CN103562344B - 用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物以及纹理蚀刻方法 - Google Patents

用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物以及纹理蚀刻方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103562344B
CN103562344B CN201280024303.6A CN201280024303A CN103562344B CN 103562344 B CN103562344 B CN 103562344B CN 201280024303 A CN201280024303 A CN 201280024303A CN 103562344 B CN103562344 B CN 103562344B
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon chip
crystal silicon
texture
compound
perfluoroalkyl
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280024303.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103562344A (zh
Inventor
洪亨杓
李在连
朴勉奎
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.)
Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Original Assignee
Dongwoo Fine Chem Co Ltd
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
Application filed by Dongwoo Fine Chem Co Ltd filed Critical Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Publication of CN103562344A publication Critical patent/CN103562344A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103562344B publication Critical patent/CN103562344B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/02Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an alkali metal hydroxide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0236Special surface textures
    • H01L31/02363Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/06Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment 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
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本发明涉及用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物和纹理蚀刻方法。所述用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物包括碱性化合物;多糖;与多糖一起的最佳含量的硅化合物,以在晶体硅片的表面上均匀地形成具有微锥体结构的纹理,进而在降低光反射的同时最大化太阳能的吸收,从而提高发光效率。

Description

用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物以及纹理蚀刻方法
技术领域
本发明涉及用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物以及纹理蚀刻方法,该方法能够均匀地形成晶体硅片的表面以具有微锥体结构,从而提高发光效率。
背景技术
