CN116632108A - 绕镀去除方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种绕镀去除方法，属于半导体技术领域。绕镀去除方法包括：在硅片的掺杂层的表面设置保护层；将硅片置于工艺腔室中进行干刻，以刻蚀位于硅片边缘的绕镀层；去除保护层。在对绕镀层刻蚀之前，在掺杂层的表面设置一层保护层，避免刻蚀绕镀层的同时刻蚀掺杂层，而且，采用干刻技术刻蚀绕镀层与清洗液清洗绕镀层的方式相比，能更有效地去除绕镀，故本实施例中的绕镀去除方法既能有效保护掺杂层，又能有效去除绕镀，有利于保证硅片所形成的电池的工作性能。
Description
技术领域
本申请属于半导体技术领域，具体涉及一种绕镀去除方法。
背景技术
TOPCon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触(Tunnel OxidePassivated Contact)太阳能电池技术，其电池结构包括基体，在基体相背的两面分别制备一层超薄氧化硅形成的氧化层和沉积一层多晶硅形成的掺杂层，形成硅片，氧化层和掺杂层共同形成钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合。
相关技术中，在制作电池的流程中，会继续利用气相沉积法在氧化层的表面沉积一层多晶硅层，为避免掺杂层的表面也沉积多晶硅，相邻的两个硅片以背靠背的形式置于真空环境中，即相邻的两个硅片的掺杂层接触，掺杂层被遮挡，两个硅片的其余部分处于裸露状态，如此一来，沉积气体不仅会在氧化层背向基体的表面沉积多晶硅层，也会绕过硅片从而在硅片的边缘形成绕镀层。为去除绕镀层，通常利用酸液或碱液对硅片的表面进行清洗，但由于掺杂层一直处于裸露状态，清洗液体腐蚀绕镀层的同时也会腐蚀掺杂层，影响电池性能。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种绕镀去除方法，能够解决相关技术中无法有效去除硅片的绕镀层的问题。
本申请实施例提供一种绕镀去除方法，包括：
在硅片的掺杂层的表面设置保护层；
将硅片置于工艺腔室中进行干刻，以刻蚀位于所述硅片边缘的绕镀层；
去除所述保护层。
在本申请实施例中，在对绕镀层刻蚀之前，在掺杂层的表面设置一层保护层，避免刻蚀绕镀层的同时刻蚀掺杂层，而且，采用干刻技术刻蚀绕镀层与清洗液清洗绕镀层的方式相比，能更有效地去除绕镀，故本实施例中的绕镀去除方法既能有效保护掺杂层，又能有效去除绕镀，有利于保证硅片所形成的电池的工作性能。
附图说明
图1是本申请实施例公开的绕镀去除方法的流程图；
图2是本申请实施例公开的绕镀去除方法的具体流程图；
图3是本申请实施例公开的在去除绕镀层之前硅片的剖视图；
图4是本申请实施例公开的在设置光刻胶层之后硅片的剖视图；
图5是本申请实施例公开的在曝光状态下硅片的剖视图；
图6是本申请实施例公开的涂抹显影液之后硅片的剖视图；
图7是本申请实施例公开的对绕镀层干刻后硅片的剖视图；
图8是本申请实施例公开的去除光刻层之后硅片的剖视图。
附图标记说明：
100-基体、
200-掺杂层、
300-氧化层、
400-多晶硅层、
500-绕镀层、510-氧化绕镀层、520-多晶硅绕镀层、
600-光刻胶层、610-边缘区域、620-中心区域。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的绕镀去除方法进行详细地说明。
请参考图1-图8，本申请实施例公开的绕镀去除方法包括：
