KR101384872B1 - Method for reconstructing a semiconductor template - Google Patents

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메흐르더드 엠. 모슬레히
다비드 쑤안-치 왕
라힘 카바리
라파엘 리콜콜
제이 애쉬자이
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솔렉셀, 인크.
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Abstract

상기 나타낸 본 발명은, 일반적으로 박막 또는 얇은 호일 물질(thin film or thin foil materials)의 증착, 보다 특정하게 높은 효율의 태양 전지의 제조에 사용하기 위한 에피택셜 단결정질(epitaxial monocrystalline) 또는 유사한-단결정질 실리콘 필름(quasi-monocrystalline silicon film)[에피 필름(epi film)]의 증착에 관련된 것이다. 작동 중에, 본 발명은, 실리콘 태양 전지의 상기 제조 공정에 사용된 기판 또는 템플레이트의 분활상환 비용(the amortized cost)을 감소시키고 재사용가능 수명을 연장하는 것에 대해 기재되어 있다. 추가적으로, 본 방법은, 실리콘 웨이퍼의 저품질의 출발 표면(low quality starting surface)을 개선된 품질의 출발 표면(improved quality starting surface)으로의 전환을 위해 제공되는 것을 나타낸 것이다. The present invention as described above is generally epitaxial monocrystalline or similar-monocrystalline for use in the deposition of thin film or thin foil materials, more particularly in the manufacture of high efficiency solar cells. It relates to the deposition of quasi-monocrystalline silicon films (epi films). In operation, the present invention is directed to reducing the amortized cost and extending the reusable life of substrates or templates used in the above manufacturing process of silicon solar cells. In addition, the method shows that a low quality starting surface of a silicon wafer is provided for conversion to an improved quality starting surface.

Description

반도체 템플레이트를 재구성하기 위한 방법{METHOD FOR RECONSTRUCTING A SEMICONDUCTOR TEMPLATE}Method for reconstructing semiconductor template {METHOD FOR RECONSTRUCTING A SEMICONDUCTOR TEMPLATE}

관련된 출원에 대한 상호-참조Cross-reference to related application

본 출원은, 이의 전체가 참고문헌으로 본원에 의해 포함된, 2010년 12월 31일에 출원된 U.S. 특허 가출원 시리즈 번호 제61/429,033호에 대한 우선권을 청구한다.
This application claims priority to US Patent Provisional Application No. 61 / 429,033, filed December 31, 2010, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

본 출원서는 또한, 이들 둘 다가 이들 전체로 참고문헌으로서 본원에 의해 포함되는, 2007년 10월 6일에 출원된, U.S. 특허 출원 시리즈 No.11/868,493(U.S. Pub. No. 2008/0289684로서 공개됨)의 부분계속출원(continuation-in-part) 및 2011년 8월 13일에 출원된, U.S. 특허 출원 시리즈 No. 13/209,390의 부분계속출원이다.
This application is also published as US Pub. No. 2008/0289684, filed October 6, 2007, both of which are incorporated herein by reference in their entirety. Continuation-in-part and in US Patent Application Series No. filed Aug. 13, 2011. Partial application for 13 / 209,390.

본 발명은, 일반적으로 태양 광발전(solar photovoltaics)의 분야, 및 보다 특히 반도체 템플레이트로부터 박막 태양 기판(thin film solar substrates)을 반복적으로 제작하는 분야에 관한 것이다.
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to the field of solar photovoltaics, and more particularly to the field of repetitive fabrication of thin film solar substrates from semiconductor templates.

결정질 실리콘(Crystalline silicon)[다수- 및 단-결정질 실리콘(multi- and mono-crystalline silicon)을 포함]은, 상업적인 광전지 어플리테이션을 위한 가장 지배적인 흡수 물질(the most dominant absorber material)이다. 상기 상대적인 높은 효율은 대량 생산 결정질 실리콘 태양 전지(mass-produced crystalline silicon solar cells)와 관련되었고, 풍부한 물질과 결합되고, 지속적인 사용 및 개선에 대한 호소를 모은다. 그러나, 이 자체로 결정질 실리콘 물질의 상대적으로 높은 비용은, 이러한 태양 모듈(these solar modules)의 광범위한 사용을 제한한다. 현재는, "웨이퍼링(wafering)" 또는 실리콘 결정화 및 웨이퍼 절단 비용이, 상기 최종 전지 모듈 제조 비용의 약 40 % 내지 60 %에 이른다. 만약 웨이퍼를 제조하는 보다 직접적인 방식이 가능하다면, 태양 전지의 가격을 낮추는데 큰 진전이 이뤄질 수 있다.
Crystalline silicon (including multi- and mono-crystalline silicon) is the most dominant absorber material for commercial photovoltaic applications. These relatively high efficiencies have been associated with mass-produced crystalline silicon solar cells, combined with abundant materials, and bring together appeals for continuous use and improvement. However, the relatively high cost of crystalline silicon materials by themselves limits the widespread use of these solar modules. Currently, "wafering" or silicon crystallization and wafer cutting costs range from about 40% to 60% of the final cell module manufacturing cost. If a more direct way to manufacture wafers is possible, great progress can be made in lowering the price of solar cells.

실리콘과 같은, 단결정질 또는 유사-단결정질 반도체(quasi-monocrystalline semiconductors)를 성장시키고 상기 성장된 웨이퍼를 방출 또는 이동하는 몇몇의 방법이 있다. 상기 방법에 상관없이, 다량(high-volume), 생산적(production-worthy), 방출 [희생 리프트-오프 분리(sacrificial lift-off separation)] 층을 형성하는 낮은 비용 방법에 의해 동반된 저비용 에피택셜 실리콘 증착 공정이 실리콘 태양 전지의 광범위한 사용을 위한 선행 조건이다.
There are several ways to grow monocrystalline or quasi-monocrystalline semiconductors, such as silicon, and to release or move the grown wafers. Regardless of the above method, low cost epitaxial silicon, accompanied by a low cost method of forming a high-volume, production-worthy, release (sacrificial lift-off separation) layer Deposition processes are a prerequisite for the widespread use of silicon solar cells.

또 다른 선행조건은, 방출 층 형성, 박막 증착, 온-템플레이트 공정(on-template processing), 박막 층 방출, 템플레이트의 회수/재생(recovery/reconditioning)의 순서(sequence)를 반복적으로 수행하기 위해, 재-사용가능한 템플레이트의 유용성이다.
Yet another prerequisite is to repeatedly perform the sequence of emitting layer formation, thin film deposition, on-template processing, thin film layer release, recovery / reconditioning of the template, The usefulness of reusable templates.

상기 마이크로일렉트로닉스 산업은, 웨이퍼 당 다이(die)[또는 칩(chips)]의 수를 증가시키고, 상기 웨이퍼 크기를 변경하고, 각각의 연속적인 새로운 생산물을 생산과 함께 칩 기능성(chip functionality)[또는 집적 밀도(integration density)]을 증진시킴으로써, 보다 나은 수득률을 획득하는 것을 통해 규모의 경제를 성취한다. 상기 태양 산업에서, 경제는, 저비용 높은 생산성 장치와 함께 태양 전지 및 모듈 제조 공정의 산업화를 통해 달성되었다. 추가적인 경제 요인(economies)은, 태양 전지의 와트 산출량(watt output) 당 사용된 물질의 감소를 통해 원재료에서 가격 절감을 통해(보다 싼 물질로 이들을 교체하고, 비용이 많이 드는 물질의 소비의 제거를 통해) 성취된다.
The microelectronics industry increases the number of dies (or chips) per wafer, changes the wafer size, and produces chip functionality (or chips) with each successive new product. By enhancing the integration density, economies of scale are achieved through obtaining better yields. In the solar industry, economy has been achieved through the industrialization of solar cell and module manufacturing processes with low cost and high productivity devices. An additional economic factor is the reduction of materials used per watt output of the solar cell, through cost savings in raw materials (replacement with cheaper materials and elimination of the consumption of costly materials). Is achieved).

