[發明專利]生產SiO2抗蝕層的組合物和其使用方法

有效

• 申請號: 200980110519.2
• 申請日: 2009-03-02
• 公開（公告）號: CN101981227A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: 維爾納·斯托克姆;英戈·克勒;阿爾揚·梅耶;保爾·克雷格·布魯克斯;凱蒂·帕特森;馬克·詹姆斯
• 申請（專利權）人: 默克專利有限公司
• 主分類號: C23C18/12
• 分類號: C23C18/12
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張珂珂;郭國清

技術領域

本發明涉及組合物，該組合物在制造半導體器件過程中用于產生圖案化的或結構化的SiO₂層或產生SiO₂線，并且適用于在噴墨操作中應用。本發明還涉及利用這些新的組合物的生產半導體器件的改進方法。

背景技術

半導體器件通常具有高度摻雜區域的圖案和位于高度摻雜區域之間的低摻雜區域，所述高度摻雜區域在半導體基材中彼此的位置相距一定距離。通過施加適當的摻雜組合物，至少施加在高度摻雜區域上，獲得摻雜圖案。然后，該基材經擴散步驟作用，在該步驟中摻雜原子從施加的摻雜組合物擴散進入基材中，并在高度摻雜區域上制備接觸點。

已知用于生產半導體器件中的接觸點的不同方法，并且有許多的方法用于增加制造的器件的效率。已經發現有利的是將在發射極側面上的接觸點下面的區域摻雜，達到比n⁺區域更高的程度，即，用無機發光材料進行n⁺⁺擴散。已知這些結構是選擇性的或兩級發射極[AGoetzberger，B.Voβ，J.Knobloch，Sonnenenergie：Photovoltaik，第115頁，第141頁]。

所有這些已知的用選擇性發射極制造太陽能電池的方法至少基于一個結構化的步驟。通常，這些方法使用照相平版印刷法構造孔，這些孔使得能夠局部地摻雜入SiO₂層-其此外還防止在氣相中摻雜下面的硅層(用POCl₃或PH₃摻雜)。使用HF、NH₄HF₂在SiO₂中蝕刻摻雜窗。

通過施加蝕刻膏用于SiO₂層局部開口的方法公開在DE?10101926或WO?01/83391中。

迄今為止，與用于制造標準太陽能電池的通常方法(無選擇性發射極)相比，由于需要增加方法步驟和增加生產成本，使用例如選擇性發射極大規模生產這樣的高效太陽能電池的實施一般都失敗了。

發明內容

發明目的

因此，本發明的目的是提供相應的簡單和廉價的方法和適當的組合物，該組合物可以在所述方法中使用，使得能夠避免以上概述的缺點和問題，并且利用其可以在半導體器件制造過程中產生圖案化或結構化SiO₂層或SiO₂線，以及其使得可應用噴墨操作。本發明另外的目的是提供制造太陽能電池的新的和高效的方法，該方法減少了生產步驟的數量，其使得可將開發的方法實施為大規模生產。

發明詳述

為了解決為數眾多的、昂貴的和耗時的生產步驟的問題，進行了許多實驗，通過這些實驗發現，以下稱為Solar?Resist的摻雜掩模適合于保護硅片區域在PV制造中免于摻雜處理。該摻雜掩模的制造主要通過從溶液中施加聚合/低聚硅酸鹽或基于硅氧烷的SiO₂前體進行。在第二步驟中，在高溫下處理(烘焙)該前體層以釋放由SiO₂組成的非滲透性膜。該膜能相對于摻雜物例如相對于通過POCl₃的p摻雜而掩蔽硅。

工藝對比：

通常的選擇性發射極的制造工藝

1.氧化物層的熱生長(110nm厚)

2.通過照相平板印刷法進行表面結構化(約10個工藝步驟)

3.n++POCl₃擴散步驟

4.完全除去SiO₂層

5.n+POCl₃擴散步驟

6.減反射層的沉積(SiO₂或SiN_x)

根據本發明的選擇性發射極的制造工藝：

1.噴墨施加結構化的SiO₂層(印刷和干燥-僅2個工藝步驟)

2.n++POCl₃擴散步驟

3.完全除去SiO₂層

4.n+POCl₃擴散步驟

5.減反射層的沉積(SiO₂或SiN_x)

在許多印刷方法如噴墨、軟平版印刷和該印刷方法的變體、微壓印中，使用低到中等粘度(1-150cps)的柔性和凹版印刷油墨。