近年来,太阳能电池快速增长且以作为下一代能源和直接将清洁能源(即太阳能)转化成电能的电子装置而知名。这种太阳能电池主要具有包括硅和添加到硅上的硼的P型硅半导体且包括PN结半导体衬底,其中,主要包括具有硅和添加到硅上的硼的P型硅半导体,而N型硅半导体层通过将磷(P)扩散至P型硅半导体的表面而形成。
当光(诸如太阳光)照射具有通过PN结产生的电场的衬底时,半导体中的电子(-)和空穴(+)被激发,这些被激发的电子(-)和空穴(+)在半导体内可自由地且随机地移动。在这种情况下,PN结形成的电场内的电子(-)可迁移到N型半导体,而空穴(+)迁移至P型半导体。如果在P型半导体的表面上和N型半导体的表面上都提供电子以使电子流向外电路,则产生电流。基于这样的原理,太阳能被转化成电能。因此,为了改善太阳能光转化效率,PN结半导体衬底的单位面积的电输出量应尽可能地增大,为此目的,在最大化光吸收的同时必须减少反射率。考虑到上文所述的情形,构造PN结半导体衬底的用于太阳能电池的硅片,应具有在其表面上形成的微锥体结构且可设置有抗反射膜。纹理具有微锥体结构的硅片的表面可减少各种波长的入射光的反射率,进而增加吸收光的数量。因此,可提高太阳能电池的性能(即太阳能电池的效率)。
已经公开了一种用于使硅片的表面纹理化成微锥体结构的方法,例如,美国专利No.4,137,123描述了一种硅纹理蚀刻溶液,其中,0.5wt.%(重量百分比)至10wt.%的硅被溶解在各向异性蚀刻(常称为‘干法蚀刻’)溶液中,该各向异性蚀刻溶液由0至75vol.%(体积百分比)的乙二醇、0.05wt.%至50wt.%的氢氧化钾和余量的水构成。然而,这种蚀刻溶液不能产生锥体的构造,因此增加了光反射率并且使光吸收效率减小。
此外,欧洲专利No.0477424提出了将氧供给到纹理蚀刻溶液(该纹理蚀刻溶液包括在乙二醇、氢氧化钾和余量的水的混合物中溶解的硅)的纹理蚀刻方法,即进行数分钟的充气过程。然而,上述蚀刻方法不能产生锥体的构造,转而增加光反射率同时恶化光吸收效率,此外,存在还需要替选的充气装置的缺点。
另外,注册号为0180621的韩国专利公开一种纹理蚀刻溶液,其包括0.5%至5%的氢氧化钾溶液、3vol.%至20vol.%的异丙醇以及75vol.%至96.5vol.%的去离子水的混合物;专利号为6,451,218的美国专利公开了一种纹理蚀刻溶液,其包括碱性化合物、异丙醇、含水的碱性乙二醇和水。然而,由于上述蚀刻溶液分别包括具有相对低的沸点的异丙醇且该物质必须在纹理化期间被另外加入,故在生产率和费用方面产生经济方面的缺点。此外,另外加入的异丙醇产生蚀刻溶液的温度梯度,由此在硅片表面上的区域范围内增大了纹理质量偏差且最后使均匀性变差。
发明内容
技术问题
因此,本发明的目的是提供用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物和纹理蚀刻方法,该方法能够改善在晶体硅片的表面上形成微锥体结构的区域范围内的纹理的均匀性,从而提高发光效率。
本发明的另一目的在于提供用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物,且在纹理化期间不需要施加充气过程以及引入另外的蚀刻溶液组分。
另外,本发明的另一目的是提供一种使用上述用于硅片的纹理蚀刻溶液的纹理蚀刻方法。
技术方案
(1)用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物,包括:0.1wt.%至20wt.%的碱性化合物;10-9wt.%至10wt.%的多糖;10-9wt.%至10wt.%的硅化合物;以及,余量的水。
(2)根据上文(1)的组合物,其中,碱性化合物选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵、四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵中的至少一种。
(3)根据上文(1)的组合物,其中,多糖选自葡聚糖化合物、果聚糖化合物、甘露聚糖化合物、半乳聚糖化合物、及其金属盐中的至少一种。
(4)根据上文(3)的组合物,其中,多糖选自纤维素、二甲氨基乙基纤维素、二乙氨基乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、4-氨基苄基纤维素、三乙氨基乙基纤维素、氰乙基纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、褐藻酸、直链淀粉、支链淀粉、果胶、淀粉、糊精、α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、羟丙基-β-环糊精、甲基-β-环糊精、右旋糖酐、葡聚糖硫酸酯钠、皂角苷、糖原、酵母聚糖、香菇多糖、裂褶多醣、和其金属盐中的至少一种葡聚糖化合物。
