CN102405276A - 从基板去除污染物质的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于从基板去除污染金属以改善电气性能的方法。阳离子金属已知对绝缘体或半导体基板的电气性能是特别有害的。该方法包括将基板接触下列结构式(1)的至少一种化合物的水性溶液：其中，n在每种情况中是独立的0和6之间的整数值，X在每种情况中是独立的H、NR₄、锂、钠或钾，以及至少一个X是NR₄；R在每种情况中是独立的H或C₁-C₆烷基，以改善基板的电气性能。一种用于制备这种溶液的试剂盒包括1-20总重量百分比的结构式(I)的至少一种化合物的浓水剂。该试剂盒还提供了用于浓水剂稀释以形成该溶液的操作指南。

Description

从基板去除污染物质的方法和装置

相关申请的交叉参考

本申请要求2009年4月8日递交的美国临时专利申请61/167,641和2009年10月5日提交的美国临时专利申请61/248,620的优先权，这两份申请在这里通过参考并入。

技术领域

本发明涉及从基板去除污染物质领域，特别涉及水处理和螯合来自硅基板的释放的金属污染物。

背景技术

在加工光伏(太阳能)基板过程中，经常在光伏(太阳能)基板上沉积多层。例如，在一些光伏(太阳能)基板的制造过程中，一层或更多层经常贴合在光伏(太阳能)基板的一面(例如，通过电镀或物理气相沉积或化学气相沉积)。基板上的金属物质(如铁，铜)和颗粒的存在导致在随后的制造过程中例如对粘合强度和/或均一性出现问题。例如，在随后在基板上制造过程中，由于表面污染(颗粒和痕量金属)导致的不良粘连，沉积的膜可能剥落下来，从而导致更多的微粒问题和交叉污染。此外，这些污染物降低太阳能转换效率。轻元素如氧、碳和氮生成用于金属沉淀(如，铁、铬和镍)的作为深陷阱的异相成核中心(heterogeneous nucleation centers)，并是通过减少少数载流子扩散长度从而降低整体电池转换效率的原因[论文：INDRADEEP SEN，NCSU，2002]

效率降低的原因包括光的不完全吸收或光子能量的一部分作为热散失掉、不完善的连接、在基体内和表面内的复合效应、和串联及并联电阻效应。不是通过“发明”或“智能”清洗避免杂质，太阳能行业使用各种去疵(gettering)和去除步骤，以尽量减少这些问题。杂质是缺陷的电气活动的主要因素，因此它们的去除或尽可能减少是最重要的。由于金属杂质在硅能隙中的更深层次的能量水平，它们对寿命有较强的影响。由于金属和非金属杂质点缺陷的相互作用，产生了广延缺陷。重金属，如铁(Fe)、镍(Ni)和铜(Cu)非常快速地扩散进并通过硅基质(例如，一个铁原子在1100℃的扩散速度是大约1μm/秒)。一旦在晶体内，孤立的杂质可以作为强大的复合中心或可在晶体缺陷处沉淀，和结合的缺陷作为有效的复合位点。广延晶体缺陷的复合属性主要通过金属杂质修饰特定缺陷来进行限定。因此，如果缺陷位于交界处附近或在交界处的一个或两个扩散长度内的区域中，如果这些缺陷用金属修饰，可以导致设备的Voc(开路电压，open circuit voltage)急剧下降。减少甚至阻止不从有源器件区域去除这些金属杂质或不赋予它们电不活跃的光伏性能。用于光伏硅的全球缺陷模型表明造成整体电池效率降低的金属杂质和晶体缺陷之间的牢固关系。有效寿命在很大程度上由铁浓度限制。[Direct correlation of transition metal impurities andminority carrier recombination in multicrystalline silicon”，Scott A.McHugo and A.C.Thompson，Lawrence Berkeley National Laboratory，Berkeley，California 94720，Périchaud and S.Martinuzzi，Appl.Phys.Lett.72，3482(1998)；DOI：10.1063/1.121673]

