單晶硅片加工工藝主要為:
切斷→外徑滾圓→切片→倒角→研磨→腐蝕、清洗等。
切斷:是指在晶體生長完成后, 沿垂直與晶體生長的方向切去晶體硅頭尾無用的部分,即頭部的籽晶和放肩部分以及尾部的收尾部分。通常利用外圓切割機進行切割。 外圓切割機刀片邊緣為金剛石涂層。
這種切割機的刀片厚,速度快,操作方便;但是刀縫寬,浪費材料,而且硅片表面機械損傷嚴重。目前,也有使用帶式切割機來割斷晶體硅的,尤其適用于大直徑的單晶硅。
外徑滾圓:在直拉單晶硅中,由于晶體生長方時的熱振動,熱沖擊等原因,晶體表面都不是非常平滑的,也就是說整根單晶硅的直徑有一定偏差起伏;而且晶體生長完成后的單晶硅棒表面存在扁平的棱線,需要進一步加工,使得整根單晶硅棒的直徑達到統(tǒng)一,以便于在后續(xù)的材料和加工工藝中操作。
切片:在單晶硅滾圓工序完成后,需要對單晶硅棒切片。太陽電池用單晶硅在切片時,對硅片的晶向,平行度和翹曲度等參數(shù)要求不高,只需對硅片的厚度進行控制。
倒角:將單晶硅棒切割成晶片,晶片銳利邊需要休整成圓弧形,主要防止晶片邊緣破裂及晶格缺陷產(chǎn)生。
研磨:切片后,在硅片的表面產(chǎn)生線痕,需要通過研磨除去切片所造成的鋸痕及表面損傷層,有效改善單晶硅的翹曲度、平坦度與平行度,達到一個拋光處理的過程規(guī)格。
腐蝕、清洗:切片后,硅片表面有機械損傷層,近表面晶體的晶格不完整,而且硅片表面有金屬粒子等雜質(zhì)污染。因此,一般切片后,在制備太陽能電池前,需要對硅片進行化學腐蝕。 在單晶硅片加工過程中很多步驟需要用到清洗,這里的清洗主要是腐蝕后的最終清洗。清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。常見清洗的方式主要是傳統(tǒng)的RCA濕式化學清洗技術。