刻蚀的目的：去除扩散后硅片边缘的PN结，防止短路。

⑴、湿法刻蚀：是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术，是最普遍、也是设备成本最低的刻蚀方法。它是一种纯化学刻蚀，具有优良的选择性，刻蚀完当前薄膜就会停止，而不会损坏下面一层其他材料的薄膜。由于所有的半导体湿法刻蚀都具有各向同性，所以无论 是氧化层还是金属层的刻蚀，横向刻蚀的宽度都接近于垂直刻蚀的深度。

湿法刻蚀原理：

磷硅玻璃：在扩散过程中，POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与Si反应生成SiO2和磷原子。这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃。

去PSG（磷硅玻璃）原理：

Rena水平刻蚀机

湿法刻蚀工艺流程

 

⑵、干法刻蚀：干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。当气体以等离子体形式存在时，它具备两个特点：一方面等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很多，根据被 刻蚀材料的不同，选择合适的气体，就可以更快地与材料进行反应，实现刻蚀去除的目的；另一方面，还可以利用电场对等离子体进行引导和加速，使其具备一定能量，当其轰击被刻蚀物的表面时，会将被刻蚀物材料的原子击出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。因此，干法刻蚀是晶圆片表面物理和化学两种过程平衡的结果。

干法刻蚀原理：

① 在低压下，反应气体在射频功率的激发下，产生电离并形成等离子体，等离子体是由带电的电子和离子组成，反应腔体中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性基团（Radicals）；

② 活性反应基团和被刻蚀物质表面形成化学反应并形成挥发性的反应生成物；

③ 反应生成物脱离被刻蚀物质表面，并被真空系统抽出腔体。

 

湿法刻蚀与干法刻蚀的简单比较

⑴、湿法刻蚀相对干法刻蚀的优点

① 非扩散面PN结刻蚀时被去除（原等离子刻蚀背面PN结依靠丝印被铝浆时，铝还原硅片使N型硅变为P型硅，但所产生的P型硅电势不强）；

② 硅片洁净度提高（无等离子刻蚀的尾气污染）；

③ 节水（rena使用循环水冲洗硅片，耗水约8T/h。等离子刻蚀去PSG用槽浸泡，用水量大）。

⑵、湿法刻蚀相对干法刻蚀的缺点

① 硅片水平运行，机碎高（等离子刻蚀去PSG槽式浸泡甩干，硅片受冲击小）；

② 下料吸笔易污染硅片（等离子刻蚀去PSG后甩干）；

③ 传动滚抽易变形（PVDF，PP材质且水平放置易变形）；

④ 成本高（化学品刻蚀代替等离子刻蚀成本增加）。

 

目的：光在硅表面的反射损失率高达35%左右。为减少硅表面对光的反射，可在电池正面蒸镀上一层或多层减反射膜。减反射膜不但具有减少光反射的作用，而且对电池表面还可起到钝化和保护的作用。

制备方法：

⑴、等离子体增强化学气相沉积法（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）。PECVD是指是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。

PECVD的优点是基本温度低；沉积速率快；成膜质量好，针孔较少，不易龟裂。PECVD技术主要用于制备晶体硅太阳电池的减反射和钝化膜；电池片边缘的刻蚀；非晶硅薄膜制备技术；非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的制备。

⑵、磁控溅射技术。磁控溅射的基本原理是利用 Ar一02混合气体中的等离子体在电场和交变磁场的作用下，被加速的高能粒子轰击靶材表面，能量交换后，靶材表面的原子脱离原晶格而逸出，转移到基体表面而成膜。

磁控溅射的特点是成膜速率高，基片温度低，膜的粘附性好，可实现大面积镀膜。磁控溅射技术主要用于制备晶体硅太阳电池的减反射和钝化膜；薄膜电池导电薄膜的制备；薄膜电池电极的制备。

 

PECVD技术

分类：

⑴、直接法—基片位于一个电极上，直接接触等离子体（低频放电10-500kHz或高频13.56MHz）

⑵、间接法—基片不接触激发电极（如2.45GHz微波激发等离子）

 

PECVD设备

直接法分为：管式炉，设备厂商如Centrotherm，七星华创，48所，捷嘉创等；平板炉，设备厂商如Schmid，北方微电子，周星Shimadzu（岛津）,Tempress等。

间接法分为：微波法，设备厂商如Roth&Rau；直流法，设备厂商如OTB。

 

钝化技术

对于Mc—Si，因存在较高的晶界、点缺陷（空位、填隙原子、金属杂质、氧、氮及他们的复合物）对材料表面和体内缺陷的钝化尤为重要，除前面提到的吸杂技术外，钝化工艺一般分表面氧钝化和氢钝化。

⑴、表面氧钝化：通过热氧化使硅悬挂键饱和是一种比较常用的方法，可使Si-SiO2界面的复合速度大大下降，其钝化效果取决于发射区的表面浓度、界面态密度和电子、空穴的俘获截面。在氢气氛围中退火可使钝化效果更加明显。

⑵、氢钝化：钝化硅体内的悬挂键等缺陷。在晶体生长中受应力等影响造成缺陷越多的硅材料，氢钝化的效果越好。氢钝化可采用离子注入或等离子体处理。在多晶硅太阳电池表面采用PECVD法镀上一层氮化硅减反射膜，由于硅烷分解时产生氢离子，对多晶硅可产生氢钝化的效果。

 

热氧化二氧化硅和PECVD氮化硅钝化效果的比较

从比较图中看出：二氧化硅膜的表面复合速率明显高于氮化硅膜，也就是说氮化硅膜的钝化效果比二氧化硅膜好。若表面氧钝化采用在氢气氛围中退火，钝化效果会有所改善。