(5)根据上文(3)的组合物,其中,多糖具有5000至1000000的平均分子量。
(6)根据上文(1)的组合物,其中,硅化合物选自二氧化硅细粉;Na2O稳定的二氧化硅胶体溶液;K2O稳定的二氧化硅胶体溶液;酸溶液稳定的二氧化硅胶体溶液;NH3稳定的二氧化硅胶体溶液;利用选自乙醇、丙醇、乙二醇、甲乙酮和甲基异丁酮中的至少一种有机溶剂稳定的二氧化硅胶体溶液;液体硅酸钠;液体硅酸钾;和液体硅酸锂中的至少一种。
(7)根据上文(1)的组合物,还包括选自全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磺酸盐、全氟烷基硫酸盐、全氟烷基磷酸盐、全氟烷基胺盐、全氟烷基季铵盐、全氟烷基羧酸甜菜碱、全氟烷基磺基甜菜碱、氟烷基聚氧乙烯和全氟烷基聚氧乙烯中的至少一种氟表面活性剂,上述各种氟表面活性剂在其各个烷基上具有1至30个碳原子。
(8)晶体硅片的纹理蚀刻方法包括:将晶体硅片浸泡在根据上文(1)至(7)中任一项所述的蚀刻溶液组合物中、在该晶体硅片上喷涂所述组合物,或者将硅片浸泡在组合物中然后在硅片上喷涂所述组合物。
(9)根据上文(8)的组合物,其中,在50℃至100℃的温度下执行浸泡、喷涂、或者浸泡和喷涂持续30秒到60分钟。
有益效果
根据本发明的用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物和纹理蚀刻方法,在晶体硅片的表面上可均匀地形成微锥体结构,以通过减少光反射来最大化太阳能的吸收和提高发光效率。
此外,由于根据本发明的纹理蚀刻方法在纹理化期间不需要施加充气过程以及引入另外的蚀刻溶液组分,因此考虑到初期生产以及加工成本,该方法实现了经济上的优势且还能够形成均匀的微锥体结构。
附图说明
图1为示出通过使用在本发明的实施例10中制备的用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物来进行纹理蚀刻的单晶硅片的表面的3D光学显微图像;和
图2为示出通过使用在本发明的实施例10中制备的用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物来进行纹理蚀刻的单晶硅片的表面的扫描电子显微镜(SEM)图像。
具体实施方式
本发明公开了一种用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物以及使用该纹理蚀刻组合物的纹理蚀刻方法。
在下文中,将详细描述本发明。
本发明的用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物包括碱性化合物;多糖;硅化合物;以及,余量的水。
更具体地,本发明的用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物包括0.1wt.%至20wt.%的碱性化合物;10-9wt.%至10wt.%的多糖;10-9wt.%至10wt.%的硅化合物;以及,余量的水。
碱性化合物为蚀刻晶体硅片的表面的组分且该组分的种类没有特别的限制。例如,使用氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵等。在这些碱性化合物中,优选使用氢氧化钾和氢氧化钠。这些化合物可单独使用或者组合使用它们中的两者或两者以上。
以用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物总量为100wt.%计,碱性化合物可以被包括的含量是0.1wt.%至20wt.%、优选1wt.%至5wt.%。如果碱性化合物的含量在上述范围内,则可进行硅片表面的蚀刻。
根据本发明的用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物还可包括最佳含量的多糖。
多糖是利用在两种单糖或多种单糖之间的糖苷结合而形成的高分子化合物,多糖可防止过度蚀刻,并有效地控制通过使用碱性化合物而引起的蚀刻加速,从而制备均匀的微锥体以及改善外观,同时快速减少通过腐蚀掉硅片的表面而产生的氢气泡,从而防止气泡空腔的发生。
多糖的示例可包括:葡聚糖化合物、果聚糖化合物、甘露聚糖化合物、半乳聚糖化合物、及其金属盐。在这些化合物中,优选使用葡聚糖化合物及其金属盐(例如碱金属盐)。上述物质可单独使用或者组合使用它们中的两者或两者以上。
