硅片薄厚片问题

管式PECVD硅片色差多的分析与探讨作者：张小盼郭宝军来源：《城市建设理论研究》2013年第22期摘要：针对管式PECVD色差数量多，组件外观差等问题，从硅片薄厚、PECVD工艺技术和设备三个方面对问题进行了分析和探讨。

通过对色差硅片进行厚度的测量、氮化硅膜沉积工艺参数的调整以及对石墨舟的清洗、更换新的卡点等措施，跟踪并统计了相应的出现色差硅片的数量以及均匀性等的测量。

结果显示，同一硅片内随着硅片厚度的差异越大、色差越严重，且最红的区域出现在硅片厚度最薄的位置；另外管式PECVD生产用石墨舟卡点的磨损，以及卡点和舟片匹配不好等是引起管式PECVD色差大的一个主要原因。

关键词：管式PECVD；色差大、数量多；石墨舟中图分类号：TF533文献标识码： A 文章编号：一、引言SiNx薄膜具有良好的绝缘性、化学稳定性和致密性等特点，被广泛地用于半导体的绝缘介质层或钝化层。

等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）制备的SiNx膜具有沉积温度低，沉积速度快、薄膜质量好、工艺简单易于工人操作等优点被大量应用于晶体硅太阳电池产业中[1-2]。

通过调整不同的SiH4和NH3流量，可以调节SiNx薄膜的Si和N的比例，控制薄膜的折射率（1.8-2.3），以获得更好的钝化效果和减反射效果[3-7]。

在管式PECVD生产过程中硅片作为产生等离子体的电极，因硅片本身的导电性能以及硅片相对两个石墨舟片距离的差异，导致沉积的氮化硅膜均匀性相对平板式PECVD要差一些。

如图1所示。

本文将从硅片、生产工艺和设备三个角度进行分析和探讨，找出其主要原因并进行解决。

图1 表面色差类型二、实验方法及结果硅片薄厚、生产工艺和设备对管式PECVD沉积氮化硅膜的均匀性有着重要的影响。

硅片的薄厚影响着硅片各处到石墨舟的距离，将会引起电场强度的不同进而影响硅片上的氮化硅膜的沉积速率；而生产工艺的气体流量、反应压强以及高频功率等对氮化硅膜的均匀性都有一定的影响；而设备本身生产用石墨舟的维护清洗、卡点的磨损以及放置、气体管路的设置等都将影响氮化硅膜的均匀性。

厚薄片原因厚薄片分为3种：①整片超厚超薄②中部以上超厚③厚薄不均原因分析：①整片超厚：1.导向条有空隙，入刀口时，随着钢线切割方向，会把碎导向条直接带入线网钢线错位，切割中钢线会瞬间定位一直到切割结束，这样就出现硅片整体超厚现象;2.导轮磨损严重，切割中钢线会互相拥挤，造成厚薄片;3.砂浆密度的控制，在切割中密度是很重要的一个环节，片子上有线痕、TTV、厚薄片，都和密度有直接关系.4.操作工在操作过程中的切割前的准备工作做的不好，跳线多也会造成整片超厚超薄。

5.碳化硅的颗粒径大小悬殊比较大。

②中部以上超厚：1.切割室杂质掉进线网，引起线网跳线，造成厚薄片;2.导轮质量发生变化，导轮槽磨损，线网跳线，引起厚薄片;③厚薄不均（TTV）:1.张力异常，造成厚薄不均现象;2流量时流时断，造成切割力不均匀，造成厚薄片。

线痕的原因1.线痕大致分为9种：①表面均匀线痕②厚薄片表面有一条线痕③入刀口线痕④出刀口线痕⑤中部线痕⑥硬点线痕⑦进刀口⑧倒角处的线痕⑨出线位置硅棒的线痕原因分析：①表面均匀线痕：砂浆更换量不足，钢线带砂量太少，造成没有足够的切割能力，严重摩擦导致均匀线痕，冷却水温度过高，导致均匀线痕;②厚薄片表面有一条线痕：切割中有杂质进入线网，线网瞬间跳线，钢线脱离线槽，造成切割定位，导致厚薄片，在线网瞬间跳线时，钢线在交叉时，与晶棒摩擦造成一道线痕;导轮表面磨损，钢线会挤在一起，砂浆分布不均匀，造成线痕;③入刀口线痕：切割入刀口时，导向条有空隙，硬物进入线网，钢线跳线瞬间会引起线痕;④出刀口均匀线痕：砂浆少更换10~20L，切割快结束后，砂浆的颗粒基本上已经很疲惫了，棱角几乎已经变圆，切割力已经到了疲惫状态，随着钢线不断的磨损，切割力达不到，就会造成出刀口线痕;另外倒角处有残胶，钢线带砂浆经过时残胶阻止砂浆进入也会产生线痕。

