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(zhǎng)完成后, 沿垂直與晶體生長(zhǎng)的方向切去晶體硅頭尾無(wú)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(jī)進(jìn)行切割。 外圓切割機(jī)刀片邊緣為金剛石涂層。
這種切割機(jī)的刀片厚,速度快,操作方便;但是刀縫寬,浪費(fèi)材料,而且硅片表面機(jī)械損傷嚴(yán)重。目前,也有使用帶式切割機(jī)來(lái)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(zhǎng)方時(shí)的熱振動(dòng),熱沖擊等原因,晶體表面都不是非常平滑的,也就是說(shuō)整根單晶硅的直徑有一定偏差起伏;而且晶體生長(zhǎng)完成后的單晶硅棒表面存在扁平的棱線,需要進(jìn)一步加工,使得整根單晶硅棒的直徑達(dá)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(duì)單晶硅棒切片。太陽(yáng)電池用單晶硅在切片時(shí),對(duì)硅片的晶向,平行度和翹曲度等參數(shù)要求不高,只需對(duì)硅片的厚度進(jìn)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(guò)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(dá)到一個(gè)拋光處理的過(guò)程規(guī)格。
腐蝕、清洗:切片后,硅片表面有機(jī)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(yáng)能電池前,需要對(duì)硅片進(jìn)行化學(xué)腐蝕。 在單晶硅片加工過(guò)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(jiàn)清洗的方式主要是傳統(tǒng)的RCA濕式化學(xué)清洗技術(shù)。