DE102008056455B3 - Oxidations- und Reinigungsverfahren für Siliziumscheiben - Google Patents

Oxidations- und Reinigungsverfahren für Siliziumscheiben Download PDF

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Abstract

Oxidations- und Reinigungsverfahren für Siliziumscheiben, bei welchem die Siliziumscheiben an zumindest einem Teil ihrer Oberfläche mit einer Siliziumoxidschicht versehen werden (12; 24), bevor sie in einer alkalischen Ätzlösung geätzt werden (14; 26) und sie in einer Lösung geätzt werden (16), welche eine metallische Verunreinigungen oxidierende Säure enthält, wobei wenigstens ein Teilbereich der Siliziumoxidschicht ungeschützt der Ätzlösung und der Säure ausgesetzt wird, und bei welchem die Siliziumscheiben nach den Ätzvorgängen in deionisiertem Wasser gespült werden (18), wobei der wenigstens eine ungeschützte Teilbereich der Siliziumoxidschicht mindestens zum Teil auf den Siliziumscheiben belassen wird und die Siliziumscheiben nach dem Spülen (18; 32) getrocknet werden (20).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Oxidations- und Reinigungsverfahren für Siliziumscheiben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Verwendung dieses Verfahrens.
  • Der weitaus größte Teil der gegenwärtigen Solarzellenproduktion entfällt auf kristalline Siliziumsolarzellen. Den Ausgangspunkt für die Solarzellenfertigung bilden dabei Siliziumscheiben, so genannte Wafer. Sofern diese Siliziumscheiben durch Abtrennen von Siliziumblöcken hergestellt werden, ist deren Kristallstruktur an ihrer Oberfläche infolge des Sägens stark beschädigt, was sich nachteilig auf den Wirkungsgrad der späteren Solarzelle auswirkt. Infolgedessen wird der beschriebene Sägeschaden für gewöhnlich entfernt, in der Regel durch Überätzen der Siliziumscheiben. Werden hingegen Siliziumscheiben verwendet, die bereits in der gewünschten Dicke aus einer Siliziumschmelze gezogen werden, so entfällt der Sägeschritt zumindest großteils. Dennoch sind diese so genannten Foliensiliziummaterialien häufig mit oberflächlichen Verunreinigungen versehen, welche sich nachteilig auf den Wirkungsgrad der Solarzelle auswirken, sodass ein anfängliches Überätzen erfolgt.
  • Ergänzend oder alternativ zu dem beschriebenen Überätzen zum Zwecke der Entfernung des Sägeschadens bzw. oberflächennaher Verunreinigungen werden die Siliziumscheiben an ihrer Oberfläche häufig mit einer Textur versehen, welche die Reflexion der Siliziumscheibe verringert und so die Lichteinkoppelung in die spätere Solarzelle verbessert. In der industriellen Fertigung wird die Oberflächentextur in der Regel nasschemisch erzeugt.
  • Unabhängig davon, ob eine Oberflächentextur vorhanden ist oder nicht, erfordert die Herstellung einer Solarzelle stets die Ausbildung eines pn-Übergangs in der Siliziumscheibe. Üblicherweise wird zu diesem Zwecke ein Dotierstoff in die Siliziumscheiben eindiffundiert. Dies erfolgt für gewöhnlich bei Temperaturen oberhalb 700°C. Bei derartig hohen Temperaturen werden jedoch auf der Oberfläche der Siliziumscheibe oder in der Diffusionsvorrichtung vorhandene Verunreinigungen ebenfalls in die Siliziumscheibe eindiffundiert. Dort wirken sie als Rekombinationszentren für generierte Ladungsträger und verschlechtern auf diese Weise den Wirkungsgrad der fertigen Solarzelle erheblich. Aus diesem Grund ist es erforderlich, zu diffundierende Siliziumscheiben vor Einbringung in die Diffusionsvorrichtung zu reinigen. Dies erfolgt in der Regel nasschemisch, wobei grundsätzlich verschiedene Reinigungsprozeduren Verwendung finden können.
