光伏百科:硅片清洗及原理
下面讨论各种步骤中试剂的作用。
a.有机溶剂在清洗中的作用
用于硅片清洗常用的有机溶剂有甲苯、丙酮、酒精等。在清洗过程中,甲苯、丙酮、酒精等有机溶剂的作用是除去硅片表面的油脂、松香、蜡等有机物杂质。所利用的原理是“相似相溶”。
b.无机酸在清洗中的作用
硅片中的杂质如镁、铝、铜、银、金、氧化铝、氧化镁、二氧化硅等杂质,只能用无机酸除去。有关的反应如下:
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
Cu+2H2SO4= CuSO4 +SO2↑+2H2O
2Ag+2H2SO4=2Ag2SO4+SO2↑+2H2O
Cu+4HNO3= Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O
Ag+4HNO3= AgNO3+2NO2↑+2H2O
Au+4HCl+HNO3=H[AuCl4] +NO↑+2H2O
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
如果HF 过量则反应为:SiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2O
H2O2 的作用:在酸性环境中作还原剂,在碱性环境中作氧化剂。在硅片清洗中对一些难溶物质转化为易溶物质。如:
As2S5+20 H2O2+16NH4OH=2(NH4)3AsO4+5(NH4)2SO4+28H2O
MnO2+ H2SO4+ H2O2= MnSO4+2H2O+O2↑
c.RCA 清洗方法及原理
在生产中,对于硅片表面的清洗中常用RCA 方法及基于RCA 清洗方法的改进,RCA 清洗方法分为Ⅰ号清洗剂(APM)和Ⅱ号清洗剂(HPM)。Ⅰ号清洗剂(APM)的配置是用去离子水、30%过氧化氢、25%的氨水按体积比为:5:1:1 至5:2:1;Ⅱ号清洗剂(HPM)的配置是用去离子水、30%过氧化氢、25%的盐酸按体积比为:6:1:1 至8:2:1。其清洗原理是:氨分子、氯离子等与重金属离子如:铜离子、铁离子等形成稳定的络合物如:[AuCl4]-、[Cu(NH3)4]2+、[SiF6]2-。
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