[發(fā)明專利]一種多晶硅表面倒金字塔結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610005713.6
• 申請(qǐng)日: 2016-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN105428434B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒲天;羅旌旺;吳兢;芮春保
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇輝倫太陽能科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0236
• 分類號(hào): H01L31/0236
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

1.一種多晶硅表面倒金字塔結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、多晶硅硅片表面損傷層去除：將經(jīng)過清洗后的多晶硅硅片置于氫氟酸和HNO₃的混合溶液中，進(jìn)行表面機(jī)械損傷層去除；

步驟二、多晶硅硅片表面黑硅結(jié)構(gòu)制作：采用金屬離子輔助刻蝕法或使用飛秒激光脈沖法或反應(yīng)離子刻蝕法進(jìn)行黑硅制作；

步驟三、多晶硅硅片表面倒金字塔織構(gòu)的制作：先將上述方法制的黑硅置于含有雙氧水和乙醇胺的混合液中浸洗，然后將洗好的黑硅置于雙氧水、氫氟酸、偏磷酸及氟化銨的混合液再次浸洗；或者僅將黑硅置于雙氧水、氫氟酸、偏磷酸及氟化銨的混合液浸洗；即可在多晶硅硅片表面制得倒金字塔結(jié)構(gòu)；

所述步驟三中，含有雙氧水和乙醇胺的混合液，其百分比濃度配比為純水68％-97％、乙醇胺0％-2％、氨水1％～10％和雙氧水2％-20％，反應(yīng)溫度為8℃-30℃，反應(yīng)時(shí)間為60s-500s；雙氧水、氫氟酸、偏磷酸及氟化銨的混合液，其百分比濃度配比為純水73％-94.9％、雙氧水4％-7％、氫氟酸0.1％-3％、偏磷酸0％-2％及氟化銨1％-15％，反應(yīng)溫度為50℃-80℃，反應(yīng)時(shí)間為50s-600s；

步驟四、多晶硅硅片的清洗：將表面具有倒金字塔結(jié)構(gòu)的多晶硅硅片在HF溶液中清洗，再放入純水清洗，最后甩干。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅表面倒金字塔結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述步驟一中氫氟酸和HNO₃的混合溶液中，氫氟酸的體積分?jǐn)?shù)為12％～15％，HNO₃的體積分?jǐn)?shù)60％～65％，純水體積分?jǐn)?shù)20％～28％，反應(yīng)溫度為7～9℃，反應(yīng)時(shí)間為1-2min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅表面倒金字塔結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述步驟二中金屬離子輔助刻蝕法：將去除損傷層后的多晶硅硅片置于氫氟酸和硝酸銀的混合溶液中進(jìn)行銀顆粒沉積，再將沉積完成的多晶硅硅片置于氫氟酸和雙氧水的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)腐蝕，得到納米黑硅。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多晶硅表面倒金字塔結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述步驟二金屬離子輔助刻蝕法中，氫氟酸和硝酸銀的混合溶液中百分比濃度配比為，純水92％-99％、氫氟酸0.1％～3％和硝酸銀0.1％～5％，反應(yīng)溫度為8℃-30℃，反應(yīng)時(shí)間為10～100s；氫氟酸和雙氧水的混合液中百分比濃度配比為，純水85％-98％、雙氧水1％-5％和氫氟酸1％-10％，反應(yīng)溫度為8℃-60℃，反應(yīng)時(shí)間為120s-500s。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅表面倒金字塔結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述步驟二中飛秒激光脈沖法：用激光脈沖法進(jìn)行黑硅制作，將多晶硅硅片形成掩膜層，在掩膜層上形成預(yù)定圖形通孔陣列，對(duì)圖形掩膜多晶硅硅片進(jìn)行刻蝕，在多晶硅硅片上形成預(yù)定圖形凹槽陣列，去除掩膜層，將多晶硅硅片置于六氟化硫或硫化氫氣體中，使用400-1000波長(zhǎng)的激光，其脈沖為500-2100個(gè)輻照硅片，得到納米黑硅。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅表面倒金字塔結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述步驟二中反應(yīng)離子刻蝕法：將多晶硅硅片置于真空室中，用低能離子束均勻照射多晶硅硅片，然后將照射后的多晶硅硅片置于反應(yīng)離子刻蝕真空室中，制得黑硅樣品。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅表面倒金字塔結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：將步驟三得到的表面具有倒金字塔結(jié)構(gòu)的多晶硅硅片再置入氨水和雙氧水的混合液中清洗，再進(jìn)行步驟四，所述氨水和雙氧水的混合液，其百分比濃度配比為純水70％～97％、雙氧水2％～20％和氨水1％～10％，反應(yīng)溫度為8℃-30℃，反應(yīng)時(shí)間為30～180s。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多晶硅表面倒金字塔結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述步驟四中HF的體積分?jǐn)?shù)為1％～5％，純水的體積分?jǐn)?shù)為95％～99％，清洗時(shí)間范圍為40～120s，純水清洗時(shí)間范圍為40～120s。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的制備方法制備得到的多晶硅表面倒金字塔結(jié)構(gòu)，其特征在于：多晶硅硅片表面有若干個(gè)倒金字塔結(jié)構(gòu)，每個(gè)倒金字塔結(jié)構(gòu)在多晶硅硅片的表面顯示為方形開口，沿方形開口的四個(gè)邊分別向多晶硅片內(nèi)部?jī)A斜延伸，四個(gè)錐形平面連接形成倒金字塔結(jié)構(gòu)的錐形；倒金字塔結(jié)構(gòu)的方形開口的邊長(zhǎng)為100-1000納米、垂直深度為50-800納米，其傾斜的錐形平面法線與多晶硅硅片上表面法線間的夾角為20-65度；在多晶硅硅片表面上，倒金字塔結(jié)構(gòu)是隨機(jī)分布的，并相互之間有疊加。