阅读说明：本技术 一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料及其制备方法 (Crystalline silicon material containing titanium impurity intermediate zone and preparation method thereof ) 是由 王新涛 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了硅材料技术领域的一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料的其制备方法,如下步骤,硅片准备,选取硅片,将硅片进行裁剪成所使用硅片正常大小,硅片清洗,先用双氧水和浓硫酸的混合溶液超声清洗基片10～20min,再用去离子水清洗,然后再把基片先后放入丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水中超声10～20min,清洗结束后将基片置于烘箱干燥待用,钛薄膜的制备,在准备好的硅片表面制备生成含有钛薄膜的硅片,将带有钛薄膜的硅片用激光辐照,采用YAG,Nd一维线型连续激光,激光器的电流为20～30A,提高基片表面活性,从而增加钛薄膜薄膜与硅片的结合力,使得氮化钛薄膜表面颗粒增加的现象得到明显控制,大大提高晶体硅的整体性能。(The invention discloses a preparation method of a crystalline silicon material containing a titanium impurity intermediate zone, which belongs to the technical field of silicon materials, and comprises the following steps of preparing a silicon wafer, selecting the silicon wafer, cutting the silicon wafer into the normal size of the used silicon wafer, cleaning the silicon wafer, firstly ultrasonically cleaning a substrate for 10-20 min by using a mixed solution of hydrogen peroxide and concentrated sulfuric acid, then cleaning by using deionized water, then sequentially putting the substrate into an acetone solution, an ethanol solution and deionized water for ultrasonic cleaning for 10-20 min, drying the substrate in an oven for standby after cleaning, preparing a titanium film, preparing the silicon wafer containing the titanium film on the surface of the prepared silicon wafer, irradiating the silicon wafer with the titanium film by using laser, adopting YAG and Nd one-dimensional linear continuous laser, wherein the current of the laser is 20-30A, the surface activity of the substrate is improved, so that the binding force between the titanium film and the silicon wafer is increased, and the phenomenon that the particles on the surface of the titanium nitride film, the overall performance of the crystalline silicon is greatly improved.)

一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及硅材料技术领域，具体为一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料及其制备方法。

背景技术

随着能源的消耗，太阳能电池出现在日常生活中，硅基太阳能电池占有市场90%的份额，但晶体硅的成本太高，非晶硅的效率太低。晶体硅在生产制备的过程中一般都会在晶体硅的表面镀一层钛薄膜，然现有工艺中晶体硅本体表面活性太低，钛薄膜很难结合在晶体硅的表面，同时一般情况下钛薄膜刻蚀在晶体硅的表面上后，空气水蒸气在刻蚀过程中容易进入钛薄膜与晶体硅的夹层中并生产颗粒。为此，我们提出一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料的其制备方法，如下步骤：

硅片准备：选取硅片，将硅片进行裁剪成所使用硅片正常大小；

硅片清洗：先用双氧水和浓硫酸的混合溶液超声清洗基片10～20min，再用去离子水清洗，然后再把基片先后放入丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水中超声10～20min，清洗结束后将基片置于烘箱干燥待用；

钛薄膜的制备：在准备好的硅片表面制备生成含有钛薄膜的硅片；

将带有钛薄膜的硅片用激光辐照：采用YAG：Nd一维线型连续激光，激光器的电流为20～30A，扫描速率为3～10mm/s；

脱离硅片表面钛薄膜中的氟离子：用第一等离子体对覆盖在半导体器件上氮化钛薄膜进行处理，将扩散于所述氮化钛薄膜内部的氟离子脱离；

钝化硅片表面钛薄膜：用第二等离子体对所述氮化钛薄膜进行处理，将所述氮化钛薄膜进行表面钝化处理；

退火处理：退火处理的温度为400～800℃，退火处理的时间可为10～30min。

2．根据权利要求1所述的一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料，其特征在于：第一等离子体为H2气体与N2气体组合的等离子体。

