EP2126967A2 - Ätzlösung und ätzverfahren - Google Patents

Ätzlösung und ätzverfahren

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EP2126967A2
EP2126967A2 EP08706778A EP08706778A EP2126967A2 EP 2126967 A2 EP2126967 A2 EP 2126967A2 EP 08706778 A EP08706778 A EP 08706778A EP 08706778 A EP08706778 A EP 08706778A EP 2126967 A2 EP2126967 A2 EP 2126967A2
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EP
European Patent Office
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etching solution
etching
silicon
silicon wafers
weight
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08706778A
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English (en)
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Inventor
Peter Fath
Ihor Melnyk
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GP Solar GmbH
Original Assignee
GP Solar GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
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    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means

Definitions

  • the invention relates to an etching solution according to the preamble of claim 1, its use for etching silicon and an etching method according to the preamble of claim 12.
  • Semiconductor devices play a major role in many technology branches. Depending on the variety of different components, there are various demands on the technologies for processing this material. Among these, etching technologies and etching techniques have become very important. This is based on the fact that with their help on the one hand, the material can be selectively processed at individual points, on the other hand, a large-scale processing, especially on an industrial scale, is possible. Most currently manufactured semiconductor devices are based on silicon as the starting material.
  • etching solution When selectively machining individual locations of the components or blanks, it must be ensured that the etching solution only reaches those locations where removal of material is to take place, but other areas remain unaffected. This is usually done by masking areas that are not to be etched with a material that is resistant to the etching solution, so to speak. Such masking may be accomplished by applying etching-solution-resistant paints, films, foils or the like. Such masks are complex. If possible, other effects are used to preserve individual areas from contact with the etching solution, such as wetting phenomena or gravitational effects. In the simplest case, a blank is held only partially in a not completely wetting etching solution, so that below the liquid level of the etching solution and etched below the wetted areas of the blank, but not above the wetted areas.
  • the present invention is therefore based on the object to provide an improved etching solution, which allows a more precise selective processing of individual areas.
  • the invention is based on the object to improve the etching of silicon, in particular silicon wafers with a surface structuring.
  • the invention is based on the object to provide an improved etching process for silicon wafers available.
  • the etching solution according to the invention has a comparatively low surface tension combined with a good etching effect in the case of inorganic materials, in particular silicon. As a result, it tends less to penetrate into small-sized surface structures.
  • Such surface structures may be formed by microcracks or machining structures in the surface of the blank to be etched.
  • some surface structuring - often referred to as surface texturing - may also be introduced into the blank.
  • Such surface structuring can be introduced mechanically, for example, as happens in particular in the mechanical structuring of solar cells for the purpose of increasing the light coupling. But they can also be the result of a previous etching process.
  • anisotropic etching solutions are used, which have different strong etching effects in different spatial directions, optionally depending on the crystal orientation of a crystal to be etched, so that a surface structure is formed. This surface structure can in turn cause increased light coupling into the solar cells.
  • the etching solution according to the invention is preferably used for the, optionally selective, etching of silicon or silicon-containing compounds, in particular silicate glasses. This also means doped silicon.
  • the sulfuric acid in the etching solution according to the invention does not participate in the chemical etching reaction. It serves primarily to increase the specific gravity of the etching solution. Although the chemical reactions taking place during the etching process and the associated reaction of the reagents reduce the specific gravity of the etching solution per se, this is approximately compensated by the etched silicon now in the etching solution. As a result, supply of sulfuric acid to maintain the initial specific gravity is not required.
  • the etching solution according to the invention can be advantageously used.
  • dopants are diffused into silicon wafers, which form silicate glasses, which are often removed. This can be done with the etching solution according to the invention.
  • boron or phosphorus silicate glasses formed during phosphorus or boron diffusion can be removed.
  • doped layers can be removed locally with simultaneously low risk of damage to the surrounding doped regions.
  • silicon wafers so-called wafers
  • wafers starting material used for the production of semiconductor devices such as integrated circuits or solar cells. These are mostly made by sawing cast silicon slices into slices or sawing off slices from drawn silicon columns. In dies.en sawing, which are usually carried out with wire saws, there is a damage to the surface of the silicon wafers. This is usually removed by overetching the silicon wafers, in which case also the etching solution according to the invention can be used.
