[發明專利]線放電加工方法、半導體晶片制造方法以及太陽能電池用單元制造方法

有效

• 申請號: 200580052095.0
• 申請日: 2005-11-16
• 公開（公告）號: CN101309770A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 佐藤達志;今井祥人;高橋悌史;坂田剛志;千代知子;西本陽一郎;松野繁;前川武之;巖田高明
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: B23H7/02
• 分類號: B23H7/02
• 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: 郭放

技術領域

本發明涉及針對太陽能電池用硅等的不良導體的線放電加工方法、基于該線放電加工方法的半導體晶片制造方法以及太陽能電池用單元制造方法。

背景技術

在對工件的電阻率小的金屬模材料等的工件適用線放電加工的情況下，作為其加工條件，作為加工液使用去離子水，一般使用電流峰值高，脈沖寬度短的電源(非專利文獻1，第15頁左欄第26行到第28行)。由此放電狀態穩定，能夠得到大的加工速度。這種加工條件特別從其高速性來說，適合于粗加工(還稱為第1次切割或者粗切割。與此相反，通過把一邊以掠過已加工面的方式移動線一邊產生小的能量的放電，對已加工面上的工件只除去微小量以提高加工面粗糙度的加工稱為精加工)。但是，如果將這種稱為高峰值、短脈沖電流的所謂的粗加工條件適用于如太陽能電池硅那樣的0.5Ω·cm程度以上的高電阻率材料的加工，則加工機線的斷線頻發而不能進行加工。

此外，對于作為外延晶片用而使用的電阻率10^-2Ω·c?m左右的、電阻率較小的硅材料的切片加工，報告了適用了0.1A這種低峰值電流條件的例子(專利文獻1第4頁，第2行至第9行)、和適用長脈沖寬度(5μsec～數10μsec)、低峰值電流(22A以下)這一條件，作為加工液使用去離子水進行放電加工的例子(非專利文獻1第16頁左欄第4行至第5行，以及同一頁右欄第7行至第24行)。但是，如太陽能電池用硅材料那樣對于0.5Ω·cm程度以上的高電阻率材料，認為難以用上述放電加工來加工(非專利文獻2第11頁左欄第11行至第15行，以及圖2)。

另一方面，針對絕緣性材料的線放電加工已知有讓在油性加工液中通過放電加工的熱作用產生的分解碳附著在工件表面上，利用該附著碳的導電性繼續進行放電加工的方法(例如專利文獻2，摘要)，如太陽能電池用硅那樣對于0.5Ω·cm程度以上的高電阻率材料，認為在基于這種絕緣性材料的加工方法以外加工困難。

專利文獻1：特開平9-248719號公報

專利文獻2：特開平9-253935號公報

非專利文獻1：電氣加工學會志Vol.34，No.75，2000

非專利文獻2：電氣加工學會志Vol.30，No.65，1996

讓通過放電的熱作用產生的分解碳附著在工件表面上，利用其導電性繼續進行放電加工的方法加工速度低缺乏實用性。此外，在該方法中，在線放電加工中不是使用一般使用的去離子水，而使用油性的加工液這一點還在防火工作和加工液補充時的處理和環境保護工作等方面給使用者帶來很大負擔。

發明內容

本發明就是為了解決上述那樣的問題而提出的，其目的在于：加工液不只是油性即使是去離子水，也以實用上充分的速度加工在太陽能電池用硅中有代表性的0.5Ω·cm以上的不良導體。

涉及第1個發明的線放電加工方法通過在線電極上施加脈沖寬度大于等于1μsec且小于等于4μsec、并且線電極的加工時的峰值電流大于等于10A且小于等于50A的脈沖電壓，在上述線電極和具有大于等于0.5Ω·cm且小于等于5Ω·cm的電阻率值的加工對象物之間產生放電脈沖，來加工上述加工對象物。

涉及該第2發明的太陽能電池用單元制造方法是在對太陽能電池用半導體晶片的受光面實施了放電加工后，將附著在上述太陽能電池用半導體晶片加工面上的金屬成分用作掩模來實施絨面(texturing)工序。

根據該第1個發明，則對高阻抗材料在加工液中不僅使用油性液即使使用去離子水，也不會發生斷線，可以以實際上的充分的速度進行放電加工。此外因為對于硬脆材料也不會折損，可以以實際上的充分的速度進行放電加工，所以還能夠在半導體晶片和太陽能電池用單元的制造中使用。

根據該第2發明，因為能夠用放電加工將附著在加工面上的金屬成分用作掩模，所以能夠減少掩模的制造的時間和費用，能夠容易在受光面上形成具有微細的凹凸的絨面。由此能夠抑制在受光面上的反射，能夠容易制造發電效率高的太陽能電池用單元。

附圖說明

圖1是表示本發明的實施方式1的切片工序的圖。

圖2是表示本發明的實施方式1的脈沖電壓組波形的圖。

圖3是表示本發明的實施方式1的加工條件和加工速度的關系的圖。

圖4是表示本發明的實施方式2的pn分離工序中的線放電加工的圖。

圖5是表示本發明的實施方式3的在切片工序中得到的晶片上實施了采用堿的刻蝕處理的表面性狀的圖。

圖6是表示本發明的實施方式3的在切片加工工序得到的晶片上實施了采用混酸的刻蝕處理的表面性狀的圖。