主要生产工艺和影响因素分析

一般采用成本较低的氢氧化钠或氢氧化钾稀溶液来制备绒面，腐蚀温度为（80±5）℃。另外，为了有效地控制反应速度和绒面大小，会添加一定量的IPA作为缓释剂和络合剂。理想的绒面效果应该是金字塔大小均匀，覆盖整个表面，金字塔的高度在3～5_μm之间，相邻金字塔之间没有空隙，具有较低的表面反射率。图7-11示出理想金字塔绒面。

图7-10 单晶硅表面绒面

1.最佳工艺条件NaOH的含量在1.15%～1.2%（质量分数，下同），Na₂SiO₃的含量为0.7%，CH₃CHOHCH₃（异丙醇）的含量为6%～7%，温度控制在80℃左右，时间控制在20min左右。

单晶硅制绒过程中，异丙醇的成本较高，而且有工业污染。有人提出用碳酸钠溶液或磷酸钠溶液进行织构处理。原理是利用CO²₃^-或PO₄^3-水解产生的OH-与硅反应，进行择优化学腐蚀，而且水解产生的CO²₃^-、PO₄^3-或HCO₃^-、HPO₄^-还起着与异丙醇相似的作用，使得制备的绒面结构很好。但这种技术尚未产业化生产。

图7-11 理想金字塔绒面(www.xing528.com)

2.多晶硅制绒 对于多晶硅片，由于硅片表面具有不同的晶向用酸腐蚀，可采用HF和HNO₃的混合液。其中，HNO₃作为氧化剂，它与硅反应，在硅的表面产生致密的不溶于硝酸的二氧化硅（SiO₂）层，使得HNO₃和硅隔离，反应停止；但是SiO₂可以和HF反应，生成可溶于水的络合物六氟硅酸，导致SiO₂层的破坏，从而硝酸对硅的腐蚀再次进行，最终使得硅表面不断被腐蚀。其反应如下：

3Si+4HNO₃→3SiO₂+2H₂O+4NO↑ （7-22）

SiO₂+6HF→H₂（SiF₆）+2H₂O↑ （7-23）

经过腐蚀，在多晶硅表面形成大小不等的球形结构，从而使太阳光的光程增加，降低表面反射率，增加对光的吸收。酸腐蚀的化学式简单，但是球面绒面形成的机理并没有解决，有人认为在硅与酸的反应中，除生成SiO₂外，还生成NO气体，在硅片表面形成气泡，这是导致硅片产生球形腐蚀坑的主要原因。

3.其他制绒工艺 除化学腐蚀外，还可以利用机械刻槽、激光刻槽和等离子刻蚀等技术，在硅片上制备不同形状的绒面结构。这些制绒工艺成本相对较高，且会引入机械应力和损伤，在后处理中形成缺陷。

影响金字塔是多方面的，有原材料本身的清洁度、制绒液各组分的比例、溶液体系的均衡性、温度稳定性、反应时间、槽体结构、密封性能等。