一种清洗锗晶片的方法及其应用技术

本申请涉及锗晶片清洗的技术领域，具体公开了一种清洗锗晶片的方法及其应用。清洗锗晶片的方法，包括以下步骤：步骤S1：将除污凝胶均匀涂覆于锗晶片表面，以水蒸气直接加热除污凝胶，冷却，干燥，除去除污凝胶；步骤S2：将锗晶片放置于碱性氧化液中浸泡，取出，所述碱性氧化液的原料包含NH3、H2O2水溶液；步骤S3：放置于HBr、HCl、HF、HNO3水溶液中浸泡，取出；步骤S4：用去离子水冲洗锗晶片至少三次；步骤S5：干燥。经过本申请中清洗锗晶片的方法清洗后的锗晶片具有清洁程度高的优点。片具有清洁程度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种清洗锗晶片的方法及其应用


[0001]本申请涉及锗晶片清洗的
，更具体地说，它涉及一种清洗锗晶片的方法及其应用。

技术介绍

[0002]锗在自然界分布很广，铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石，泥土和泉水中都含有微量的锗。锗为位于元素周期表长式中第4周期第ⅣA族的元素，原子序数为32，其在元素周期表中夹在金属和非金属之间，使得其虽属于金属，但却具有许多类似于非金属的性质，在化学上称为“半金属”。就其导电能力而言，优于一般非金属，劣于一般金属，故在物理学上被称为半导体，并且锗是应用最早的半导体器件之一。
[0003]锗的电子和空穴迁移率较高，使得其在高速开关电路、红外光学、晶体管、太阳能电池等领域中得到广泛应用。其中，在太阳能电池中锗通常用作衬底片。由于锗的机械强度高且容易得到大尺寸高质量的单晶，由其作为衬底片，能够减轻电池重量，降低成本，同时能够增大单片电池的面积，使得锗晶片在太阳能电池中的应用越来越广泛。
[0004]将锗加工为锗晶片的加工工艺通常包括：滚磨、切割、倒角、研磨、抛光、清洗等。其中，锗晶片的清洗过程非常重要，主要原因在于：锗单晶衬底上外延砷化镓的太阳能电池具有耐高温、光电转换效率高、可靠性强等优点；为了提高太阳能电池质量，锗单晶片必须通过清洗工艺步骤去除表面的颗粒、氧化层、金属杂质、油污等污染物，形成“开盒即用”的高质量锗衬底片。
[0005]为了提高锗晶片的清洁程度，目前常将锗晶片于强酸溶液中腐蚀、去离子水冲洗的方式进行清洗。然而，该清洁方式得到的锗晶片的清洁程度仍然较差，晶体表面存在颗粒、白雾等，限制了锗晶片在太阳能电池中的应用。