S100、参考图4所示，在硅片的掺杂层200的表面设置保护层。可选地，保护层可以为光刻胶涂层，也可以为其他的保护层，能够保护掺杂层200，避免后续干刻过程中对掺杂层200产生影响即可，本实施例对保护层不做具体限制。
S200、将硅片置于工艺腔室中进行干刻，以刻蚀位于硅片边缘的绕镀层500，刻蚀之后的硅片的剖视图如图7所示。可选地，可以利用反应离子刻蚀技术对硅片进行干刻，反应离子刻蚀技术是一种具有较强各向异性、较高选择性的干法腐蚀技术，它在真空系统中利用分子气体等离子来进行刻蚀，利用离子诱导化学反应来实现各向异性刻蚀；或者，也可以利用其他的刻蚀技术对硅片进行干刻。
参考图3-图6所示，位于硅片边缘的绕镀层500指延伸至基体100和掺杂层200边缘的绕镀层500，具体来讲，位于硅片边缘的绕镀层500可以附着于基体100的侧面以及掺杂层200的侧面。可选地，当相邻的两个硅片接触并沉积多晶硅层400时，这两个硅片的掺杂层200的边缘可能存在一定缝隙，故沉积气体也会在该缝隙内沉积多晶硅，最终使得硅片的掺杂层200背向基体100的表面的边缘也会沉积部分多晶硅，因此，此时位于硅片边缘的绕镀层500指延伸至基体100和掺杂层200边缘的绕镀层500以及位于掺杂层200背向基体100的表面的绕镀层500。
S300、参考图8所示，去除保护层。具体地，在利用干刻技术去除绕镀层500之后，无需保护层再继续保护掺杂层200，故去除保护层。可选地，可以借助机械设备施力去除保护层；或者，也可以利用化学试剂如有机溶剂溶解保护层。需要注意的是，在去除保护层时避免影响掺杂层200。
在本申请实施例中，在对绕镀层500刻蚀之前，在掺杂层200的表面设置一层保护层，避免刻蚀绕镀层500的同时刻蚀掺杂层200，而且，采用干刻技术刻蚀绕镀层500与清洗液清洗绕镀层500的方式相比，能更有效地去除绕镀，故本实施例中的绕镀去除方法既能有效保护掺杂层200，又能有效去除绕镀，有利于保证硅片所形成的电池的工作性能。
在可选的实施例中，参考图2所示，步骤S200具体包括：
S210、将硅片置于工艺腔室中。可选地，工艺腔室为真空环境，可以利用硅片传送件将硅片传送至工艺腔室中。
S220、向工艺腔室内充入刻蚀气体。可选地，向工艺腔室内充满刻蚀气体，使硅片的四周的各个位置均存在刻蚀气体，便于后续刻蚀气体对硅片的边缘的各个位置进行干刻。
S230、对刻蚀气体施加电场，在电场的作用下，刻蚀气体产生带电离子，且带电离子溅射硅片的边缘，以刻蚀位于硅片边缘的绕镀层500。
可选地，利用反应离子刻蚀机对硅片进行干刻，反应离子刻蚀机的工作腔室作为工艺腔室，反应离子刻蚀机的真空壁接地，真空壁作为阳极，功率电极作为阴极，刻蚀气体按照一定的工作压力和搭配比例充满整个工艺腔室，并向工艺腔室内的刻蚀气体施加大于气体击穿临界值的高频电场，在高频电场的作用下，被高频电场加速的杂散电子与气体分子或原子进行随机碰撞，当电子能量达到一定程度时，随机碰撞变为非弹性碰撞，产生二次电子发射，它们又进一步与气体分子碰撞，不断地激发或电离气体分子，这种激烈碰撞引起电离和复合。当电子的产生和消失达到平衡时，放电能继续不断地维持下去。由非弹性碰撞产生的离子、电子及游离基(游离态的原子、分子或原子团)也称为等离子体，具有很强的化学活性，可与绕镀层500的原子起化学反应，形成挥发性物质，达到腐蚀绕镀层500的目的。而被保护层所覆盖的掺杂层200，则没有产生上述化学反应，从而实现各向异性刻蚀。
采用本实施例的反应离子刻蚀技术，既能实现物理刻蚀又能实现化学刻蚀，兼有离子溅射刻蚀和等离子体化学刻蚀的优点，具有良好的各向异性和选择性，刻蚀速率快。
一种可选的实施例中，刻蚀气体为第一气体源，步骤S230中，对刻蚀气体施加电场，即对第一气体源施加电场，在电场的作用下，第一气体源产生带电离子。如此，刻蚀气体经电离作用仅产生带电离子。
在另一种实施例中，刻蚀气体包括第一气体源和第二气体源，步骤S230中，对刻蚀气体施加电场，在电场的作用下，刻蚀气体产生带电离子，具体包括：
对第一气体源和第二气体源施加电场，在电场的作用下，第一气体源产生带电离子，且带电离子能够溅射硅片的边缘，以刻蚀位于硅片边缘的绕镀层500，同时，第二气体源产生活性自由基，且活性自由基轰击硅片的边缘，以促进带电离子与绕镀层500反应。
具体地，活性自由基轰击硅片的边缘，即轰击绕镀层500，会使得绕镀层500更加疏松，致密性相应降低，故带电离子在溅射绕镀层500的过程中，绕镀层500与带电离子充分接触，二者的接触面积增大，有利于带电离子与绕镀层500充分发生化学反应。
采用本实施例，刻蚀气体不仅能产生带电离子来刻蚀绕镀层500，又能产生活性自由基来促进带电离子与绕镀层500反应，提高带电离子与绕镀层500的反应效率，提高刻蚀效率。
可选地，第一气体源可以包括氯气，带电离子为氯离子，氯离子与硅反应生成四氯化硅，即挥发性物质。当然，第一气体源也可以为其它气体，如溴气或者氯气与溴气的混合气体，只要第一气体源所产生的带电离子能够与硅反应生成挥发性物质即可。
可选地，第二气体源可以包括三氟化氮，生成的活性自由基为氟。当然，第二气体源也可以为其他气体，能够产生活性自由基来促进带电离子与绕镀层500反应即可。
在可选的实施例中，步骤S230中的对刻蚀气体施加电场，具体包括：
对刻蚀气体施加电场，电场的方向与硅片所在的平面相垂直。具体地，在反应离子刻蚀机中，阴极附近的电场方向垂直于阴极的表面，而硅片置于阴极的上端，硅片所在的平面与阴极所在的平面基本平行，故电场方向与硅片所在的平面相垂直，带电离子沿电场方向溅射的过程中，能够垂直射向硅片的表面，有利于提高反应离子刻蚀的各向异性，以更好地刻蚀绕镀层500。
当然，在其他实施例中，施加电场的方向可以与硅片的边缘所在的平面相交，且二者并不垂直。
在可选的实施例中，步骤S100具体包括：
S110、参考图4所示的硅片的剖视图，在硅片的掺杂层200的表面以及绕镀层500的表面均设置光刻胶层600。其中，光刻胶层600为光致抗蚀剂，是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀性刻薄膜材料，是由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。在加工半导体材料的表面时，若采用适当的有选择性的光刻胶，可在表面得到所需的图像，光刻胶层600经曝光、显影后，曝光部分被溶解，未曝光部分留下来。
S120、参考图5所示的硅片的剖视图，曝光光刻胶层600的边缘区域610，光刻胶层600的边缘区域610与绕镀层500相对。
S130、向光刻胶层600的表面涂抹显影液，以溶解光刻胶层600的边缘区域610，参考图6所示的硅片的剖视图，光刻胶层600的中心区域620形成保护层。显影液是一种用来溶解由曝光造成的光刻胶层600的可溶解区域的化学溶剂，是一种用水稀释的强碱溶液，早起的显影液为氢氧化钾与水的混合物，工业用的显影液为四甲基氢氧化铵(Tetramethylammonium Hydroxide,TMAH)，TMAH水溶液的主要成分是水。
