原创 用于PERC和SHJ的高级碱性制绒和清洁设备

引言

随着单晶硅晶片金刚石线锯切的成功引入和晶圆产量的稳步上升，下游工艺必须跟进。预测在2026年之前，湿化学步骤的必要产量将达10000片/小时（总产量），这对所有工具制造商来说都是一个挑战。由于PERC（passivated emitter and rear cell钝化发射器和后电池）细胞系目前是全球范围内细胞制造商扩张的最受青睐的概念，引入SHJ（silicon heterojunction硅异质结）细胞系的选择受到操作成本和投资的强烈阻碍。特别是对现有的PERC细胞系的运行成本可以显著降低，因为大规模生产的结果显示了对化学品和用水消耗的节约潜力。目前，与最先进的PERC电池相比，SHJ电池的平均稳定效率优势是单晶材料的绝对优势约为1%。因此，评估最紧凑的工艺，以满足对SHJ电池的要求是必要的。

实验与讨论

对于工艺调整和增加浴槽寿命，重要的是在工艺槽中达到稳定状态。这意味着在处理了一批晶片后，工艺槽的一部分被排干，然后补充淡水和化学物质。这些晶片处理和工艺槽交换的交替步骤导致了槽内化学物质的缓慢积累。根据相对交换量（与浴液体积相比），最终将达到工艺浴液内所有化学物质的稳定水平。这种稳定状态可以在适合硅晶片最佳湿化学处理所需条件的水平上实现，并允许生产高度均匀的晶片，因为浴组分不会发生大的变化。图1描述了200次运行中SDR浴的最重要浓度。假设，每批体积为400个晶片，总体积为320 L，总体积交换为12 L，蚀刻深度为2.7µm/侧（每晶片0.3g）。氢氧化钠的起始浓度从浴液交换后的浴液组成中给出，该配方的蚀刻量。硅酸盐的浓度可以根据已知的蚀刻深度计算出来，而氢氧化钠浓度的降低来自于硅酸盐和硅酸之间的平衡。

图1 SDR浴缸组成的理论计算

由于较高的蚀刻深度和减少的“进料和排放”值，硅酸盐的浓度达到较高的水平，大约需要150次运行才能达到这个水平。这种减少的“进料和排气”体积减少了添加剂的消耗，并降低了每个晶片的总成本。添加剂的浓度在所有的运行中都保持不变，因为只有排水量被替换。

结论

英思特半导体证明了一个快速的处理时间，允许一个5600wph（净）的高吞吐量工具，同时保持一个紧凑的工具占用。纹理过程本身有一个无与伦比的浴稳定性，允许超过250运行在纹理浴在连续生产客户和超过500个运行在所有其他的工艺。这个工具已经在一些生产中展示了它的价值。几个小的调整允许为SHJ细胞处理高质量的n型晶圆。在自动实验室规模工具上获得的结果显示，寿命超过7 ms，iVOC值超过740 mV，足以生产最先进的SHJ电池，由于专门基于臭氧的清洁步骤，具有降低成本的优势。

江苏英思特半导体科技有限公司主要从事湿法制程设备，晶圆清洁设备，RCA清洗机，KOH腐殖清洗机等设备的设计、生产和维护。