CN101965642A - 具有锥体结构的硅表面的制备方法 - Google Patents

具有锥体结构的硅表面的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101965642A
CN101965642A CN2009801077915A CN200980107791A CN101965642A CN 101965642 A CN101965642 A CN 101965642A CN 2009801077915 A CN2009801077915 A CN 2009801077915A CN 200980107791 A CN200980107791 A CN 200980107791A CN 101965642 A CN101965642 A CN 101965642A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aforementioned
described method
etching solution
silicon
ozone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009801077915A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101965642B (zh
Inventor
于尔根·施韦肯迪克
阿梅德·A·埃尔乔哈里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CORE Tech Ltd
Original Assignee
Rena GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40719992&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN101965642(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Rena GmbH filed Critical Rena GmbH
Publication of CN101965642A publication Critical patent/CN101965642A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101965642B publication Critical patent/CN101965642B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • H01L21/30608—Anisotropic liquid etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

本发明涉及具有锥体结构的硅表面的制备方法，其中将具有所述硅表面的硅片浸入蚀刻液中。为了制备尽可能均匀的锥体结构，本发明建议在硅表面与蚀刻液接触前用臭氧对该表面进行处理。

Description

具有锥体结构的硅表面的制备方法
根据权利要求1的前序部分，本发明涉及具有锥体结构(pyramidaleTextur)的硅表面的制备方法。
此类方法例如从EP 0 944 114 B1中是已知的。就太阳能电池而言，为了制备具有锥体结构的硅表面，建议蚀刻液中含有的异丙醇含量大于乙二醇含量。由此，特定的锥体尺寸分布在一定的分散程度(Streuung)内是可调节的。
但是，在实践中已经发现，在使用同一蚀刻液时，取决于待加工的硅表面的品质，得到了不同的锥体尺寸分布。为了制备出均一的锥体尺寸分布，在实践中必要的是，蚀刻液的配方和各待加工的硅表面的品质相适配。除了改变配方之外，还必须改变腐蚀持续时间和温度。调节出适用于制备期望锥体尺寸分布的参数有时是冗长和昂贵的。
在硅表面上制备锥体结构的常见方法的其他缺点在于，附着在硅表面上的杂质引起不期望的结构变化。
这种结构变化产生了肉眼可见的不规则的硅表面。这样的硅表面被认为是有缺陷的。
为了克服上述缺点，根据现有技术已知的是，在制备锥体结构所需的用碱性蚀刻液进行处理的步骤之前设置另一蚀刻步骤。其中首先用高浓度碱性溶液蚀刻经锯切的硅片。这种前置的另一蚀刻步骤要求额外的耗费。除此之外，经锯切的硅片品质之间的差异也不总是能够完全地得以补偿。
另一可能方案为，使用氧化性酸实施另一蚀刻步骤。这种另一腐蚀步骤也产生额外的费用。除此之外，经锯切的硅片品质之间的差异也不能得到充分的补偿。另一缺点在于，在该情况中，必须使用高浓度氧化性酸，而操作高浓度氧化酸性是危险的。
本发明的目的是，消除现有技术的缺点。具体地，本发明提供了具有锥体结构的硅表面的制备方法，该方法能够尽可能简单并廉价的实施。根据本发明的另一目的，可以独立于硅片的品质并且不改变蚀刻液的组成和/或浓度来制备具有特定的锥体结构的硅表面。
所述目的通过权利要求1的技术特征得以实现。本发明的有利的实施方案在权利要求2～14的技术特征中给出。
根据本发明的具有锥体结构的硅表面的制备方法，在硅表面与蚀刻液接触前用臭氧处理该硅表面。这样处理的硅表面即使在品质不同的情况下在后续用蚀刻液处理后也显示出特别均匀的锥体结构。也就是说，在该硅表面上如此制备的锥体具有相对狭窄的尺寸分布。特别地，没有必要依据待处理的硅片的品质改变蚀刻液的组成或其他参数(如温度或腐蚀持续时间)。该建议的方法可以简单并廉价的实施。
术语“品质”特别理解为硅片的化学表面特性。硅片的不同的化学表面特性是由于在锯切时使用了不同的液体而造成的。作为液体可以使用例如油或二元醇。根据使用的液体种类的不同，后续对经锯切的硅片以不同方式进行清洗。硅表面可以特别根据疏水性或亲水性对其品质进行区别，或者根据预先进行的清洗步骤的残留物是否附着其上对其品质进行区别。
根据特别有利的方案，在气相中用臭氧处理硅表面。这种处理步骤可以快速并简单的实施。对硅表面进行后续干燥不是必需的。这里，已证明下面的条件是有利的，臭氧在气相中的浓度大于20g/m3。该气相的空气湿度有利地为60～95％，优选75～85％。
然而根据备选的方案，为了用臭氧进行处理，也可以将硅片浸入去离子水中，在该去离子水中添加了浓度为大于1ppm、优选3～50ppm的臭氧。