已经提出对这个问题的解决方案，已表明过渡金属杂质和少数载流子复合存在直接关联。其它解决方案表明更密集清洗具有朝向性能改善的倾向。用更彻底的清洗，有效的自由电子寿命已知得到增加。此外，在临近集电槽的PN交界区域中以足够高浓度存在的金属(即沉淀集群)可以在界面附近捕获电荷，在带间固定费米能级(Fermi level)，并有助于降低势垒高度。各种金属进入硅以减少光伏活动的扩散对于金属是热力学上微不足道的障碍。除了铁，这些金属还包括铜、锰、铬和镍。

因此，对提供从基板特别是光伏基板良好去除杂质的清洗方法和组合物存在需要[S.Keipert et al.，23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition，1-5September 2008，Valencia，Spain]。

发明内容

本发明提供了一种用于从基板去除污染金属以改善电气性能的方法。阳离子金属已知对绝缘体或半导体基板的电气性能是特别有害的。该方法包括将绝缘体或半导体基板接触下列结构式的至少一种化合物的水性溶液：

其中，n在每种情况中是独立的0和6之间的整数值，X在每种情况中是独立的H、NR₄、锂、钠或钾，以及至少一个X是NR₄；R在每种情况中是独立的H或C₁-C₆烷基，以改善基板的电气性能。注意到当结构式(I)的化合物存在具有过氧化物的溶液中时随着过氧化稳定性增强，本方法是特别有利的。一种用于制备从绝缘体或半导体基板去除金属污染物以改善电气性能的溶液的试剂盒包括下列结构式的至少一种化合物的1-20总重量百分比的浓水剂：

其中，n在每种情况中是独立的0和6之间的整数值，X是独立的H、NR₄、锂、钠或钾，R在每种情况中是独立的H或C₁-C₆烷基。该试剂盒还提供了用于该浓水剂的稀释的操作指南以形成用于从绝缘体或半导体基板去除污染金属从而改善电气性能的溶液。

附图说明

从下面给出的本发明的各种具体实施例的详细的说明和附图，本发明将得到更加充分地理解，然而，这些具体实施例不应用于限制本发明至特定的具体实施例，而只是用于解释和理解。

图1A是根据本发明的清洗方法的示意流程图；

图1B是相对于常规方法，用于光伏的优选的示意流程图，具有虚线方框(可以省略的步骤)和粗线方框(可以包含乙二胺四酸(I)的步骤)；

图2是根据本发明的另一可选择的清洗方法的示意流程图；

图3是用于用常规和发明方法处理的还原基板的测量的开路电压的柱状图；和

图4是基于铁污染水平的载流子寿命的柱状图，用于发明清洗与故意污染和标准HF清洗相比较。

具体实施方式

本发明具有用处用作用于从基板去除污染物质的清洗溶液和方法。通过发明方法应用于光伏基板提供了改善的光伏装置的运行参数。当本发明关于硅基板细化为单独的硅片或连续带状基板进行详细描述时，可理解发明清洗组合物和方法也适用于用于其它应用的硅基板以及非单晶硅的基板。从本发明中受益的硅基板的其它应用包括发光二极管(LEDs)、化合物半导体、MEMS装置和传感器。可理解，硅基板包括多晶硅、非晶硅和结晶硅基板。在这里可操作的其它基板示例性地包括绝缘体上硅(SOI)、或玻璃、蓝宝石、碳化硅、氮化硅、聚合物或有机层上硅、以及化合物半导体。

