刻蚀培训讲义.pptx

刻 蚀 培 训技术质量部制绒扩散前酸洗丝网印刷及烘干烧结镀减反膜分类包装生产线工艺流程磷扩散形成pn结刻蚀刻蚀的种类1 干法刻蚀---等离子体刻蚀2 湿法刻蚀---化学腐蚀什么是等离子体？随着温度的升高，一般物质依次表现为固体、液体和气体。它们统称为物质的三态。当气体的温度进一步升高时，其中许多，甚至全部分子或原子将由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子。这时物质将进入一种新的状态，即主要由电子和正离子（或是带正电的核）组成的状态。这种状态的物质叫等离子体。它可以称为物质的第四态。等离子体的应用等离子体的产生等离子体刻蚀原理等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性反应物而被去除。这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。等离子体刻蚀反应首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子。其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，并在表面上发生化学反应。生产过程中，在中CF4掺入O2，这样有利于提高Si和SiO2的刻蚀速率。等离子体刻蚀工艺　在待刻蚀硅片的两边，分别放置一片与硅片同样大小的玻璃夹板，叠放整齐，用夹具夹紧，确保待刻蚀的硅片中间没有大的缝隙。将夹具平稳放入反应室的支架上，关好反应室的盖子。什么是湿法刻蚀化学腐蚀 在半导体生产中，半导体材料或金属等材料与腐蚀液发生化学反应，从而去除材料表面的损伤层或在材料表面获得一定形状的图形过程。湿法刻蚀 湿法刻蚀其实是腐蚀的一种，是对硅片边缘的腐蚀，但不影响太阳电池的工艺结构。 HF/HNO3体系，利用其各向同性腐蚀特性，使用RENA in-line式结构的设备，利用表面张力和毛细作用力的作用去除边缘和背面的N型。简单设备结构与工艺说明图示HF/HNO3体系腐蚀机理 硅在HON3+HF溶液中的腐蚀速率大，而在纯HNO3或纯HF溶液中的腐蚀速率很小。 在低HNO3及高HF浓度区（图右角区）等腐蚀曲线平行于等HNO3浓度线 。在低HF高HNO3浓度区（图左下角区）等腐蚀线平行于HF浓度线。 图：硅在70%（重量）HNO3+49%（重量）HF混合液中的腐蚀速率与成分的关系 HF/HNO3体系腐蚀机理 根据这一特性，我们可以把常用的酸性腐蚀液（通常由不同比率的硝酸（HNO3）,氢氟酸（HF）及缓冲液等组成）的腐蚀机理分为两步： 1.利用硝酸（HNO3）氧化硅片表面 Si+2HNO3?SiO2+2HNO2 2HNO2?NO+NO2+H2O 2.利用氢氟酸（HF）与氧化硅生成可溶于水的络合物． SiO2+6HF?H2SiF6+2H2OHF/HNO3体系腐蚀机理 大致的腐蚀机制是HNO3 (一种氧化剂)腐蚀，在硅片表面形成了一层SiO2，然后这层SiO2在HF 酸的作用下去除。 在低HNO3及高HF浓度区，生成SiO2的能力弱而去除SiO2的能力强，反应过程受HNO3氧化反应控制，所以腐蚀曲线平行于等HNO3浓度线 。在低HF高HNO3浓度区，生成SiO2的能力强而去除SiO2的能力弱，反应过程受HF反应控制，所以腐蚀线平行于HF浓度线。HF/HNO3体系腐蚀机理特点 大致的腐蚀机制是先氧化再去除，酸对硅的腐蚀速度与晶粒取向无关，因此酸腐蚀又称为各向同性腐蚀 。 在HF-HNO3溶液中的刻蚀速率是各向同性，（100）面的刻蚀速率和（111）面的腐蚀速率非常接近。 而碱性腐蚀液为典型的各向异性腐蚀，（111）面的腐蚀速率远远大于（100）的腐蚀速率。 刻蚀只腐蚀边缘，而不影响太阳电池的工艺结构，而碱性腐蚀液各向异性大，已经做好的绒面引起更大的差异，不利于后道的工序。HF/HNO3体系两区域腐蚀机理特点在低HNO3及高HF浓度区，由于该区有过量的HF可溶解反应产物SiO2，所以腐蚀速率受HNO3的浓度所控制，这中配方的腐蚀剂由于孕育期变化不定，腐蚀反应难以触发，并导致不稳定的硅表面，要过一段时间才会在表面上慢慢地生长一层SiO2。最后，腐蚀受氧化-还原反应速率的控制，因此有一定的取向性。在低HF高HNO3浓度区，这个区域里的HNO3过剩，腐蚀速率取决于SiO2形成后被HF除去的能力，鉴于刚腐蚀的表面上总是覆盖着相当厚的SiO2层（30---50?），所以这类腐蚀剂是“自钝化”的。该区内，腐蚀速率主要受络和物扩散而被除去的速率所限制，所以对晶体的结晶学取向不敏感，是真正的抛光腐蚀。 HF/HNO3体系腐蚀液的选择湿法刻蚀的要求： 1，腐蚀速率适当 2，抛光腐蚀，反应速率无取向性 3，只腐蚀边缘，而不影响太阳电池的工艺结构湿法刻蚀特点 使用RENA in-line式结构，利用表面张力和毛细作用力的作用去除边缘和背面的N型。 用无掩膜的背腐蚀来代替等离子刻蚀分离p—n结，