  • silicon wafers are drawn directly from the desired thickness from a silicon melt. These silicon wafers are often called silicon bands. Although there is no sawing damage in these
  • the near-surface layer is often relatively heavily contaminated, so here over-etching of the silicon wafers for the purpose of at least partial removal of these contaminated layers is made.
  • the etching solution according to the invention can be used.
  • FIG. 1 Schematic representation of a silicon wafer provided with a surface structuring in an etching solution according to the invention during the etching according to an etching method according to the invention in a side view.
  • FIG. 2 front view of the silicon wafer from FIG. 1 1 shows a silicon wafer 3 intended for the production of a solar cell, which has already been exposed to phosphorus diffusion. As a result, it carries over its entire surface a phosphorus doped layer and a phosphosilicate glass. Furthermore, the silicon wafer was provided with a surface structuring 5 before the phosphorus diffusion. This was introduced mechanically here. For the invention, however, it is irrelevant how the surface structure is introduced. This can also be done, for example, by chemical processes such as anisotropic or crystal orientation-dependent etching.
  • the two largest side surfaces of the silicon wafer 3 form the front side 25 and the back side 27.
  • the silicon wafer 3 peripherally edge surfaces 7, 9, of which in Fig. 1, the edge surface 7 is visible.
  • Each of the edge surfaces has a longitudinal extent 8 and 10, respectively.
  • the silicon wafer 3 is partially immersed in an etching solution 1.
  • the immersion depth is chosen so that each edge surface, in particular the edge surfaces 7 and 9, are always located partially below the liquid level 11 of the etching solution along the direction of their longitudinal extension, in the case of edge surfaces 7 and 9 along the direction of the longitudinal extensions 8 and 10 ,
  • the phosphosilicate glass and the phosphorus-doped layer underneath can be removed at the edge surfaces in such a way that, when a conductive layer is applied to the back side 27 of the solar cell, there is no electrically conductive connection to the front side 25 over the edge surfaces, which would short the solar cell , Moreover, the phosphorus doped layer as well as the phosphorous glass on the back side 27 can be removed.
  • the etching solution used is an etching solution 1 according to the invention comprising water, nitric acid, hydrofluoric acid and sulfuric acid, which contains 15 to 40% by weight of nitric acid, 10 to 41% by weight of sulfuric acid and 0.8 to 2.0% by weight of hydrofluoric acid. It is preferable to use an etching solution 1 containing 27% by weight of nitric acid, 26% by weight of sulfuric acid and 1.4% by weight of hydrofluoric acid. In the present case, deionized water is also used in order to prevent contamination entry into the silicon wafer 3, which could impair the performance of the finished solar cell. At lower purity requirements, water can be used instead in commonly available form.
  • the etching solution 1 is always maintained during the etching at a temperature between 4 0 C and 15 0 C, preferably at a temperature between 7 0 C and 10 0 C. This allows in conjunction with the etching solution 1 according to the invention that this is not due to capillary effects as stated above, enters parts of the surface structuring 5 and damages them.
  • the thickness ie, the distance between the front side 25 and the back side 27 of the silicon wafer 3 is usually in the range of 100 nm to 350 nm, with a tendency to further decrease the thickness.
  • the immersion depth of the silicon wafer is determined by the conveyor belts 13, 15 shown in Figures 1 and 2, on which the silicon wafer 3 rests.
  • other devices are also conceivable, on which the silicon wafer 3 rests, for example lowerable wire mesh or the like.
  • the advantage of the conveyor belts 13, 15, the number of which, depending on the mechanical properties of the silicon wafer 3 in principle is arbitrary, is that they are relatively easy to drive; For example, by means of drive rollers 17, 19, 21. This allows etching of silicon wafers 3 in an efficient continuous process.
  • conveyor belts 13, 15 may be provided in a known manner arranged in a continuous sequence transport rollers, which transport the silicon wafer through the etching solution 1 through and chen ermölow- a continuous process.
  • elastic conveyor belts may be more advantageous to some extent.

Abstract

Ätzlösung (1), aufweisend Wasser, Salpetersäure, Flusssäure, und Schwefelsäure, welche 15 bis 40 Gewichtsprozent Salpetersäure, 10 bis 41 Gewichtsprozent Schwefelsäure und 0,8 bis 2,0 Gewichtsprozent Flusssäure enthält, Verwendung dieser Ätzlösung zum Ätzen von Silizium sowie Ätzverfahren für Siliziumscheiben.