采用本实施例，在涂抹光刻胶层600的过程中，为保证掺杂层200的表面涂满光刻胶层600，不可避免地会在绕镀层500的表面也涂抹部分光刻胶层600，同时，为保证全部绕镀层500后续被彻底去除，需将绕镀层500表面的光刻胶层600去掉，故通过曝光和显影将绕镀层500表面的光刻胶层600溶解，避免该部分光刻胶层600对应的绕镀层500无法被刻蚀，有利于提升后续的刻蚀效果。
在可选的实施例中，步骤S120具体包括：
利用掩模板遮挡光刻胶层600的中心区域620，并利用曝光设备曝光光刻胶层600的边缘区域610。其中，掩膜板的尺寸根据硅片的尺寸设计，保证掩膜板遮挡掺杂层200对应的光刻胶层600，如此，即使曝光设备照射整个光刻胶层600的表面，也只有光刻胶层600的边缘区域610接受紫外线照射。
采用本实施例，利用掩膜板能够准确地遮挡光刻胶层600的中心区域620，即遮挡掺杂层200所对应的部分光刻胶层600，避免后续涂抹显影液后掺杂层200所对应的部分光刻胶层600溶解，进而导致刻蚀气体对掺杂层200造成刻蚀的问题。
当然，在其他实施例中，可以不通过掩膜板遮挡光刻胶层600的中心区域620，也可以人为控制或者采用其他方式控制曝光机的曝光区域仅限于光刻胶层600的边缘区域610。
在可选的实施例中，步骤S300具体包括：
利用有机溶剂溶解光刻胶层600。可选地，有机溶剂为含有丙酮和芳香族的有机溶剂。
采用本实施例，利用有机溶剂直接溶解光刻胶层600，达到去胶或去光阻的目的，同时，避免采用机械去除方式而对掺杂层200产生影响，保证硅片的工作性能。
当然，也可以采用其他方式去除光刻胶层600，以去除保护层。
相关技术中，如图3所示，用于制备电池的硅片包括依次设置的掺杂层200、基体100、氧化层300和多晶硅层400，其中，基体100的第一表面设置一层超薄氧化硅形成氧化层300，基体100的第二表面设置一层重掺多晶硅形成的掺杂层200，氧化层300和掺杂层200形成钝化接触结构，进一步在氧化层300背向基体100的表面需沉积一层多晶硅层400。
一种可选的实施例中，绕镀层500仅包括多晶硅绕镀层520，即沉积气体绕过氧化层300背向基体100的表面从而在氧化层300、基体100和掺杂层200的边缘形成多晶硅绕镀层520。故，在步骤S200中，将硅片置于工艺腔室中进行干刻，以刻蚀位于硅片边缘的绕镀层500，具体包括：
将硅片置于工艺腔室中进行干刻，以刻蚀位于硅片边缘的多晶硅绕镀层520。
在另一种实施例中，如图3-图6所示，绕镀层500包括氧化绕镀层510和多晶硅绕镀层520，氧化绕镀层510与氧化层300相连，多晶硅绕镀层520与多晶硅层400相连，氧化绕镀层510和多晶硅绕镀层520均延伸至掺杂层200的边缘，即在形成氧化层300的过程中，基体100和掺杂层200的边缘会形成一层氧化绕镀层510，进一步沉积气体在氧化层300背向基体100的表面沉积多晶硅层400的同时，沉积气体会在氧化绕镀层510的表面形成多晶硅绕镀层520。故，在步骤S200中，将硅片置于工艺腔室中进行干刻，以刻蚀位于硅片边缘的绕镀层500，具体包括：
将硅片置于工艺腔室中进行干刻，以刻蚀位于硅片边缘的氧化绕镀层510和多晶硅绕镀层520。
具体地，氧化绕镀层510和多晶硅绕镀层520均含有硅原子，故均能与刻蚀气体产生的带电离子发生化学反应，从而达到去除氧化绕镀层510和多晶硅绕镀层520的目的。在刻蚀过程中，刻蚀气体先刻蚀多晶硅绕镀层520，再刻蚀氧化绕镀层510，最终达到图7中的硅片所示的刻蚀效果，故该实施例中刻蚀气体的刻蚀时间长于上一实施例中刻蚀气体的刻蚀时间。