3．根据权利要求1所述的一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料，其特征在于：第二等离子体为CH4气体与N2气体组合的等离子体。

4．根据权利要求1所述的一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料，其特征在于：钛薄膜的制备方法采用电子束蒸发法，且钛薄膜的厚度为30～300nm。

5．根据权利要求1所述的一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料，其特征在于：第一等离子体与第二等离子体对硅片表面钛薄膜的处理的方法为干法刻蚀法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用双氧水和浓硫酸的混合溶 液的浸泡，并通过丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水，提高基片表面活性，从而增加钛薄膜薄膜与硅片的结合力，对晶体硅表面的钛薄膜进行脱氟和钝化，以控制空气环境中的水蒸气进入其中来抑制刻蚀后颗粒物的生成，使得氮化钛薄膜表面颗粒增加的现象得到明显控制，大大提高晶体硅的整体性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种含有钛杂质中间带的晶体硅材料的其制备方法。

实施例一：

硅片准备：选取硅片，将硅片进行裁剪成所使用硅片正常大小；

硅片清洗：先用双氧水和浓硫酸的混合溶液超声清洗基片10min，再用去离子水清洗，然后再把基片先后放入丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水中超声10min，清洗结束后将基片置于烘箱干燥待用；

钛薄膜的制备：在准备好的硅片表面制备生成含有钛薄膜的硅片；

将带有钛薄膜的硅片用激光辐照：采用YAG：Nd一维线型连续激光，激光器的电流为20～30A，扫描速率为3～10mm/s；

脱离硅片表面钛薄膜中的氟离子：用第一等离子体对覆盖在半导体器件上氮化钛薄膜进行处理，将扩散于所述氮化钛薄膜内部的氟离子脱离；

钝化硅片表面钛薄膜：用第二等离子体对所述氮化钛薄膜进行处理，将所述氮化钛薄膜进行表面钝化处理；

退火处理：退火处理的温度为400℃，退火处理的时间可为10min。

实施例二：

硅片准备：选取硅片，将硅片进行裁剪成所使用硅片正常大小；

硅片清洗：先用双氧水和浓硫酸的混合溶液超声清洗基片15min，再用去离子水清洗，然后再把基片先后放入丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水中超声15min，清洗结束后将基片置于烘箱干燥待用；

钛薄膜的制备：在准备好的硅片表面制备生成含有钛薄膜的硅片；

将带有钛薄膜的硅片用激光辐照：采用YAG：Nd一维线型连续激光，激光器的电流为20～30A，扫描速率为3～10mm/s；

脱离硅片表面钛薄膜中的氟离子：用第一等离子体对覆盖在半导体器件上氮化钛薄膜进行处理，将扩散于所述氮化钛薄膜内部的氟离子脱离；

钝化硅片表面钛薄膜：用第二等离子体对所述氮化钛薄膜进行处理，将所述氮化钛薄膜进行表面钝化处理；

退火处理：退火处理的温度为600℃，退火处理的时间可为20min；

实施例三：

硅片准备：选取硅片，将硅片进行裁剪成所使用硅片正常大小；

硅片清洗：先用双氧水和浓硫酸的混合溶液超声清洗基片20min，再用去离子水清洗，然后再把基片先后放入丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水中超声20min，清洗结束后将基片置于烘箱干燥待用；

钛薄膜的制备：在准备好的硅片表面制备生成含有钛薄膜的硅片；

将带有钛薄膜的硅片用激光辐照：采用YAG：Nd一维线型连续激光，激光器的电流为20～30A，扫描速率为3～10mm/s；

脱离硅片表面钛薄膜中的氟离子：用第一等离子体对覆盖在半导体器件上氮化钛薄膜进行处理，将扩散于所述氮化钛薄膜内部的氟离子脱离；

钝化硅片表面钛薄膜：用第二等离子体对所述氮化钛薄膜进行处理，将所述氮化钛薄膜进行表面钝化处理；

退火处理：退火处理的温度为800℃，退火处理的时间可为30min。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。