Description

Ätzlösung und Ätzverfahren
Die Erfindung betrifft eine Ätzlösung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, deren Verwendung zum Ätzen von Silizium sowie ein Ätzverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Halbleiterbauelemente spielen eine tragende Rolle in vielen Technologiezweigen. Entsprechend der Vielfalt unterschiedlicher Bauelemente stellen sich verschiedenste Anforderungen an die Technologien zur Verarbeitung dieses Materials. Unter diesen haben Ätztechnologien und Ätzverfahren große Bedeutung erlangt. Dies beruht darauf, dass mit deren Hilfe einerseits das Material selektiv an einzelnen Stellen bearbeitet werden kann, zum anderen eine Bearbeitung großer Stückzahlen, insbesondere im industriellen Maßstab, möglich ist. Die meisten derzeit gefertigten Halbleiterbauelemente basieren dabei auf Silizium als Ausgangsmaterial.
Bei der selektiven Bearbeitung einzelner Stellen der Bauele- mente oder Rohlinge ist sicherzustellen, dass die Ätzlösung nur an diejenigen Stellen gelangt, an welchen ein Materialabtrag erfolgen soll, andere Bereiche jedoch unberührt bleiben. Üblicherweise geschieht dies dadurch, dass nicht zu ätzende Bereiche mit einem gegenüber der Ätzlösung resistenten Materi- al abgedeckt, sozusagen maskiert werden. Eine derartige Maskierung kann durch Aufbringen ätzlösungsresistenter Lacke, Filme, Folien oder Ähnlichem erfolgen. Derartige Maskierungen sind aufwändig. Sofern möglich, wird daher auf andere Effekte zurückgegriffen, um einzelne Bereiche vor dem Kontakt mit der Ätzlösung zu bewahren, beispielsweise auf Benetzungsphänomene oder die Gravitationswirkung. Im einfachsten Fall wird ein Rohling lediglich teilweise in eine diesen nicht vollständig benetzende Ätzlösung gehalten, sodass unterhalb des Flüssig- keitsspiegels der Ätzlösung und unterhalb der benetzten Bereiche der Rohling geätzt wird, oberhalb der benetzten Bereiche jedoch nicht.
Inwieweit eine selektive Bearbeitung einzelner Bereiche allein durch teilweises Eintauchen des Rohlings in die Ätzlösung erreicht werden kann ohne dass andere Bereiche in Mitleidenschaft gezogen werden, hängt vom Einzelfall ab. Insbesondere können Oberflächenstrukturen aufgrund von Kapillareffekten da- zu führen, dass Ätzlösung an Bereiche gelangt, an welchen kein Ätzvorgang vorgesehen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Ätzlösung zur Verfügung zu stellen, die ein präziseres selektives Bearbeiten einzelner Bereiche ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ätzlösung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, das Ätzen von Silizium, insbesondere von Siliziumscheiben mit einer Oberflächenstrukturierung, zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäße Verwendung der Ätzlösung gemäß Anspruch 5.
Überdies liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Ätzverfahren für Siliziumscheiben zur Verfügung zu stellen.
Diese wird gelöst durch ein Ätzverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand abhängiger Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Ätzlösung weist eine vergleichsweise geringe Oberflächenspannung bei gleichzeitig guter Ätzwirkung bei anorganischen Materialien, insbesondere bei Silizium, auf. Infolgedessen neigt sie weniger dazu, in klein-dimensionierte Oberflächenstrukturen vorzudringen. Solche Oberflächenstruktu- ren können durch Mikrorisse oder Bearbeitungsstrukturen in der Oberfläche des zu ätzenden Rohlings gebildet sein. Daneben können auch teilweise Oberflächenstrukturierungen - häufig auch als Oberflächentexturierungen bezeichnet - in den Rohling eingebracht sein. Solche Oberflächenstrukturierungen können beispielsweise mechanisch eingebracht sein, wie es insbesondere bei der mechanischen Strukturierung von Solarzellen zum Zwecke der Steigerung der Lichteinkopplung geschieht. Sie können aber auch Folge eines vorangegangenen Ätzprozesses sein. Beispielsweise werden wiederum im Bereich der Solarzellenfer- tigung anisotrope Ätzlösungen einsetzt, welche in unterschiedlichen Raumrichtungen, ggf. abhängig von der Kristallorientierung eines zu ätzenden Kristalls, unterschiedlich starke Ätzwirkungen aufweisen, sodass eine Oberflächenstruktur ausgebildet wird. Diese Oberflächenstruktur kann wiederum eine erhöhte Lichteinkopplung in die Solarzellen bewirken.