采用本实施例，刻蚀气体不仅去除多晶硅沉积时形成的多晶硅绕镀层520，还能去除氧化绕镀层510，保证氧化层300、基体100和掺杂层200的边缘露出，保证硅片的工作性能。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种绕镀去除方法，其特征在于，包括：
在硅片的掺杂层(200)的表面设置保护层；
将硅片置于工艺腔室中进行干刻，以刻蚀位于所述硅片边缘的绕镀层(500)；
去除所述保护层。
2.根据权利要求1所述的绕镀去除方法，其特征在于，所述将硅片置于工艺腔室中进行干刻，以刻蚀位于所述硅片边缘的绕镀层(500)，具体包括：
将所述硅片置于工艺腔室中；
向所述工艺腔室内充入刻蚀气体；
对所述刻蚀气体施加电场，在所述电场的作用下，所述刻蚀气体产生带电离子，且所述带电离子溅射所述硅片的边缘，以刻蚀位于所述硅片边缘的绕镀层(500)。
3.根据权利要求2所述的绕镀去除方法，其特征在于，所述刻蚀气体包括第一气体源和第二气体源，所述对所述刻蚀气体施加电场，在所述电场的作用下，所述刻蚀气体产生带电离子，具体包括：
对所述第一气体源和所述第二气体源施加电场，在所述电场的作用下，所述第一气体源产生带电离子，所述第二气体源产生活性自由基，且所述活性自由基轰击所述硅片的边缘，以促进所述带电离子与所述绕镀层(500)反应。
4.根据权利要求3所述的绕镀去除方法，其特征在于，所述第二气体源包括三氟化氮，所述活性自由基为氟。
5.根据权利要求3所述的绕镀去除方法，其特征在于，所述第一气体源包括氯气，所述带电离子为氯离子。
6.根据权利要求2所述的绕镀去除方法，其特征在于，所述对所述刻蚀气体施加电场，具体包括：
对所述刻蚀气体施加电场，所述电场的方向与所述硅片所在的平面相垂直。
7.根据权利要求1所述的绕镀去除方法，其特征在于，所述在硅片的掺杂层(200)的表面设置保护层，具体包括：
在所述硅片的掺杂层(200)的表面以及所述绕镀层(500)的表面均设置光刻胶层(600)；
曝光所述光刻胶层(600)的边缘区域(610)，所述光刻胶层(600)的边缘区域(610)与所述绕镀层(500)相对；
向所述光刻胶层(600)的表面涂抹显影液，以溶解所述光刻胶层(600)的边缘区域(610)，所述光刻胶层(600)的中心区域(620)形成所述保护层。
8.根据权利要求7所述的绕镀去除方法，其特征在于，所述曝光所述光刻胶层(600)的边缘区域，具体包括：
利用掩模板遮挡所述光刻胶层(600)的中心区域(620)，并利用曝光设备曝光所述光刻胶层(600)的边缘区域(610)。
9.根据权利要求7所述的绕镀去除方法，其特征在于，所述去除所述保护层，具体包括：
利用有机溶剂溶解所述光刻胶层(600)。
10.根据权利要求1所述的绕镀去除方法，其特征在于，所述硅片包括依次设置的掺杂层(200)、基体(100)、氧化层(300)和多晶硅层(400)，所述绕镀层(500)包括氧化绕镀层(510)和多晶硅绕镀层(520)，所述氧化绕镀层(510)与所述氧化层(300)相连，所述多晶硅绕镀层(520)与所述多晶硅层(400)相连，所述氧化绕镀层(510)和所述多晶硅绕镀层(520)均延伸至所述掺杂层(200)的边缘，
所述将硅片置于工艺腔室中进行干刻，以刻蚀位于所述硅片边缘的绕镀层(500)，具体包括：
将所述硅片置于所述工艺腔室中进行干刻，以刻蚀位于所述硅片边缘的所述氧化绕镀层(510)和所述多晶硅绕镀层(520)。
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