不管是用含臭氧的气相还是用含臭氧的液体处理硅表面，有利的是，处理温度在15～60℃、优选在20～40℃的温度范围。该处理实施的持续时间有利地为15秒至60分钟，优选3分钟至40分钟。一般而言，3分钟至10分钟范围的处理持续时间已经引起非常好的结果。
根据另一有利的方案，在通过锯切制备硅片后根据本发明用臭氧进行处理。其中硅片以普遍方式平行于<100>面切割。通过锯切制备的硅片可以在根据本发明用臭氧处理前进行湿法净化(Nassreinigung)。该步骤去除可能附着在硅表面上的锯切残留物。在这个情况中，臭氧处理在湿法净化后实施。但是也可以将前述的湿法净化步骤与本发明的臭氧处理步骤组合。在这个情况中，湿法净化也可以用添加了臭氧的水溶液进行。
臭氧处理的硅片可以后续进行干燥和包装。也就是说，它们形成了准备出售的中间产品，之后根据顾客的特定需求用蚀刻液处理制备锥体结构。
但是，另一方面，在多种情况中，本发明的臭氧处理步骤也可以从传送的硅片开始以连续、半连续或批处理方法与蚀刻步骤一起实施。其中在蚀刻管线和净化管线中对于接收蚀刻液的槽而言逆流
Figure BPA00001214303300031
提供另一用于接收添加了臭氧的去离子水的槽。或者，例如提供具有盖子的可密封的容器，其中硅片和含臭氧的气相接触。例如还可以向待处理的硅表面提供臭氧和水蒸气或用含臭氧的水蒸气吹待处理的硅表面。
接着，这种臭氧处理的硅片以常见方式浸入碱性蚀刻液中。其中，该蚀刻液含有KOH或NaOH作为主要成分。另外可以在该蚀刻液中加入一种或多种醇，优选异丙醇。蚀刻液的温度有利的为70～90℃中。蚀刻时间，根据在期望的在硅表面上制备锥体的尺寸，为5分钟至20分钟。
以下详细阐述实施例：
实施例1：
将装有100片硅片的载体放置在容器中。用盖子密封该容器。接着，通过导入水蒸气将容器中的空气湿度调节为85～95％的相对空气湿度范围。可选地，也可以在容器中形成水蒸汽。进一步地通过在容器中输入臭氧将臭氧浓度调节为20～40g/m3。硅片用前述的气相处理大约15分钟。接着用氮气或氧气冲洗容器内部。打开盖子，接着将装在载体中的硅片——无其他中间步骤——浸入蚀刻液中以制备锥体结构。
实施例2：
将装有100片硅片的载体浸入充满去离子水的槽中。向去离子水中加入浓度约为10ppm的臭氧。水的温度为25～30℃。在10分钟的处理持续时间后，从处理槽中取出载体，并且——无其他中间步骤——浸入蚀刻液中制备锥体结构。

Claims (14)

1.具有锥体结构的硅表面的制备方法，其中将具有该硅表面的硅片浸入蚀刻液中，
其特征在于，
在硅表面与蚀刻液接触前用臭氧处理硅表面。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在气相中用臭氧处理所述硅表面。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，臭氧在气相中的浓度为大于20g/m3。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述气相的空气湿度为60～95％，优选为75～85％。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为了用臭氧进行处理，将硅片浸入去离子水中，在该去离子水中添加了浓度大于1ppm、优选为3～50ppm的臭氧。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述处理在15～60℃的温度范围内，优选在20～40℃的温度范围内实施。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，实施所述处理的持续时间是15秒至60分钟，优选3分钟至40分钟。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述臭氧处理在通过锯切制备硅片后进行。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在锯切后对所述硅片进行湿法净化。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述臭氧处理在湿法净化后进行。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对经臭氧处理的硅片进行干燥和包装。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述蚀刻液是碱性蚀刻液。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述蚀刻液含有KOH或NaOH作为主要成分。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述蚀刻液含有醇，优选异丙醇。
CN2009801077915A 2008-03-14 2009-03-12 具有锥体结构的硅表面的制备方法 Active CN101965642B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008014166.6 2008-03-14
DE102008014166A DE102008014166B3 (de) 2008-03-14 2008-03-14 Verfahren zur Herstellung einer Siliziumoberfläche mit pyramidaler Textur
PCT/EP2009/001784 WO2009112261A1 (de) 2008-03-14 2009-03-12 Verfahren zur herstellung einer siliziumoberfläche mit pyramidaler textur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101965642A true CN101965642A (zh) 2011-02-02
CN101965642B CN101965642B (zh) 2013-09-25