Ein Eindringen der Ätzlösung in diese Strukturen würde die O- berflächenstrukturierung beschädigen. Diese Gefahr wird jedoch bei der erfindungsgemäßen Ätzlösung deutlich reduziert. Infol- gedessen können die Bereiche ohne Oberflächenstrukturierung mit der Ätzlösung in Kontakt gebracht und geätzt werden, ohne dass dabei die Bereiche mit einer Oberflächenstruktur geschädigt werden. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Ätzlösung zum, gegebenenfalls selektiven, Ätzen von Silizium oder siliziumhaltigen Verbindungen, insbesondere Silikatgläsern, eingesetzt. Hierun- ter ist auch dotiertes Silizium zu verstehen. Daneben ist auch eine Anwendung im Bereich anderer nichtorganischer Materialien, insbesondere Halbleitermaterialien, denkbar.
Beim Ätzen von Silizium, aber auch von anderen Halbleitermate- rialien, nimmt die Schwefelsäure in der erfindungsgemäßen Ätzlösung nicht an der chemischen Ätzreaktion teil. Sie dient in erster Linie der Erhöhung der spezifischen Dichte der Ätzlösung. Durch die während des Ätzvorganges ablaufenden chemischen Reaktionen und die damit verbundene Umsetzung der Rea- genzien verringert sich zwar die spezifische Dichte der Ätzlösung an sich, doch wird dies durch das sich nun in der Ätzlösung befindende abgeätzte Silizium in etwa ausgeglichen. Infolgedessen ist eine Zuführung von Schwefelsäure zur Beibehaltung der anfänglichen spezifischen Dichte nicht erforderlich.
Insbesondere im Bereich der Siliziumhalbleitertechnologie kann die erfindungsgemäße Ätzlösung vorteilhaft eingesetzt werden. In diesem Technologiezweig werden Dotierstoffe in Siliziumscheiben eindiffundiert, wobei sich Silikatgläser bilden, die oftmals zu entfernen sind. Dies kann mit der erfindungsgemäßen Ätzlösung erfolgen. Unter anderem lassen sich bei Phosphoroder Bordiffusionen entstandenen Bor- bzw. Phosphorsilikatgläser entfernen. Daneben können dotierte Schichten lokal entfernt werden bei gleichzeitig geringer Schädigungsgefahr für die umliegenden dotierten Bereiche.
In dem genannten Zweig der Siliziumhalbleitertechnologie werden üblicherweise Siliziumscheiben, so genannte Wafer, als Ausgangsmaterial für die Herstellung der Halbleiterbauelemente wie integrierte Schaltungen oder Solarzellen verwendet. Diese werden großteils hergestellt, indem gegossene Siliziumblöcke in Scheiben gesägt oder von gezogenen Siliziumsäulen Scheiben abgesägt werden. Bei dies.en Sägevorgängen, welche üblicherweise mit Drahtsägen durchgeführt werden, erfolgt eine Schädigung der Oberfläche der Siliziumscheiben. Diese wird für gewöhnlich durch Überätzen der Siliziumscheiben entfernt, wobei hierbei ebenfalls die erfindungsgemäße Ätzlösung Verwendung finden kann.
Daneben werden in anderen Verfahren Siliziumscheiben direkt in der gewünschten Dicke aus einer Siliziumschmelze gezogen. Diese Siliziumscheiben werden häufig als Siliziumbänder bezeich- net . Bei diesen liegt zwar kein Sägeschaden im dargelegten
Sinne vor, doch ist die oberflächennahe Schicht häufig relativ stark verunreinigt, sodass hier ein Überätzen der Siliziumscheiben zum Zwecke des wenigstens teilweisen Abtrags dieser verunreinigten Schichten vorgenommen wird. Hierbei kann wie- derum die erfindungsgemäße Ätzlösung Anwendung finden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1: Schematische Darstellung einer mit einer Oberflä- chenstrukturierung versehenen Siliziumscheibe in einer erfindungsgemäßen Ätzlösung während des Ätzens nach einem erfindungsgemäßen Ätzverfahren in einer Seitenansicht .
