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介绍

      硅表面的湿化学处理经常用于光伏、电子和其他工业中的几个不同的处理步骤。例如，它们被用于去除锯伤、表面清洁以及晶片表面的抛光或纹理化。这里我们报道了含有氢氟酸、盐酸和过氧化氢的溶液，它们是用于硅晶片纹理化和清洁的新型酸性蚀刻混合物。显示了溶液的反应性和清洁特性，以及经处理的硅晶片的表面形态和反射性能。

反应性研究

      在室温下蚀刻金刚石线锯晶片期间，观察到高达8 nm s-1的硅蚀刻速率。反应性取决于过氧化氢和盐酸的浓度。这可以用氯作为硅表面原子氧化剂的形成增加来解释。氢氟酸浓度的增加导致氧化硅物质的溶解速度加快。

清洁属性

      锯切后，金刚石线锯切晶片表面有高浓度的金属。用HF-HCI-H2O2混合物处理后，浓度要低10倍以上。清洁结果与半导体工业中使用的清洗浴相当。

表面形态

      在高含量盐酸的混合物中蚀刻后，在硅(100)晶片表面发现金字塔结构。产生了规则的金字塔结构，这迄今为止仅从碱性蚀刻溶液中得知。共焦激光扫描显微镜(CLSM)揭示了晶片表面的损伤去除和粗糙化。与切割表面Sz = 4.881 μm相比，纹理表面Sz = 4.063微米的最大高度变小。同时，在HF-HCl-H2O2混合物中蚀刻后，均方根高度从蚀刻前的Sq = 0.266微米增加到Sq = 0.536微米。

反射特性

      比较了HF-HCl-H2O2混合物蚀刻的晶片与KOH-IPA溶液蚀刻的晶片的表面性能。反射率绘制为700nm波长的∆R=r纹理-ras切割，并取决于蚀刻深度。 在小的蚀刻深度下，反射率非常低。这可以用锯损伤的扩大和非常小的蚀刻模具来解释。通过产生更大的金字塔，反射率增加。有趣的是，氢氟酸-盐酸-过氧化氢处理过的晶片的结果是比氢氧化钾-异丙醇处理的晶片在相关蚀刻深度约为5 μm。

结论

      HF-HCl-H2O2溶液可用于单晶、金刚石硅锯片和抛光硅晶片的各向异性纹理化。与HFHNO3溶液相比，它们产生了类似于典型碱性纹理的锥体结构。在室温下可以观察到相对较高的蚀刻速率，高达8.0nms-1。由于碱性混合物通常应用于60°C-80°C的温度，一个更节能的硅片和生产太阳能电池应该是可能的。清洗结果与半导体工业中使用的清洗浴缸非常相似。由于过氧化氢和盐酸是廉价的化学物质，这些无氧化氮的解决方案是一种很有前途的替代方案。

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