[實用新型]用于對半導體襯底進行表面織構化的設備

有效

• 申請號: 201820801161.4
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN209133464U
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: I.梅爾尼克;P.費斯;W.喬斯;J.瓊格-凱尼格;A.泰佩
• 申請（專利權）人: RCT解決方法有限責任公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/306;H01L31/0236;H01L31/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 任麗榮

本實用新型涉及一種用于對半導體襯底進行表面織構化的設備，包括：第一工藝槽，被構造為容納第一工藝液體，并且借助第一工藝液體將銀顆粒沉積在半導體襯底表面上并通過基于銀的金屬催化劑化學刻蝕在襯底表面上形成大量的包含銀顆粒的孔洞；第二工藝槽，被構造為容納第二工藝液體并且在存在銀顆粒時借助第二工藝液體對孔洞進行堿性刻蝕，以形成倒金字塔型織構化的表面結構；清潔裝置，被構造為借助清潔液體對倒金字塔型織構化的表面結構實施清潔以去除銀顆粒。根據本實用新型能夠以簡單有效的方式獲得了倒金字塔型織構化表面，以便制造帶有極低反射損失和高效率的太陽能電池。

技術領域

本實用新型涉及一種用于對半導體襯底進行表面織構化的設備。

背景技術

太陽能電池的效率取決于反射損失。為了使反射損失最小化和優化效率，制造帶有織構化的表面結構的半導體襯底。若這種半導體襯底或者說硅襯底通過特別有效的方法處理，則其例如被稱為“黑硅”。為了特別有效地實現黑硅織構化或黑硅制絨，已知采用例如金屬催化劑化學刻蝕法(metal catalyst chemical etching，英語縮寫：MCCE)。

現有技術中已知的單晶硅片織構化工藝例如是通過堿性溶液(KOH, NaOH)和異丙醇或添加劑產生隨機排布的正金字塔型表面結構。在此通常需要較長的工藝時間，例如，對于添加劑而言需要大于15分鐘的工藝時間，對于異丙醇而言需要大于30分鐘的工藝時間，因此所述單晶織構化方法通常在分批式設備中進行。所制備的金字塔尺寸通?？梢栽谛∮?μm至大于5μm 的寬范圍內變化，目前通常約為1μm。另外，這些已知工藝通常相當昂貴，其成本主要由添加劑的成本造成。

因此，需要尋求一種替代方案，該替代方案能夠降低制造成本，提供具有更高通量的設備，例如大于8000片/小時，由此減小設備尺寸(相對于硅片 /小時/設備面積)，另外還能夠尤其為薄的半導體襯底提供更高的性能，即降低正面反射率和增加光捕捉。

已知可采用倒金字塔型表面結構來替代隨機排布的正金字塔型表面結構。用于制備倒金字塔型表面結構的方法例如包括：首先例如通過光刻法形成規則的表面結構，然后進行堿性蝕刻處理，即利用各向異性蝕刻行為來獲得倒金字塔型表面結構。還已經證明可通過使用金屬Cu的MCCE法在一步工藝中對半導體襯底進行織構化，以制備倒金字塔型表面結構。此外，從 CN103456804A中獲知一種利用MCCE法在多晶硅上形成倒金字塔型多孔表面納米織構的方法。

與通過標準的堿性單晶織構化制備的隨機排布的正金字塔型表面織構相比，倒金字塔型表面織構在反射和光捕捉方面顯示出好得多的光學性能。迄今得到的較好的隨機排布的倒金字塔型表面織構的結果是通過采用基于 Cu的MCCE工藝、使用處于50℃的工藝溫度下的HF:H₂O₂蝕刻溶液獲得的。該工藝的主要缺陷在于：工藝時間約15分鐘；使用處于50℃的H₂O₂蝕刻溶液會伴隨著加速的和不受控制的H₂O₂揮發，因此在工業應用中難以保證穩定的織構化工藝；另外基于Cu的MCCE蝕刻溶液由于Cu污染的風險而在光伏產品制造中的接受程度受限。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，克服以上現有技術的缺陷，提供一種改進的對半導體襯底進行表面織構化的設備以及一種改進的對半導體襯底進行表面織構化的方法，其能夠以簡單有效的方式獲得半導體襯底的倒金字塔型織構化表面結構，以便制造帶有極低反射損失和高效率的太陽能電池。