Figur 2: Vorderansicht der Siliziumscheibe aus Figur 1. Fig. 1 zeigt eine für die Fertigung einer Solarzelle vorgesehene Siliziumscheibe 3, welche bereits einer Phosphordiffusion ausgesetzt worden ist. Infolgedessen trägt sie über ihre gesamte Oberfläche eine phosphordotierte Schicht sowie eine Phosphorsilikatglas. Weiterhin wurde die Siliziumscheibe vor der Phosphordiffusion mit einer Oberflächenstrukturierung 5 versehen. Diese wurde vorliegend mechanisch eingebracht. Für die Erfindung ist jedoch unerheblich, auf welche Art die Oberflächenstruktur eingebracht wird. Dies kann beispielsweise auch durch chemische Verfahren wie anisotrope oder kristall- orientierungsabhängig wirkende Ätzverfahren erfolgen.
Die beiden großflächigsten Seitenflächen der Siliziumscheibe 3 bilden die Vorderseite 25 und die Rückseite 27. Daneben weist die Siliziumscheibe 3 umlaufend Kantenflächen 7, 9 auf, von welchen in Fig. 1 die Kantenfläche 7 sichtbar ist. Jede der Kantenflächen weist eine Längserstreckung 8 bzw. 10 auf.
Die Siliziumscheibe 3 ist teilweise in eine Ätzlösung 1 einge- taucht. Die Eintauchtiefe ist dabei so gewählt, dass jede Kantenfläche, insbesondere die Kantenflächen 7 und 9, sich entlang der Richtung ihrer Längserstreckung, im Falle der Kantenflächen 7 und 9 entlang der Richtung der Längserstreckungen 8 und 10, stets teilweise unterhalb des Flüssigkeitspegels 11 der Ätzlösung befinden. Auf diese Weise kann das Phosphorsilikatglas sowie die darunter befindliche phosphordotierte Schicht an den Kantenflächen derart entfernt werden, dass bei Aufbringen einer leitfähigen Schicht auf die Rückseite 27 der Solarzelle keine elektrisch leitende Verbindung zur Vordersei- te 25 über die Kantenflächen besteht, welcher die Solarzelle kurzschließen würde. Überdies können die phosphordotierte Schicht sowie das Phosphorglas auf der Rückseite 27 entfernt werden. Als Ätzlösung wird eine erfindungsgemäße Atzlösung 1 aus Wasser, Salpetersäure, Flusssäure, und Schwefelsäure eingesetzt, welche 15 bis 40 Gewichtsprozent Salpetersäure, 10 bis 41 Gewichtsprozent Schwefelsäure und 0,8 bis 2,0 Gewichtsprozent Flusssäure enthält. Vorzugsweise wird eine Ätzlösung 1 verwendet, welche 27 Gewichtsprozent Salpetersäure, 26 Gewichtsprozent Schwefelsäure und 1,4 Gewichtsprozent Flusssäure enthält. Vorliegend wird ferner deionisiertes Wasser verwen- det, um einen Verunreinigungseintrag in die Siliziumscheibe 3 zu verhindern, welcher die Leistungsfähigkeit der fertigen So- larzelle beeinträchtigen könnte. Bei geringeren Reinheitsanforderungen kann stattdessen Wasser in allgemein verfügbarer Form eingesetzt werden.
Die Ätzlösung 1 wird während des Ätzens stets auf einer Temperatur zwischen 40C und 150C gehalten, vorzugsweise auf einer Temperatur zwischen 70C und 1O0C. Dies ermöglicht in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Ätzlösung 1, dass diese nicht aufgrund von Kapillareffekten wie oben dargelegt in Teile der Oberflächenstrukturierung 5 gelangt und diese schädigt.
Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn dünne Siliziumscheiben 3 geätzt werden sollen. Andernfalls kann genügend Ab- stand zwischen dem Flüssigkeitspegel 11 der Ätzlösung 11 und der Unterkante der Oberflächenstrukturierung 5 während des Ätzvorgangs eingehalten werden, sodass die Gefahr einer Schädigung der Oberflächenstrukturierung gering ist. Halbleiterbauelemente sind jedoch für gewöhnlich dünn ausgebildet. Bei Solarzellen beispielsweise liegt die Dicke, d.h. der Abstand zwischen Vorderseite 25 und Rückseite 27 der Siliziumscheibe 3 üblicherweise im Bereich von 100 nm bis 350 nm mit Tendenz zu weitergehender Verringerung der Dicke. In diesen Dickenberei- chen ist es von entscheidender Bedeutung, ein Vordringen von Ätzlösung 1 in die Oberflächenstrukturierung 5 durch Kapillareffekte zu verhindern, da sich der Flüssigkeitspegel 11 gezwungenermaßen nur geringfügig unterhalb der Unterkante der Oberflächenstrukturierung 5 befindet, wenn sicherzustellen ist, dass sich die Kantenflächen 7 und 9 entlang der Richtung der Längserstreckungen 8 und 10, stets teilweise unterhalb des Flüssigkeitspegels 11 der Ätzlösung 1 befinden.