상기 태양 광발전(solar photovoltaics) 산업을 위한 필요한 경제 요인을 성취하기 위해, 공정 비용 모델링(process cost modeling)이 장치 수행력을 최적화하고 확인하기 위해 연구되었다. 비용의 몇 가지 카테고리는 전체 비용 상황(total cost picture)을 형성한다: 고정 비용(Fixed Cost, FC), 되풀이하여 발생하는 비용(Recurring Cost, RC) 및 산출량 비용(Yield Cost, YC). FC는 장비 구입 가격(equipment purchase price), 설치 비용(installation cost) 및 로봇 또는 자동화 비용(robotics or automation cost)과 같은 항목으로 이루어져 있다. RC는, 전기, 가스, 화학물질, 조작자의 급여(operator salaries) 및 유지 기술자 지원(maintenance technician support)으로 크게 이루어져 있다. YC는 생산 동안에 부품 손실의 전체적인 비용으로서 해석될 수도 있다.
In order to achieve the necessary economic factors for the solar photovoltaics industry, process cost modeling has been studied to optimize and verify device performance. Several categories of costs form a total cost picture: Fixed Cost (FC), Recurring Cost (RC), and Yield Cost (YC). FC consists of items such as equipment purchase price, installation cost, and robotics or automation cost. RC consists of electricity, gas, chemicals, operator salaries and maintenance technician support. YC may be interpreted as the overall cost of component loss during production.

상기 태양 분야에 의해 필요로 하는 소유비용 수치(Cost of Ownership (CoO) numbers)의 비용 감소를 달성하기 위해, 상기 비용 상황의 모든 측면이 최적화되어야한다. 저 비용 공정의 특성은 (우선 순으로) 하기와 같다: 1) 높은 생산성, 2) 높은 수득률, 3) 낮은 RC, 및 4) 낮은 FC.
In order to achieve a cost reduction of Cost of Ownership (CoO) numbers required by the solar sector, all aspects of the cost situation must be optimized. The properties of the low cost process are (in order of preference) as follows: 1) high productivity, 2) high yield, 3) low RC, and 4) low FC.

높은 생산성 및 경제적인 방법 및 공정 장치를 계획하는 것은, 상기 장치의 건축에 이러한 필요를 반영하고, 상기 공정 장치를 적절하게 이해하는 것을 필요로 한다. 높은 수득률은 활발한 공정 및 믿을 수 있는 장치를 필요로 하고, 장치 생산성은 증가되는 것처럼 비용이 산출된다(High yield requires a robust process and reliable equipment and as equipment productivity increases, so too does yield cost). 낮은 RC는 전체적인 낮은 CoO를 위한 전제조건이다. RC는, 예를 들어, 국부 파워의 비용(cost of local power) 또는 벌크 화학물질의 유효성을 기초로 공장 부지 선택의 영향일 수 있지만, 중요한 것은 장치 생산성에 의해 효과가 약화된다(RC can impact plant site selection based on, for example, cost of local power or availability of bulk chemicals. FC, although important, is diluted by equipment productivity).
Planning high productivity and economical methods and process equipment requires reflecting this need in the construction of the device and understanding the process equipment properly. High yield requires a robust process and reliable equipment and as equipment productivity increases, so too does yield cost. Low RC is a prerequisite for the overall low CoO. RC may be, for example, the impact of plant site selection based on the cost of local power or the effectiveness of the bulk chemical, but importantly, the effect is compromised by device productivity. site selection based on, for example, cost of local power or availability of bulk chemicals.FC, although important, is diluted by equipment productivity).

따라서, 높은 생산성, 믿을 수 있는, 효율적인 제조 공정 흐름 및 장치는 저비용 태양 전지를 위한 전제 조건이다.
Thus, high productivity, reliable, efficient manufacturing process flows and apparatus are prerequisites for low cost solar cells.

요약summary

따라서, 필요는 박막 증착 방법 및 시스템의 높은 생산성을 위해 발생되었다. 상기 나타낸 주제에 따라서, 박막 반도체 기판(thin film semiconductor substrates, TFSSs)의 생산에서 현저한 비용 감소를 제공하는 재사용가능한 반도체 템플레이트의 재구성(reconstruction)을 위한 방법이 기재되어 있다.
Thus, a need has arisen for the high productivity of thin film deposition methods and systems. In accordance with the subject matter presented above, a method for reconstruction of a reusable semiconductor template is described which provides a significant cost reduction in the production of thin film semiconductor substrates (TFSSs).

상기 나타낸 주제는, 고 효율의 태양 전지의 제조에 사용하기 위한 일반적으로 박막 또는 얇은 호일(thin foil) 물질의 증착, 그러나 보다 특정하게 높은 효율의 태양 전지의 제조에서 사용을 위해 에픽택셜 단결정질 또는 유사한-단결정질 실리콘 필름(quasi-monocrystalline silicon film)[에피 필름(epi film)]의 증착과 관련된 것이다. 작동 중에(In operation), 방법은 실리콘 태양 전지의 제조 공정에서 사용된 기판 또는 템플레이트의 분할상환 비용(amortized cost)을 감소시키기 위해, 및 상기 재사용가능한 수명(reusable life)을 연장하는 것으로 나타낸 것이다. 추가적으로, 방법은, 실리콘 웨이퍼의 낮은 품질 출발 표면(low quality starting surface)을 개선된 품질 출발 표면으로의 전환(conversion)에 대해 제공된 것을 나타낸 것이다.
The above-mentioned topics are directed to the deposition of thin or thin foil materials in general for use in the manufacture of high efficiency solar cells, but more particularly epitaxial monocrystalline or for use in the manufacture of high efficiency solar cells. It relates to the deposition of quasi-monocrystalline silicon films (epi films). In operation, the method is shown to reduce the amortized cost of the substrate or template used in the manufacturing process of the silicon solar cell, and to extend the reusable life. In addition, the method shows that a low quality starting surface of the silicon wafer is provided for conversion to an improved quality starting surface.

상기 나타낸 주제의 이러한 것들 및 그 밖의 장점 뿐만 아니라 추가적인 신규한 특징은, 본원에 제공된 서술로부터 분명할 것이다. 이러한 요약의 내용은, 상기 주제의 포괄적인 서술한 것이 아니고, 몇몇의 상기 주제의 기능성(functionality)의 짧은 개요를 제공하는 것이다. 본원에 제공된 다른 시스템, 방법, 특징 및 장점은, 하기의 도면 및 상세한 설명의 검토에서 본 분야의 당업자에게 명백할 것이다. 모든 이러한 추가적인 시스템, 방법, 특징 및 장점이, 본 청구항의 범위 내에 이러한 서술 내에 포함됨을 의도한 것이다.
These and other advantages as well as additional novel features of the presented subject matter will become apparent from the description provided herein. This summary is not intended to be a comprehensive description of the subject matter, but rather to provide a brief overview of some of the functionality of the subject. Other systems, methods, features and advantages provided herein will be apparent to those skilled in the art upon review of the following figures and detailed description. All such additional systems, methods, features and advantages are intended to be included within this description within the scope of the claims.

