關(guān)于晶體硅太陽(yáng)能電池單面濕法化學(xué)拋光的方法

引言

高效太陽(yáng)能電池需要對(duì)硅片的正面和背面進(jìn)行單獨(dú)處理。在現(xiàn)有技術(shù)中，電池的兩面都被紋理化，導(dǎo)致表面相當(dāng)粗糙，這對(duì)背面是不利的。因此，在紋理化后直接引入在線單面拋光步驟。隨后，使用雙面擴(kuò)散工藝來(lái)構(gòu)造發(fā)射器。為了避免太陽(yáng)能電池的前側(cè)和后側(cè)之間的短路，后側(cè)上的發(fā)射器在進(jìn)一步的濕化學(xué)工藝步驟中被移除。所以總共有兩個(gè)單面濕化學(xué)過(guò)程，一個(gè)在擴(kuò)散過(guò)程之前，一個(gè)在擴(kuò)散過(guò)程之后。在降低成本方面，我們打算將這兩個(gè)過(guò)程合并為一個(gè)步驟。（圖1）

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影響晶片表面的因素

影響單側(cè)蝕刻晶片前后表面的因素有所不同（圖3）。所以必須保護(hù)正面免受發(fā)射器損壞的兩個(gè)主要來(lái)源。一種是包裹在前端的流體，破壞了局部發(fā)射體和表面紋理。另一個(gè)問(wèn)題是廢氣與整個(gè)正面反應(yīng)造成的發(fā)射器損壞。環(huán)繞氣體和活性氣體可以通過(guò)修改蝕刻混合物和從背面去除的材料量來(lái)控制。在后側(cè)，必須獲得均勻的表面。有兩種機(jī)制會(huì)影響這一點(diǎn)。首先，由于運(yùn)輸系統(tǒng)以及液體和氣體反應(yīng)產(chǎn)物沒(méi)有足夠快地被移除，一些區(qū)域有陰影。其次，蝕刻混合物決定了材料去除是均勻的還是不均勻的，從而決定了是否存在蝕刻結(jié)構(gòu)。

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單側(cè)蝕刻工具

工具有一個(gè)模塊化的設(shè)計(jì)，并且是全自動(dòng)的。它的設(shè)計(jì)和構(gòu)造是為了防止前面提到的對(duì)晶片前后表面的破壞性影響。第一個(gè)水盆充滿酸性蝕刻混合物，用于單側(cè)拋光或后側(cè)發(fā)射器的背面蝕刻處理。第二個(gè)盆地包含氫氧化鉀，它是一個(gè)去除染色的雙面過(guò)程。最后一個(gè)盆充滿HF和鹽酸，以清潔晶片，并從晶片前面的側(cè)面去除PSG。最后一個(gè)盆提供了用其他清潔混合物清洗晶圓的選擇，例如含有額外的臭氧。

結(jié)果和討論

均勻刻蝕：研究了有無(wú)氣泡去除氣泡的晶圓表面的均勻性。在刻蝕的過(guò)程中，沒(méi)有連續(xù)去除，觀察到圓形的不均勻結(jié)構(gòu)（圖12左）。這些結(jié)構(gòu)是由于在蝕刻過(guò)程中氣泡粘在晶圓表面而引起的。根據(jù)第3.3章中描述的過(guò)程，不斷地將氣泡從表面去除的晶圓，表面幾乎是均勻的（圖12右）。

在圖13中，來(lái)自晶圓部分的顯微鏡圖像顯示了陰影和非陰影區(qū)域。可以清楚地看到不同的蝕刻模式。因此，氣泡導(dǎo)致了一個(gè)不均勻的蝕刻結(jié)構(gòu)，并必須被去除。

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總結(jié)

新型單側(cè)蝕刻工具的排氣和快速運(yùn)輸系統(tǒng)通過(guò)建立從晶片中部到邊緣的連續(xù)新鮮空氣流動(dòng)，并在晶片的邊緣放置排氣來(lái)保護(hù)發(fā)射器。通過(guò)升級(jí)蝕刻混合物和排氣裝置，由于更少的發(fā)射器損傷和更高的蝕刻率，可以進(jìn)一步提高工具的質(zhì)量和效率。由于破裂的氣泡和反應(yīng)產(chǎn)物的陰影可以通過(guò)提出的流體流動(dòng)概念來(lái)阻止，其中反應(yīng)產(chǎn)物被不斷地從蝕刻表面移除。最后，我們可以說(shuō)，新型單面蝕刻工具解決了單面工藝的所有要求，特別是拋光等先進(jìn)工藝。通過(guò)機(jī)械部件的進(jìn)一步優(yōu)化。排氣系統(tǒng)和化學(xué)部分，我們將能夠呈現(xiàn)比其他單面蝕刻工具更多的化學(xué)邊緣隔離或拋光結(jié)果。