酸腐蚀液调节多晶硅表面结构的研究

摘要

多晶硅在光电子器件上有广泛的用途，多晶硅表面结构关系到多晶硅光电子器件的光电性能。论文对酸腐蚀液调节多晶硅的表面结构进行了研究，优化了多晶硅表面结构，提高了多晶硅表面反射率。
　　多晶硅表面修饰通常采用酸腐蚀，原因是酸在多晶硅表面上修饰是各向同性修饰，即不同晶面修饰速度相同。论文研究了传统配方HF-HNO3修饰的多晶硅，且发现传统技术修饰多晶硅表面绒面结构不理想、陷光效应不好。通过观察样品的SEM形貌图发现传统酸调节多晶硅表面的陷阱坑浅而大，不利于光的收集，因而表面反射率高达31.7％。在此基础上，对传统的酸腐蚀配方HF-HNO3改进，用NaNO2代替 HNO3作为氧化剂。实验发现经过HF-NaNO2腐蚀液修饰，晶硅表面有良好的绒面结构。其表面呈现蚯蚓状的腐蚀坑，且腐蚀坑深度和密度相对较大、分布均匀，因而表面反射率下降到23.9%，比传统配方低了8%左右。但进一步研究发现：HF-NaNO2腐蚀液修饰多晶硅表面后，会出现峡谷状的腐蚀沟。
　　为了进一步优化多晶硅的表面结构，论文创新地提出两步法修饰多晶硅表面技术。两步法修饰多晶硅表面原理是：首先用腐蚀较慢的腐蚀液修饰多晶硅表面，使之获得一定密度、深度的陷阱坑；然后使用反应速率较快的腐蚀液再进行修饰，使多晶硅表面陷阱坑进一步增大变深。通过大量的实验研究，本文发现采用如下的技术可以在多晶硅表面上获得比较好的表面结构。首先HF-NaNO2腐蚀液修饰多晶硅表面，这样多晶硅片表面同样会出现均匀的、高密度的蚯蚓状腐蚀坑；然后HF-HNO3-(NH4)2C2O2腐蚀修饰多晶硅表面去除剩余的损伤层，并增大变深陷阱坑，有效避免了峡谷状的腐蚀沟出现。在此基础上，本文对两步法的工艺进行优化，最好得到了一个更理想的配方。实验研究发现：其表面呈现出蚯蚓状的腐蚀坑，且腐蚀坑深度和密度相对较大，分布比较均匀；实验测量出反射率也较低：平均反射率24.8%，比传统配方低7%左右。

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第一章 绪论

1.1多晶硅表面处理的现状与未来

1.2本文主要研究内容及意义

第二章 硅腐蚀的化学反应原理

2.1硅腐蚀的化学反应原理

2.2影响腐蚀的主要因素

2.2.1 浓度影响

2.2.2 添加剂的影响

2.2.3 温度影响

2.2.4 腐蚀时间影响(腐蚀深度影响)

2.3本章小结

第三章 一步法制备多晶硅绒面的研究

3.1多晶硅绒面理想结构与陷光效应的基本理论

3.2碱腐蚀修饰多晶硅表面结构

3.3酸腐蚀修饰多晶硅表面结构

3.3.1 HF-HNO3腐蚀

3.3.2 HF-NaNO2腐蚀

3.3.3 HF-NaNO2腐蚀产生的结构缺陷

3.4本章小结

第四章 两步法制备多晶硅绒面的研究

4.1 HF-HNO3-(NH4)2C2O2腐蚀

4.2两步法腐蚀

4.2.1两步法腐蚀的多晶硅表面结构

4.2.2两步法时间优化

4.3本章小结

第五章 总结与展望

5.1主要结论

5.2研究展望

参考文献

致谢

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