JP2000001792A - シリコン表面のピラミッド形組織ウエットエッチングのための方法及びエッチング溶液 - Google Patents
シリコン表面のピラミッド形組織ウエットエッチングのための方法及びエッチング溶液Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 （１００）シリコン表面のピラミッド形組織
ウエットエッチング方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも水、アルカリ性試薬及び同時
にイソプロパノール及びアルカリ性エチレングリコール
水溶液を含有する、シリコン表面をエッチングするため
のエッチング溶液を使用する。 【効果】 シリコン表面の均一かつ完全にピラミッド形
組織エッチングが達成される。
ウエットエッチング方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも水、アルカリ性試薬及び同時
にイソプロパノール及びアルカリ性エチレングリコール
水溶液を含有する、シリコン表面をエッチングするため
のエッチング溶液を使用する。 【効果】 シリコン表面の均一かつ完全にピラミッド形
組織エッチングが達成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン表面のピ
ラミッド形組織ウエットエッチング（wet chemical pyr
amidal texture etching）のための方法及びエッチング
溶液に関する。
ラミッド形組織ウエットエッチング（wet chemical pyr
amidal texture etching）のための方法及びエッチング
溶液に関する。
【０００２】
【従来の技術】組織化された表面は、広い帯域に亙る入
射光の反射を減少させ、それにより吸収光を強度に増大
する。結晶質シリコン太陽電池を製造する場合、シリコ
ン表面の系統的構造化は、太陽電池性能の向上をもたら
す。しかしながら、このような構造ウエットエッチング
は、まさに太陽電池の加工及び製造に制限されず、また
光学及び電気化学的検出器／センサ、バイオ検出器／バ
イオセンサ、触媒、電極及び同種のもののためにも好適
である。
射光の反射を減少させ、それにより吸収光を強度に増大
する。結晶質シリコン太陽電池を製造する場合、シリコ
ン表面の系統的構造化は、太陽電池性能の向上をもたら
す。しかしながら、このような構造ウエットエッチング
は、まさに太陽電池の加工及び製造に制限されず、また
光学及び電気化学的検出器／センサ、バイオ検出器／バ
イオセンサ、触媒、電極及び同種のもののためにも好適
である。
【０００３】（１００）方位配列シリコン表面のピラミ
ッド構造ウエットエッチングのための公知の技術は、ア
ルカリ性媒体を、主にアルカリ金属水酸化物、アルカリ
金属炭酸塩、アンモニア又は塩素の溶液と一緒に使用す
る。ヒドラジン又はエチレンジアミン／ピロカテコール
の溶液を使用することもできるが、これらはそれらの毒
性を考慮すれば不利である。最も慣用の処方は、水、水
酸化ナトリウム又は水酸化カリウム及びアルコールから
なる。使用されるアルコール成分は、エチレングリコー
ルか又はイソプロパノールのいずれかである。それにも
かかわらず、シリコンの構造ウエットエッチングのため
の方法は、むしろ純粋かつ単に、ピラミッド形（正方
晶）組織の発生に係る。
ッド構造ウエットエッチングのための公知の技術は、ア
ルカリ性媒体を、主にアルカリ金属水酸化物、アルカリ
金属炭酸塩、アンモニア又は塩素の溶液と一緒に使用す
る。ヒドラジン又はエチレンジアミン／ピロカテコール
の溶液を使用することもできるが、これらはそれらの毒
性を考慮すれば不利である。最も慣用の処方は、水、水
酸化ナトリウム又は水酸化カリウム及びアルコールから
なる。使用されるアルコール成分は、エチレングリコー
ルか又はイソプロパノールのいずれかである。それにも
かかわらず、シリコンの構造ウエットエッチングのため
の方法は、むしろ純粋かつ単に、ピラミッド形（正方
晶）組織の発生に係る。
【０００４】しかしながら、ドーピングレジスト又はフ
ォトレジストの適用及びファインライン金属化の関係で
は、小さいピラミッドを有する組織が望ましい。
ォトレジストの適用及びファインライン金属化の関係で
は、小さいピラミッドを有する組織が望ましい。
【０００５】エチレングリコールを含有するエッチング
溶液を基礎とする方法は、欧州特許出願公開第０４７７
４２４（Ａ１）号明細書に記載されている。この場合使
用されるエッチング溶液処方は、水、水酸化カリウム、
エチレングリコール及びシリコンを含有する。また、酸
素も付加的成分として添加される。シリコン表面が構造
ウエットエッチングの作用を受けた後、再現可能に均一