Derartige Einschränkungen finden sich auch bei der Herstellung anderer Halbleiterbauelemente, insbesondere solcher aus Silizium wie integrierte Schaltkreise oder Nanomaschinen auf Siliziumbasis wie z.B. Nanomotoren oder Nanopumpen. Infolgedessen ist die Erfindung dort ebenfalls gewinnbringend einsetzbar.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 wird die Eintauchtiefe der Siliziumscheibe durch die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Transportbänder 13, 15 bestimmt, auf welchen die Siliziumscheibe 3 aufliegt. Stattdessen sind selbstverständ- lieh auch andere Vorrichtungen denkbar, auf welchen die Siliziumscheibe 3 aufliegt, beispielsweise absenkbare Drahtgitter oder Ähnliches. Der Vorteil der Transportbänder 13, 15, deren Anzahl je nach mechanischen Eigenschaften der Siliziumscheibe 3 im Prinzip beliebig wählbar ist, besteht darin, dass sie vergleichsweise einfach antreibbar sind; beispielsweise mittels Antriebsrollen 17, 19, 21. Dies ermöglicht ein Ätzen von Siliziumscheiben 3 in einem effizienten Durchlaufverfahren. Dies Siliziumscheiben 3 werden auf die angetriebenen Transportbänder 13, 15 gelegt und in definierter Eintauchtiefe pa- rallel zur Oberfläche 2 der Ätzlösung durch diese transportiert, ehe sie weiteren Prozesseinheiten zugeführt werden. Anstelle von Transportbändern 13, 15 können in bekannter Weise auch in fortlaufender Folge angeordnete Transportrollen vorgesehen sein, welche die Siliziumscheibe durch die Ätzlösung 1 hindurch transportieren und ein Durchlaufverfahren ermögli- chen. Bei mechanisch weniger belastbaren Halbleiterbauelementen können jedoch in gewissem Umfang elastische Transportbänder vorteilhafter sein.
Bezugszeichenliste
1 Ätzlösung
2 Oberfläche Ätzlösung 3 Phosphordotierte Siliziumscheibe mit Phorphorsilikatglas
5 Oberflächenstrukturierung
7 Kantenfläche
8 Längserstreckung Kantenfläche
9 Kantenfläche 10 Längserstreckung Kantenfläche
11 Flüssigkeitspegel Ätzlösung
13 Transportband
15 Transportband
17 Antriebsrolle 19 Antriebsrolle
21 Antriebsrolle
25 Vorderseite Siliziumscheibe
27 Rückseite Siliziumscheibe
30 Bewegungsrichtung der Siliziumscheibe

Claims

Patentansprüche
1. Ätzlösung (1) aufweisend Wasser, Salpetersäure, Flusssäure, und Schwefelsäure, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sie 15 bis 40 Gewichtsprozent Salpetersäure, 10 bis 41 Gewichtsprozent Schwefelsäure und 0,8 bis 2,0 Gewichtsprozent Flusssäure enthält.
2. Ätzlösung (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sie 20 bis 30 Gewichtsprozent Salpetersäure, 18 bis 35 Gewichtsprozent Schwefelsäure und 1,0 bis 1,7 Gewichtsprozent Flusssäure enthält.
3. Ätzlösung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sie 27 Gewichtsprozent Salpetersäure, 26 Gewichtsprozent Schwefelsäure und 1,4 Gewichtsprozent Flusssäure enthält.
4. Ätzlösung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Wasser zumindest teilweise deionisiert ist.
5. Verwendung einer Ätzlösung (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche zum Ätzen von Silizium (3), insbesondere von dotiertem Silizium (3) , oder siliziumhaltigen Verbindungen (5), insbesondere Silikatgläsern (3).
6. Verwendung der Ätzlösung gemäß Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ätzlösung (1) zum Ätzen von Phosphor- (3) oder Borsi- likatglas verwendet wird.