Family

ID=40719992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801077915A Active CN101965642B (zh) 2008-03-14 2009-03-12 具有锥体结构的硅表面的制备方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20110045673A1 (zh)
EP (1) EP2255390A1 (zh)
KR (1) KR101153200B1 (zh)
CN (1) CN101965642B (zh)
DE (1) DE102008014166B3 (zh)
MY (1) MY151555A (zh)
TW (1) TWI430354B (zh)
WO (1) WO2009112261A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104205354A (zh) * 2012-03-23 2014-12-10 太阳能公司 用于太阳能电池制造的气态臭氧(o3)处理
CN107675263A (zh) * 2017-09-15 2018-02-09 东方环晟光伏（江苏）有限公司 单晶硅金字塔结构绒面的优化方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014001363B3 (de) * 2014-01-31 2015-04-09 Technische Universität Bergakademie Freiberg Verfahren zur Erzeugung von Texturen oder von Polituren auf der Oberfläche von monokristallinen Siliciumwafern
US9837259B2 (en) 2014-08-29 2017-12-05 Sunpower Corporation Sequential etching treatment for solar cell fabrication
DE102016105866B3 (de) 2016-03-31 2017-07-06 Technische Universität Bergakademie Freiberg Siliziumwafer, Verfahren zum Strukturieren eines Siliziumwafers und Solarzelle
DE102017114097A1 (de) 2017-06-26 2018-12-27 Technische Universität Bergakademie Freiberg Verfahren zum Strukturieren eines diamantdrahtgesägten, multikristallinen Siliziumwafers und Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
EP3739637A1 (de) 2019-05-15 2020-11-18 Meyer Burger (Germany) GmbH Verfahren zur herstellung texturierter solarwafer
DE102019133386A1 (de) 2019-12-06 2021-06-10 Hanwha Q Cells Gmbh Verfahren zur Behandlung eines Halbleiterwafers
DE102022122705A1 (de) 2022-09-07 2024-03-07 Technische Universität Bergakademie Freiberg, Körperschaft des öffentlichen Rechts Verfahren zur Erzeugung von Texturen, Strukturen oder von Polituren auf der Oberfläche von Silizium

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1132951A1 (en) * 2000-03-10 2001-09-12 Lucent Technologies Inc. Process of cleaning silicon prior to formation of the gate oxide
CN1481581A (zh) * 2002-03-18 2004-03-10 住友精密工业株式会社 臭氧处理方法及臭氧处理装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4137123A (en) * 1975-12-31 1979-01-30 Motorola, Inc. Texture etching of silicon: method
US4586261A (en) * 1982-12-31 1986-05-06 Beaupere S.a.r.l., Z.I. des Granges Universal dimensional gauge table for inner and outer measures
US5181985A (en) * 1988-06-01 1993-01-26 Wacker-Chemitronic Gesellschaft Fur Elektronik-Grundstoffe Mbh Process for the wet-chemical surface treatment of semiconductor wafers
US4918030A (en) * 1989-03-31 1990-04-17 Electric Power Research Institute Method of forming light-trapping surface for photovoltaic cell and resulting structure
ES2068304T3 (es) * 1990-09-28 1995-04-16 Siemens Solar Gmbh Mordentado estructural quimico-humedo de silicio.
JP3274389B2 (ja) * 1996-08-12 2002-04-15 株式会社東芝 半導体基板の洗浄方法
US7404863B2 (en) * 1997-05-09 2008-07-29 Semitool, Inc. Methods of thinning a silicon wafer using HF and ozone
DE19811878C2 (de) * 1998-03-18 2002-09-19 Siemens Solar Gmbh Verfahren und Ätzlösung zum naßchemischen pyramidalen Texturätzen von Siliziumoberflächen
US6230720B1 (en) * 1999-08-16 2001-05-15 Memc Electronic Materials, Inc. Single-operation method of cleaning semiconductors after final polishing
JP2004228475A (ja) * 2003-01-27 2004-08-12 Renesas Technology Corp 半導体ウェハの処理装置およびその処理装置を用いた写真製版工程を有する半導体装置の製造方法
JP4424039B2 (ja) * 2004-04-02 2010-03-03 株式会社Ｓｕｍｃｏ 半導体ウェーハの製造方法
AU2005297901B2 (en) * 2004-10-28 2008-11-27 Mimasu Semiconductor Industry Co., Ltd. Process for producing semiconductor substrate, semiconductor substrate for solar application and etching solution