なピラミッドが、エッチング溶液を酸素で気曝（aerati
ng）することにより得られる。該ピラミッド高さは、エ
ッチング溶液の気曝時間により変動させることができ
る。長時間に亙る酸素の導入、即ちグリコールの酸化の
増大はより小さいピラミッドを生じる。このようにし
て、２μｍ以下のピラミッド寸法は、製造技術に基づき
製造することができる。しかし、エチレングリコールを
ベースとするエッチング溶液は、シリコンの先行せる溶
解を必要とするので、特定の目的のためには使用するこ
とができないという欠点を有する。研究の結果、数時間
の引き続いての静止段階が平滑な（１１１）表面の形成
のためには有利であることが判明した。ケイ酸塩の単な
る添加は、成功しない。
溶液を基礎とする方法は、欧州特許出願公開第０４７７
４２４（Ａ１）号明細書に記載されている。この場合使
用されるエッチング溶液処方は、水、水酸化カリウム、
エチレングリコール及びシリコンを含有する。また、酸
素も付加的成分として添加される。シリコン表面が構造
ウエットエッチングの作用を受けた後、再現可能に均一
なピラミッドが、エッチング溶液を酸素で気曝（aerati
ng）することにより得られる。該ピラミッド高さは、エ
ッチング溶液の気曝時間により変動させることができ
る。長時間に亙る酸素の導入、即ちグリコールの酸化の
増大はより小さいピラミッドを生じる。このようにし
て、２μｍ以下のピラミッド寸法は、製造技術に基づき
製造することができる。しかし、エチレングリコールを
ベースとするエッチング溶液は、シリコンの先行せる溶
解を必要とするので、特定の目的のためには使用するこ
とができないという欠点を有する。研究の結果、数時間
の引き続いての静止段階が平滑な（１１１）表面の形成
のためには有利であることが判明した。ケイ酸塩の単な
る添加は、成功しない。
【０００６】イソプロパーノールをベースとするエッチ
ング溶液を使用する方法は、例えば米国特許第３,９９
８,６５９号明細書、ブレッサーズ他（Bressers et a
l.）著、“Progress in Photovoltaics”, Vol.4, 435-
438 (1996)の“Uniform Pyramid Formation on Alkakin
e-etched Polished Monocrystallin (100) Silicon Waf
ers”及びキング他（King et al.）著、IEEE 1991, 303
-308の“Experimental Optimization of an Anisotropi
c Etching Process for Random Texturization of Sili
con Solar Cells”から公知である。エチレングリコー
ルをベースとするエッチング溶液とは対照的に、ＩＰＡ
ベースのエッチング溶液は、直接的に組織エッチングの
目的のために使用することができる。このエッチング溶
液は、ケイ酸塩と一緒に及びケイ酸塩なしで使用するこ
とができる。それにもかかわらず、このタイプの溶液
は、丁度８２℃のイソプロパノールの沸点を考慮すれ
ば、高い蒸発速度を有するという欠点がある。このこと
は、ピラミッド形表面の均一なエッチング及び再現性に
関する問題を惹起する。エチレングリコールをベースと
するエッチング溶液とは対照的に、ＩＰＡベースのエッ
チング溶液は、大きなピラミッドを形成する傾向を有す
る。ブレッサーズ他によれば、エッチング工程中に溶解
した酸素を排除するために窒素を使用することにより小
さいピラミッドを達成することができる。しかし、１０
容量％のイソプロパノールエッチング溶液、２５ ｌ／
分の窒素流及び８０℃の処理温度を使用した実験室実験
の報告が存在する。タンク内での製造適用のためには、
イソプロパノールの法外な消費が予測されねばならな
い。このことは高いコストを伴う。それというのも、エ
ッチング溶液の耐久性はＩＰＡのかなり高い揮発性を考
慮すれば低いからである。このことは同時に使用済み化
学薬品のために高い廃棄物処理費用を惹起する。
ング溶液を使用する方法は、例えば米国特許第３,９９
８,６５９号明細書、ブレッサーズ他（Bressers et a
l.）著、“Progress in Photovoltaics”, Vol.4, 435-
438 (1996)の“Uniform Pyramid Formation on Alkakin
e-etched Polished Monocrystallin (100) Silicon Waf
ers”及びキング他（King et al.）著、IEEE 1991, 303
-308の“Experimental Optimization of an Anisotropi
