有過程中都保持恒定。用光學(xué)顯微鏡和原子力顯微鏡分析了晶片的表面形貌。AFM圖像證實(shí)了均勻的金字塔結(jié)構(gòu)。 實(shí)驗(yàn) 在這項(xiàng)工作中使用了厚度為500μm、電阻率約為0.1 Ω?cm的p型單晶Si100晶片。首先將硅片切割成約1 cm2的樣品。清洗過程分兩步進(jìn)行:第一步是從硅樣品中去除污染物。在這一步中，樣品在去離子水(DI-W)中清洗5min，然后在室溫超聲處理下用無水乙醇清洗5min。第二步是去除任何天然氧化物。該步驟在～10%HF中進(jìn)行1min。在流動的DI-W中徹底清洗后，樣品在溶液中蝕刻。實(shí)驗(yàn)在浸在油浴中的玻璃通量中進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)溶液的間接加熱，如圖3。 圖3 本工作中使用的紋理過程設(shè)置的示意圖 ...
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