  • Bei der industriellen Fertigung kristalliner Siliziumsolarzellen hat sich ein Reinigungsverfahren etabliert, bei welchem die Siliziumscheiben zunächst in einer alkalischen Ätzlösung geätzt werden ehe sie in eine Metalle oxidierende Säure eingebracht werden. Abschließend werden die Siliziumscheiben in einer wässrigen Flusssäurelösung überätzt. Zwischen den einzelnen Schritten können Spülvorgänge in Wasser, meist in deionisiertem Wasser, vorgesehen sein. In jedem Fall werden die Siliziumscheiben aber nach der Überätzung mit Flusssäure in deionisiertem Wasser gespült. Dies dient dazu, gelöste Verunreinigungen von den Siliziumscheiben zu entfernen und etwaige Säurereste zu beseitigen oder zumindest hinreichend zu verdünnen. Als alkalische Ätzlösungen kommen meist Kaliumhydroxid- oder Natriumhydroxidlösungen zur Anwendungen.
  • Das Überätzen der Siliziumscheiben mit Flusssäure, bzw. einer flusssäurehaltigen Lösung, dient dazu, auf der Oberfläche der Siliziumscheiben vorhandenes Siliziumoxid zu entfernen. Dieses Siliziumoxid kann entweder zuvor mit geeigneten Prozessschrit ten, beispielsweise nasschemischer Oxidation, aufgewachsen worden sein oder aber es handelt sich um ein so genanntes natürliches Siliziumoxid, welches sich unter gewöhnlichen Umgebungsbedingungen unter Einwirkung des Luftsauerstoffs ausbildet. Nach Entfernung der Siliziumoxidschicht mittels Flusssäure liegt eine hydrophobe Siliziumoberfläche vor. Dies hat zur Folge, dass bei dem nachfolgenden Spülen in deionisiertem Wasser das Wasser von der Oberfläche der Siliziumscheiben abperlt, sodass die Siliziumscheiben ohne oder mit nur sehr geringen Rückständen des deionisierten Wassers in die Diffusionsvorrichtung eingebracht werden können. Eine Verschleppung von in dem deionisierten Wasser vorhandenen Verunreinigungen, beispielsweise der oben beschriebenen gelösten Verunreinigungen, in die Diffusionsvorrichtung wird somit weitgehend vermieden, sodass eine Beeinträchtigung des Wirkungsgrades der fertigen Solarzellen weitgehend ausgeschlossen ist. Die beschriebene Anwendung von Flusssäure zur Erzeugung einer hydrophoben Siliziumoberfläche ist daher bei der industriellen Siliziumsolarzellenfertigung gegenwärtig üblich. Selbst ein einmaliger Verzicht auf ein Überätzen mit Flusssäure wird in der Regel ausgeschlossen, da davon ausgegangen wird, dass die hierbei in das Diffusionsrohr eingebrachten Verunreinigungen in der Diffusionsvorrichtung zumindest teilweise angereichert werden, sodass auch bei später in die Diffusionsvorrichtung eingebrachten Siliziumscheiben, welche zuvor unter Verwendung von Flusssäure gereinigt wurden, ein Verunreinigungseintrag in die Siliziumscheiben stattfindet, welcher sich schließlich negativ auf deren Wirkungsgrad auswirkt.
  • Diese Vorgehensweise bereitet jedoch dann Schwierigkeiten, wenn Siliziumscheiben mit einer Siliziumoxidschicht diffundiert werden sollen, da diese während der Reinigung durch die Flusssäure entfernt wird. Es hat sich aber gezeigt, dass das Vorhandensein von Siliziumoxidschichten während einer Diffusi on, worunter vorliegend stets die Eindiffusion von Dotierstoff zu verstehen ist, von Vorteil sein kann. Beispielsweise können bei erprobten Diffusionsverfahren, wie sie derzeit häufig verwendet werden, um Emitter mit Schichtwiderständen im Bereich von 30 bis 75 Ω/sq zu erzeugen, Schichtwiderstände im Bereich zwischen 70 und 200 Ω/sq realisiert werden, wenn die Eindiffusion des Dotierstoffs durch eine auf der Oberfläche der Siliziumscheiben angeordnete Siliziumoxidschicht hindurch erfolgt. Derartig hohe Schichtwiderstände wirken sich vorteilhaft auf den Wirkungsgrad aus, sofern dennoch ein elektrischer Kontakt zu der Solarzelle mit hinreichend geringem elektrischem Widerstand gewährleistet wird. Eine Diffusion von Dotierstoff durch eine Siliziumoxidschicht hindurch könnte sich daher vorteilhaft bei der Herstellung von selektiven Emittern einsetzen lassen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsverfahren für Siliziumscheiben zur Verfügung zu stellen, welche an zumindest einem Teil ihrer Oberfläche eine Siliziumoxidschicht aufweisen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Reinigungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Unteransprüche.