상기 나타낸 주제의 특징, 성질 및 장점은, 참고 숫자(reference numerals)가 유사한 특징(like features)을 나타내는, 도면과 함께 취해진 경우에 하기에 나타낸 상기 상세한 설명으로부터 명백할 것이고 및 여기에서:
도 1a 내지 1c는, 재사용가능한 반도체 템플레이트 상에 표면 특성(surface features)의 형성(formation)의 하나의 실시형태를 나타낸 것이다;
도 2a는, 패턴화된 반도체 템플레이트(patterned semiconductor template), 다공성 반도체 다층(porous semiconductor multilayer), 및 TFSS를 나타낸 것이다;
도 2b는, 두 가지 상이한 다공성(porosity)을 갖는 희생층(sacrificial layer) 및 평평한 템플레이트(flat template)의 전자 현미경 사진을 나타낸 것이다;
도 3a는, 육각형의 패턴화된 반도체 템플레이트(hexagonal patterned semiconductor template), 다공성 반도체 다층, 및 TFSS를 나타낸 것이다;
도 3b는, 도 3a의 상기 방출된 육각형의 TFSS의 사진이다;
도 4 는, 템플레이트 및 TFSS 사이의 인터페이스(interface)의 전자 현미경 사진을 나타낸 것이다;
도 5는, 템플레이트로부터 방출될 준비가 되어 있는 TFSS를 나타낸 것이다;
도 6a는, 상이한 양의 TFSS 과잉증착(overdeposition)을 갖는 두 개의 템플레이트를 나타낸 것이다;
도 6b는, 템플레이트로부터 방출될 TESS를 나타낸 것이다;
도 6c는, 템플레이트로부터 제거될 과잉증착을 갖는 TFSS를 나타낸 것이다;
도 6d는, 템플레이트로부터 잔여 TFSS 물질을 제거하기 위한 연삭 테이프(grinding tape)의 사용을 나타낸 것이다;
도 6e는, 템플레이트로부터 잔여 TFSS 물질을 제거하기 위한 가장자리 연삭기(edge grinder)의 사용을 나타낸 것이다;
도 6f는, 템플레이트로부터 잔여 TFSS 물질을 제거하기 위해 다양한 입사각(varying angle of incidence)을 갖는 레이저의 사용을 나타낸 것이다;
도 6g는, 연삭에 의해 과도한 전면 TFSS 물질(excess front-side TFSS material)의 제거를 나타낸 것이다;
도 7a 내지 c는, 이는 상기 나타낸 주제에 따라 재구성된 바와 같이, 삼차원적으로 구조된 템플레이트(three-dimensionally structured template)의 주요한 공정 단계를 나타낸 것이다.
도 8a 내지 b는, 이는 결함 영역(defective region)을 완화시키기 위해 재구성된 바와 같이, 삼차원적으로 구조된 템플레이트의 주요한 공정 단계를 나타낸 것이다; 및
도 9a 내지 c는, 상기 나타낸 주제에 따라 웨이퍼의 재생(reconditioning)의 주요한 제조 단계(key fabrication steps)를 나타낸 것이다.
The features, properties and advantages of the indicated subject matter will be apparent from the above detailed description, which is set forth below when taken in conjunction with the drawings, wherein reference numerals represent like features.
1A-1C show one embodiment of the formation of surface features on a reusable semiconductor template;
2A shows a patterned semiconductor template, a porous semiconductor multilayer, and a TFSS;
FIG. 2B shows electron micrographs of a sacrificial layer and flat template with two different porosities;
3A shows a hexagonal patterned semiconductor template, a porous semiconductor multilayer, and a TFSS;
FIG. 3B is a photograph of the emitted hexagonal TFSS of FIG. 3A ;
4 shows an electron micrograph of the interface between the template and the TFSS;
5 shows the TFSS ready to be released from the template;
6A shows two templates with different amounts of TFSS overdeposition;
6B shows the TESS to be released from the template;
6C shows TFSS with overdeposition to be removed from the template;
6D shows the use of a grinding tape to remove residual TFSS material from the template;
6E illustrates the use of an edge grinder to remove residual TFSS material from the template;
FIG. 6F illustrates the use of lasers with various varying angles of incidence to remove residual TFSS material from the template;
6G shows removal of excess front-side TFSS material by grinding;
7A-C show the main processing steps of a three-dimensionally structured template, as reconstructed according to the subject matter presented above.
8a to b show the main processing steps of a three-dimensionally structured template, as reconstructed to mitigate a defective region; And
9A-C show key fabrication steps of reconditioning of a wafer in accordance with the subject matter presented above.

본 주제는 특정한 실시형태와 관련되어 기재되어 있을지라도, 본 분야의 당업자는, 과도한 실험 없이 실시형태 및/또는 그 밖의 영역에 본원에 기재된 원리를 적용할 수 있다.
Although the subject matter has been described in connection with specific embodiments, those skilled in the art may apply the principles described herein to embodiments and / or other areas without undue experimentation.

작동 중에, 및 특히 광발전(photovoltaics)의 분야에서, 상기 나타낸 주제는 박막 기판의 제조에 반복적으로 사용될 수 있는 템플레이트를 사용하여 제조하는 태양 전지에 사용될 수 있는 박막 기판의 저 비용 제조(low cost fabrication)를 가능하게 한다. 이러한 내용의 분야는, 재-사용의 확장된 수(extended number of re-uses)를 가능하게 하는 상기 템플레이트를 회수하는 것을 목표로, 박막 기판을 생산하는데 사용된 상기 템플레이트를 처리하기 위한 및 박막 기판을 생성하기 위한 몇몇의 장치 및 방법을 포함한다.
In operation, and in particular in the field of photovoltaics, the indicated subject matter is low cost fabrication of thin film substrates that can be used in solar cells manufactured using templates that can be used repeatedly in the manufacture of thin film substrates. Enable). The field of this content is directed to processing the template used to produce thin film substrates and to treating the template used to produce thin film substrates, with the goal of retrieving the template to allow for an extended number of re-uses. It includes several apparatus and methods for generating the same.

박막 또는 얇은 호일 에픽텍셜 태양 전지(thin foil epitaxial solar cells)를 생산하기 위한 공정은, 재사용가능한 템플레이트로서 적절한 결정질 반도체 물질 웨이퍼 또는 단결정 실리콘(single crystal silicon)의 사용을 포함한다. 이러한 내용은, 이어서 태양 전지로 제조되는 박막 층의 제조에 사용되는 플레이트의 상기 반복된 사용을 가능하게 하는, 공정 흐름도, 방법, 장치, 및 이의 변형을 포함한다.
Processes for producing thin or thin foil epitaxial solar cells include the use of suitable crystalline semiconductor material wafers or single crystal silicon as reusable templates. This content then includes process flow diagrams, methods, apparatuses, and variations thereof that allow for such repeated use of the plates used in the manufacture of thin film layers made of solar cells.

이러한 내용의 주제는, 양극 산화(anodization)가 단면 또는 양면 상에 다공성 반도체 물질을 형성하게 하도록, 정확한 저항률(correct resistivity)을 갖는 출발 결정질 반도체 웨이퍼(템플레이트라고 불림)를 포함할 수도 있다. 상기 사용된 반도체는, 특히 단결정질 실리콘에서 결정질 실리콘(crystalline silicon)을 포함할 수도 있다. 상기 템플레이트 윤곽(template outline)은, 둥근[너치(notches) 또는 플랫(flat)과 함께 또는 없이], 정사각형(square), 또는 둥근 형태를 갖는 유사한 정사각형(pseudo-square with rounded), 모서리가 없는, 또는 약간 경사지게 깍인 모서리(chamfered corners)를 포함하는, 어떠한 적절한 형태일 수도 있고; 상기 템플레이트는 평면(planar), 실질적으로 평면일 수도 있거나, 또는 삼차원 구조를 가질 수도 있다. 상기 다공성 반도체 물질은, 별개의 또는 등급이 나뉜 다공성(discrete or graded porosity)을 갖는 몇몇의 층으로 구성될 수도 있다. 상기 다공성 반도체 층 시스템의 적어도 하나의 부분(section)은 상기 템플레이트로부터 상기 TFSS의 분리를 가능하게 하는 지정된 약화된 층(a designated weakened layer)으로서 역할을 한다.
The subject matter of this disclosure may include starting crystalline semiconductor wafers (called templates) with correct resistivity, such that anodization forms porous semiconductor material on one or both sides. The semiconductor used may comprise crystalline silicon, in particular monocrystalline silicon. The template outline may be round (with or without notches or flats), square, or similar pseudo-square with rounded, cornerless, Or in any suitable form, including slightly chamfered corners; The template may be planar, substantially planar, or have a three-dimensional structure. The porous semiconductor material may be composed of several layers with discrete or graded porosity. At least one section of the porous semiconductor layer system serves as a designated weakened layer that allows separation of the TFSS from the template.