c Etching Process for Random Texturization of Sili
con Solar Cells”から公知である。エチレングリコー
ルをベースとするエッチング溶液とは対照的に、ＩＰＡ
ベースのエッチング溶液は、直接的に組織エッチングの
目的のために使用することができる。このエッチング溶
液は、ケイ酸塩と一緒に及びケイ酸塩なしで使用するこ
とができる。それにもかかわらず、このタイプの溶液
は、丁度８２℃のイソプロパノールの沸点を考慮すれ
ば、高い蒸発速度を有するという欠点がある。このこと
は、ピラミッド形表面の均一なエッチング及び再現性に
関する問題を惹起する。エチレングリコールをベースと
するエッチング溶液とは対照的に、ＩＰＡベースのエッ
チング溶液は、大きなピラミッドを形成する傾向を有す
る。ブレッサーズ他によれば、エッチング工程中に溶解
した酸素を排除するために窒素を使用することにより小
さいピラミッドを達成することができる。しかし、１０
容量％のイソプロパノールエッチング溶液、２５ ｌ／
分の窒素流及び８０℃の処理温度を使用した実験室実験
の報告が存在する。タンク内での製造適用のためには、
イソプロパノールの法外な消費が予測されねばならな
い。このことは高いコストを伴う。それというのも、エ
ッチング溶液の耐久性はＩＰＡのかなり高い揮発性を考
慮すれば低いからである。このことは同時に使用済み化
学薬品のために高い廃棄物処理費用を惹起する。
【０００７】太陽電池の工業的製造に関しては、大量生
産された太陽電池の常に良好な電気的品質を保証するこ
とが重要である。ピラミッド構造の形状及びシリコン全
表面の均一な構造化に関して一定の良好な品質が保証さ
れるべきである。特定の範囲内でピラミッド寸法を変更
する能力もまた有利である。
産された太陽電池の常に良好な電気的品質を保証するこ
とが重要である。ピラミッド構造の形状及びシリコン全
表面の均一な構造化に関して一定の良好な品質が保証さ
れるべきである。特定の範囲内でピラミッド寸法を変更
する能力もまた有利である。
【０００８】しかしながら、エチレングリコールをベー
スとするエッチング溶液もまたイソプロパノールベース
の溶液も、これらの要求を満足な程度まで同時に満たす
ことは不可能である。前記にまとめたように、エチレン
グリコールが添加されるアルカリ性エッチング水溶液は
確かに、２μｍ以下の高さを有するピラミッドを製造す
ることを可能にするが、これは即座に使用することはで
きない。なお精確には、このことが工業的使用に関して
は欠点である。他面、イソプロパノールを含有するエッ
チング溶液は、組織エッチングのために直ちに使用する
ことができるが、大きなピラミッドを形成する傾向を示
しかつイソプロパノールの高い蒸発速度の結果として不
利であることが判明している。それというのも、このこ
とは均一なピラミッド形組織の再現性を害するからであ
る。
スとするエッチング溶液もまたイソプロパノールベース
の溶液も、これらの要求を満足な程度まで同時に満たす
ことは不可能である。前記にまとめたように、エチレン
グリコールが添加されるアルカリ性エッチング水溶液は
確かに、２μｍ以下の高さを有するピラミッドを製造す
ることを可能にするが、これは即座に使用することはで
きない。なお精確には、このことが工業的使用に関して
は欠点である。他面、イソプロパノールを含有するエッ
チング溶液は、組織エッチングのために直ちに使用する
ことができるが、大きなピラミッドを形成する傾向を示
しかつイソプロパノールの高い蒸発速度の結果として不
利であることが判明している。それというのも、このこ
とは均一なピラミッド形組織の再現性を害するからであ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、エチレングリコールをベースとするエッチング溶液
に類似して、小さい（２μｍ以下）ピラミッド寸法を再
現性をもって形成することができ、その際ピラミッドの
異なった寸法は一定のばらつきの範囲内で調整可能であ
り、一方同時にシリコン表面の完全な組織を保証しかつ
同時にコストを低下する、シリコン表面のピラミッド形
組織ウエットエッチングのための方法を提供することで
ある。
は、エチレングリコールをベースとするエッチング溶液
に類似して、小さい（２μｍ以下）ピラミッド寸法を再
現性をもって形成することができ、その際ピラミッドの
異なった寸法は一定のばらつきの範囲内で調整可能であ
り、一方同時にシリコン表面の完全な組織を保証しかつ
同時にコストを低下する、シリコン表面のピラミッド形
組織ウエットエッチングのための方法を提供することで
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明によ