  • Betreffend das Reinigungsverfahren lag bislang die einhellige Meinung vor, dass ein Überätzen der Siliziumscheiben mit Flusssäure, bzw. einer flusssäurehaltigen Lösung, zur Erzeugung einer hydrophoben Oberfläche unabdingbar ist, um eine hinreichende Reinigung der Siliziumscheiben zu gewährleisten. Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, dass auch ohne Überätzen der Siliziumscheiben mit Flusssäure zum Zwecke der Ausbildung einer hydrophoben Oberfläche eine hinreichende Reinigungswirkung zu erzielen ist, sodass Solarzellen mit exzellenten Wirkungsgraden gefertigt werden können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht daher vor, dass die Siliziumscheiben an zumindest einem Teil ihrer Oberfläche mit einer Siliziumoxidschicht versehen werden, bevor sie geätzt werden. Das Ätzen erfolgt im Weiteren in einer Lösung, welche eine metallische Verunreinigungen oxidierende Säure enthält. Dabei wird wenigstens ein Teilbereich der Siliziumoxidschicht jeder Solarzelle ungeschützt der der Säure ausgesetzt. Nach dem Ätzvorgang werden die Siliziumscheiben in deionisiertem Wasser gespült. Der wenigstens eine ungeschützte Teilbereich der Siliziumoxidschicht wird mindestens zum Teil auf den Siliziumscheiben belassen. Weiterhin werden die Siliziumscheiben nach dem Spülen getrocknet.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden die Siliziumscheiben vor dem Spülen in deionisiertem Wasser in einer alkalischen Ätzlösung geätzt, wobei wenigstens der eine Teilbereich der Siliziumoxidschicht ungeschützt der Ätzlösung ausgesetzt wird. Sofern erforderlich, kann hierdurch die Reinigungswirkung verbessert werden.
  • Die Reihenfolge der verschiedenen Ätzvorgänge ist nicht relevant. Zwischenspülschritte zwischen den einzelnen Ätzvorgängen sind möglich.
  • Dadurch dass der wenigstens eine ungeschützte Teilbereich der Siliziumoxidschicht mindestens zum Teil auf den Siliziumscheiben belassen wird, ist zumindest dieser Teilbereich hydrophil und somit nicht hydrophob. Ein vollständiges Entfernen der Siliziumoxidschicht mittels einer flusssäurehaltigen Lösung, wie es in den bisherigen Reinigungsverfahren zur Ausbildung hydrophober Oberflächen erfolgte, ist damit ausgeschlossen. Weiterhin ist damit ausgeschlossen, dass die Siliziumoxidschicht während des Ätzens in der alkalischen Ätzlösung vollständig entfernt wird. Diese Gefahr besteht ohnehin nur grundsätzlich, ist aber bei den üblicherweise zur Reinigung von Siliziumscheiben eingesetzten alkalischen Ätzlösungen und den in diesem Zusammenhang üblichen Ätzzeiten praktisch nicht gegeben. Bei der vorliegenden Erfindung sind jedenfalls die Ätzrate der alkalischen Ätzlösungen wie auch die Ätzzeiten derart abgestimmt, dass eine vollständige Entfernung der Siliziumoxidschicht nicht erfolgt.
  • Die Siliziumscheiben liegen demzufolge in zumindest stellenweise hydrophilem Zustand vor, weswegen sie nach dem Spülen in deionisiertem Wasser getrocknet werden. Das Trocknen selbst kann dabei auf jede an sich bekannte Weise realisiert werden.
  • Es hat sich gezeigt, dass auf ein Überätzen mit Flusssäure grundsätzlich vollständig verzichtet werden kann, ohne dass eine Beeinträchtigung der Wirkungsgrade der letztlich gefertigten Solarzellen gegeben ist. Eine bevorzugte Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht daher vor, dass auf ein Ätzen der Siliziumscheiben mit einem Flusssäure aufweisenden Medium, insbesondere mit einer flusssäurehaltigen Lösung, verzichtet wird.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Siliziumscheiben mittels Abscheidung aus der Dampfphase mit einer Siliziumoxidschicht versehen werden. Hierbei können Niederdruck-(LPCVD), Atmosphärendruck-(APCVD) oder plasmagetriebene-(PECVD) Abscheideverfahren Verwendung finden.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsvariante wird die Siliziumoxidschicht mittels einer feuchten thermischen Oxidation ausgebildet.
  • Sofern eine auf die Siliziumscheiben aufgebrachte Siliziumoxidschicht während des Reinigungsverfahrens in hinreichendem Maße abgeätzt wird, kann die Siliziumoxidschicht grundsätzlich in beliebiger Dicke aufgebracht werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Oberfläche der Siliziumscheibe umso stärker geschädigt wird, je länger die Ätzvorgänge des Reinigungsverfahrens, insbesondere die Einwirkung der alkalischen Ätzlösung, andauern. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, dass die Siliziumoxidschicht in einer Dicke zwischen 2 nm und 70 nm aufgebracht wird, vorzugsweise in einer Dicke zwischen 10 nm und 70 nm.
  • In einer anderen Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist entsprechend vorgesehen, dass die Dicke der Siliziumoxidschicht während der Ätzvorgänge um weniger als 25% ihrer Ausgangsdicke reduziert wird.
  • Als alkalische Ätzlösung wird bevorzugt eine Alkalihydroxidlösung, insbesondere eine wässrige Alkalihydroxidlösung, und besonders bevorzugt eine Kalium- oder Natriumhydroxidlösung verwendet.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die alkalische Ätzlösung eine Siliziumoxidätzrate von weniger als 25 nm pro Minute auf. Diese Ätzraten haben sich in der Praxis bewährt.
  • Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass bei den Siliziumscheiben nasschemisch ein Sägeschaden entfernt wird, bevor sie mit der Siliziumoxidschicht versehen werden. Hierfür können alle an sich bekannten Sägeschaden- Ätzverfahren eingesetzt werden. Insbesondere kann der Sägeschaden mittels einer Alkalihydroxidlösung entfernt werden. Darüber hinaus sind auch saure Ätzlösungen einsetzbar.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auf wenigstens einem Teil der Oberfläche der Siliziumscheiben nasschemisch eine Textur ausgebildet wird, bevor die Siliziumscheiben mit der Siliziumoxidschicht versehen werden. Zum Zwecke des nasschemischen Ausbildens der Textur können alle an sich bekannten Texturätzlösungen Verwendung finden, insbesondere alkalische oder saure Texturätzlösungen. Das nasschemische Ausbilden einer Textur kann zusätzlich oder alternativ zu dem nasschemischen Entfernen des Sägeschadens vorgesehen sein.
  • Eine alternative Ausgestaltungsvariante zu dem vollständigen Verzicht auf ein Ätzen mit Flusssäure sieht vor, dass die Siliziumscheiben zusätzlich in einer stark verdünnten oder gepufferten Flusssäurelösung geätzt werden, welche eine Siliziumoxidätzrate von weniger als 25 nm pro Minute aufweist. Dies ist beispielsweise von Vorteil wenn alkalische Ätzmedien vermieden werden sollen oder in einzelnen Bereichen vorhandene sehr dünne Siliziumoxide, beispielsweise natürliche Siliziumoxide, entfernt werden sollen. Die Ätzdauer ist dabei offensichtlich an die Ätzrate anzupassen. Das beschriebene Ätzen in einer stark verdünnten oder gepufferten Flusssäurelösung kann in Verbindung mit einem Ätzen in der metallische Verunreinigungen oxidierenden Säure allein oder in Verbindung mit dem Ätzen in der alkalischen Ätzlösung vorgesehen werden.
  • Vorteilhafterweise werden die Siliziumscheiben in einer Flusssäurelösung kürzer als eine Minute, vorzugsweise kürzer als 30 Sekunden und besonders bevorzugt kürzer als 15 Sekunden geätzt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft bei der Herstellung von Solarzellen verwendet werden.
  • Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Soweit zweckdienlich, sind hierin gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
  • 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung
  • 2 Schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens
  • 3 Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Prinzipdarstellung
  • 4 Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei diesem wird zunächst durch Ätzen ein Sägeschaden entfernt 10. Demzufolge ist dieses Verfahren insbesondere für aus Blöcken gesägte Siliziumscheiben geeignet. Es kann jedoch ohne weiteres auch für andere Siliziummaterialien verwendet werden, beispielsweise für Foliensiliziummaterialien. Nach dem Entfernen 10 des Sägeschadens wird eine Siliziumoxidschicht mittels APCVD auf die Siliziumscheiben aufgebracht 12, jedoch können auch andere Verfahren der Siliziumoxidabscheidung Verwendung finden, insbesondere LPCVD- oder PECVD-Verfahren oder eine thermische Oxidation.
  • Im Weiteren werden die Siliziumscheiben in einer wässrigen Natriumhydroxid-(NaOH)Lösung geätzt 14, woran sich ein Ätzen 16 in Salzsäure (HCl) anschließt. Während der Ätzvorgänge 14, 16 wie auch während der in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ätzvorgängen wird die Siliziumoxidschicht ungeschützt den Ätzmedien ausgesetzt. Es werden keine Maskierungen, beispielsweise mit Hilfe von Lacken oder Dielektrika, aufgebracht, welche die Siliziumoxidschicht vor den Ätzmedien schützen. Somit ist die Siliziumoxidschicht vollständig ungeschützt. Sofern es besondere Herstellungsverfahren erfordern und der Prozessablauf es zulässt, insbesondere die Reinheitsanforderungen erfüllt werden, besteht jedoch grundsätzlich die Möglichkeit, die Siliziumoxidschicht zumindest teilweise gegenüber den Ätzmedien zu schützen, beispielsweise mittels geeigneter Dielektrika.
  • Anstelle des Ätzens in NaOH-Lösung 14 mit nachfolgendem Ätzen in HCl 16 kann, wie oben erwähnt, auch zuerst ein Ätzen in HCl erfolgen. Nach den Ätzvorgängen werden die Siliziumscheiben in deionisiertem Wasser gespült 18. Entgegen der bisherigen Auffassung wird auf ein Ätzen mit Flusssäure verzichtet, sodass die Siliziumoxidschicht mindestens zum Teil auf den Siliziumscheiben belassen wird. Zwar besteht dem Grunde nach die Möglichkeit, die Siliziumschicht während des Ätzens 14 in einer alkalischen Ätzlösung zu entfernen, doch sind in diesem wie auch in allen folgenden Ausführungsbeispielen die Ätzrate der alkalischen Ätzlösungen wie auch die Ätzzeiten derart abgestimmt, dass dies nicht erfolgt. Vorzugsweise wird in allen Ausführungsbeispielen eine alkalische Ätzlösung, insbesondere eine wässrige NaOH- oder Kaliumhydroxid (KOH)-Lösung, verwendet die eine Siliziumoxidätzrate von weniger als 25 nm pro Minute aufweist. Nach dem Spülen 18 werden die Siliziumscheiben getrocknet 20. Da diese bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zumindest teilweise hydrophil sind, kann sich der Trocknungs vorgang 20 aufwändiger gestalten als bei bislang üblichen Reinigungsverfahren. Verwendung können grundsätzlich alle bekannten Trocknungsverfahren finden. Beispielsweise kann ein getrockneten Gas wie Stickstoff, vorzugsweise unter zusätzlicher Wärmeeinwirkung, eingesetzt werden.
  • 2 illustriert schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dieses unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der 1 zunächst dadurch, dass nach dem Entfernen des Sägeschadens 10 nasschemisch eine Textur auf zumindest einem Teil der Oberfläche der Siliziumscheiben ausgebildet wird 22. Dieser Vorgang wird üblicherweise als Texturätzen bezeichnet. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die Siliziumoxidschicht hier mittels einer thermischen Oxidation aufgebracht wird 24. Des Weiteren ist als alkalisches Ätzmedium anstelle einer NaOH-Lösung eine wässrige Kaliumhydroxid (KOH)-Lösung vorgesehen, in welcher die Siliziumscheiben geätzt werden 26. Zur Unterstützung des Trocknens 20 ist in dem Ausführungsbeispiel der 2 dem finalen Trockenvorgang 20 ein Schleudern 28 vorangestellt. Hierbei können die Siliziumscheiben zum Beispiel in einem Halter angeordnet in Rotation versetzt werden. Das Schleudern 28 unterstützt das nachfolgende Trocknen 20 und kann dieses beschleunigen.
  • Das Ausführungsbeispiel der 3 verzichtet auf ein anfängliches Entfernen 10 des Sägeschadens und unterscheidet sich darin von dem Ausführungsbeispiel der 2. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass sich an den auf die Ätzvorgänge 26, 16 folgenden Spülschritt 18 ein Ätzen 30 in gepufferter Flusssäure (HF)-Lösung anschließt. Dieser zusätzliche Ätzschritt 30 kann bei sehr stark verunreinigten Siliziumscheiben Sicherheit bieten oder zum Einsatz kommen, wenn auf ein anfängliches Sägeschadenätzen verzichtet wird. Durch die Puffe rung wird gewährleistet, dass ein aufgebrachtes 24 Siliziumoxid während des Ätzens 30 allenfalls teilweise entfernt wird. Die Pufferung wird dabei derart gewählt, dass eine Siliziumoxidätzrate von weniger als 25 nm pro Minute gewährleistet ist. Dies lässt sich auch mit einer hinreichend verdünnten HF-Lösung sicherstellen, sodass diese stets alternativ zu einer gepufferten HF-Lösung eingesetzt werden kann. Offensichtlich ist die Ätzdauer geeignet anzupassen, um auszuschließen, dass das Siliziumoxid vollständig entfernt wird. An das Ätzen 30 in gepufferter HF schließt sich ein zusätzlicher Spülschritt 32 an, um HF-Reste zu entfernen.
  • Anstelle des Schleuderns 28 aus dem Ausführungsbeispiel der 2 sieht die Ausgestaltungsvariante der 3 ein Abblasen 34 vor. Hierbei wird Wasser mechanisch durch einen Gasstrom von den Siliziumscheiben herunter geblasen. Hieran schließt sich wiederum ein Trocknen 20 der Siliziumscheiben an.
  • Das Ausführungsbeispiel der 4 entspricht weitgehend dem der 2. Lediglich das Ätzen 26 in einer KOH-Lösung ist durch ein Ätzen 36 in einer gepufferten HF-Lösung ersetzt. Wie bereits im Zusammenhang mit 3 diskutiert, sind die Pufferung und damit die Ätzrate sowie die Ätzdauer derart gewählt, dass zuvor aufgebrachte 24 Siliziumoxidschicht während des Ätzens 36 in der gepufferten HF-Lösung nur teilweise entfernt wird. Hierzu ist eine Siliziumoxidätzrate von weniger als 25 nm pro Minute geeignet. Dies lässt sich auch mit einer hinreichend verdünnten HF-Lösung, insbesondere einer wässrigen HF-Lösung, sicherstellen, sodass diese stets alternativ zu einer gepufferten HF-Lösung eingesetzt werden kann. Ein Ätzen 36 in einer gepufferten HF-Lösung, oder einer geeignet verdünnten HF-Lösung, kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn ein Ätzen in einer alkalischen Ätzlösung umgangen werden soll. Die übrigen Verfahrensschritte entsprechen denjenigen des Ausführungsbeispiels aus der 2, sodass auf die entsprechenden obigen Erörterungen verwiesen werden kann.
    • 10
    Entfernen des Sägeschadens
    12
    Aufbringen Siliziumoxidschicht mittels APCVD
    14
    Ätzen in NaOH-Lösung
    16
    Ätzen in Salzsäure
    18
    Spülen in deionisiertem Wasser
    20
    Trocknen
    22
    Nasschemisches Ausbilden einer Textur
    24
    Aufbringen Siliziumoxidschicht mittels thermischer Oxidation
    26
    Ätzen in KOH-Lösung
    28
    Schleudern
    30
    Ätzen in gepufferter HF-Lösung
    32
    Spülen in deionisiertem Wasser
    34
    Abblasen
    36
    Ätzen in gepufferter HF-Lösung

Claims (15)

  1. Oxidations- und Reinigungsverfahren für Siliziumscheiben, bei welchem die Siliziumscheiben – an zumindest einem Teil ihrer Oberfläche mit einer Siliziumoxidschicht versehen werden (12; 24), bevor – sie in einer Lösung geätzt werden (16), welche eine metallische Verunreinigungen oxidierende Säure enthält, – wobei wenigstens ein Teilbereich der Siliziumoxidschicht ungeschützt der Säure ausgesetzt wird, und – bei welchem die Siliziumscheiben nach dem Ätzvorgang (16) in deionisiertem Wasser gespült werden (18), dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine ungeschützte Teilbereich der Siliziumoxidschicht mindestens zum Teil auf den Siliziumscheiben belassen wird und die Siliziumscheiben nach dem Spülen (18; 32) getrocknet werden (20).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliziumscheiben vor dem Spülen (18) in deionisiertem Wasser in einer alkalischen Ätzlösung geätzt werden (14; 26), wobei wenigstens der eine Teilbereich der Siliziumoxidschicht ungeschützt der Ätzlösung ausgesetzt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliziumscheiben in zumindest stellenweise hydrophilem Zustand in dem deionisierten Wasser gespült werden (18; 32).
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliziumscheiben mittels eines Verfahrens (12; 24) mit einer Siliziumoxidschicht versehen werden, welches Bestandteil einer Gruppe ist, welche umfasst das Aufbringen einer Siliziumoxidschicht mittels einer thermischen Oxidation (24), mittels einer feuchten thermische Oxidation, mittels Abscheidung aus der Dampfphase (12), mittels UV-Lichteinwirkung in einer Ozonatmosphäre und das der Siliziumoxidschicht.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliziumoxidschicht in einer Dicke zwischen 2 nm und 70 nm, vorzugsweise in einer Dicke zwischen 10 nm und 70 nm, aufgebracht wird (12; 24).
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als alkalische Ätzlösung eine Alkalihydroxidlösung verwendet wird (14; 26), vorzugsweise eine Kalium- oder Natriumhydroxidlösung.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine alkalische Ätzlösung mit einer Siliziumoxidätzrate von weniger als 25 nm pro Minute verwendet wird (14; 26).
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als metallische Verunreinigungen oxidierende Säure Salzsäure verwendet wird (16).
  9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Siliziumoxidschicht während der Ätzvorgänge (14, 16; 26) um weniger als 25% ihrer Ausgangsdicke reduziert wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Ätzen der Siliziumscheiben mit einem Flusssäure aufweisenden Medium verzichtet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliziumscheiben zusätzlich in einer stark verdünnten oder gepufferten Flusssäurelösung geätzt werden (30; 36), welche eine Siliziumoxidätzrate von weniger als 25 nm pro Minute aufweist.
  12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliziumscheiben vor dem Trocknen (20) abgeblasen (34) oder geschleudert (28) werden.
  13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Siliziumscheiben nasschemisch ein Sägeschaden entfernt wird (10), bevor sie mit der Siliziumoxidschicht versehen werden (12; 24).
  14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens auf einem Teil der Oberfläche der Siliziumscheiben nasschemisch eine Textur ausgebildet wird (22), bevor die Siliziumscheiben mit der Siliziumoxidschicht versehen werden (12; 24).
  15. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Herstellung einer Solarzelle.
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