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許多晶圓清洗技術(shù)都在競(jìng)爭(zhēng)高效太陽(yáng)能電池處理的使用，本文在清潔效率和作為工業(yè)預(yù)擴(kuò)散清潔的適用性方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較，為了證明所討論的預(yù)擴(kuò)散清洗的適用性和閾值的有效性，根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)，取代了制造太陽(yáng)能電池前體的POR清洗程序。

在所有清洗程序中，稀釋的氟化氫使用的濃度為2%，POR中稀釋的氯化氫濃度工業(yè)清洗為3%，浸泡時(shí)間為5分鐘，在80°C下，SPM（硫酸過(guò)氧化氫混合物）中的浸泡時(shí)間為10分鐘，整個(gè)POR過(guò)程需要45分鐘。對(duì)于氟化氫/臭氧浴，使用的氟化氫濃度低于0.5%，使用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧，并通過(guò)臭氧接觸膜溶解在HF水溶液中，臭氧濃度通過(guò)光度測(cè)量確定為16至20 g/Sm3，賽力斯碳浴由一個(gè)纖維素碳和0.2份過(guò)氧化氫以及6份去離子水組成，將浴液加熱至50°C，浸泡時(shí)間為5分鐘。 ??

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圖2

不同工序的清洗效率如圖所示2，顯示清洗前后的金屬表面濃度，不同元素的定量極限在1E10~3E10原子/cm2的范圍內(nèi)有所不同，晶片表面為銅和鐵（線鋸切過(guò)程中的殘留物），所有的清洗都顯著降低了這些濃度，而工業(yè)清洗序列(HCl+HF)留下的最高銅值，兩種先進(jìn)的清洗序列達(dá)到與POR相似的低水平。

為了檢查在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)是否仍然如此，運(yùn)行了一個(gè)清洗浴的濃縮模擬，在這個(gè)模擬中，假設(shè)清洗直接發(fā)生在初始?jí)A性蝕刻步驟之后和第一個(gè)擴(kuò)散步驟之前，輸入值可以在圖中找到，計(jì)算出的清洗浴濃度。

為了確定浴液老化對(duì)晶片表面濃度的影響，使用銅和鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入新鮮配制的清洗浴液，將SPM清洗后的晶圓分別浸入填充清洗浴中，分別浸泡5分鐘(Seluris?C)和10分鐘(HF/臭氧)，用水沖洗葉片后，提取金屬表面污染物進(jìn)行ICP-MS分析，所得到的晶圓表面的銅和鐵濃度如圖所示5。

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圖5

實(shí)驗(yàn)中我們表明，HF/臭氧浴的銅去除效率隨著浴的老化而惡化，可能是由于外鍍效應(yīng)，而沒(méi)有檢測(cè)到對(duì)硒?C的影響，HF/臭氧浴可能需要不同的飼料+排氣設(shè)置，以保持浴中較低的金屬濃度，從而獲得良好的清洗效率。

為了通過(guò)實(shí)驗(yàn)收集閾值的證據(jù)，使用了不同的清洗程序和不同的尖峰水平進(jìn)行不同的晶圓表面污染處理，將具有高電阻率的紋理晶片浸入浴池中，從而測(cè)量的表面濃度。然而，銅的濃度在檢測(cè)限(POR)范圍內(nèi)有所不同，最高可達(dá)600個(gè)E10個(gè)原子/cm2，被污染的晶片被擴(kuò)散（含硼和磷）并鈍化。

即使對(duì)于含有305ppbCu的HF/臭氧，我們也只得到了隱含Voc的一小部分下降，這表明我們的整個(gè)過(guò)程比它的單個(gè)步驟更穩(wěn)定，一種可能的解釋是，通過(guò)擴(kuò)散步驟的組合，吸氣更有效，所有測(cè)試的POR替代品都比工業(yè)清潔性能更好，然而，POR還沒(méi)有完全得到滿足，然而高效的電池工藝需要更先進(jìn)的清洗，清潔需要簡(jiǎn)單和具有成本效益，有兩種替代方案被證明適合于大規(guī)模生產(chǎn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推導(dǎo)出ISCKonstanz高效生物n型太陽(yáng)能電池標(biāo)準(zhǔn)工藝擴(kuò)散步驟前的閾值銅表面濃度在1E12原子/cm2的范圍內(nèi)。