7. Verwendung der Ätzlösung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ätzlösung (1) zum wenigstens teilweisen Überätzen von Siliziumscheiben (3), insbesondere dotierten Siliziumscheiben (3) , verwendet wird.
8. Verwendung der Ätzlösung gemäß Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ätzlösung (1) zum Ätzen von auf den Siliziumscheiben (1) vorhandenen siliziumhaltigen Verbindungen, insbesondere von Silikatgläsern (3) verwendet wird. .
9. Verwendung der Ätzlösung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Siliziumscheiben (3) zumindest teilweise eine Ober- flächenstrukturierung (5) aufweisen, insbesondere eine mechanische (5) oder chemische Oberflächenstrukturierung.
10. Verwendung der Ätzlösung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ätzlösung (1) zum Überätzen von Kantenflächen (7, 9) der Siliziumscheiben (3) verwendet wird.
11. Verwendung der Ätzlösung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es sich bei den Siliziumscheiben (3) um Siliziumscheiben (3) zur Herstellung von Solarzellen handelt, in welche ein Dotierstoff eindiffundiert wurde, und die Ätzlösung (1) zur zumindest teilweisen Entfernung von durch die Diffusion dotierten Bereichen verwendet wird, insbesondere zur Isolation der Kantenflächen (7, 9) der Silizium- Scheibe (3) .
12. Ätzverfahren für Siliziumscheiben (3) zur teilweisen Entfernung von Silizium (3), insbesondere von dotiertem
5 Silizium (3) , oder siliziumhaltigen Verbindungen, insbesondere Silikatgläsern (3), bei welchem zumindest ein Teil jeder einzelnen Siliziumscheibe (3) mit einer Ätzlösung (1) in Kontakt gebracht wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
10 als Ätzlösung eine Ätzlösung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 verwendet und diese bei einer Temperatur zwischen ( 40C und 15°C gehalten wird.
13. Ätzverfahren nach Anspruch 12,
15 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Siliziumscheiben (3) teilweise in die Ätzlösung (1) eingetaucht werden.
14. Ätzverfahren nach Anspruch 13,
20 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
Siliziumscheiben (3) mit einer Oberflächenstrukturierung (5) derart teilweise in die Ätzlösung eingetaucht werden, dass die Oberflächenstruktur (5) oberhalb eines Flüssigkeitspegels (11) der Ätzlösung liegt.
25
15. Ätzverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Siliziumscheiben (3) in der eingetauchten Position parallel zur Oberfläche (2) der Ätzlösung (1) bewegt wer- 30 den
16. Ätzverfahren nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Siliziumscheiben (3) auf Rollen oder Transportbändern (13, 15) parallel zur Oberfläche (2) der Ätzlösung (1) bewegt werden.
5 17. Ätzverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Siliziumscheiben (3) derart in die Ätzlösung (1) eingetaucht werden, dass von den beiden großflächigsten Seiten (25, 27) jeder Siliziumscheibe (3) eine sich unter- 10 halb des Flüssigkeitspegels (11) der Ätzlösung (1) befindet . und eine sich oberhalb des Flüssigkeitspegels (11) der Ätzlösung (19 befindet.
18. Ätzverfahren nach Anspruch 17,
15 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Siliziumscheiben (3) derart in die Ätzlösung (1) eingetaucht werden, dass jede der Kantenflächen (7, 9) der jeweiligen Siliziumscheibe (3) sich entlang ihrer Längs- erstreckungsrichtung (8, 10) stets zumindest teilweise 20 unterhalb des Flüssigkeitspegels (11) der Ätzlösung (1) befinden.
^ 19. Ätzverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 25 die Ätzlösung (1) auf einer Temperatur zwischen 70C und 10°C gehalten wird.
20. Ätzverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
30 Siliziumscheiben (3) in welche ein Dotierstoff eindiffundiert wurde, geätzt werden und während des Ätzens dotierte Bereiche der Siliziumscheiben (3) zumindest teilweise entfernt werden.
21. Ätzverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Siliziumscheiben (3) in welche ein Dotierstoff eindiffundiert wurde, geätzt werden und während des Ätzens bei der Diffusion gebildete Silikatgläser (3), insbesondere Phosphor- (3) oder Borsilikatgläser, zumindest teilweise entfernt werden.
22. Ätzverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Siliziumscheiben (3) in einem Durchlauf verfahren geätzt werden.
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