이러한 내용은, 상기 태양 전지 기판이 상기 템플레이트의 단면 또는 상기 템플레이트의 양면 상에 제조될 수도 있는 동안에 - 상기 템플레이트로부터 얇은 결정질 태양 전지 기판을 반복적으로 제조하기 위한 재사용가능한 템플레이트의 사용을 포함한다. 그리고, 비록 이러한 내용에서 상기 도면이 상기 단일 측면된 공정(single sided processing)을 구체적으로 다루었을지라도, 현재의 내용의 모든 실시형태가, 태양 전지 기판을 생산하기 위해, 단일 측면된 기판 공정 뿐만 아니라 상기 기판의 양면을 사용하여 양면 측면 기판 공정(double side substrate processing)의 경우에 있어서 필수적으로 유지될 수 있음을 예상할 수 있다.
This includes the use of reusable templates for repeatedly producing thin crystalline solar cell substrates from the template while the solar cell substrate may be made on one side of the template or on both sides of the template. And, although in this context the figure specifically addresses the single sided processing, not all embodiments of the present disclosure, as well as the single sided substrate process, for producing a solar cell substrate, It can be envisaged that both sides of the substrate can be used to remain essentially in the case of double side substrate processing.

상기 출발 웨이퍼에 관하여, 몇몇의 구조적인 구성 옵션(structural architecture options)은 하기에 기재되어 있다; 그러나 상기 웨이퍼 및 결과적으로 생성된 템플레이트는, 어떠한 삼차원 구조를 갖는 것이거나 또는 어떠한 형태(form), 평면의(planar), 테스쳐된(textured) 것일 수도 있다. 가장 단순한 실시형태에서, 상기 템플레이트는 본질적으로 평평한 것일 수도 있고, 즉, 상기 표면은, 예를 들어 톱 손상 제거됨(saw damage removed), 겹쳐진 또는 분쇄됨(lapped or ground), 식각됨(etched), 갈아짐(grinded), 또는 심지어 거울 윤광이 남(mirror polished)으로 나타낸 바와 같이, 어떠한 선택된 표면 품질의 것일 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 상기 웨이퍼는, 상기에 나타낸 다공성 반도체 층 시스템의 형성 전에, 예를 들어 알칼리 랜덤 텍스쳐(alkaline random texturing)를 사용하여 텍스쳐화(textured)될 수도 있다. 그리고 난 다음에, 이러한 수단에 의해, 텍스쳐된 표면(textured surface)은 박막 필름 태양 전지 기판 상에 직접적으로 이동된다. 세 번째 대안으로서, 상기 템플레이트는 패턴화된 습식 또는 건식 에칭(patterned wet or dry etching)과 같은 공정을 사용하여 생성된 삼-차원 구조일 수도 있다. 삼-차원 패턴을 갖는 이러한 템플레이트는, 배타적으로 아닌(but not exclusively), 포토리소그래피(photolithography) 및 습식 또는 건식 에칭과 같은 패턴화 기술(patterning technology)의 사용을 통해 성취될 수도 있다.
With respect to the starting wafer, several structural architecture options are described below; However, the wafer and the resulting template may be of any three-dimensional structure or of any form, planar, or textured. In the simplest embodiment, the template may be essentially flat, ie the surface is for example saw damage removed, lapped or ground, etched, It may be of any selected surface quality, as indicated by grinding, or even mirror polished. In another embodiment, the wafer may be textured prior to formation of the porous semiconductor layer system shown above, for example using alkaline random texturing. Then, by this means, the textured surface is moved directly onto the thin film solar cell substrate. As a third alternative, the template may be a three-dimensional structure created using a process such as patterned wet or dry etching. Such templates with three-dimensional patterns may be achieved through the use of patterning techniques such as but not exclusively, photolithography and wet or dry etching.

대표적인 공정은, 삼차원 템플레이트의 형성에 대해 도 1a 내지 c에 기재되어 있다. 도 1a 에서, 출발 웨이퍼(100)가 제공되어 있다. 삼차원 구조를 형성하는 목적으로, 일반적으로 하드 마스크(hard mask)가, 물질, 예를 들어 배타적으로 아닌, 열의 산화물(thermal oxide) 또는 증착된 질화 규소(deposited silicon nitride) 또는 이산화규소(silicon di-oxide)와 같은 층 또는 그 밖의 증착된 에칭 저항 층을 사용하여 형성된다. 나타낸 하드 마스크 층 Si02(102)은, 웨이퍼(100)의 표면에 형성된다. 그리고 난 다음에, 상기 포토레지스트(104)의 상기 원하는 패턴은 하드 마스크 층(102) 상에 리소그래픽적으로(lithographically) 패턴화된다. 도 1b에서, 상기 웨이퍼는 홀더/챔버(holder/chamber)(106)에 놓여지고, 상기 전면 표면(front surface) 외에 모두를 보호하기 위해 0-링(108)로 씌워진다(sealed). 그리고 난 다음에, 하드 마스크 층(102)는, 상기 남아있는 포토레지스트의 아래에 놓여있는 것을 제외한 모든 하드 마스크를 제거하는, 원하는 패턴을 생산하기 위해 에칭된다(etched).
Representative processes are described in FIGS. 1A-C for the formation of three-dimensional templates. In FIG. 1A , a starting wafer 100 is provided. For the purpose of forming a three-dimensional structure, a hard mask is generally a material, for example, but not exclusively, thermal oxide or deposited silicon nitride or silicon dioxide. oxide) layer or other deposited etch resistant layer. The hard mask layer Si0 2 102 shown is formed on the surface of the wafer 100 . Then, the desired pattern of the photoresist 104 is lithographically patterned on the hard mask layer 102 . In FIG. 1B , the wafer is placed in a holder / chamber 106 and seamed with a 0-ring 108 to protect everything but the front surface. Then, the hard mask layer 102 is etched to produce the desired pattern, removing all hard masks except those lying underneath the remaining photoresist.

도 1c에서, 반도체 에칭 공정(semiconductor etch process)은, 심도 반응성 이온 에칭(deep reactive ion etching, DRIE)와 같은 건식 에칭, 또는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화 테트라메틸 암모늄(tetramethyl ammonium hydroxide, TMAH) 또는 그 밖의 것들과 같은 화학물질로 임의적으로 가열된 농축된 알칼리 습식 에칭을 사용하는 것과 같은 습식 에칭을 통해, 사용된다. 이러한 것들은 - 리지(113)에 의해 정의된 큰 역 피라미드 구조(112) 및 작은 피라미드 구조(110)를 포함하는, 도 1c의 예에서 나타낸 바와 같이 - 상기 웨이퍼의 표면 상에 원하는 패턴을 생성한다. 최종적으로, 상기 포토레지스터 및 하드 마스크는 상기 웨이퍼로부터 벗겨지고(stripped), 상기 웨이퍼는 깨끗해진다. 그리고 난 다음에, 상기 텍스쳐된 표면(the textured surface) 상에 다공성 반도체의 형성될 준비가 되어 있다. 그 밖의 유사한 공정은 본 분야의 당업자에 의해 상기 도면으로부터 쉽게 유도된다.
In FIG. 1C , a semiconductor etch process is a dry etch, such as deep reactive ion etching (DRIE), or potassium hydroxide, sodium hydroxide, tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH) or It is used through wet etching, such as using concentrated alkali wet etching, optionally heated with chemicals such as others. These produce a desired pattern on the surface of the wafer-as shown in the example of FIG . 1C- including the large inverted pyramid structure 112 and the small pyramid structure 110 defined by the ridge 113 . Finally, the photoresist and hard mask are stripped from the wafer and the wafer is cleaned. Then, a porous semiconductor is ready to be formed on the textured surface. Other similar processes are readily derived from these figures by those skilled in the art.

삼차원의 템플레이트 패터닝(three-dimensional template patterning)은, 이는 보다 큰 영역의 실시형태를 포함하는 것과 같이, 이러한 내용의 대부분의 도표로 묘사되어 있다. 그러나, 다른 방식으로 나타내지 않는 한, 이러한 내용의 상기 도면, 공정 흐름도, 방법 및 장치는, 평평한 또는 임의적으로 텍스쳐된 템플레이트(randomly textured templates)에 동일하게 적용가능하다.
Three-dimensional template patterning is depicted in most diagrams of this content, as it includes embodiments of larger areas. However, unless otherwise indicated, the drawings, process flow diagrams, methods, and apparatus of this disclosure are equally applicable to flat or randomly textured templates.

패턴된 또는 비-패턴된 템플레이트(un-patterned template) 둘 중 하나를 사용하여, 상기 순차적인 공정 단계는 다공성 반도체 형성(formation)[HF-기초된 화학(HF-based chemistry)에서 습식 양극성 에칭(wet anodic etch)과 같은 양극산화(anodization)]이고, 그 다음에 필요한 경우에 세척(rinsing) 및 건조(drying)시킨다. 결정질 실리콘 템플레이트에서 다공성 실리콘과 같은 다공성 반도체는, 적어도 하나의 면의 상기 템플레이트 상에서 형성되는 것이다. 상기 반도체가 실리콘인 경우에, 다공성 실리콘을 형성하는 상기 공정은, 예를 들어, 참고문헌으로서 본원에 포함되는, U.S. 특허 공개 No. 2011/0030610, 상기의 문헌에 기재되어 있다. 도 2a에 나타낸 바와 같이, 상기 다공성 반도체 형성은, 적어도 하나의 저 전류(low current)에서 상기 표면에서 보다 낮은 다공성 영역(114), 및 적어도 하나의 고 전류에서 템플레이트(120)에 가까운 보다 높은 다공성 층(116)의 제조를 수반할 수도 있다. 중요하게(Importanly), 단일 다공성 층(single porosity layer) 또는 등급이 나뉜 다공성 층(graded porosity layer)이 또한 사용될 수도 있다.
Using either patterned or un-patterned template, the sequential process steps can be accomplished by wet bipolar etching in porous semiconductor formation [HF-based chemistry]. anodization, such as wet anodic etch, and then rinsing and drying if necessary. Porous semiconductors, such as porous silicon in crystalline silicon templates, are formed on the template on at least one side. In the case where the semiconductor is silicon, the process of forming porous silicon is described, for example, in US Patent Publication No. 2011/0030610, supra. As shown in FIG . 2A , the porous semiconductor formation has a lower porosity region 114 at the surface at at least one low current, and a higher porosity close to template 120 at at least one high current. May involve the manufacture of layer 116 . Importantly, a single porosity layer or graded porosity layer may also be used.

형성된 상기 다공성 반도체 층을 갖는 상기 템플레이트는 그리고 난 다음에, 에픽택셜 층이 적어도 하나의 면의 상기 템플레이트에 증착되는, 에픽택셜 증착 반응기(epitaxial deposition reactor)에 이동될 수도 있다. 도 2a 는, 상기 다공성 반도체 층 시스템의 위(top)에 에피택셜 층(118)의 증착을 나타낸 것이다. 도 2b는, 위에서 보다 낮은 다공성(124) 및 아래에 보다 높은 다공성(126)을 갖는, 평평한 템플레이트(122)에서 다공성 반도체 이중층 구조(bi-layer structure)의 사진이다.
The template with the porous semiconductor layer formed may then be moved to an epitaxial deposition reactor in which an epitaxial layer is deposited on the template on at least one side. 2A shows the deposition of epitaxial layer 118 on top of the porous semiconductor layer system. FIG. 2B is a photograph of a porous semiconductor bi-layer structure in a flat template 122 having a lower porosity 124 above and a higher porosity 126 below.

도 3a는, 삼차원 육각형의 템플레이트(130) 상에 형성된 다공성 실리콘 층(132) 상에 에픽택셜 실리콘 층(134)의 증착을 나타낸 도면이다. 도 3b는, 육각형의 템플레이트로부터 방출된 후에, 도 3a 에서 에픽택셜 실리콘 층(134)와 같은, 방출된 에픽택셜 박막 실리콘 층의 평면도 사진(top view photograph)이다.
FIG. 3A shows the deposition of the epitaxial silicon layer 134 on the porous silicon layer 132 formed on the three-dimensional hexagonal template 130 . FIG. 3B is a top view photograph of the released epitaxial thin film silicon layer, such as epitaxial silicon layer 134 in FIG. 3A after it is released from the hexagonal template.

상기 에픽택셜 증착 전에, 상승 단계(ramp-up phase) 또는 분리 전-증착 시기(separate pre-deposition time) 동안에, 상기 템플레이트는 몇몇의 목적을 제공하는 수소 환경(hydrogen ambient)에서 가열된다: 상기 다공성 반도체의 맨 위층(top layer)은, 반도체의 유사한-단결정질 성장 표면(quasi-monocrystalline growth surface) 및 아주 얇은 시드 층(ultrathin seed layer)(QMS)을 재-형성하기 위해 환류된다(reflowed). 또한, 상기 수소 베이크는, 이의 근본적인 형태로 돌아가는 어떠한 산화된 표면 반도체를 환원시키는 역할을 한다(the hydrogen bake serves to reduce any oxidized surface semiconductor back to its elemental form). 게다가, 상기 높은 다공성 반도체 층은, 상기 성장된 층(the grown layer) 및 상기 템플레이트 사이의 상기 방출 경계(release boundary)로서 나중에 역할할 수 있는 약한 층(weak layer)을 형성하기 위해 합쳐진다(coalesces).
Prior to the epitaxial deposition, during the ramp-up phase or the separate pre-deposition time, the template is heated in a hydrogen ambient that serves several purposes: the porosity The top layer of the semiconductor is reflowed to re-form the quasi-monocrystalline growth surface and ultrathin seed layer (QMS) of the semiconductor. The hydrogen bake also serves to reduce any oxidized surface semiconductor back to its elemental form. In addition, the highly porous semiconductor layer is coalesces to form a weak layer that can later serve as the release boundary between the grown layer and the template. ).

상기 반도체가 실리콘이라면, 그리고 나서 증착의 초기의 단계에서 또는 상기 베이크(the bake) 동안에, 상기 환류(reflow)는, 삼염화실란(trichlorosilane, TCS)과 같은 그 밖의 실리콘-포함하는 가스의 보다 낮은 유동량(very low flow quantities)을 사용하여, 또는 실란(silane)과 같은 소량의 비-염소-포함하는 종(non-chlorine-containing species)에 의해 도움이 될 수 있다. 이는, 하기에 기재되어 있고, 불완전한 환류(imperfect reflow) 동안에 발생할 수도 있는 고장 메커니즘(failure mechanism)을 안전하게 예방하기 위해 제공되는 공정 요소(process component)를 위한 하나의 옵션이다. 환류 동안에 발생할 수도 있는 그 밖의 문제 및 고장 메커니즘은, 참고문헌으로 본원에 포함되는 2011년 8월 13일에 출원된 U.S. 특허 출원 No. 13/209,390에 기재되어 있다.
If the semiconductor is silicon, then at the initial stage of deposition or during the bake, the reflow is a lower flow rate of other silicon-containing gas, such as trichlorosilane (TCS). (very low flow quantities) or by small amounts of non-chlorine-containing species such as silanes. This is one option for the process component described below and provided to safely prevent a failure mechanism that may occur during imperfect reflow. Other problems and failure mechanisms that may occur during reflux are described in US Patent Application No. 1, filed Aug. 13, 2011, which is incorporated herein by reference. 13 / 209,390.

환류 동안에 발생할 수도 있는 잠재적인 고장 메커니즘이 있다. 이러한 고장 메커니즘에 대한 해결은 본 내용의 일부이다: 상기 템플레이트가 예를 들어 에피택셜 반응기(epitaxial reactor)일 수 있는 상기 반도체 증착 반응기에서 가열되는 바와 같이, 상기 템플레이트는 다수의 위치에서 일반적으로 서셉터(susceptor)를 일반적으로 접촉한다(touches). 이러한 접촉점(contact points)은, 상기 다공성 반도체 층의 상기-기재된 환류에서 비-이상적임(non-ideality)에 기여할 수 있다. 이러한 접촉점은, 상기 다공성 반도체 층의 국소의 마모(local abrasion)에 또한 기여할 수도 있다. 결과로서, 상기 다공성 반도체 층은, 이러한 것이 밀봉된 경우가 아니라면 국소의 영역(local areas)을 포함할 수도 있다.
There is a potential failure mechanism that may occur during reflux. The solution to this failure mechanism is part of this disclosure: as the template is heated in the semiconductor deposition reactor, which may for example be an epitaxial reactor, the template is generally susceptor at multiple locations. It generally touches the susceptor. Such contact points may contribute to non-ideality at the above-described reflux of the porous semiconductor layer. This contact point may also contribute to local abrasion of the porous semiconductor layer. As a result, the porous semiconductor layer may include local areas unless this is sealed.

고장 매커니즘의 예는, 템플레이트(138), QMS 층(140)[일반적으로 몇몇의 인트랩트 홀(entrapped holes)을 포함함], 및 증착된 에피택셜 층(142)을 나타내는, 도 4의 사진에서 설명되어 있다. 상기 증착은 상기 환류 후에 시작되는 바와 같이, 두 개의 현상(phenomena)이 관찰될 수 있다: a) 상기 템플레이트 베이스(the template base) 상에 직접적으로 및 QMS 층(140)을 통한 물질의 증착. 융합된 곳(Fused spot)(144)이 이러한 현상의 예이다. 이러한 영역은 약해진 서브-층이 없고, 따라서 그 다음의 방출 공정(하기에 기재됨)에 저항한다. 증착의 시작 후에 얼마 안 된 경우에, 상기 비-밀봉된 영역(non-hermetic region)이 밀봉되고, 증착 가스는 상기 맨 위의 증착 층(top deposition layer)의 밑에 가둘 수도 있는 가능성이 있다. 이러한 증착 가스는, TCS 분자로부터 실리콘의 상기 증착 반응의 부산물(byproduct)로서 염소-포함하는 종과 같은 에칭 구성요소(etching components)를 포함할 수도 있다. 이러한 부산물은 상기 템플레이트 물질의 차후의 에칭에 기여할 수 있다. 상기 에칭된 및 휘발된 템플레이트 물질은 맨 위 층 상에 재증착될 수 있고, 따라서 상기 염소-포함하는 종이 또 다시 재-방출한다(The etched and volatized template material can redeposit on the top layer, thus re-releasing again the chlorine-containing species). 도 4에서, 몇몇의 재-증착된 템플레이트 물질(146)이 보일 수도 있다. 따라서, 유사한-밀봉된 국소의 환경(quasi-sealed local environment)에서 상기 공정은 지속적일 수 있고, 템플레이트 에칭은 심하면 몇몇 미크론까지 일 수도 있는 것으로 관찰될 수 있다(template etching can be observed to be severe, up to several microns). 이러한 에칭 및 재-증착 매커니즘을 피하기 위한 하나의 옵션은, 부산물로서 에칭 종(etching species)을 갖지 않는 반응물을 사용하여 상기 증착을 시작하는 것이다. 이러한 반응물의 예는, 실리콘 증착의 경우에 실란(silane)이다. 상기 템플레이트 상에 직접적인 상기 증착 및 상기 템플레이트의 국소의 에칭(local etching) 둘 다를 피하기 위해 다른 옵션은, 상기 템플레이트가 서셉터(susceptor)와 공유하는 상기 접촉 영역의 적절한 형성이다. 상기 접촉 영역에 적합하게 큰 반경과 함께 저접촉 영역(Low contact area)이 바람직하다. 적절한 가열기와 함께 이는, 템플레이트 내에 및 사이에 균일한 열의 램프(uniform thermal ramp) 및 프로필(profile)를 가능하게 하는 것을 필요로 한다.
Examples of failure mechanisms are shown in the photograph of FIG. 4 , showing template 138 , QMS layer 140 (which generally includes some entrapped holes), and deposited epitaxial layer 142 . It is explained. As the deposition commences after the reflux, two phenomena may be observed: a) deposition of material directly on the template base and through the QMS layer 140 . Fused spot 144 is an example of this phenomenon. This area is free of weakened sub-layers and therefore resists the subsequent release process (described below). In a short time after the start of deposition, the non-hermetic region is sealed and there is a possibility that the deposition gas may be trapped under the top deposition layer. Such deposition gases may include etching components, such as chlorine-containing species, as a byproduct of the deposition reaction of silicon from TCS molecules. Such byproducts may contribute to subsequent etching of the template material. The etched and volatilized template material may be redeposited on the top layer, and thus the etched and volatized template material can redeposit on the top layer, thus re- releasing again the chlorine-containing species). In FIG. 4 , some re-deposited template material 146 may be seen. Thus, it can be observed that in a quasi-sealed local environment, the process can be continuous and template etching can be as severe as several microns. up to several microns). One option to avoid this etching and re-deposition mechanism is to start the deposition using reactants that do not have etching species as by-products. An example of such a reactant is silane in the case of silicon deposition. Another option to avoid both the deposition directly on the template and local etching of the template is the proper formation of the contact area that the template shares with a susceptor. Low contact areas with a large radius suitable for the contact area are preferred. This, together with a suitable heater, needs to enable a uniform thermal ramp and profile in and between the templates.

상기 에피택셜 증착 공정에 관해서, 에피택셜 증착된 상기 TFSS는, 상기 반도체 증착 챔버에서 원 위치에(in situ) 증착되는, 윈 위치 이미터(in-situ emitter)를 포함할 수도 있다. 상기 이미터는 또한 상기 에피택시 챔버의 현장외 이미터의 바깥쪽으로서 나중에 첨가될 수도 있다(The emitter may also be added later as an ex-situ emitter outside of the epitaxy chamber). 상기 템플레이트 상에서 상기 구조는, 상기 이미터 윗 쪽[증착 동안에 마지막의 이미터(emitter last during deposition)] 또는 아래 쪽[증착 동안에 첫 번째 이미터(emitter first during deposition)] 일 수도 있다. 에피택셜 또는 비-에피택셜 증착은, 상기 디바이스를 통해 생성된 캐리어(carriers)의 원하는 흐름을 돕기 위해 계획된 적절한 도펀트 변화도를 포함할 수도 있거나 또는 포함하지 않을 수도 있다.
Regarding the epitaxial deposition process, the epitaxially deposited TFSS may include a in-situ emitter, which is deposited in situ in the semiconductor deposition chamber. The emitter may also be added later as an ex-situ emitter outside of the epitaxy chamber. The structure on the template may be above the emitter (emitter last during deposition) or below (emitter first during deposition). Epitaxial or non-epitaxial deposition may or may not include a suitable dopant gradient designed to assist with the desired flow of carriers generated through the device.

이는 고온 가능한 템플레이트 상에서 약해진 층 상에 증착된 반도체의 이렇게 제조된 층 구조는, 극단적으로 유용하다(This so fabricated layer structure of deposited semiconductor on a weakened layer on a high temperature capable template is extremely valuable). 이는 고체 템플레이트 상에서 박막을 운반하는 것을 가능하게 하고, 하기에 명명된 온-템플레이트 공정에 있는 것에 대한 보다 많은 유연성을 가능하게 한다(It allows for carrying a thin film on a solid template and allows much flexibility for what is in the following called on-template processing).
This so fabricated layer structure of deposited semiconductor on a weakened layer on a high temperature capable template is extremely valuable. It allows for carrying a thin film on a solid template and allows more flexibility for being in an on-template process, named below. is in the following called on-template processing).

이러한 온-템플레이트 공정에서, 상기 템플레이트는, 하기를 포함하지만, 이로 제한되지 않는 몇몇의 온-템플레이트 공정 단계를 통해 얇고 손상되기 쉬운 TFSS를 지지하고 움직이게 하기 위해 캐리어로서의 역할을 한다: 열산화(thermal oxidation)를 포함하지만 이로 제한되지 않는 산화 또는 필름 증착과 같은 가열 공정(thermal processes); 나노 초 펄스(pulsed nanosecond)(ns), 피코 초 펄스(pulsed picoseconds)(ps) 또는 스크라이빙(scribing), 도핑(doping), 또는 제거(ablation)와 같은, 그 밖의 레이저 공정; 화학 증착(chemical vapor deposition, CVD) 및 물리 증착(physical vapor deposition, PVD); 리소그래피(lithography), 스크린 프린팅(screen printing), 스텐슬 날염(stencil printing), 잉크-제트 프린팅(ink jet printing), 에어로졸 프린팅(aerosol printing), 스프레이 코팅 또는 에칭(spray coating or etching), 이온 주입(ion implantation), 담금 또는 한쪽면 클린(immersion or single side clean), 에칭 또는 증착[도금(plating)과 같음], 라미네이션(lamination), 다이 부착 또는 결합(die attach or bonding), 방출, 표면의 건조 텍스쳐링(dry texturing) 또는 습식 화학 텍스쳐링(wet chemical texturing), 상기 표면의 세척(rinsing), 클리닝(cleaning) 및 건조(drying). 여기서 유일한 특성은, 상기 템플레이트가 깨끗해지고, 태양-전지-호환되는, 고정된 및 견고한(rigid and sturdy), 높은-온도-가능한, 및 재작업가능한 것이다.
In this on-template process, the template acts as a carrier to support and move the thin and fragile TFSS through several on-template process steps, including but not limited to: thermal oxidation thermal processes, such as oxidation or film deposition, including but not limited to oxidation; Other laser processes, such as nanosecond pulses (ns), picosecond pulses (ps) or scribing, doping, or ablation; Chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition (PVD); Lithography, screen printing, stencil printing, ink-jet printing, aerosol printing, spray coating or etching, ion implantation ion implantation, immersion or single side clean, etching or deposition (like plating), lamination, die attach or bonding, release, surface Dry texturing or wet chemical texturing, rinsing, cleaning and drying of the surface. The only property here is that the template is clean, solar-cell compatible, rigid and sturdy, high-temperature-enabled, and reworkable.

적절한 온-템플레이트 공정 후에, 상기 TFSS는 상기 템플레이트 캐리어로부터 방출될 수 있다[임의적으로, 상기 TFSS에 다른 방식으로 적용되기 위해 또는 코팅 또는 프린트되기 위해, 라미네이트된 뒷면 시트와 함께 이의 강화 후에(optionally after its reinforcement with a backplane sheet laminated to, coated or printed on or otherwise applied to the TFSS)]. 희생 다공성 층(sacrificial porous layer)(152)을 따라 템플레이트(150)으로부터 TFSS(154)의 방출의 개념도(conceptual diagram)가 도 5에 나타내있다. 상기 방출은, 상기 에피 방출(the epi release) 전에 상기 에피 층에 부착된, 일시적인 또는 영구적인 강화 플레이트(reinforcement plate) 또는 시트(sheet)의 사용과 함께 또는 사용없이 수행될 수 있다. 상기 강화 플레이트 또는 시트는, 유전체(dielectrics) 또는 전기 전도성 전지 연결된 물질(electrically conductive cell interconnect materials)과 같은 구조를 나중에 또는 이러한 시점에 포함할 수도 있거나, 또는 포함하지 않을 수도 있다. 만약 사용된다면, 상기 강화 플레이트는, 천공 또는 그렇지 않으면 후속 시점(later point)에서 형성되거나 또는 TFSS 방출의 시간에 존재하는 이러한 천공, 상기 강화 플레이트를 통해 또는 주위에 상기 TFSS의 전기 접촉을 가능하게 하는 다수의 전기적인 전도 위치를 포함할 수도 있다(If used, the reinforcement plate may contain perforations or otherwise a plurality of electrically conductive locations enabling the electrical contacting of the TFSS through or around the reinforcement plate, such perforations being present either at the time of TFSS release or formed at a later point). 적절한 강화 물질은, 실리콘, 유리, 실리콘-알루미늄 합금(silicon-aluminum alloys), 프리프레그(prepreg) 또는 그 밖의 유전체의 접착제(other dielectric adhesives)와 같은 중합체 또는 플리스틱, 알루미늄, 세라믹스 또는 이의 조합과 같은 금속을 포함할 수도 있다. 방출 전에 적절한 시점에, 방출될 상기 TFSS 영역의 경계 절단(border cutting) 또는 정의(definition)는 예를 들어 레이저(laser)를 사용하여 성취될 수 있다. 도 4 는 TFSS(154) 인근의 경계 절단(border cut)(156)을 나타낸 것이다.
After a suitable on-template process, the TFSS may be released from the template carrier (optionally after its reinforcement with a laminated back sheet, optionally for other applications or to be coated or printed on the TFSS). its reinforcement with a backplane sheet laminated to, coated or printed on or otherwise applied to the TFSS)]. A conceptual diagram of the release of TFSS 154 from template 150 along sacrificial porous layer 152 is shown in FIG. 5 . The release may be performed with or without the use of a temporary or permanent reinforcement plate or sheet attached to the epi layer before the epi release. The reinforcing plate or sheet may or may not include later or at this point a structure, such as dielectrics or electrically conductive cell interconnect materials. If used, the reinforcing plate may be formed at a perforation or otherwise at a later point or to allow electrical contact of the TFSS through or around such perforation, which is present at the time of TFSS release, the reinforcing plate. If used, the reinforcement plate may contain perforations or otherwise a plurality of electrically conductive locations enabling the electrical contacting of the TFSS through or around the reinforcement plate, such perforations being present either at the time of TFSS release or formed at a later point). Suitable reinforcing materials include polymers such as silicone, glass, silicon-aluminum alloys, prepreg or other dielectric adhesives, or plastics, aluminum, ceramics or combinations thereof. It may also contain the same metal. At a suitable point in time before emission, a border cutting or definition of the TFSS region to be emitted can be achieved using, for example, a laser. 4 shows a border cut 156 near the TFSS 154 .

이러한 경계 절단은 상기 TFSS의 방출 전에 또는 방출 후에 수행될 수 있다. 이는, 강화 공정 및 물질에 따라, 방출 전 및 방출 후 둘 다에서 절단을 하는 것을 유리하게 할 수도 있다. 상기 경계절단은 또한 얇은 TFSS를 약하게 하도록 제공되고, 따라서 보다 쉬운 방출을 가능하게 한다. 보다 쉬운 방출을 촉진하기 위한 또 다른 잠재적인 방법은, 바람직하게 상기 템플레이트의 가장자리(edge)에 적용될, 연삭의 용도 또는 그렇지 않으면 연마 방법(abrasive method)이다. 그렇게 함으로써, 상기 템플레이트의 가장자리에 상기 TFSS 에피택셜 층 영역(TFSS epitaxial layer region)이, 방출이 개시될 수 있는 것으로부터 약한 포인트(weak point)로서 제공될 수 있다. 이러한 예비-방출 연삭(pre-release grinding)은 TFSS(154) 및 템플레이트(150) 사이의 상기 약해진 영역(weakened area) 내로 공기의 흐름을 또한 촉진할 수 있고, 이로 인하여 압력 균등화(pressure equalization)가 가능해지고, 방출 운동(release motion)에 대해 차압-유도된 저항(pressure-differential-induced resistance)이 제거된다. 상기 방출 이 자체는, 상기 방출에 대한 초기 위치(initiation locations)로서 제공되는 국소의 약한 영역(local weak areas)의 존재를 활용함으로써 수행될 수 있다.
Such boundary cleavage may be performed before or after release of the TFSS. This may make it advantageous to cut both before release and after release, depending on the strengthening process and the material. The demarcation is also provided to weaken the thin TFSS, thus allowing easier release. Another potential method for facilitating easier release is the use of grinding or otherwise an abrasive method, preferably to be applied to the edge of the template. By doing so, the TFSS epitaxial layer region at the edge of the template can be provided as a weak point from which emission can be initiated. Such pre-release grinding can also promote the flow of air into the weakened area between the TFSS 154 and the template 150 , whereby pressure equalization is achieved. It becomes possible and the pressure-differential-induced resistance to release motion is eliminated. The release itself may be performed by utilizing the presence of local weak areas that serve as initial locations for the release.

