[發明專利]用于二氧化硅和氮化硅層的蝕刻的可印刷介質

無效

• 申請號: 200580046197.1
• 申請日: 2005-12-19
• 公開（公告）號: CN101098833A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: W·斯托庫姆;A·屈貝爾貝克;S·克萊因
• 申請（專利權）人: 默克專利股份有限公司
• 主分類號: C03C15/00
• 分類號: C03C15/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 劉明海

本發明涉及在太陽能電池生產中用于表面蝕刻的具有非牛頓流動行為的新穎可印刷蝕刻介質，和涉及其用途。

本發明此外也涉及蝕刻和摻雜介質，該介質既適于蝕刻無機層和也適于摻雜下面的層。

特別地，這些是對應的含粒子的組合物，通過該組合物可以高度選擇性地蝕刻特別細的結構而不損害或侵蝕相鄰區域。

在載體材料上結構化氧化物層的問題例如出現在太陽能電池的生產中。結晶二氧化硅太陽能電池通常由p導電基材組成，向該基材中在前側面上擴散均勻厚度的n導電物質例如磷的層。將金屬導電接觸施加到芯片的前面和反向側面以傳導在光入射時產生的電流。關于適于大量生產的便宜生產工藝，通常由絲網印刷產生接觸。

除必須在太陽能電池生產期間結構化的氧化物層以外，也必須蝕刻氮化硅層。為蝕刻對應的氮化物層，必須改進使用的方法和采用合適的方式適應蝕刻糊劑。

1.現有技術和發明目的

在生產工藝期間，和任選地也在其結束之后采用薄無機層涂覆結晶硅太陽能電池的表面。這些層的厚度為20-200nm，在大多數情況下為50-150nm。

在結晶二氧化硅太陽能電池的生產工藝期間，因此在許多工藝步驟中有利的是蝕刻細線到太陽能電池的這些無機層中。

太陽能電池的表面中的這些開口例如可用于產生所謂的選擇性發射體，也稱為2階段發射體。為此目的，在隨后的擴散步驟中在位于硅上的擴散屏蔽的部分開口中產生高n摻雜程度，優選通過擴散入磷。

在本說明書中，無機表面表示含氧化物和氮化物的硅化合物，特別地氧化硅和氮化硅表面。這樣擴散屏蔽的作用模式是本領域技術人員已知的和在文獻中描述[A.Goetzberger；B.Voβ；J.Knobloch，Sonnenenergie：Photovoltaik，Teubner?Studienbuecher?Stuttgart1997，pp40；107]。可以采用各種方式生產這些擴散屏蔽：

非常致密的二氧化硅層，例如通過在含氧氣氛中在900℃范圍中的溫度下由硅的熱處理獲得(熱氧化物)。

本領域技術人員也已知的是二氧化硅由CVD工藝的沉積。依賴于進行反應的方式，在此尤其在如下工藝之間產生區別：

-APVCD(大氣壓CVD)

-PE-CVD(等離子體增強的CVD)

-LP-CVD(低壓CVD)

這些工藝的共同特征在于從揮發性前體的氣相，例如在二氧化硅的情況下為硅烷(SiH₄)或TEOS(原硅酸四乙酯)，由前體在目標基材上的沉積與分解獲得所需的無機化合物。

形成擴散屏蔽的二氧化硅層也可以通過用在溶劑或溶劑混合物中的液體或溶解的固體前體進行了溫化學涂覆獲得。這些液體體系通常施涂到要通過施涂涂覆的基材上。這些體系為本領域技術人員已知為旋壓玻璃(SOG)。

在許多情況下，施加的SiO₂層也保留作為降低反射的鈍化層。這對于熱生長的SiO₂特別經常是這種情況。

氮化硅層在結晶太陽能電池領域中較少用作擴散屏蔽，盡管它們原則上同樣適于此目的。氮化硅層主要用作鈍化和抗反射層。

也在結晶硅太陽能電池的生產中有利的是能夠采用目標方式在氮化硅層中產生開口。在此可以提及的例子是導電糊劑的施加。通常將這些金屬糊劑在600℃區域中的溫度下“燃燒穿過”氮化硅層，促進對發射層的電接觸。由于高的溫度，不能使用聚合物類(環氧或酚醛樹脂)金屬化糊劑。下面的硅中的晶體缺陷和金屬污染也來自“燃燒穿過工藝”。由于該體系，另外由上的面的印刷上金屬糊劑完全破壞鈍化層。用于電接觸的氮化硅層的部分的更窄開口是更有利的，在邊緣區域中保留鈍化層，它們由上面的金屬化層覆蓋。

除由二氧化硅或氮化硅組成的純擴散屏蔽以外，也可以在結晶硅太陽能電池的生產中使用薄玻璃層。

玻璃的定義：

玻璃自身表示均勻的材料，例如石英、窗玻璃、硼硅酸鹽玻璃，和也表示在其它基材(例如陶瓷，金屬片，硅片)上由本領域技術人員已知的各種方法(尤其CVD，PVD，旋涂，熱氧化)生產的這些材料的薄層。

以下的玻璃表示含氧化硅和氮化硅的材料，該材料為固體無定形物理狀態而沒有玻璃組分的結晶和由于缺乏長程次序而在微結構中具有高結構紊亂程度。