例如,葡聚糖化合物可包括纤维素、二甲氨基乙基纤维素、二乙氨基乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、4-氨基苄基纤维素、三乙氨基乙基纤维素、氰乙基纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基基纤维素、羧乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、褐藻酸、直链淀粉、支链淀粉、果胶、淀粉、糊精、α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、羟丙基-β-环糊精、甲基-β-环糊精、右旋糖酐、葡聚糖硫酸酯钠、皂角苷、糖原、酵母聚糖、香菇多糖、裂褶多醣、及其金属盐。
多糖可具有5000至1000000、优选50000至200000的分子量。
以用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物总量为100wt.%计,多糖可以被包括的含量是10-9wt.%至10wt.%、优选10-6wt.%至1wt.%。如果多糖的含量在上述范围内,则可防止过度蚀刻以及可有效地控制蚀刻加速。当多糖的含量超过10wt.%时,使用碱性化合物时的蚀刻速率可急剧下降,这导致难于形成所期望的微锥体。
本发明的用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物还可包括硅化合物。
硅化合物是物理上待吸附到晶体硅片的表面且用作一种掩模的组分,从而能够使晶体硅片的表面具有微锥体形状。
硅化合物可包括粉状的硅酸盐化合物、胶体溶液类型的硅酸盐化合物或者液相的硅酸盐化合物等。更具体地,二氧化硅细粉;Na2O稳定的二氧化硅胶体溶液;K2O稳定的二氧化硅胶体溶液;酸溶液稳定的二氧化硅胶体溶液;NH3稳定二氧化硅胶体溶液;利用选自乙醇、丙醇、乙二醇、甲乙酮和甲基异丁酮中的至少一种有机溶剂稳定的二氧化硅胶体溶液;液体硅酸钠;液体硅酸钾;和液体硅酸锂等可被作为示例且这些化合物可单独使用和组合使用它们中的两者或两者以上。
以用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物总量为100wt.%计,硅化合物可以被包括的含量是10-9wt.%至10wt.%、优选10-6wt.%至1wt.%。如果硅化合物的含量在上述范围内,则在晶体硅片的表面上可以容易地形成微锥体。
本发明的用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物还可包括氟表面活性剂。
氟表面活性剂降低了蚀刻溶液的表面张力以大大地促进在晶体硅片的表面的润湿性方面的改善,从而防止碱性化合物引起的过度蚀刻。
例如,氟表面活性剂的类型可包括但不限于:阴离子型表面活性剂,如全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磺酸酸盐、全氟烷基硫酸盐、氟烷基磷酸盐等;阳离子型表面活性剂,如全氟烷基胺盐、全氟烷基季铵盐等;两性表面活性剂,如全氟烷基羧基甜菜碱、全氟烷基磺基甜菜碱等;和,非离子型表面活性剂,如氟烷基聚氧乙烯、全氟醇聚氧乙烯等。这些化合物中的各种化合物在其烷基上可具有1至30个碳原子。这些物质也可单独使用或者组合使用它们中的两者或两者以上。
以用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物总量为100wt.%计,氟表面活性剂可以被包括的含量是10-9wt.%至10wt.%、优选10-6wt.%至1wt.%。如果氟表面活性剂的含量在上述范围内,则可有效地改善硅片的表面的润湿性。
用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物还可包括作为总量是100wt.%的组合物的余量的水。
水的类型没有特别限制,然而优选去离子水,且更优选具有18MΩ/cm或18MΩ/cm以上的比电阻的用于半导体工艺的去离子水。
根据本发明,包括上述组分的用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物可尤其包括最佳含量的硅化合物以及多糖,以在晶体硅片的表面上均匀地形成微锥体结构,以便在减少光反射的同时最大化太阳能的吸收,从而提高发光效率。此外,由于根据本发明的纹理蚀刻方法不需要在纹理化期间的施加充气过程以及引入另外的蚀刻溶液组分,因此该方法在生产率和加工成本方面实现了经济上的优势。
根据本发明的用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物可适宜地用在常用的蚀刻工艺中,如浸渍型蚀刻、喷涂型蚀刻、包埋型蚀刻等。
本发明提供了使用上文所述的用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物的晶体硅片的纹理蚀刻方法。