り、シリコン表面をエッチングするためのエッチング溶
液が少なくとも水、アルカリ性試薬及び同時にイソプロ
パノール及びアルカリ性エチレングリコール水溶液を含
有することを特徴とする、シリコン表面のピラミッド形
組織ウエットエッチングのための方法により解決され
る。
り、シリコン表面をエッチングするためのエッチング溶
液が少なくとも水、アルカリ性試薬及び同時にイソプロ
パノール及びアルカリ性エチレングリコール水溶液を含
有することを特徴とする、シリコン表面のピラミッド形
組織ウエットエッチングのための方法により解決され
る。
【００１１】本発明による方法の有利な実施態様は、請
求項２以降に記載されている。
求項２以降に記載されている。
【００１２】本発明の主要な技術思想は、シリコン表面
のピラミッド形構造化のために使用されるエッチング溶
液がイソプロパノールとアルカリ性エチレングリコール
水溶液の両者を含有することにある。アルカリ性エチレ
ングリコール水溶液は、例えば欧州特許出願公開第０４
７７４２４（Ａ１）号明細書から公知であるように、酸
素と反応させるのが有利である。反応される酸素の量が
大量であればある程、益々エッチング溶液内で使用され
るエチレングリコール溶液の量は少なくなる。前記課題
は、驚異的にもエッチング溶液においてイソプロパノー
ルとエチレングリコールをまさに同時に使用することに
より解決され、このことはまた以下の利点を伴う。エッ
チングの開始時に、ブレッサーズ他によっても記載され
ているように、既に加熱されかつ従って酸素が少ない水
を使用することが、小さいピラミッドに関して補助的効
果をもたらすが、このことは絶対的に必要ではない。そ
れというのも、このことはグリコールの比における相応
する補正により補償することができるからである。予熱
したイソプロパノールは、またブレッサーズ他によって
記載されているように、製造技術の理由のためには問題
である。
のピラミッド形構造化のために使用されるエッチング溶
液がイソプロパノールとアルカリ性エチレングリコール
水溶液の両者を含有することにある。アルカリ性エチレ
ングリコール水溶液は、例えば欧州特許出願公開第０４
７７４２４（Ａ１）号明細書から公知であるように、酸
素と反応させるのが有利である。反応される酸素の量が
大量であればある程、益々エッチング溶液内で使用され
るエチレングリコール溶液の量は少なくなる。前記課題
は、驚異的にもエッチング溶液においてイソプロパノー
ルとエチレングリコールをまさに同時に使用することに
より解決され、このことはまた以下の利点を伴う。エッ
チングの開始時に、ブレッサーズ他によっても記載され
ているように、既に加熱されかつ従って酸素が少ない水
を使用することが、小さいピラミッドに関して補助的効
果をもたらすが、このことは絶対的に必要ではない。そ
れというのも、このことはグリコールの比における相応
する補正により補償することができるからである。予熱
したイソプロパノールは、またブレッサーズ他によって
記載されているように、製造技術の理由のためには問題
である。
【００１３】本発明によるエッチング溶液は、製造直後
に組織化（texture）を行うことができる、即ち溶液の
製造直後にエッチング工程を実施することができる。
に組織化（texture）を行うことができる、即ち溶液の
製造直後にエッチング工程を実施することができる。
【００１４】また、エッチング結果は、エッチング溶液
の正確な組成に対して比較的不感性である、即ち個々に
溶解される成分の比の精確な至適化は不必要である、こ
のことは特に工業的適用において有利である。
の正確な組成に対して比較的不感性である、即ち個々に
溶解される成分の比の精確な至適化は不必要である、こ
のことは特に工業的適用において有利である。
【００１５】別の利点は、エッチング結果の良好な再現
性である。同時に、ピラミッド寸法は調整可能であり、
一方同時にシリコン表面の完全な組織を保証する。
性である。同時に、ピラミッド寸法は調整可能であり、
一方同時にシリコン表面の完全な組織を保証する。
【００１６】もう１つの利点は、本発明によるエッチン
グ溶液は、まさにイソプロパノールをベースとする慣用
のエッチング溶液の欠点、即ち著しい揮発速度を殆ど有
しないことにある。このことは、本発明によるエッチン
グ溶液は、イソプロパノールだけをベースとする慣用の
エッチング溶液より著しく長い期間に亙ってエッチング
のために使用することができることを意味する。従っ
て、該エッチング溶液は、あまり頻繁に交換する必要が
ない。このことは、作業中止時間が減少せしめられ、ひ
いては廃棄処理すべき廃物化学薬品の量を減少せしめる
が故に、コストを低下させる。
グ溶液は、まさにイソプロパノールをベースとする慣用
のエッチング溶液の欠点、即ち著しい揮発速度を殆ど有