⑤中部线痕:切割中，砂浆嘴断流，造成硅片中部线痕;⑥硬点线痕：硅片来料硬点，切割中小硬点可能不会造成线网断线，但钢线切到硬点时，不会与其他位置切割力一样，难免会在硬点处停留数秒，这期间会造成一道线痕;⑦进刀口：由于刚开始切割，钢线处在不稳定状态，钢线的波动产生的线痕;⑧倒角处的线痕：由于在粘结硅棒时底部残留有胶，到倒角处钢线带胶切割引起的线痕;⑨出线位置硅棒的线痕：钢线磨损量大，造成钢线光洁度、圆度不够，携带砂浆数量低，切削能力下降，线膨胀系数增大引起的。

硅片厚度变化趋势硅片是微电子器件制造中最常用的基板材料之一，具有优良的导电性和半导体特性。

硅片的厚度对于电子器件的性能和稳定性具有重要影响，因此，研究硅片厚度的变化趋势对于微电子器件的设计和制造具有重要意义。

硅片的厚度与其制备工艺密切相关。

在硅片的制备过程中，通常采用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等技术。

这些制备工艺会直接影响硅片的厚度。

一般来说，随着制备工艺的不断改进和发展，硅片的厚度逐渐变得更加均匀和稳定。

硅片的厚度也受到加工参数的影响。

在硅片的后续加工过程中，如薄膜沉积、光刻、蚀刻等，都会对硅片的厚度产生影响。

特别是在薄膜沉积过程中，通过控制沉积时间和沉积速率等参数，可以实现对硅片厚度的精确控制。

硅片的厚度还受到温度的影响。

在制备和加工过程中，温度是一个重要的控制参数。

较高的温度有助于提高硅片的结晶度和均匀性，从而影响硅片的厚度。

然而，过高的温度可能会导致硅片的热应力增大，从而引起硅片厚度的变化。

值得注意的是，虽然硅片的厚度可以通过制备工艺和加工参数进行控制，但在实际应用中，硅片的厚度仍然会存在一定的变化。

这是因为硅片的制备和加工过程中存在一些不可避免的误差和随机性。

因此，在设计和制造微电子器件时，需要考虑硅片厚度的变化范围，以确保器件的性能和稳定性。

总结起来，硅片厚度的变化趋势是受制备工艺、加工参数和温度等因素的影响。

通过控制这些因素，可以实现对硅片厚度的精确控制。

然而，在实际应用中，硅片厚度仍然会存在一定的变化。

因此，在微电子器件的设计和制造中，需要充分考虑硅片厚度的变化范围，以确保器件的性能和稳定性。

随着微电子技术的不断发展，硅片厚度的变化趋势将继续受到关注，并且将逐渐向更加稳定和精确的方向发展。

硅片解决方案硅片解决方案是指针对硅片生产和应用过程中的问题，提出的一系列解决方案。

硅片是半导体材料的基础，广泛应用于电子、光电、太阳能等领域。

为了提高硅片的质量和生产效率，我们需要制定一套完善的硅片解决方案。

一、硅片生产过程中的问题及解决方案1.问题：硅片表面质量不佳解决方案：优化硅片表面处理工艺，采用先进的抛光和清洗技术，确保硅片表面的平整度和洁净度。

同时，引入自动化设备，减少人为操作对硅片表面的影响。

2.问题：硅片晶格缺陷严重解决方案：改进硅片生长技术，控制晶格缺陷的生成。

采用先进的晶体生长设备和工艺，提高硅片的结晶质量。

同时，加强对硅片生长过程中的温度、压力等参数的控制，减少晶格缺陷的产生。

3.问题：硅片厚度不均匀解决方案：优化硅片切割工艺，确保硅片厚度的均匀性。

采用先进的切割设备和工艺，控制切割参数，减少硅片厚度的偏差。

同时，加强对硅片切割过程中的加工温度和刀具磨损情况的监控，及时调整工艺参数。

二、硅片应用过程中的问题及解决方案1.问题：硅片在高温环境下易发生热应力破裂解决方案：改进硅片材料的制备工艺，提高硅片的热稳定性。

采用掺杂和合金化等方法，增强硅片的抗热应力破裂能力。

同时，加强对硅片在高温环境下的应力分析和摹拟，优化硅片的结构设计。

2.问题：硅片在光电器件中易发生光衰减解决方案：改进硅片的光学特性，提高硅片的光传输效率。

采用表面纳米结构化和光学涂层等技术，增强硅片的光吸收和光耦合能力。

同时，加强对硅片光学性能的测试和评估，确保硅片在光电器件中的稳定性和可靠性。

3.问题：硅片在太阳能电池中的转化效率低解决方案：改进硅片的太阳能转化效率，提高太阳能电池的发电能力。