虽然本发明以下主要关于光伏基板进行详细介绍，应该注意到上述其它应用受益于金属污染物的去除。可理解，表面可以通过蚀刻进行暴露。基板通常具有有机表面污染物，如油，而金属离子通常但不专门在基板体内发现，特定金属离子优选分隔至基板的多个部分。并不打算由特定的理论约束住，本发明通过溶剂化螯合剂相互作用螯合暴露在基板表面上的金属原子和/或金属离子。金属离子在基板内或在组分界面上可以是间隙的、取代的或甚至形成集群。与用于集成电路基板的清洗方法相比较，光伏基板清洗方法的其它要求是需要诱发基体蚀刻和表面粗糙化，从而在形成的光伏中促进入射光的内部散射，从而增加光伏激发以形成自由电子的可能性。

如在这里使用的螯合剂，具体包括乙二胺四酸和含柠檬酸化合物，可理解，这些酸的盐在这里也是可操作的，并打算通过引用这种螯合剂而包括进来。

一种发明方法取消或与现有技术方法步骤协同作用，并更有效地去除基板污染物和特定的金属离子。

现在参见图lA所示，发明方法通常以100显示作为说明清洗具有疏水表面如硅的基板的流程图。方法100的特点是三个必不可少的步骤：从光伏基板去除原生氧化物110、进行基体蚀刻和表面粗糙化120以及将在基体蚀刻和表面粗糙化过程中释放的金属离子污染物接触螯合剂的酸性溶液130以抑制释放的金属污染物重新结合至处理基板。可选的，原生氧化物去除之前，接触硫酸和过氧化氢的溶液，通常称作食人鱼(piranha)102。传统的食人鱼溶液浓度在这里是可操作的，理解到在基板表面上发现的与有机物质的反应动力学与溶液活性剂浓度成比例。通常，硫酸、过氧化氢和去离子水的混合物从1到10％的硫酸和1至10％的过氧化氢变化。优选地，可溶性金属硫酸盐的催化量添加到水性硫酸和过氧化氢溶液以催化有机物质的去除。更优选地，水性可溶的金属硫酸盐。优选地，硫酸盐的金属离子并不有助于光伏效率的降低。一特别优选的水性可溶的金属硫酸盐是硫酸钙。并不打算由特定的理论约束住，认为硫酸盐催化有机物质从基板表面去除。如果在102步骤基板接触食人鱼溶液，步骤102之后接着为在去离子水中冲洗104。优选地，去离子水冲洗104包含具有下列结构式的乙二胺四酸

其中，n在每种情况中是独立的0和6之间的整数值，X是H、NR₄、锂、钠或钾；R在每种情况中是独立的H或C₁-C₆烷基。优选地，R在所有情况中都是相同的。NR₄的示例性的具体的例子是铵阳离子、四甲基铵和四乙胺。

代表性的乙二胺四酸(I)包括乙二胺二琥珀酸(ethylenediamine disuccinic acid，EDDS)、乙二胺联丙二酸(ethylenediamine dimalonic acid，EDDM)和乙二胺联戊二酸(ethylenediaminediglutaric acid，EDDG)。可理解，发明的结构式I的乙二胺四酸用于铜时和乙二胺四乙酸(EDTA)具有相似的Kf，更重要的与EDTA相反，是可生物降解的。选择具有比EDTA更低结合效率的螯合剂也是有点有悖常理的，但其在本发明中令人惊讶地显示出优良的界面效能(interfacial efficacy)。此外，当在氧化剂如过氧化氢、如在碱性溶液例如水性NH₄OH或KOH中发现的高pH、或如在酸性溶液例如HCl或HF中发现的低pH存在下，评价出不具有高化学稳定性时，还具有高生物相容性即通过自然发生的生物途径容易降解的那些螯合剂的组合也不是直接凭直觉获知的。

在这里使用的发明的结构式(I)的乙二胺四酸在酸性和碱性的pH值下与过氧化物均是可相容的，并提供稳定过氧化物以防止在溶液中易发生的降解从而减少过氧化物的使用率的进一步的优势。可选的，去离子水冲洗104含有在酸性pH值可操作的柠檬酸钠(或铵)以结合金属离子，尤其是钙离子。

铵盐，如NR₄+，其中R＝H，CH₃，或长链烷基，是优选的，无论是作为游离酸的单、二、三或四取代盐。更优选地，二乙二胺四酸铵是三铵盐。该盐的使用是进一步的发明步骤，因为在溶液中活性铵已知协助尤其是Cu²⁺、Ni²⁺和Ag⁺的水溶性复合物的形成[Eduard Schweizer(1857).“Das Kupferoxyd-Ammoniak，ein 

für die Pflanzenfaser”.J Prakt.Chem.72(1)：109-111]。虽然在本发明中发现的实际的溶解机制不是关键性的，我们推理出，铵阳离子和二乙二胺四酸阴离子的结合，通过NH₄ ⁺对金属离子污染物的表面化学吸收，导致更有效的结合某些金属，在那金属离子周围形成溶剂层成为铵复合物，随后通过螯合剂阴离子捕获这部分溶剂化的金属/铵协调复合物，最终形成完全溶剂化的金属螯合物，并从被清洗的界面带走。

可理解，乙二胺四酸(I)容易添加到基板接触的其它溶液。而基板加工溶液的组成随形成的装置的细节和基板的性质而变化，作为举例，乙二胺四酸(I)容易添加到HF氧化物或磷硅玻璃(phosphorosilicate glass，PSG)去除溶液。去离子水(deionized water，DIW)冲洗，盐酸溶液、过氧化物溶液(SC1，SC2)，KOH溶液，NH₄OH溶液，或过氧化物与HF或KOH活性溶液的结合溶液。进一步可理解，乙二胺四酸(I)容易添加到用于处理基板的多种溶液中以进一步增强聚阳离子金属污染物的螯合。作为举例，HF蚀刻溶液，紧接着的DIW冲洗，在磷注入后使用的PSG去除HF溶液，每个或全部都可以包含乙二胺四酸(I)。在给定步骤后观察到乙二胺四酸(I)残留物的情况下，可理解，传统的DIW冲洗容易去除该残留物。

在本发明中，二乙二胺四酸(I)，如果存在去离子水冲洗104中，是以从5至1000ppm(partsper million)的浓度范围存在。优选地，二乙二胺四酸(I)，如果存在去离子水冲洗104中，是以从10至500ppm(parts per million)的浓度范围存在。更优选地，乙二胺四酸(I)，如果存在去离子水冲洗104中，是以从10至500ppm(parts per million)的浓度范围存在。相同浓度的二乙二胺四酸(I)在HF溶液中是可操作的。可选地，去离子水冲洗104包括超声波能量输入以促进基板清洗和去除有机污染物。

在处理硅基板的过程中，原生氧化物通过接触氢氟酸(HF)溶液从硅基板上去除。氢氟酸的典型浓度从0.5到50摩尔％变化，但标准浓度是5-10％重量之间，或大约2.5-5.0摩尔之间。可选的，HF溶液还可以包括结构式(I)的乙二胺四酸。

在制备光伏硅基板的过程中，基板的一面是“纹理化的”。该纹理化有助于捕获阳光(光子)，并有助于通过光伏基板中内部反射将它们保持捕获直到它们形成电子/空穴对，并能产生光伏流。光子进入基板，但吸收不是定量的。一般来说，在背面具有镜面，将所有未吸收的光子反射回去通过基板。然而，如果不重新反射进入基板，前面损失可能会相当高。粗糙表面有效地允许良好的内部反射，同时为传入光子保持透明度，通常增加氮化硅防反射薄膜，进一步允许传入光子渗透，还有助于已在基体基板内的光子提供内部反射。这种表面纹理化通常被认为对于任何基于硅的光伏基板是需要的，无论多或单晶。优选地，对于用于多晶硅的纹理化步骤，HF溶液也包括一些硝酸以催化二氧化硅蚀刻(氧化→HF蚀刻)。在原生氧化物蚀刻液110中存在的硝酸量在15至70wt％范围内。[ISES 2001 Solar World Congress，“Texturing Industrial Multicrystalline Silicon Solar Cells”，D.Macdonald et al.，and U.S.Patent5,949,123-Solar cell including multi-crystalline silicon and a method of texturizing the surface ofp-type multi-crystalline silicon]

在从原生光伏基板去除原生氧化物或用HF/HNO3的表面纹理化步骤之后，基板用去离子水冲洗112。可选地，去离子水还包括结构式(I)的乙二胺四酸。可选地，去离子水冲洗112通过同时超声搅拌进行加快。

最初的表面制备，包括去除有机污染物和颗粒物，是在步骤120用碱性的过氧化物水溶液进行的。优选地，该碱以氢氧化铵存在。在半导体行业，这就是通常所说的“SC-1”或“标准-清洗1”。有时在光伏制造过程中，不进行“SC-1”工序，而是替换为体内蚀刻工艺，其中包括水性苛性碱溶液和一些异丙醇。基体蚀刻和表面粗糙去除颗粒污染物，并可以稍微吸附痕量金属，如金、银、铜、镍、锰和铁、铜、铬或可能在晶体形成过程中存在Si表面作为杂质的任何其它过渡金属，同时还去除了大量的表面硅。优选地，基体蚀刻和表面粗糙化120还包括单独或结合四甲基柠檬酸的乙二胺四酸(I)。随着螯合剂例如二乙二胺四酸(I)(diethylenediamine tetraacid)、四甲基柠檬酸(tetramethylammonium citrate，TMAC)、其它常规螯合剂或它们的组合的加入，吸收的痕量金属被螯合，从而排除从化学吸附或物理吸附返回至基板的蚀刻或粗糙的表面。为方便用户，这可以和基体清洗步骤结合进行，或仅用乙二胺四酸(I)的去离子水溶液单独进行，我想说的是，化学不是依赖于其它蚀刻剂或化学剂的使用以显示某些效能。过氧化氢的浓度通常范围从5％至30％，优选是5％和7％之间。乙二胺四酸浓度通常在5和1000ppm之间，优选10和500ppm之间，而TMAC以类似的浓度存在。接触基体蚀刻和表面粗糙溶液120之后，基板用去离子水冲洗液冲洗，可选地含有乙二胺四酸(I)104′，并具有关于上述去离子水冲洗104的详细介绍的属性。

单晶硅的基体蚀刻和表面粗糙更通常使用保持在80℃至100℃高温、往往具有固定量的异丙醇的水性苛性碱溶液进行。该方法已经显示蚀刻基体物质优先至<100>晶面，从而导致以硅随机小金字塔结构为特点的粗糙表面。[Nishimoto，U.S.Patent 6,197,611]

现在蚀刻的和表面粗糙的基板，在步骤104′进行冲洗之后，然后接触酸性过氧化氢水溶液中以溶解碱离子和三价金属离子的氢氧化物，以及脱附没有在步骤120释放的残留的痕量金属。合适的酸示例性地包括盐酸和硫酸，但通常优选盐酸。可理解，其它的酸也可以使用，只要保证不可接受的残留的污染物不会连接至基板。碱离子和二及三价金属氯化物的酸性过氧化物溶解发生在步骤130。优选地，酸性过氧化物溶液包括乙二胺四酸(I)、柠檬酸或它们的结合以螯合释放的金属离子。过氧化氢浓度一般为3％和30％之间，优选1和5之间，而酸浓度一般小于1摩尔浓度。乙二胺四酸(I)以上述详细描述的关于步骤120的浓度存在，而柠檬酸可以以类似上面详细描述的关于步骤120的用于TMAC的量存在。

步骤130之后，现在清洗的基板在步骤132中用去离子水冲洗，可选同时应用超声。可理解，发明方法100的处理能力通过在步骤134中，在现在清洗的光伏基板上使用例如Marangoni效应干燥机和挥发性溶剂例如异丙醇取代水得到促进。

可理解，与上述各步骤相关联的相对时间取决于多种因素，包括流速、活性清洗剂的浓度、温度和是否超声波能量与接触溶液同时应用。用于硅基板光伏的优选的示意流程图显示在图1B中，相对于常规方法，具有虚线方框(可以省略的步骤)和粗线方框(可以包含乙二胺四酸(I)的步骤)。

现在参见图2所示，用于从光伏基板去除污染物的可选择的方法通常以200提供，在图1和2中共同使用的相似附图标记具有属于上述关于图1的术语的含义。方法200包括初始可选步骤102以从基板表面去除有机物质。如果进行了可选的步骤102，包括将基板接触含有硫酸、过氧化氢和可选的少量的金属硫酸盐的溶液，步骤102之后为去离子水冲洗104，可选的带有乙二胺四酸(I)的浓度。原生氧化物去除代表方法200的第一必不可少的步骤并在步骤210中在HF溶液中发生，然后去离子水冲洗112。通过将现在无原生氧化物的基板放入含有既是碱性的也是水溶性的胍衍生物的溶液，基体蚀刻的表面粗糙在步骤102进行。在步骤102中使用的溶液可选的用氢氧化铵或其它碱进行增强，以使pH值适度从而更好地控制蚀刻速率。过氧化氢还可选地小心添加，以确保与特定的胍衍生物的相容性。乙二胺四酸(I)可选地以如关于图1的步骤120的详细描述的水平提供。

基体蚀刻和表面粗糙220以产生蚀刻的和表面粗糙的基板之后，在步骤104′，基板用去离子水冲洗，可选地含有乙二胺四酸(I)。然后在步骤130，基板接触含有乙二胺四酸(I)的酸性过氧化物溶液，接着重复去离子水冲洗104′或132。可选地，提供了最终HF接触240以去除在酸性过氧化物步骤103中生成的任何氧化物。如关于图1详细描述的，提供可选的Marangoni效应干燥机步骤以促进处理能力134。可理解，其它常用干燥方法也可选地在这里使用，包括真空干燥和气刀。

可理解，关于图1和2详细描述的所要求的方法可以手动批量处理或自动化。如本领域常规的，通过使用流动的罐子、洗涤器、超声波搅拌和计算机控制传输机构，有助于方法一致性与高处理能力。此外，优选将不同的基板装入盒中以在发明方法100或200中方便处理。

除了光伏(太阳能)基板，适合发明的清洗方法的其它基板包括裸硅基板或纯硅基板，掺杂或不掺杂，具有外延层的基板，在处理的任何阶段均与一层或多层设备层结合的基板，结合一层或多层的其它类型的基板，或用于加工其它设备和装置例如但不限于发光二极管或激光二极管、平板显示器和多芯片模块的基板。然而，为避免使本发明模糊不清，下面的描述将大体上描述光伏(太阳能)基板清洗，作为具体实施例的例子将描述本发明在洗涤过程中的使用。

本发明用下列例子进一步详细说明。这些例子不是为了限制所附的权利要求的范围。

例子1

晶体硅光伏基板清洗使用标准清洗方法进行清洗，并与相同的基板相比较，除了增加最后的室温30秒浸入在300ppm乙二胺二琥珀酸三铵(tris-ammonium ethylenediamine disuccinnicacid，TA-EDDS)和去离子水的溶液中以及用纯去离子水最终冲洗，该基板进行相同清洗。这看似细微的清洗步骤的效果和影响的测量是通过在完成它们的处理后测量清洗步骤对基板的光伏电气性能的影响来间接测量的。电气测试是通过以毫伏(mV)测量去测量硅基板的开路电压(open circuit voltage，VOC)来进行的。在这个例子中，当基板在掺杂热激活之前进行清洗时，直接显示改善之处；1.4％的绝对改善，从用于标准清洗(对照样品)的572mV至用于在标准清洗后用水性TA-EDDS清洗的580mV。当相同的晶圆在氮化硅沉积(用作封装物、前欧姆接触层和抗反射薄膜)之前清洗，改善更为显著；3.6％的改善，从用于标准清洗(对照样品)的580mV至用于在标准清洗后用水性TA-EDDS清洗的601mV。虽然显示的绝对改善值可以且将是起始基板质量、湿清洗时间和其它因素以及与基板的原始表面的清洗状态和基体属性成反比例的性能上的改善的反映，这些结果清楚地表明在所有其它变量保持相同的直接比较中使用本发明确实改善了最终的设备电气性能。结果显示在图3中，作为在DI水中的EDDS三铵(Tris-ammonium EDDS)(IMPRVD)相对常规(STD)的测试的柱状图；浓度＝300ppm；30秒快速倾卸冲洗(quick dump rinse)；T＝ca.22℃；c-Si，P注入。

例子2

利用水性乙二胺四酸(I)用于从表面去除金属离子的功效用一些区溶单晶硅基板进行证明，区溶单晶硅基板用标准半导体SC-1和SC-2清洗进行制备以提供一致的起始基板，其随后分为三个单独的组。除了在该分组中的对照基板，其保持未受污染的并单独从下列步骤进行处理以避免交叉污染，两个组用不同浓度的Fe³⁺(来自水性Fe(NO₃)₃)故意污染。这些基板然后进行清洗。这两个污染组之一使用标准的HF持续型清洗(在去离子水中的10％的HF)清洗，另一个组使用相同的溶液(但是是新溶液)进行清洗，但还增加500ppm的乙二胺二琥珀酸三铵(TA EDDS)至该HF溶液。所有的组然后在750℃热退火30分钟以“激活”任何可能与硅反应的表面铁。这个方法模仿，在标准处理中所看到的各种高温步骤期间，正常基板可能在光伏或半导体处理中作为对象进行处理。在这个高温退火后，对基板评估它们的少数载流子寿命性能。如前面的例子，这是铁污染物在靠近表面区域中的水平的间接指标；硅中的铁是中等水平的带隙电气陷阱-铁越多，少数载流子寿命越短。结果显著显示少数载流子寿命的改善，特别是在中等表面污染水平。这证明相对于对照和标准工业清洗，通过简单添加TA-EDDS至标准的HF清洗中，显著的改善，一些样品超过对应的标准清洗几个数量级。这些试验的结果作为柱状图提供在图4中，用于TA-EDDS(记为“SUNSONIX^TM清洗”)，以及故意污染和仅HF清洗。

例子3

多晶硅基板首先用行业标准HF/HNO₃方法纹理化，用去离子水(DIW)冲洗，用稀释的KOH处理(以去除来自披露蚀刻步骤的表面孔隙)，用去离子水(DIW)冲洗，用SC1处理(以中和任何的KOH)，用DIW冲洗，然后用稀释的HF溶液处理(以去除在KOH步骤中生成的残留的氧化物)，接着是最终的DIW冲洗和在40℃干燥。然后一组对照基板直接进行磷掺杂步骤(形成发射器)，使用HF和DIW冲洗去除在退火步骤中形成的磷硅玻璃(phosphorosilicate，PSG)，然后继续氮化硅沉积步骤。这些晶圆的其它组用15秒、30秒、45秒、60秒接触10％HF/300ppm TA-EDDS处理，30秒DIW喷雾冲洗，30秒DIW DIP浸洗，并干燥。然后该第二组也有对对照组进行的相同的磷掺杂的步骤和硅氮化物沉积。对照组显示15.28％的整体绝对光伏效率。描述的除了用HF/TA-EDDS步骤处理外进行和对照相同分批处理的基板显示15.44％的整体绝对光伏效率，增加了0.16％。虽然这看起来是一个小的绝对效果，光伏产业在绝对光伏反应效率上具有每年0.05-0.1％的改善目标，从而通过简单插入TA-EDDS步骤提供几乎双倍该目标在其数量上是显著的和令人惊讶的。结果提供在下表中。

表：与常规运行的生产线相比纹理化后定时接触发明溶液的光伏性能

方法	Voc(mV)	Isc	Eta
				发明溶液15秒	0.6062±0.0022	7.999±0.047	15.48±0.19
发明溶液30秒	0.6065±0.0021	7.997±0.054	15.54±0.20
				发明溶液45秒	0.6049±0.0029	7.987±0.066	15.27±0.25
发明溶液60秒	0.6057±0.0023	8.011±0.045	15.45±0.19
				运行生产线对比	0.6049±0.0029	7.996±0.066	15.28±0.23

在说明书中提及的专利文献和出版物表示与本发明相关的本领域技术人员的水平。这些文献和出版物在这里通过参考纳入，达到就如每份单独文献或出版物在这里通过参考具体并单独地纳入的程度。

上述描述是用于说明本发明的特定的具体实施例的，但并不意味着对实践的限制。下列权利要求，包括其所有等价物，用于限定本发明的范围。

Claims (19)

1.一种用于从绝缘体或半导体基板去除污染金属以改善电气性能的方法，其特征在于，包括：

将基板接触下列结构式的至少一种化合物的水性溶液：

其中，n在每种情况中是独立的0和6之间的整数值，X在每种情况中是独立的H、NR₄、锂、钠或钾；R在每种情况中是独立的H或C₁-C₆烷基，以改善基板的电气性能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在接触步骤之前或同时从基板去除原生氧化物。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中结构式I的化合物以5至1000ppm之间的浓度存在，并至少一个X是NR₄。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中结构式I的化合物是乙二胺二琥珀酸，X在三种情况下是NR₄，化合物以10至500ppm之间的浓度存在。

5.根据权利要求1-4所述的方法，其特征在于，其中所述水性溶液含有至少一种过氧化物或无机酸。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中所述水性溶液是SC1或SC2。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中所述无机酸是氯化氢的、含氮的或含氟化氢的。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中所述水性溶液是一种碱。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中所述碱是氢氧化钾或氢氧化铵。

10.根据权利要求1-9所述的方法，其特征在于，其中所述基板是硅，污染金属是铁。

11.一种用于从硅基板去除污染金属的方法，其特征在于，包括：

从原生硅基板去除原生氧化物；

去除原生氧化物后用包括下列结构式的至少一种化合物的水性碱性溶液进行基体蚀刻和表面粗糙化：

其中，n在每种情况中是独立的0和6之间的整数值，X在每种情况中是独立的H、NR₄、锂、钠或钾；R在每种情况中是独立的H或C₁-C₆烷基。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，其中结构式I的化合物以5至1000ppm之间的浓度存在。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，其中结构式I的化合物是乙二胺二琥珀酸，X在三种情况下是NR₄，化合物以10至500ppm之间的浓度存在。

14.根据权利要求11-13所述的方法，其特征在于，其中所述水性溶液含有至少一种过氧化物或无机酸。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，其中所述水性溶液是SC1或SC2。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，其中所述无机酸是氯化氢的、含氮的或含氟化氢的。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述水性溶液是一种碱。

18.一种用于制备从绝缘体或半导体基板去除污染金属以改善电气性能的溶液的试剂盒，其特征在于，包括：

一种下列结构式的至少一种化合物的1-20总重量百分比的浓水剂：

其中，n在每种情况中是独立的0和6之间的整数值，X在每种情况中是独立的H、NR₄、锂或钾，R在每种情况中是独立的H或C₁-C₆烷基；

与用于该浓水剂的稀释以形成该溶液的操作指南一起。

19.根据权利要求18所述的试剂盒，其特征在于，其中结构式I的化合物以5至1000ppm之间的浓度存在。

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