晶体硅片的纹理蚀刻方法可包括将晶体硅片浸泡在用于晶体硅片的蚀刻溶液组合物中、喷涂所述组合物,或者在喷涂所述组合物的同时将晶体硅片浸泡在所述组合物中。
浸泡和/或喷涂的次数没有特别的限制,在同时进行浸泡和喷涂的情况下,它们的操作次序也没有限制。
在50℃至100℃的温度下可执行浸泡、喷涂、或者浸泡和喷涂持续30秒到60分钟。
如上文所述,根据本发明的晶体硅片的纹理蚀刻方法不需要施加另外的充气装置以供给氧,因此,在初期生产和加工费用方面是经济的且甚至通过简单的工艺能够形成均匀的微锥体结构。
在下文中,参照实施例和比较实施例来描述优选的实施方式以更清楚地理解本发明。然而,本领域技术人员可以理解,这些实施方式出于示例目的而提供,在不脱离本发明的范围和精神的情况下可进行各种修改和变更,并且这种修改和变更适当地包括在所附权利要求书所限定的本发明的范围内。
实施例
实施例1
通过混合4wt.%的氢氧化钾(KOH)、0.005wt.%的二甲氨基乙基纤维素(DMAEC)、0.2wt.%的液体硅酸钠(SSS)和余量的去离子蒸馏水,制备了用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物。
实施例2至14、比较实施例1至比较实施例4
除了采用在下表1中列出的组分及其含量外,进行与实施例1中描述的相同的步骤。在此,含量指重量百分比(wt.%)。
表1
比较实施例5
通过混合1.5wt.%的氢氧化钾(KOH)、5wt.%的异丙醇(IPA)和余量的去离子蒸馏水,制备了用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物。
比较实施例6
除了用乙二醇(EG)代替异丙醇(IPA)外,进行与比较实施例5中描述相同的步骤。
比较实施例7
除了用甲基二乙二醇(MDG)替代异丙醇(IPA)外,进行与比较实施例5中描述相同的步骤。
比较实施例8
除了用一乙胺(MEA)代替异丙醇(IPA)外,进行与比较实施例5中描述相同的步骤。
实验实施例
对于分别在实施例1至14中和比较实施例1至8中所制备的用于单晶硅片的各种纹理蚀刻溶液组合物,根据以下方法来评估纹理蚀刻效果,评估的结果在下表2中示出。
-在80℃的温度下利用所制备的用于单晶硅片的纹理蚀刻溶液组合物浸渍单晶硅片衬底持续20分钟。
(1)纹理均匀性
在纹理蚀刻后所得到的在单晶硅片衬底的表面上形成的微结构锥体的偏差(即均匀性)使用数码相机、3D光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)进行视觉观测,根据下面的评估标准来评估所观测到的结果。
<评估标准>
◎:在整个硅片衬底上形成锥体
○:在硅片衬底的一部分上未出现锥体(非锥体部分小于硅片衬底的5%)
△:在硅片衬底的一部分上未出现锥体(非锥体部分占硅片衬底的5%至50%)
×:在硅片衬底的大多数部分上未形成锥体(非锥体部分等于或大于硅片衬底的90%)
(2)锥体的平均尺寸(μm)
使用扫描电子显微镜(SEM)来测量在纹理蚀刻后得到的在单晶硅片上形成的微锥体的尺寸。这里,在测量单位面积上形成的微锥体的尺寸后,计算并指出测量值的平均值。
(3)平均反射率(%)
使用UV分光光度计,当波长范围400nm至800nm的光照射在纹理蚀刻后得到的单晶硅片衬底的表面上时,测定平均反射率。
表2
如表2所示,当衬底使用根据本发明的实施例1至14的每一实施例中的纹理蚀刻溶液组合物(该组合物以最佳含量包括碱性化合物;多糖;硅化合物;和余量的水)进行纹理蚀刻时,证实在单晶硅片衬底的表面上形成的微锥体在微锥体区域的范围内具有减小的质量偏差以实现良好的均匀性,且具有低的光学反射率以增加发光效率。
图1为示出通过使用在实施例10中制备的纹理蚀刻溶液组合物来进行纹理蚀刻的晶体硅片的表面的3D光学显微图像;图2为示出纹理蚀刻的晶体硅片的表面的SEM图像。结果,可以看出在硅片的整个表面上形成微锥体,因而减小了质量偏差且提高了纹理均匀性。
另一方面,在不包括多糖的比较实施例1的情况下,蚀刻迅速地进行以形成具有不同尺寸的锥体,且在大多数部分中不存在锥体。不包括脂肪酸或其金属盐的比较实施例2表明在一些部分不存在锥体。此外,对于具有过量硅化合物的比较实施例3以及具有过量多糖的比较实施例4来讲,蚀刻速率大幅下降从而增大光反射率。另外,比较实施例5中的纹理蚀刻组合物存在这样的问题:持续引入低沸点的异丙醇(IPA)时产生的温度梯度导致不能形成纹理,并且费用增加。另外,与本发明的实施例相比,比较实施例6中的纹理蚀刻组合物在纹理均匀性和光反射方面表现出显著变差的性能。另外,当温度升高至纹理加工温度时,比较实施例7和比较实施例8中的纹理蚀刻组合物分别随着时间而变化。