采用多晶硅和单晶硅等高效硅片材料，优化硅片的能带结构和电子传输性能。

同时，加强对硅片太阳能电池的工艺流程和参数的优化，提高硅片的光电转换效率。

以上是关于硅片解决方案的一些内容，通过优化硅片生产工艺和改进硅片材料性能，可以提高硅片的质量和应用效果。

收稿日期:2018-11-04提高MEMS 用超薄硅片厚度测量质量的研究王世援(中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津300220)摘要:从常用MEMS 器件用硅片对厚度测试要求的角度出发,分析了厚度测试设备-晶片厚度测试系统在测试MEMS 用超薄高精度硅片时引发测量不确定度的主要来源,并对各来源引起的不确定度分量大小进行了计算。

结果表明,测试用的校准厚度样片是影响整个测试系统不确定度的主要因素。

重点研究了校准样片的几何参数(主要指局部厚度变化D LTV )与其本身不确定度的关系。

研究发现,降低校准样片的D LTV 值能够有效降低其不确定度大小,当D LTV 值为0.46μm 时,校准样片的扩展不确定度值为0.3μm ,整个测试系统的扩展不确定度值为0.5μm ,能够较好地提升测试质量、保证硅片初始厚度的一致性。

关键词:校准样片;厚度;不确定度;局部厚度变化中图分类号:TN307文献标识码:A文章编号:1004-4507(2019)01-0041-04To Improve the Measurement Quality of Ultra-thin andHigh Precision Silicon Wafers by MEMSWANG Shiyuan(The 46th Research Institute of CETC ，Tianjin 300220，China)Abstract:For MEMS devices with high precision and small volume ，the effect of thickness measurement is more prominent.Starting from the common MEMS devices with the wafer to the thickness of the perspective of test requirements ，analysis of the test equipment -chip thickness test system in testing of MEMS thin high precision when the silicon wafer caused the main source of measurement uncertainty ，and uncertainty caused by the source component size was calculated.The results show that the calibration thickness sample is the main factor affecting the uncertainty of the whole test system.In this paper ，the relationship between the geometrical parameters (mainly D LTV )and its uncertainty is studied.The study found that reduce the D LTV value of the calibration plate can effectively reduce the uncertainty of size ，when D LTV value equal to 0.46microns ，the expanded uncertainty of calibration samples value of 0.3microns ，the expanded uncertainty of the testing system硅材料因具有良好的机械性能和加工工艺性能而在半导体器件制作中扮演着重要角色。

晶硅光伏电池中硅片的厚度
晶硅光伏电池是一种利用光生电效应将太阳能转化为电能的装置。

其中，硅片是光伏电池的核心部件之一，其厚度对光伏电池的性能有着重要影响。

硅片的厚度在晶硅光伏电池中起着至关重要的作用。

一方面，硅片的厚度决定了光伏电池的光吸收能力。

光的能量在穿过硅片时会被吸收，而较厚的硅片能够吸收更多的光能量，从而提高光伏电池的效率。

另一方面，硅片的厚度还会影响光伏电池的电流产生能力。

较厚的硅片能够容纳更多的电子，从而增加电流的产生，提高光伏电池的输出功率。

在实际应用中，硅片的厚度通常在几十到几百微米之间。

较薄的硅片可以提高光伏电池的光吸收效率，因为光能够更容易穿过较薄的硅片。

然而，过薄的硅片会导致电子的复合损失增加，从而降低电流的产生能力。

因此，在硅片的厚度选择上需要进行权衡。

一般来说，硅片的厚度应根据具体应用需求和光伏电池的设计来确定。

硅片的制备过程也对其厚度有一定的要求。

制备硅片的常见方法是通过切割单晶硅或多晶硅材料来获得。

在切割过程中，硅片的厚度会受到切割工艺和设备的限制。

因此，在实际生产过程中，需要根据切割设备的性能和要求来选择合适的硅片厚度。

晶硅光伏电池中硅片的厚度是决定光伏电池性能的重要因素之一。

合适的硅片厚度可以提高光伏电池的光吸收和电流产生能力，从而提高光伏电池的效率和输出功率。

在实际应用中，需要根据具体需求和设计来选择合适的硅片厚度。

同时，硅片的制备过程也对其厚度有一定的要求。

通过合理选择硅片的厚度，可以进一步提高光伏电池的性能和应用价值。

硅片解决方案硅片解决方案是指针对硅片生产过程中的各种问题提供的解决方案。

硅片是半导体材料中最为重要的基础材料之一，广泛应用于集成电路、光伏发电、光电器件等领域。

在硅片生产过程中，可能会遇到晶圆质量不稳定、晶圆表面缺陷、晶圆切割不均匀等问题，这些问题会严重影响硅片的质量和性能，因此需要针对这些问题提供解决方案。

一、晶圆质量不稳定的解决方案晶圆质量不稳定是指在硅片生产过程中，晶圆的厚度、杂质浓度、晶格缺陷等参数存在较大波动，导致硅片的性能不稳定。

为了解决这个问题，可以采取以下措施：1. 优化晶圆生长工艺：通过调整生长温度、生长速率、气氛控制等参数，优化晶圆的生长过程，提高晶圆的质量稳定性。

2. 引入晶圆质量监测系统：在生产线上引入晶圆质量监测系统，实时监测晶圆的厚度、杂质浓度等参数，及时发现并修正异常情况，确保晶圆质量的稳定性。

3. 加强工艺控制：建立完善的工艺控制体系，对生产过程中的各个环节进行严格控制，确保每一批晶圆的质量稳定。

二、晶圆表面缺陷的解决方案晶圆表面缺陷是指晶圆表面存在的各种缺陷，如划痕、氧化、污染等，这些缺陷会降低硅片的质量和性能。

为了解决这个问题，可以采取以下措施：1. 引入表面处理技术：采用化学机械抛光、离子注入、溅射等表面处理技术，去除晶圆表面的缺陷层，提高晶圆表面的平整度和光洁度。

2. 引入清洁工艺：建立完善的晶圆清洁工艺，对晶圆进行彻底的清洁，去除表面的污染物，减少晶圆表面缺陷的产生。

3. 引入自动化检测系统：在生产线上引入自动化检测系统，对晶圆表面进行快速、准确的检测，及时发现并修复表面缺陷，提高硅片的质量。

三、晶圆切割不均匀的解决方案晶圆切割不均匀是指在硅片生产过程中，晶圆的切割厚度存在较大偏差，导致硅片的尺寸不一致，影响产品的可靠性和一致性。

为了解决这个问题，可以采取以下措施：1. 优化切割工艺：通过调整切割速度、切割深度、刀具材料等参数，优化切割工艺，提高硅片切割的精度和一致性。

硅片厚度对多晶硅太阳电池性能的影响摘要：为了进一步降低多晶硅太阳电池的成本，研究了硅片厚度对多晶硅太阳电池的短路电流密度、开路电压和效率的影响。

