專利名稱：多晶硅光學掩膜制絨工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種對太陽能電池多晶硅片進行制絨的技術，特別是一種多晶硅光學掩膜制絨工藝。
背景技術：
現有對太陽能電池多晶硅片進行制絨主要有激光刻槽制絨、化學腐蝕制絨和等離子反應腐蝕制絨三種方式。三種方式各有其優缺點，但是，化學腐蝕制絨以其工序較簡單、生產成本較低等優勢而被大多企業采用。名稱為“多晶硅酸法制絨工藝”其專利申請號為CN200910029714.4的發明專利申請技術即是化學腐蝕制絨中的一種，它的特點是在硅片表面噴涂二氧化硅或光阻材料保護顆粒，然后放入到酸中制絨，噴涂在硅片表面的顆粒作為了刻蝕的保護層。該種方法是在現有直接將多晶硅片放入到酸中制絨方法的改進。因為直接將多晶硅片放入到酸中制絨，其所制的絨的排列、大小、密度、深度等參數不容易控制，所制出的絨雜亂無序，這對后續的磷擴散制結和表面金屬化制備等工序的生產造成影響，降低產品質量。“多晶硅酸法制絨工藝”通過在硅片表面噴涂二氧化硅或光阻材料保護顆粒，在一定程度上做到了對所制的絨可控，但它在使用中仍然存在不足1、對制絨的可控程度低，因為它是通過噴涂方式將二氧化硅或光阻材料保護顆粒布在硅片表面上的，而這種顆粒的排布是隨機無序的，它僅是對制絨的密度有一定程度的控制，而對絨的排列、大小、深度等參數的控制非常有限；2、不易清洗、容易帶入雜質，影響產品質量；3、反射率未能得到明顯改善，對后續的磷擴散制結和表面金屬化制備等工序中參數的優化無積極影響。光學掩膜是現有半導體器件制造中的一項重要技術，它是根據電路設計的要求， 在晶圓表面生成一尺寸精確的特征圖形膜。它的工藝流程主要是涂膜、烘干、曝光、顯影、 清洗。
發明內容
本發明的目的在于，針對現有太陽能電池多晶硅片在化學腐蝕制絨中存在的不足，而提出一種對所制絨操控性強、利于后續工序產品加工、反射率低的多晶硅光學掩膜制絨工藝。通過下述技術方案可實現本發明目的，種多晶硅光學掩膜制絨工藝，其特征在于， 對多晶硅硅片進行光學掩膜處理，再放入到氫氟酸、硝酸和緩沖劑的的混合液中進行制絨。光學掩膜的刻蝕柵線按縱向和橫向排列，其間距相同，間距為100線/毫米-300
線/毫米。為消除絨面的多孔硅結構，降低體硅電阻和光子的表面復合率，將已制絨的多晶硅硅片浸在濃度為3-7% NaOH溶液中腐蝕1 2min，腐蝕溫度20 25°C。本發明的效果在于1、對所制絨的排列、密度、大小、深度等參數操控性強，這因為本工藝采用了現有應用在半導體器件制造中的光學掩膜技術，將此技術應用到了多晶硅硅片制絨中，因光柵密度可調節，從而使所制絨面腐蝕坑的排列、密度、大小、深度、平滑等參數均可按設計的要求制出，可使多晶硅太陽電池絨面的組織結構非常合理；2、有利于磷擴散制結以及后續的絲網印刷燒結等工藝中參數的優化，這在于通過光學掩膜制絨，其絨面腐蝕坑更加平滑，大小更加均勻，所以有利于磷擴散制結以及后續的絲網印刷燒結等工藝中參數的優化；3、反射率低，與現有工藝比較，反射率由22. 5%降低至18. 5%左右，在原來的基礎上反射率下降4個百分點，這是，通過光學掩膜制絨，其一，可以提高方塊電阻，將方塊電阻值從原來的40-45提高至55-60，有效的增加了電池對短波區的光響應，制備的電池平均效率同比普通酸制絨提高0. 2-0. 3%。其二，可以降低表面金屬化過程中燒結溫度，提高晶體硅尤其是多晶硅太陽電池的少子壽命的作用。
下面結合附圖及實施例對本發明進一步闡述
附圖1為本發明中刻蝕柵線密度為100線/毫米的表面形貌示意圖附圖2為本發明中刻蝕柵線密度為150線/毫米的表面形貌示意圖附圖3為本發明中刻蝕柵線密度為300線/毫米的表面形貌示意圖,
具體實施例方式實施例1、一種多晶硅光學掩膜制絨工藝，(1)、對多晶硅硅片按常規光學掩膜工藝處理，其流程是涂膜-烘干-曝光-顯影-清洗。選用RZJ-304光刻膠對多晶硅硅片進行旋轉涂膜；將已涂膜的多晶硅硅片置在100°C環境中烘90秒；將掩膜版放在烘干的多晶硅硅片涂膜的該面，以紫外線接觸方式曝光，掩膜版的柵線按縱向和橫向排列，其間距相同， 間距為100線/毫米，其效果參見附圖1 ；將已曝光的多晶硅硅片用Rzx-3038顯影液在23°C 環境中用水坑方式顯影60秒；用去離子水沖洗已顯影的多晶硅硅片，硅片上的膜沒有見光的部分被水沖洗掉，見光的部分保留。( 、將按常規光學掩膜工藝處理的多晶硅硅片放入到氫氟酸、硝酸、緩沖劑的混合液中進行制絨，混合液由49%的氫氟酸65%的硝酸
的磷酸按10 1 1的比例混合成。經過制絨的多晶硅硅片，表面容易產生多孔Si層，盡管其具有低的反射，但其高電阻和高的表面復合率，不適合于太陽電池的生產，需對絨面的結構優化，其優化是將已制絨的多晶硅硅片浸在濃度為3% NaOH溶液中腐蝕aiiin，腐蝕溫度為25°C，然后用去離子水沖洗，并在隊氣氛下烘干，經過優化后絨面質量得到提高。實施例2、一種多晶硅光學掩膜制絨工藝，(1)、對多晶硅硅片按常規光學掩膜工藝處理，其流程是涂膜-烘干-曝光-顯影-清洗。選用RZJ-304光刻膠對多晶硅硅片進行旋轉涂膜；將已涂膜的多晶硅硅片置在98°C環境中烘93秒；將掩膜版放在烘干的多晶硅硅片涂膜的該面，以紫外線接觸方式曝光，掩膜版的柵線按縱向和橫向排列，其間距相同，間距為150線/毫米，其效果參見附圖2 ；將已曝光的多晶硅硅片用Rzx-3038顯影液在
環境中用水坑方式顯影58秒；用去離子水沖洗已顯影的多晶硅硅片，硅片上的膜沒有見光的部分被水沖洗掉，見光的部分保留。( 、將按常規光學掩膜工藝處理的多晶硅硅片放入到氫氟酸、硝酸、緩沖劑的混合液中進行制絨，混合液由50%的氫氟酸66%的硝酸 的醋酸按10 1 1的比例混合成。經過制絨的多晶硅硅片，表面容易產生多孔Si層，盡管其具有低的反射，但其高電阻和高的表面復合率，不適合于太陽電池的生產，需對絨面的結構優化，其優化是將已制絨的多晶硅硅片浸在濃度為7% NaOH溶液中腐蝕lmin，腐蝕溫度為20°C，然后用去離子水沖洗，并在隊氣氛下烘干。經過優化后絨面質量得到提高。實施例3、一種多晶硅光學掩膜制絨工藝，(1)、對多晶硅硅片按常規光學掩膜工藝處理，其流程是涂膜-烘干-曝光-顯影-清洗。選用RZJ-304光刻膠對多晶硅硅片進行旋轉涂膜；將已涂膜的多晶硅硅片置在102°C環境中烘89秒；將掩膜版放在烘干的多晶硅硅片涂膜的該面，以紫外線接觸方式曝光，掩膜版的柵線按縱向和橫向排列，其間距相同， 間距為300線/毫米，其效果參見附圖2 ；將已曝光的多晶硅硅片用Rzx-3038顯影液在環境中用水坑方式顯影陽秒，用去離子水沖洗已顯影的多晶硅硅片，硅片上的膜沒有見光的部分被水沖洗掉，見光的部分保留。( 、將按常規光學掩膜工藝處理的多晶硅硅片放入到氫氟酸、硝酸、緩沖劑的混合液中進行制絨，混合液由51%的氫氟酸67%的硝酸 的醋酸按10 1 1的比例混合成。經過制絨的多晶硅硅片，表面容易產生多孔Si層，盡管其具有低的反射，但其高電阻和高的表面復合率，不適合于太陽電池的生產，需對絨面的結構優化，其優化是將已制絨的多晶硅硅片浸在濃度為5% NaOH溶液中腐蝕1. 5min，腐蝕溫度為23°C，然后用去離子水沖洗，并在隊氣氛下烘干。經過優化后絨面質量得到提高。
權利要求
1.一種多晶硅光學掩膜制絨工藝，其特征在于，對多晶硅硅片進行光學掩膜處理，再放入到氫氟酸、硝酸和緩沖劑的的混合液中進行制絨。
2.按權利要求1所述的多晶硅光學掩膜制絨工藝，其特征在于，光學掩膜的柵線按縱向和橫向排列，其間距相同，間距為100線/毫米-300線/毫米。
3.按權利要求1所述的多晶硅光學掩膜制絨工藝，其特征在于，將已制絨的多晶硅硅片浸在濃度為3-7% NaOH溶液中腐蝕1 2min，腐蝕溫度20 25V。
全文摘要
本發明提供一種多晶硅光學掩膜制絨工藝，其特征在于，對多晶硅硅片進行光學掩膜處理，再放入到氫氟酸、硝酸和緩沖劑的的混合液中進行制絨。它的效果在于1、對所制絨的排列、密度、大小、深度等參數操控性強，可使多晶硅太陽電池絨面的組織結構非常合理；2、有利于磷擴散制結以及后續的絲網印刷燒結等工藝中參數的優化；3、反射率低，與現有工藝比較，反射率由22.5％降低至18.5％左右。
文檔編號C30B33/10GK102412338SQ20111024181
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月23日 優先權日2011年8月23日
發明者孫杰, 潘鵬飛, 賈積凱 申請人:江西瑞晶太陽能科技有限公司