技术实现思路

[0006]为了提高锗晶片的清洁程度，本申请提供一种清洗锗晶片的方法及其应用。
[0007]第一方面，本申请提供一种清洗锗晶片的方法，采用如下技术方案：一种清洗锗晶片的方法，包括以下步骤：步骤S1：将除污凝胶均匀涂覆于锗晶片表面，涂覆量为1
‑
1.5g/cm2，以100
‑
105℃的水蒸气直接加热锗晶片表面的除污凝胶15
‑
20min，冷却至22
±
3℃，干燥，除去除污凝胶；所述除污凝胶包括以下重量份的原料：乙二胺四乙酸5
‑
10份、聚丙烯酸钠4
‑
6份、环氧树脂22
‑
25份、表面活性剂5
‑
8份、有机酸4
‑
6份、水10
‑
15份；步骤S2：将锗晶片置于碱性氧化液中浸泡15
‑
20min后取出，所述碱性氧化液的原料包含体积比为（2
‑
3）:1的2
‑
5wt%NH3、2
‑
5wt%H2O2水溶液；步骤S3：将锗晶片置于体积比为1:（1.2
‑
1.3）:（0.7
‑
0.9）:（2
‑
3）的38
‑
41wt%HBr、36
‑
38wt%HCl、48
‑
50wt%HF、68.6
‑
69.8wt%HNO3水溶液中浸泡10
‑
20min后取出；步骤S4：用去离子水多次冲洗锗晶片；
步骤S5：干燥。
[0008]通过采用上述技术方案，使得经过本申请中的清洗锗晶片的方法清洗得到的锗晶片的清洁程度得到显著提高。锗晶片表面在强光灯下无颗粒、无白雾；粒径大于3微米的颗粒物的颗粒数范围为51
‑
86颗；粗糙度较低，粗糙度的范围为0.16
‑
0.21nm。本申请中的清洗锗晶片的方法通过各步骤之间的协同作用、除污凝胶中各原料之间的协同作用，显著提高了其清洁能力，使得经过该清洗锗晶片的方法清洗得到锗晶片的清洁程度显著提高，有助于提高太阳能电池的性能，符合市场需求。
[0009]在本申请中，通过以水蒸气直接加热除污凝胶，使得除污凝胶中的水分含量升高，发生溶胀，提高了除污凝胶的粘附力，便于将锗晶片表面的油污、颗粒等污染物吸附于除污凝胶内；通过干燥，降低除污凝胶中的水分含量，使得其粘度降低，便于从锗晶片上脱落；通过将锗晶片在碱性氧化液中浸泡，有助于除去表面粘附的少量除污凝胶，同时能够除去锗晶片表面氧化物，同时过氧化氢能够有效去除锗晶片表面的残留碳；通过将锗晶片在酸性混合溶液中浸泡，有助于除去锗晶片表面的碱性残留，同时采用几种无机酸的混合物，有助于进一步除去锗晶片的氧化物；最后采用去离子水冲洗，去除锗晶片表面的酸性残留物，经过干燥后，得到清洁程度较高的锗晶片。当具体操作条件分别位于上述范围内时，对于性能检测结果的影响在可预期范围内。
[0010]申请人认为，除污凝胶中包括乙二胺四乙酸、聚丙烯酸钠、环氧树脂、表面活性剂、有机酸、水，其中环氧树脂作为除污凝胶的骨架基材，提高了除污凝胶的粘度，同时能够增强除污凝胶中各原料之间的相互作用；聚丙烯酸钠能够在增强除污凝胶的粘度、稠度，并且具有强吸水性能，经过水蒸汽的加热，使得除污凝胶粘度增大，同时发生溶胀，便于粘附颗粒污染物；乙二胺四乙酸既能够与金属离子形成配位，同时与环氧树脂之间存在较强的相互作用力，并且由于除污凝胶的粘度增大，便于将与金属离子配位的乙二胺四乙酸吸附于除污凝胶中，从而减少锗晶片表面的金属污染物；表面活性剂既能够增大各原料之间的相容性，并且有助于将污染物包覆于除污凝胶内，减少锗晶片表面污染物；通过有机酸能够将锗晶片表面油污等污染物进行溶解，从而便于减少锗晶片表面的油污。通过各原料之间的相互协同作用，显著提高了锗晶片表面的清洁程度。并且，当各原料的含量在上述范围内时，对于性能检测结果的影响在可预期范围内。
[0011]可选的，步骤S1
‑
步骤S5在不低于1000级的洁净室中进行。
[0012]通过采用上述技术方案，减少洁净室中的污染物对于锗晶片的污染，有助于进一步提高锗晶片的清洁程度。
[0013]可选的，所述去离子水为电阻率为17
‑
18兆欧的超纯水。
[0014]通过采用上述技术方案，超纯水的洁净程度越高，使得经过其冲洗后的锗晶片表面的洁净程度越高，便于提高锗晶片表面的清洁程度。并且当去离子水的电阻率在上述范围内时，对于性能检测结果的影响在可预期范围内。
[0015]可选的，所述有机酸为柠檬酸、马来酸中的一种或两种。
[0016]通过采用上述技术方案，能够有效溶解锗晶片表面的油污。
[0017]可选的，所述碱性氧化液中还包含微晶纤维素，微晶纤维素的重量百分含量为1
‑
1.5%。
[0018]通过采用上述技术方案，微晶纤维素能够提高碱性氧化液的粘度，使得碱性氧化
液与锗晶片之间的粘结力增大，便于碱性氧化液对锗晶片表面污染物的进一步去除。同时微晶纤维素还有助于将污染物吸附于碱性氧化液中。此外，微晶纤维素与除污凝胶中的环氧树脂能够产生较强的相互作用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清洗锗晶片的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将除污凝胶均匀涂覆于锗晶片表面，涂覆量为1
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1.5g/cm2，以100
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105℃的水蒸气直接加热锗晶片表面的除污凝胶15
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20min，冷却至22
±
3℃，干燥，除去除污凝胶；所述除污凝胶包括以下重量份的原料：乙二胺四乙酸5
‑
10份、聚丙烯酸钠4
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6份、环氧树脂22
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25份、表面活性剂5
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8份、有机酸4
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6份、水10
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15份；步骤S2：将锗晶片置于碱性氧化液中浸泡15
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20min后取出，所述碱性氧化液的原料包含体积比为（2
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3）:1的2
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5wt%NH3、2
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5wt%H2O2水溶液；步骤S3：将锗晶片置于体积比为1:（1.2
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1.3）:（0.7
‑
0.9）:（2
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3）的38
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41wt%HBr、36
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38wt%HCl、...

【专利技术属性】
技术研发人员：任殿胜，史铎鹏，刘岩，
申请(专利权)人：北京通美晶体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：