Claims (8)

1.一种用于晶体硅片的纹理蚀刻组合物,按重量百分比计,包括:
碱性化合物:0.1%至20%;
多糖10-9%至10%;
硅化合物:10-9%至10%的硅化合物;和
水:余量至100%,
其中,所述纹理蚀刻组合物还包括选自全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磺酸盐、全氟烷基硫酸盐、全氟烷基磷酸盐、全氟烷基胺盐、全氟烷基季铵盐、全氟烷基羧基甜菜碱、全氟烷基磺基甜菜碱和氟烷基聚氧乙烯中的至少一种氟表面活性剂,上述各种氟表面活性剂在其各个烷基上具有1至30个碳原子。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述碱性化合物选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵、四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述多糖选自葡聚糖化合物、果聚糖化合物、甘露聚糖化合物、半乳聚糖化合物、及其金属盐中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的组合物,其中,所述多糖选自纤维素、二甲氨基乙基纤维素、二乙氨基乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、4-氨基苄基纤维素、三乙氨基乙基纤维素、氰乙基纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、褐藻酸、果胶、淀粉、糊精、α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、羟丙基-β-环糊精、甲基-β-环糊精、右旋糖酐、葡聚糖硫酸酯钠、皂角苷、糖原、酵母聚糖、香菇多糖、裂褶多醣、和其金属盐中的至少一种葡聚糖化合物。
5.根据权利要求3所述的组合物,其中,所述多糖具有5000至1000000的平均分子量。
6.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述硅化合物选自:
二氧化硅细粉;Na2O稳定的二氧化硅胶体溶液;K2O稳定的二氧化硅胶体溶液;酸溶液稳定的二氧化硅胶体溶液;NH3稳定的二氧化硅胶体溶液;利用选自乙醇、丙醇、乙二醇、甲乙酮和甲基异丁酮中的至少一种有机溶剂稳定的二氧化硅胶体溶液;液体硅酸钠;液体硅酸钾;和液体硅酸锂中的至少一种。
7.一种晶体硅片的纹理蚀刻方法,包括:将晶体硅片浸泡在根据权利要求1至6中任一项所述的蚀刻溶液组合物中、在所述晶体硅片上喷涂所述组合物,或者将硅片浸泡在所述组合物中然后在所述硅片上喷涂所述组合物。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,在50℃至100℃的温度下执行浸泡、喷涂、或者浸泡和喷涂持续30秒到60分钟。
CN201280024303.6A 2011-06-10 2012-03-09 用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物以及纹理蚀刻方法 Expired - Fee Related CN103562344B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2011-0056075 2011-06-10
KR1020110056075A KR20120136882A (ko) 2011-06-10 2011-06-10 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법
PCT/KR2012/001750 WO2012169722A1 (ko) 2011-06-10 2012-03-09 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103562344A CN103562344A (zh) 2014-02-05
CN103562344B true CN103562344B (zh) 2015-11-25