しないことにある。このことは、本発明によるエッチン
グ溶液は、イソプロパノールだけをベースとする慣用の
エッチング溶液より著しく長い期間に亙ってエッチング
のために使用することができることを意味する。従っ
て、該エッチング溶液は、あまり頻繁に交換する必要が
ない。このことは、作業中止時間が減少せしめられ、ひ
いては廃棄処理すべき廃物化学薬品の量を減少せしめる
が故に、コストを低下させる。
【００１７】
【実施例】次に、本発明を添付図面を参照して若干の実
施例により詳細に説明する。
施例により詳細に説明する。
【００１８】本発明による第１実施例に基づくエッチン
グ溶液は、水１５ ｌ、５０％の水酸化ナトリウム水溶
液３００ｍｌ、溶解したケイ酸塩４００ｍｌ、イソプロ
パノール６００ｍｌ及びアルカリ性エチレングリコール
水溶液１５ｍｌからなる。該エッチング溶液の温度を７
８℃にセットし、この溶液中にシリコンウエーハを２０
分間浸漬した。ここで使用したシリコンウエーハは、６
インチまでの寸法を有し、部分的に１２０μｍの薄さま
でエッチングされかつエッチング工程前に反射表面を有
する。この溶液でエッチングしたシリコンの表面の走査
電子顕微鏡写真が図１に示されており、該図面は、高さ
が約６μｍの均一なかつ完全なピラミッド構造を示す。
グ溶液は、水１５ ｌ、５０％の水酸化ナトリウム水溶
液３００ｍｌ、溶解したケイ酸塩４００ｍｌ、イソプロ
パノール６００ｍｌ及びアルカリ性エチレングリコール
水溶液１５ｍｌからなる。該エッチング溶液の温度を７
８℃にセットし、この溶液中にシリコンウエーハを２０
分間浸漬した。ここで使用したシリコンウエーハは、６
インチまでの寸法を有し、部分的に１２０μｍの薄さま
でエッチングされかつエッチング工程前に反射表面を有
する。この溶液でエッチングしたシリコンの表面の走査
電子顕微鏡写真が図１に示されており、該図面は、高さ
が約６μｍの均一なかつ完全なピラミッド構造を示す。
【００１９】第２実施例では、水１５ ｌ、５０％の水
酸化ナトリウム溶液６００ｍｌ、イソプロパノール３０
０ｍｌ及びアルカリ性エチレングリコール水溶液３０ｍ
ｌからなるエッチング溶液を使用した。ケイ酸塩は添加
しなかった。この溶液を７８℃の温度に加熱しかつ子の
溶液中に１０分間シリコンウエーハを浸漬した。このエ
ッチング溶液で構造化したシリコンウエーハの表面は図
２に示されており、該ピラミッドはほぼ３μｍの高さを
有する。
酸化ナトリウム溶液６００ｍｌ、イソプロパノール３０
０ｍｌ及びアルカリ性エチレングリコール水溶液３０ｍ
ｌからなるエッチング溶液を使用した。ケイ酸塩は添加
しなかった。この溶液を７８℃の温度に加熱しかつ子の
溶液中に１０分間シリコンウエーハを浸漬した。このエ
ッチング溶液で構造化したシリコンウエーハの表面は図
２に示されており、該ピラミッドはほぼ３μｍの高さを
有する。
【００２０】もう１つの実施例では、水１５ ｌ、５０
％の水酸化ナトリウム溶液５０ｍｌ、イソプロパノール
１００ｍｌ及びアルカリ性エチレングリコール水溶液５
０ｍｌを含有し、同様にケイ酸塩は添加しなかったエッ
チング溶液を使用した。この溶液を７８℃の温度に加熱
しかつ引き続いてのエッチング工程を５分間実施した。
このエッチング溶液で構造化したシリコンウエーハの表
面は図３に示された走査電子顕微鏡写真で示されいる。
この場合も、均一かつ完全なピラミッド構造を確認する
ことができる。該ピラミッドの高さは１．５μｍ未満で
ある。
％の水酸化ナトリウム溶液５０ｍｌ、イソプロパノール
１００ｍｌ及びアルカリ性エチレングリコール水溶液５
０ｍｌを含有し、同様にケイ酸塩は添加しなかったエッ
チング溶液を使用した。この溶液を７８℃の温度に加熱
しかつ引き続いてのエッチング工程を５分間実施した。
このエッチング溶液で構造化したシリコンウエーハの表
面は図３に示された走査電子顕微鏡写真で示されいる。
この場合も、均一かつ完全なピラミッド構造を確認する
ことができる。該ピラミッドの高さは１．５μｍ未満で
ある。
【００２１】別のシリコンサンプルを、水１５ ｌ、５
０％の水酸化ナトリウム溶液４００ｍｌ、イソプロパノ
ール４００ｍｌ及びアルカリ性エチレングリコール水溶
液２５ｍｌを含有するエッチング溶液（ケイ酸塩添加せ
ず）でエッチングした。この溶液を６０℃の温度に加熱
しかつ次いでこの溶液中で１０分間エッチングした。こ
の結果は図４に見ることができる。この実施例では、表
面はまた約１．５μｍの高さを有するピラミッド構造を
有する。
０％の水酸化ナトリウム溶液４００ｍｌ、イソプロパノ
ール４００ｍｌ及びアルカリ性エチレングリコール水溶
液２５ｍｌを含有するエッチング溶液（ケイ酸塩添加せ
ず）でエッチングした。この溶液を６０℃の温度に加熱
しかつ次いでこの溶液中で１０分間エッチングした。こ
の結果は図４に見ることができる。この実施例では、表
面はまた約１．５μｍの高さを有するピラミッド構造を
有する。
【００２２】グリコールの割合が増大するに伴いピラミ
ッド寸法が減少する様式は、実施例１〜３から明白であ
る。第４実施例においては、より一層気曝したアルカリ
性エチレングリコール水溶液を、ベースとして用い、こ
の理由のために、実施例３におけるように、１．５μｍ
以下のピラミッド寸法を形成するために、この場合には
比を減少させることが可能であった。
ッド寸法が減少する様式は、実施例１〜３から明白であ
る。第４実施例においては、より一層気曝したアルカリ
性エチレングリコール水溶液を、ベースとして用い、こ
の理由のために、実施例３におけるように、１．５μｍ
以下のピラミッド寸法を形成するために、この場合には
比を減少させることが可能であった。
【００２３】実施例で使用したそれぞれのエッチング溶
液は、製造直後に使用することができる、即ち該エッチ
ング溶液は直ちに組織化を行うことができる。エチレン
グリコールをベースとする公知の溶液においては必要で
あるような、シリコンの長い溶解は排除される。
液は、製造直後に使用することができる、即ち該エッチ
ング溶液は直ちに組織化を行うことができる。エチレン
グリコールをベースとする公知の溶液においては必要で
あるような、シリコンの長い溶解は排除される。
【００２４】ケイ酸塩を添加する必要はないが、しかし
このような添加はいかなる破壊的効果をも有しない。こ
のことは例えば、溶解したケイ酸塩４００ｍｌがエッチ
ング溶液内に存在する第１実施例から明白である。均一
かつ完全なピラミッド構造化は、この実施例でも達成さ
れた。
このような添加はいかなる破壊的効果をも有しない。こ
のことは例えば、溶解したケイ酸塩４００ｍｌがエッチ
ング溶液内に存在する第１実施例から明白である。均一
かつ完全なピラミッド構造化は、この実施例でも達成さ
れた。
【００２５】提案したエッチング溶液は、イソプロパノ
ール消費を最少にするために、有利には約２〜５容量％
の少量のイソプロパノールを含有するにすぎない。
ール消費を最少にするために、有利には約２〜５容量％
の少量のイソプロパノールを含有するにすぎない。
【００２６】また、個々の溶解される成分の比の精確な
至適化は、溶解した成分の異なった比の異なった濃度が
シリコン表面の満足な組織化を可能にするが故に、重要
でないことは、前記の実施例から明らかである。換言す
れば、本発明によるエッチング溶液の処理範囲（proces
s window）は、工業的構造化方法に関して特に重要であ
るかなりの寸法を有する。個々の実施例の走査電子顕微
鏡から明白なように、該ピラミッド寸法は、一定の信頼
できるかつ完全な構造化を保証した上で、異なった溶液
組成により変更することができる。処理温度は６０℃〜
８０℃にセットしかつエッチング時間はピラミッドの所
望の寸法に依存して５〜１０分間の範囲で変動する。
至適化は、溶解した成分の異なった比の異なった濃度が
シリコン表面の満足な組織化を可能にするが故に、重要
でないことは、前記の実施例から明らかである。換言す
れば、本発明によるエッチング溶液の処理範囲（proces
s window）は、工業的構造化方法に関して特に重要であ
るかなりの寸法を有する。個々の実施例の走査電子顕微
鏡から明白なように、該ピラミッド寸法は、一定の信頼
できるかつ完全な構造化を保証した上で、異なった溶液
組成により変更することができる。処理温度は６０℃〜
８０℃にセットしかつエッチング時間はピラミッドの所
望の寸法に依存して５〜１０分間の範囲で変動する。
【００２７】また、エッチングすべきシリコンウエーハ
を数週間放置した場合形成された自然に成長した酸化物
は、まさに例えば異なったシリコン表面特性（例えば粗
面又は研磨）のようなわずかな破壊効果を有することに
注目すべきである。
を数週間放置した場合形成された自然に成長した酸化物
は、まさに例えば異なったシリコン表面特性（例えば粗
面又は研磨）のようなわずかな破壊効果を有することに
注目すべきである。
【００２８】自然に成長した酸化物の何らかの可能な影
響を試験するために、周囲空気内で予め数週間放置した
ウエーハをエッチング溶液内に乾燥状態で浸漬し、かつ
エッチング工程前に水洗容器内に約６０分間放置した任
意のウエーハをエッチング溶液内に湿った状態で浸漬し
た。両者の事例において、自然に成長した酸化物は、組
織エッチングを妨害しない。この酸化物の除去のために
予めのフッ化水素酸浸漬は不必要である。
響を試験するために、周囲空気内で予め数週間放置した
ウエーハをエッチング溶液内に乾燥状態で浸漬し、かつ
エッチング工程前に水洗容器内に約６０分間放置した任
意のウエーハをエッチング溶液内に湿った状態で浸漬し
た。両者の事例において、自然に成長した酸化物は、組
織エッチングを妨害しない。この酸化物の除去のために
予めのフッ化水素酸浸漬は不必要である。
【００２９】エッチング溶液の何らかの消費は、必要な
媒体の添加により補償することができる。このような媒
体は、例えば、いくらかの溶解した酸素を最少にするた
めに、特に加熱する必要はない。
媒体の添加により補償することができる。このような媒
体は、例えば、いくらかの溶解した酸素を最少にするた
めに、特に加熱する必要はない。
【００３０】本発明によるエッチング溶液は、媒体運動
の種々の形のために適当である。バッブラー（Bubble
r）、撹拌装置、リフティング装置又は溶液のポンプ循
環、並びにこのような装置の組合せが可能である。
の種々の形のために適当である。バッブラー（Bubble
r）、撹拌装置、リフティング装置又は溶液のポンプ循
環、並びにこのような装置の組合せが可能である。
【図１】第１実施例のエッチングした表面の走査電子顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
【図２】第２実施例のエッチングした表面の走査電子顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
【図３】第３実施例のエッチングした表面の走査電子顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
【図４】第４実施例のエッチングした表面の走査電子顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
Claims (16)
- 【請求項１】 シリコン表面をエッチングするためのエ
ッチング溶液が少なくとも水、アルカリ性試薬及び同時
にイソプロパノール及びアルカリ性エチレングリコール
水溶液を含有することを特徴とする、シリコン表面のピ
ラミッド形組織ウエットエッチングのための方法。 - 【請求項２】 エッチング溶液にケイ酸塩を添加する、
請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 エッチング溶液がイソプロパノール０．
５〜５容量％を含有する、請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 エッチング溶液中に存在するイソプロパ
ノールの割合が、エチレングリコールの割合よりも大で
ある、請求項１、２又は３記載の方法。 - 【請求項５】 イソプロパノールのエチレングリコール
溶液に対する比が最高１：１である、請求項４記載の方
法。 - 【請求項６】 エッチング溶液が６０℃〜８０℃の温度
を有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方
法。 - 【請求項７】 エッチング期間が５〜２０分間である、
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 アルカリ性試薬が水酸化ナトリウム又は
水酸化カリウムである、請求項１から７までのいずれか
１項記載の方法。 - 【請求項９】 アルカリ性エチレングリコール水溶液を
酸素と反応させる、請求項１から８までのいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項１０】 少なくとも水、アルカリ性試薬及び同
時にイソプロパノール及びアルカリ性エチレングリコー
ル水溶液からなることを特徴とする、シリコン表面のピ
ラミッド形組織ウエットエッチングのためのエッチング
溶液。 - 【請求項１１】 エッチング溶液にケイ酸塩を添加す
る、請求項１０記載のエッチング溶液。 - 【請求項１２】 エッチング溶液がイソプロパノール
０．５〜５容量％を含有する、請求項１０又は１１記載
のエッチング溶液。 - 【請求項１３】 エッチング溶液中に存在するイソプロ
パノールの割合が、エチレングリコールの割合よりも大
である、請求項１０、１１又は１２記載のエッチング溶
液。 - 【請求項１４】 イソプロパノールのエチレングリコー
ルに対する比が最高１：１である、請求項１３記載のエ
ッチング溶液。 - 【請求項１５】 アルカリ性試薬が水酸化ナトリウム又
は水酸化カリウムである、請求項１０から１４までのい
ずれか１項記載のエッチング溶液。 - 【請求項１６】 アルカリ性エチレングリコール水溶液
を酸素と反応させる、請求項１０から１５までのいずれ
か１項記載のエッチング溶液。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19811878.3 | 1998-03-18 | ||
| DE19811878A DE19811878C2 (de) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Verfahren und Ätzlösung zum naßchemischen pyramidalen Texturätzen von Siliziumoberflächen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000001792A true JP2000001792A (ja) | 2000-01-07 |
| JP4188483B2 JP4188483B2 (ja) | 2008-11-26 |
Family
ID=7861399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07375999A Expired - Fee Related JP4188483B2 (ja) | 1998-03-18 | 1999-03-18 | シリコン表面のピラミッド形組織ウエットエッチングのための方法及びエッチング溶液 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6451218B1 (ja) |
| EP (1) | EP0944114B1 (ja) |
| JP (1) | JP4188483B2 (ja) |
| DE (2) | DE19811878C2 (ja) |
| ES (1) | ES2294828T3 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007129555A1 (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Mimasu Semiconductor Industry Co., Ltd. | 半導体基板の製造方法、ソーラー用半導体基板及びエッチング液 |
| JP2009123811A (ja) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Niigata Univ | テクスチャー形成用エッチング液 |
| WO2009072438A1 (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-11 | Mimasu Semiconductor Industry Co., Ltd. | 多結晶シリコン基板の製造方法及び多結晶シリコン基板 |
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| WO2011114675A1 (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | 三菱電機株式会社 | シリコンウェハのエッチング方法、エッチング液、エッチング装置、および半導体装置 |
| JP2015088712A (ja) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | 日本酢ビ・ポバール株式会社 | テクスチャエッチング液、テクスチャエッチング液用添加剤液、テクスチャ形成基板及びテクスチャ形成基板の製造方法並びに太陽電池 |
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| US7442629B2 (en) | 2004-09-24 | 2008-10-28 | President & Fellows Of Harvard College | Femtosecond laser-induced formation of submicrometer spikes on a semiconductor substrate |
| CN100401532C (zh) | 2001-11-26 | 2008-07-09 | 壳牌阳光有限公司 | 太阳能电池及其制造方法 |
| DE10241300A1 (de) | 2002-09-04 | 2004-03-18 | Merck Patent Gmbh | Ätzpasten für Siliziumoberflächen und -schichten |
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| JP2011523902A (ja) | 2008-04-14 | 2011-08-25 | バンドギャップ エンジニアリング， インコーポレイテッド | ナノワイヤアレイを製造するためのプロセス |
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