可以看出，在保证多晶硅太阳电池性能不变或者提高的前提下，硅片厚度可以减小到200μm，如果继续减小厚度，电池的性能将会下降。

1．引言提高太阳电池的光电转换效率和降低成本是太阳电池研究的主要方向，薄膜太阳电池能够大幅度降低材料的用量，是降低太阳电池成本最有效的手段。

多晶硅(mc-Si)太阳电池在2005年的世界太阳能电池市场中占的份额是58％。

所以，在保证太阳电池性能不变甚至提高的前提下，减少mc-Si太阳电池硅片厚度对降低光伏能源的成本具有重要意义。

2．硅片厚度对短路电流密度Jsc的影响当使用更薄的多晶硅片时，要面临的一个问题是表面的复合与基区的材料质量。

已经有实验证实，在使用SiNx作为前表面钝化层和Al作为背面场(BSF)时，当多晶硅片厚度大于200μm，Jsc与硅片厚度是相互独立的关系，只有硅片厚度小于200μm，Jsc才随着厚度的减少而减少。

BSF能阻碍光生少子向背表面运动，降低背表面复合，有利于p/n结对载流子的收集。

厚度低时，基体对入射光的吸收减少，此时BSF对太阳电池的短路电流密度的影响就更明显。

SiNx作为前表面钝化层可以降低表面复合并且提高基区材料的质量。

但是，当硅片厚度很低时，很多低能量光子将穿过硅片而不能被吸收，Jsc会出现降低的趋势。

3．硅片厚度对开路电压Voc的影响在mc-Si太阳电池的背面使用A1-BSF时，如果硅片厚度大于200μm，开路电压Voc与硅片厚度就是独立的关系。

Voc是温度T、光生电流JL(理想隋况下它等于Jsc)还有饱和电流Jo的函数：一个硅太阳电池的饱和电流Jo取决于有效的复合速度。

基区对于饱和电流的作用可以表示为：4．硅片厚度效率的影响在硅片厚度大于200μm时，使用Al-BSF的mc-Si太阳电池的效率是与硅片厚度相互独立的。

硅片质量的七大标准硅片是半导体行业中至关重要的材料之一，它被广泛用于制造集成电路和太阳能电池等应用。

为了确保硅片的质量和性能，有七个关键标准需要被考虑。

本文将详细介绍硅片质量的七大标准。

1. 净度和杂质控制硅片的净度和杂质控制是硅片质量的首要标准。

杂质的存在会对硅片的电学和光学性能产生负面影响。

硅片应该具有极高的净度，特别是对于一些高纯度硅片，杂质的控制尤为重要。

常见的杂质包括金属杂质和非金属杂质，如铁、铜、氧和碳等。

通过严格的杂质控制和净化工艺，可以确保硅片的高纯度和杂质含量的极低水平。

2. 厚度均匀性硅片的厚度均匀性是评估硅片质量的重要指标之一。

硅片的厚度在制造过程中需要被精确控制，以确保产品的一致性和可靠性。

任何过大或过小的厚度变化都可能导致硅片的性能降低。

通过使用先进的制造工艺和仪器设备，可以实现硅片的高度均匀性。

3. 表面平整度硅片的表面平整度是衡量硅片质量的重要指标之一。

表面平整度不仅影响硅片的外观，还直接影响到硅片在后续工艺中的加工性能。

高度平整的表面能够提供更好的光学特性和更高的精度加工。

通过表面处理和抛光工艺，可以实现硅片表面的高度平整度。

4. 晶体结构和晶格质量硅片的晶体结构和晶格质量是评估硅片质量的重要指标之一。

硅片应具有高度有序的晶体结构和完整的晶格。

任何晶体结构和晶格缺陷都可能对硅片的性能和可靠性产生负面影响。

通过严格的制造和质量控制工艺，可以实现硅片的高质量晶体结构和晶格。

5. 衬底的平整度和晶向硅片的衬底平整度和晶向也是评估硅片质量的重要指标之一。

衬底平整度是指硅片表面的平整度和平坦度，对于一些高精度的应用尤为重要。

晶向指的是硅片中晶体的方向，它会对硅片的电学性能和加工特性产生影响。

通过精密的加工和晶体生长工艺，可以实现硅片衬底的高平整度和理想的晶向。

6. 绝缘性能硅片的绝缘性能是评估硅片质量的重要指标之一，特别是对于一些应用需要电绝缘的场景。

绝缘性能可以通过测量硅片的绝缘电阻和击穿电压来评估。