Family

ID=47296255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280024303.6A Expired - Fee Related CN103562344B (zh) 2011-06-10 2012-03-09 用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物以及纹理蚀刻方法

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20120136882A (zh)
CN (1) CN103562344B (zh)
TW (1) TWI544060B (zh)
WO (1) WO2012169722A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101994084B1 (ko) * 2012-12-24 2019-06-28 동우 화인켐 주식회사 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법
WO2015020243A1 (ko) * 2013-08-06 2015-02-12 동우화인켐 주식회사 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법
CN104562011B (zh) * 2013-10-09 2018-06-26 上海太阳能工程技术研究中心有限公司 多晶硅片的制绒辅助剂及制绒工艺
CN105206687A (zh) * 2015-08-21 2015-12-30 合肥中南光电有限公司 一种高效快速单晶硅片制绒液及其制备方法
CN114086259B (zh) * 2021-11-29 2023-01-13 浙江奥首材料科技有限公司 一种无醇型两亲性制绒添加剂及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6354913B1 (en) * 1997-05-07 2002-03-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Abrasive and method for polishing semiconductor substrate
JP2005019605A (ja) * 2003-06-25 2005-01-20 Naoetsu Electronics Co Ltd テクスチャー形成用エッチング液
CN1635940A (zh) * 2002-02-21 2005-07-06 Cmp罗姆和哈斯电子材料控股公司 抛光组合物
CN101130667A (zh) * 2006-08-24 2008-02-27 福吉米股份有限公司 抛光用组合物以及抛光方法
CN101519592A (zh) * 2008-02-28 2009-09-02 林纯药工业株式会社 硅各向异性蚀刻液组合物
WO2009119995A2 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 Lg Electronics Inc. Method of texturing solar cell and method of manufacturing solar cell
WO2011020632A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Rena Gmbh Method for etching of silicon surfaces

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101341875B1 (ko) * 2008-04-30 2013-12-16 한양대학교 산학협력단 상변환 물질 연마용 슬러리 및 이를 이용한 상변환 물질의 패터닝 방법
EP2372779B9 (en) * 2010-04-01 2015-01-07 SolarWorld Industries America, Inc. Alkaline etching liquid for texturing a silicon wafer surface

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6354913B1 (en) * 1997-05-07 2002-03-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Abrasive and method for polishing semiconductor substrate
CN1635940A (zh) * 2002-02-21 2005-07-06 Cmp罗姆和哈斯电子材料控股公司 抛光组合物
JP2005019605A (ja) * 2003-06-25 2005-01-20 Naoetsu Electronics Co Ltd テクスチャー形成用エッチング液
CN101130667A (zh) * 2006-08-24 2008-02-27 福吉米股份有限公司 抛光用组合物以及抛光方法
CN101519592A (zh) * 2008-02-28 2009-09-02 林纯药工业株式会社 硅各向异性蚀刻液组合物
WO2009119995A2 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 Lg Electronics Inc. Method of texturing solar cell and method of manufacturing solar cell
WO2011020632A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Rena Gmbh Method for etching of silicon surfaces

Also Published As

Publication number Publication date
TWI544060B (zh) 2016-08-01
WO2012169722A1 (ko) 2012-12-13
KR20120136882A (ko) 2012-12-20
CN103562344A (zh) 2014-02-05
TW201249964A (en) 2012-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103547654B (zh) 用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物和纹理蚀刻方法
CN103562344B (zh) 用于晶体硅片的纹理蚀刻溶液组合物以及纹理蚀刻方法
WO2012144461A1 (ja) エッチング液組成物およびエッチング方法
CN108206225B (zh) 一种单晶硅片制绒剂组合物及其应用
CN103890139A (zh) 结晶性硅晶片的织构蚀刻液组合物及织构蚀刻方法
JP6434837B2 (ja) 結晶性シリコンウエハのテクスチャエッチング液組成物及びテクスチャエッチング方法
JP2010074102A (ja) シリコン基板のエッチング方法、シリコン基板のエッチング液、シリコン基板のエッチング装置
KR20130002258A (ko) 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법
KR20120119796A (ko) 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법
TWI506122B (zh) 一種半導體晶片之蝕刻組成物及蝕刻方法
JP6185674B2 (ja) 結晶性シリコンウェーハのテクスチャーエッチング液組成物及びテクスチャーエッチング方法
CN103681959A (zh) 织构化单晶半导体衬底以减小入射光反射
CN103563093B (zh) 单晶硅片及其制备方法
KR20150000118A (ko) 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐링 첨가 조성물
KR101892624B1 (ko) 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법
KR101933527B1 (ko) 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법
CN103515481B (zh) 用于降低入射光反射的单晶半导体衬底的织构方法
KR101994084B1 (ko) 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법
KR20150106221A (ko) 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법
KR101863536B1 (ko) 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151125

Termination date: 20210309

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee