[发明专利]单晶硅位错腐蚀剂及检测方法

说明书

技术领域

本发明属于单晶硅缺陷检测技术领域，涉及一种单晶硅位错腐蚀剂，还涉及单晶硅位错检测方法。

背景技术

随着世界经济的不断发展，现代化建设对高效能源需求不断增长。光伏发电作为绿色能源以及人类可持续发展的主要能源的一种，日益受到世界各国的重视并得到大力发展。单晶硅片作为光伏发电的基础材料的一种，有着广泛的市场需求。单晶硅棒生长过程中，热冲击或热应力等原因在晶体中引入位错。位错的产生不仅影响少数载流子的寿命、迁移率等，还影响P-N结的性能，如此，直接关系到太阳能电池的光电转化效率。

单晶硅棒或硅片位错的检测，通常使用金相腐蚀显示法，即，先使用位错腐蚀剂对样品进行腐蚀处理，再观察位错的密度等特征。常用一种腐蚀剂为Sirtl腐蚀液，含有重金属铬离子，因污染环境而逐渐被禁用。另一种Dash腐蚀液，难以腐蚀出低密度的位错，不能适应对硅片高品质的需求。另外，该腐蚀液含有的乙酸具有强烈的刺激性气味，也给实际操作带来诸多不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单晶硅位错腐蚀剂，解决现有的腐蚀剂不环保或者难检测出低位错密度的问题。

本发明的第二个目的是提供利用上述腐蚀剂进行单晶硅位错检测的方法。

本发明的技术方案是，单晶硅位错腐蚀剂，由氢氟酸、硝酸和缓释剂组成，缓释剂为硼酸溶液。

本发明的特点还在于：

按体积分数计，氢氟酸、硝酸和硼酸溶液的比例为1.0:3.0:3.0-10.0，其中，氢氟酸的质量浓度为40-49%，硝酸的质量浓度为65-68%，硼酸溶液的质量浓度为10%。

优选，氢氟酸的质量浓度为40-42%，硝酸的质量浓度为65%，硼酸溶液的质量浓度为10%。

优选，按体积分数计，氢氟酸、硝酸和缓释剂的比例为1.0:3.0:5.5-6.5。

本发明的第二个技术方案是，利用上述单晶硅位错腐蚀剂进行位错检测的方法，将待检测的单晶硅浸入上述单晶硅位错腐蚀剂中进行腐蚀。

待检测的单晶硅为单晶硅棒，腐蚀时间为18分钟至40分钟。

待检测的单晶硅为单晶硅片，腐蚀时间为8分钟至20分钟。

将待检测的单晶硅进行腐蚀之后，对其进行清洗，然后进行观察。

上述观察是用肉眼直接观察或借助显微镜观察。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明位错腐蚀剂由氢氟酸、硝酸和缓释剂组成，无刺激性气味，无污染，且能腐蚀出低密度的位错，能满足对硅片高品质的需求。

2、本发明位错检测方法简单易行，腐蚀效果好。

附图说明

图1是本发明第一实施例的单晶硅片腐蚀后的表面照片；

图2是本发明第三实施例的单晶硅棒取样片腐蚀后的表面照片。

具体实施方式

下面结合附图和多个实施例对本发明的单晶硅位错腐蚀剂及位错检测方法及进行详细说明。

实施例1，单晶硅位错检测方法，首先，提供单晶硅位错腐蚀剂和待检测的单晶硅。

单晶硅位错腐蚀剂由氢氟酸、硝酸和缓释剂组成。缓释剂为硼酸溶液。氢氟酸的质量浓度为40-49%，硝酸的质量浓度为65-68%。本实施例中，待检测的单晶硅为单晶硅片。氢氟酸和硝酸均为市售的试剂，氢氟酸的质量浓度为40-42%，硝酸的质量浓度为65%。硼酸溶液的质量浓度为10%，可将硼酸粉末与纯水按1:9的质量比配制而成。氢氟酸、硝酸和硼酸溶液的比例为1.0:3.0:3.1，也可以为1.0:3.0:3.3、1.0:3.0:3.5、1.0:3.0:3.9、1.0:3.0:4.0、1.0:3.0:4.3、1.0:3.0:4.7、1.0:3.0:4.8、1.0:3.0:5.1、1.0:3.0:5.3、1.0:3.0:5.6、1.0:3.0:5.9、1.0:3.0:6.1或1.0:3.0:6.4。优选地，氢氟酸、硝酸和硼酸溶液的比例为1.0:3.0:5.5。

然后，将待检测的单晶硅片浸入单晶硅位错腐蚀剂中进行腐蚀。

在腐蚀之前，需要对单晶硅片先进行清洁以除去其表面的灰尘的污渍等，再对其进行化学抛光以除去表面的机械损伤层。将单晶硅片全部浸入单晶硅位错腐蚀剂中进行腐蚀，腐蚀时间为8分钟至20分钟。本实施例中，腐蚀时间为15分钟。

接着，对单晶硅进行清洁。可将单晶硅片置入漂洗槽内清洗，必要时，可进行多次漂洗。