在前一章中我们较为详尽地介绍了太阳能电池制作的完整过程中的一个重要工序———P-N结的制作，即常说的扩散过程，并对制作P-N结的扩散炉进行了简单介绍。而在制造太阳能电池的工艺流程中，通常都在扩散后进行刻蚀。在扩散过程中，硅片的周边表面也形成扩散层。周边扩散层使电池的上电极和下电极形成短路，必须将它除去。这个工序是太阳电池制作中必不可少的一步，周边存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，以至成为废品。本章首先对光伏刻蚀技术进行了简单的介绍，并在此基础上介绍了几类典型的刻蚀清理洗涤设施的使用和维护。

　　在刻蚀工艺的前一步，对硅片进行了扩散，形成了P-N结。但形成的P-N结与理想的P-N结有差距，如图5.1所示：

　　周边的扩散层会造成电池短路，所以很有必要对周边多余的部分进行去除。在太阳电池的常见工艺中，常常是在含硼的磷型硅片上扩磷，所以要去除的主要是周边扩散了磷的部分。

　　为了将扩散所得的硅片制成P-N结，我们得把四周的N型层去掉。背面的N型层可以用补偿法消除，用丝网印刷铝浆，然后烧结可以使N型层返回到P型。去周边用激光切割的方法或等离子体刻蚀法。激光切割可以在太阳电池电极印刷和烧结结束后进行。激光切割去周边时必须把激光束照在背电极上，并且不可以让激光把硅片击穿，必须控制好激光的强度和工作速度，才能做到去周边时对太阳电池的P-N结无影响。等离子体刻蚀法是目前在太阳电池制造业中应用得最多的一种方法，利用高频辉光放电手段将CF4离解成活性原子和自由基，各种游离基中F原子为主要的刻蚀剂，与硅反应后生成具有挥发性的SiF4，后面还将详细介绍。

　　刻蚀是采用化学或物理的方法，有选择地从半导体材料表面去除不需要材料的过程。通常刻蚀技术分为湿法腐蚀和干法刻蚀两种。

　　湿法腐蚀是通过化学溶液与被刻蚀材料发生化学反应而去除被刻蚀物质的方法。湿法刻蚀的特点是各向同性，但会因存在侧向腐蚀而产生底切现象，因此导致线宽失真，特别是微细线条的刻蚀更为困难，因此迫切地需要寻找新的途径。直到六十年代人们才发现等离子体可用于去除残留碳化物，并可成功地用于等离子体去胶工艺中，随后很快发展了半导体器件工艺中的干法刻蚀技术。

　　干法刻蚀是把材料的被刻蚀表面暴露于等离子体中，等离子体通过光刻胶中开出的窗口与材料发生物理或化学的反应，从而去掉暴露的材料。干法刻蚀又可分为物理性刻蚀与化学性刻蚀。物理性刻蚀是利用辉光放电将气体如氩(Ar)解离成带正电的离子，再利用偏压将离子加速，使其轰击在被刻蚀物表面上，将被刻蚀物质的原子击出。此过程完全是物理上的能量转移，故称之为物理性刻蚀。其特色在于有很好的方向性，并可获得接近垂直的刻蚀轮廓。但由于离子是全面均匀地溅射在晶片上的，光刻胶与欲刻蚀材料两者会同时被刻蚀，因而刻蚀选择性偏低。而且被击出的物质并非挥发性物质，这些物质容易沉积在被刻蚀薄膜表面及侧壁上，因此采用完全物理方式的刻蚀方法在半导体器件制程制作的完整过程中很少被使用。而化学性刻蚀是利用等离子将刻蚀气体解离产生带电离子、分子、电子及反应性很强的原子团。此原子团扩散到被刻蚀薄膜表面，与被刻蚀薄膜表面原子反应形成具有挥发性的产物，并被真空设备抽离反应腔。由于此反应完全利用化学反应完成，故称之为化学性刻蚀。此刻蚀方式与前面所述的湿法腐蚀类似，只是反应物的状态从液态变成了气态，且以等离子来促进反应速度。所以化学性刻蚀与湿法腐蚀有类似的优缺点，对掩膜、基底有较高的选择比，且也有各向同性刻蚀现象。在半导体器件制作的步骤中，纯化学性刻蚀通常应用于不需图形转换的步骤中，如用于光刻胶的去除。

　　使用最广泛的是物理性的离子轰击与化学性反应相结合的刻蚀方法。此法兼具各向异性与高刻蚀选择比的双重优点，刻蚀主要由化学反应来完成，这样做才能够获得较高选择比。加入离子轰击的作用是将被刻蚀材料表面的原子键破坏，以加快反应速度，将再沉积于被刻蚀表面的产物或聚合物轰击打掉，以便使被刻蚀表面能再与刻蚀气体接触，刻蚀得以接着来进行，而侧壁上的沉积物因未受到离子轰击而被保留下来，这样便可阻隔刻蚀表面与反应气体的接触，使侧壁不受刻蚀而实现各向异性刻蚀。

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