[發明專利]無掩膜局域蝕刻裝置、方法及系統

有效

• 申請號: 201210025727.6
• 申請日: 2012-01-31
• 公開（公告）號: CN103227234A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 張陸成
• 申請（專利權）人: 張陸成
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京瑞恒信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11382
• 代理人: 苗青盛;王鳳華

技術領域

本發明屬于太陽電池技術領域，具體涉及無掩膜局域蝕刻裝置、無掩膜局域蝕刻方法及無掩膜局域蝕刻系統。

背景技術

局域蝕刻(又稱為局域腐蝕或局域刻蝕)是利用化學或物理的方法，在材料表面的某一個或一個以上的特定區域，將一層或一層以上的化學組成或物理性質不同的材料去除，使該材料形成特定的空間或/和材料結構，以便形成有特定光學性能、電學性能和/或光電性能的器件。現有的局域蝕刻技術主要有一下幾種。

A.光刻

光刻是一種有掩膜的化學蝕刻，其是先在材料表面覆蓋一層保護膜即光刻膠，然后用光照射該保護膜上的一定區域，使被照射區域的保護膜分解，或使被照射區域以外的保護膜分解，然后使用化學試劑將保護膜分解區域或未被分解的區域露出的表面材料蝕刻掉。該方法的優點主要是：蝕刻得到的蝕刻坑的線寬可以很小，能達到30納米；蝕刻對剩下的材料的損傷也很小。但光刻致命的弱點一是使用的光刻膠對環境污染大；二是光刻工藝的成本較高。

B.等離子蝕刻

等離子蝕刻是在放置被蝕刻材料的腔體內通入一種或多種工作氣體，在電場作用下產生等離子體，接著該等離子體轟擊材料表面需要蝕刻的表面，直到達到一定蝕刻深度。不需要蝕刻的材料表面區域被掩膜板覆蓋，以達到保護作用。等離子蝕刻的優點是掩膜板可以重復利用，但不足之處是：蝕刻后排出的氟化物等廢氣一般較難處理，該廢氣對環境的污染也較大，還有，蝕刻的速度也較慢。

C.電子束蝕刻

電子束蝕刻是用電子束直接轟擊材料表面需要蝕刻的區域，使該區域出現一定的凹坑結構。該方法優點是蝕刻結構的線寬最小，甚至可達到10納米，但是該方法工藝速度非常慢，設備昂貴，成本很高。

D.激光蝕刻

在對蝕刻線寬要求不高的情況下，即線寬可以大于5微米，有的器件蝕刻工藝可以采用激光蝕刻方法。激光蝕刻是采用高能量密度的激光，照射材料表面需要蝕刻的區域，該區域的表面材料經受受熱、融化、汽化、形成等離子體、揮發、濺射等一系列復雜的物理甚至化學等過程，最終形成一定形狀的凹坑。該方法的優點是不需要掩膜，蝕刻速度很快，但其缺點是蝕刻后對材料表層有損傷，損傷層深度一般達到10微米以上。激光蝕刻后，還要需要對其損傷的區域進行后繼的化學或物理處理，以消除這些損傷。

發明內容

以上傳統蝕刻方法的主要問題是：1.光刻技術需要光刻膠，該光刻膠對環境污染較大，成本較高；2.等離子蝕刻也需要掩膜，所產生的氟化物等廢氣對環境污染較大；3.電子束蝕刻工藝速度很慢，價格昂貴；4.激光蝕刻對被蝕刻材料損傷很大。

針對傳統的蝕刻方法所存在的問題，本發明提出一種無掩膜局域蝕刻裝置、無掩膜局域蝕刻方法及無掩膜局域蝕刻系統，具體提供了以下的裝置、方法及系統。

[1]一種無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，包括：

供液管，其向被蝕刻物的表面提供化學試劑；

排液管，其將上述化學試劑與上述被蝕刻物反應后的物質從上述表面去除；以及

連接部件，其以上述供液管和上述排液管可相對移動的方式，將上述供液管和上述排液管連接。

[2]根據上述[1]所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，

上述被蝕刻物包括太陽電池或太陽電池組件，上述表面包括上述太陽電池或太陽電池組件的正面、背面和/或側面。

[3]根據上述[1]或[2]所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，

上述排液管和上述供液管中的一個為內管，另一個為外管。

[4]根據上述[3]所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，還包括：

在上述外管和上述要被蝕刻的表面之間的密封部件。

[5]根據上述[3]所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，

上述外管的蝕刻端口的形狀與上述被腐蝕物的被蝕刻處的形貌和/或形狀相對應。

[6]根據上述[5]所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，

上述外管的蝕刻端口的形狀為凹槽形狀。

[7]根據上述[1]-[6]的任一項所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，

上述連接部件以將上述供液管和上述排液管的連接處密封的方式，將將上述供液管和上述排液管連接。

[8]根據上述[1]-[7]的任一項所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，

上述連接部件包括波紋管、彈簧部件、螺紋部件或其組合。

[9]根據上述[1]-[8]的任一項所述的無掩膜局域蝕刻裝置，其特征在于，

上述排液管的內部為負壓。