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1132951A1 (en) * 2000-03-10 2001-09-12 Lucent Technologies Inc. Process of cleaning silicon prior to formation of the gate oxide
CN1481581A (zh) * 2002-03-18 2004-03-10 住友精密工业株式会社 臭氧处理方法及臭氧处理装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104205354A (zh) * 2012-03-23 2014-12-10 太阳能公司 用于太阳能电池制造的气态臭氧(o3)处理
CN104205354B (zh) * 2012-03-23 2016-12-21 太阳能公司 用于太阳能电池制造的气态臭氧(o3)处理
TWI578558B (zh) * 2012-03-23 2017-04-11 太陽電子公司 用於改善以臭氧處理之太陽能電池的紋理之方法
CN107675263A (zh) * 2017-09-15 2018-02-09 东方环晟光伏（江苏）有限公司 单晶硅金字塔结构绒面的优化方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI430354B (zh) 2014-03-11
US20110045673A1 (en) 2011-02-24
EP2255390A1 (de) 2010-12-01
KR101153200B1 (ko) 2012-06-18
CN101965642B (zh) 2013-09-25
KR20100138998A (ko) 2010-12-31
MY151555A (en) 2014-06-13
WO2009112261A1 (de) 2009-09-17
DE102008014166B3 (de) 2009-11-26
TW200939336A (en) 2009-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101965642B (zh) 具有锥体结构的硅表面的制备方法
EP1845555B1 (en) Post chemical-mechanical planarization (cmp) cleaning composition
EP2229431B1 (de) Textur- und reinigungsmedium zur oberflächenbehandlung von wafern und dessen verwendung
EP2458622A2 (en) Compositions and methods for texturing of silicon wafers
JP4889691B2 (ja) 洗浄溶液を用いて半導体ウェハを洗浄する方法
CN1420161A (zh) 基片表面洗净液及洗净方法
US8043435B2 (en) Cleaning liquid and cleaning method for electronic material
WO2002099394A1 (en) Methods and systems for monitoring process fluids
CN109935528A (zh) 一种硅片表面处理方法
CN105849219A (zh) 半导体衬底用润湿剂及研磨用组合物
CN103865401A (zh) 一种化学机械抛光液的应用
JP5343449B2 (ja) フッ素樹脂製部材の洗浄方法
US11114317B2 (en) Method for cleaning semiconductor wafer and manufacturing method of semiconductor wafer using the method for cleaning
FR2812563A1 (fr) Suspension de silice colloidale
JPWO2019188912A1 (ja) 多結晶シリコンの洗浄方法、製造方法および洗浄装置
KR20110123756A (ko) 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐화 방법, 이를 위한 처리액, 및 용도
CN109742013A (zh) 一种降低硅片背面金属的清洗方法
CN103320805A (zh) 一种碱洗液及其制备方法
JPH1116873A (ja) 洗浄乾燥方法及び洗浄乾燥装置
CN112566879A (zh) 红外线吸收玻璃的制造方法
US20220089341A1 (en) Polycrystalline Silicon Lump, Packaging Body Thereof, and Method for Producing Same
CN102443769B (zh) Pvd假片的回收方法
KR101989341B1 (ko) 반도체 웨이퍼의 세정방법
CN114437666B (zh) 一种金属脱水剂及其制备方法
CN109037032A (zh) 一种光电子半导体硅片脱胶工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180913

Address after: Gu ten Bach, Germany

Patentee after: Core technology Ltd

Address before: Gu ten Bach, Germany

Patentee before: Rena Gmbh

TR01 Transfer of patent right