선택적으로, 예를 들어 상기 템플레이트 및 기판 샌드위치(substrate sandwich)의 어느 한 쪽 면 상에서 상기 진공을 진동시킴으로써(by pulsating), 진동력(pulsed force)이 적용될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 방출 공정은, 전체 영역 결합력 더하기 상기 템플레이트 상에 대기압 유지력을 극복하는 것보다는, 시간 및 위치를 가로질러 확장될 수 있다(the release process can be extended across location and time (not unlike opening a zipper), rather than having to overcome the whole area bond force plus the atmospheric pressure holding force on the template). 대체적으로, 상기 방출은, 기판의 코너 또는 가장자리에서 개시될 수 있고, 그리고 난 다음에 상기 유효한 TFSS 층의 잠재적인 크래킹 및 과도한 스트레스에 기여할 수 있는, 작은 곡률 반경을 피하기 위해, 필수적으로 평행하게 상기 부분적으로 방출된 TFSS 및 상기 템플레이트를 유지시키는 공정에서 거기서부터 진행될 수 있다(Alternatively, the release can be initiated at an edge or a corner of a substrate and then proceed from there, while in the process keeping the template and the partially released TFSS essentially parallel, in order to avoid small curvature radii, which can contribute to excessive stresses and potential cracking of the active TFSS layer).
Alternatively, a pulsed force may be applied, for example by pulsating the vacuum on either side of the template and substrate sandwich. In this way, the release process can be extended across location and time (not unlike opening), rather than overcoming the overall area binding force plus atmospheric pressure holding force on the template. a zipper), rather than having to overcome the whole area bond force plus the atmospheric pressure holding force on the template). In general, the release may commence at the corners or edges of the substrate and then in parallel, essentially to avoid a small radius of curvature, which may contribute to potential cracking and excessive stress of the effective TFSS layer. Alternately, the release can be initiated at an edge or a corner of a substrate and then proceed from there, while in the process keeping the template and the partially released TFSS essentially parallel, in order to avoid small curvature radii, which can contribute to excessive stresses and potential cracking of the active TFSS layer).

상기 유효한 TFSS의 방출 후에, 특히 만약 상기 템플레이트가 상기 유효한 TFSS에 대해 다소 큰 것이라면, 상기 유효한 영역의 바깥쪽에 남아있는 잔여 증착된 박막이 있을 수도 있다. 도 6A는 두 가지 가능성을 나타낸다. 템플레이트(200)은 TFSS의 가장자리(204)를 넘어서 확장된, 다공성 반도체의 층(202)을 갖는다. 이는 방출에 대한 문제를 나타내지 않는다.
After release of the valid TFSS, there may be residual deposited thin film remaining outside of the valid area, especially if the template is somewhat larger for the valid TFSS. 6A shows two possibilities. Template 200 has a layer 202 of porous semiconductor, extending beyond the edge 204 of the TFSS. This does not indicate a problem with the release.

그러나, 일반적인 CVD 증착 공정은, 상기 전면 상에 뿐만 아니라, 또한 상기 템플레이트의 가장자리 및 뒷면 상에 상기 디자인에 따라 물질이 증착될 수 있다. 상기 필름 범위의 정도는 상기 템플레이트(210)에 나타내어 있다. 상기 베벨 영역(bevel area)에서 반도체 층의 두꺼운 증착은 바람직하지 않을 수 있다. 상기 공정에 따라, 후방(backside) 상에서 증착은, 후속 공정을 위해 해로울 수 있거나, 또는 만약 상기 후방 증착이 양면 공정의 경우에 상기 전면 증착에 대한 비교할만한 필름을 산출된다면, 원할 수 있다. 몇몇의 예방 수단은, 템플레이트(210) 대신에 템플레이트(200)와 유사한 템플레이트가 되기 위해 취해질 수도 있다(Several precautions may be taken in order to wind up with a template like template 200 instead of template 210). 후면 및 베벨 증착을 피하거나 또는 최소화하기 위한 하나의 모드(mode)는, 상기 증착 단계 동안에 상기 템플레이트의 후면 및 가장자리의 부근에 정화 가스(purge gas)로서, 수소와 같은 중립 가스를 사용하는 것이다. 후면 및 베벨 증착을 피하거나 또는 최소화하기 위한 또 다른 모드는, 증착이 상기 증착 가스로부터 원하지 않는 영역을 차단하는 새도 마스크(shadow mask)를 사용하는 것이다. 후면 및 베벨 증착을 감소시키기 위한 세 번째 모드는, 상기 기체 상으로부터 우선적으로 물질을 증착시키고, 이로 인하여 증착을 원하지 않는 영역에 상기 증착 가스가 감소되는 역할을 할 수 있는, 큰 표면 영역 또는 그렇지 않으면 최적화된 기하학적 구조를 갖는 서셉터 설계(susceptor designs)를 사용하는 것이다. 증착 공정은, 보다 많거나 또는 보다 적은 물질이 원하지 않는 영역에 증착되는 경우에 바람직한 위치(locations) 및 방향(directions)을 가질 수도 있다. 이는, 상기 동일한 템플레이트의 몇몇의 재-사용에 걸쳐 상기 원하지 않는 물질의 증착을 조화시키는데 유리할 수도 있다. 그러한 목적을 위해, 상기 템플레이트 방향은 필요로 하는 곳에 이동될 수 있고, 방향 또는 위치의 제공된 변화(dedicated changes)가 생산 흐름(production flow)의 부분으로서 프로그램될 수 있다.
However, in a typical CVD deposition process, material may be deposited according to the design, not only on the front side, but also on the edge and back side of the template. The extent of the film range is shown in template 210 . Thick deposition of a semiconductor layer in the bevel area may be undesirable. Depending on the process, deposition on the backside may be detrimental for subsequent processing, or may be desired if the back deposition yields a comparable film for the frontside deposition in the case of a two-sided process. Some prevention means is a template (210) instead, to be taken to be the similar to the template and the template (200) (Several precautions may be taken in order to wind up with a template 200 like template instead of template 210). One mode to avoid or minimize backside and bevel deposition is to use a neutral gas, such as hydrogen, as a purge gas near the backside and edge of the template during the deposition step. Another mode to avoid or minimize backside and bevel deposition is to use a shadow mask where the deposition blocks unwanted areas from the deposition gas. A third mode for reducing backside and bevel deposition is to deposit material preferentially from the gas phase, thereby serving to reduce the deposition gas in areas where deposition is not desired, or large surface areas or else It is to use susceptor designs with optimized geometry. The deposition process may have desirable locations and directions when more or less material is deposited in unwanted areas. This may be advantageous to coordinate deposition of the unwanted material over some re-use of the same template. For that purpose, the template direction can be moved where needed, and provided changes in the direction or position can be programmed as part of the production flow.

상기 템플레이트(210)에서, 다공성 실리콘 층(212)은 상기 템플레이트의 가장자리 주변을 부분적으로 둘러싸지만, TFSS(214)는 한층 더 멀리 둘러싼다. 상기 TFSS가 상기 다공성 반도체의 가장자리 너머로 확장되는 환경 하에서, 다른 방법은, 상기 템플레이를 직접적으로 접촉하는 상기 TFSS의 섹션을 제거하기 위해 사용될 수도 있다.
In the template 210 , the porous silicon layer 212 partially surrounds the edge of the template, while the TFSS 214 further encloses it. Under circumstances where the TFSS extends beyond the edge of the porous semiconductor, other methods may be used to remove sections of the TFSS that directly contact the template.

6b는, 템플레이트(200)의 경우에 TFSS 방출을 나타낸 것이다. TFSS(204)는, 가장자리 잔해(edge debris)가 거의 없이 이탈되게, 방출된다. 방출 후에, TFSS(204)는 레이저(206)에 의해 크기로 잘라질 수도 있다.
Figure 6b, illustrates a TFSS emission in the case of template 200. The TFSS 204 is released such that it leaves away with little edge debris. After emission, the TFSS 204 may be cut to size by the laser 206 .

도 6c는, 상기 TFSS가 상기 다공성 반도체 층의 가장자리를 너머 확장된 경우 또는 상기 다공성 반도체가 상기 TFSS의 용이한 방출에 충분한 상기 베벨 영역(bevel region)에서 두께 또는 다공성과 함께 형성되지 않는 경우에서, 템플레이트(210)을 나타낸 것이다. TFSS(214)는 레이저(216)에 의해 크기로 잘라지고, 그리고 난 다음에 템플레이트(210)으로부터 방출된다. 방출 후에, 잔여 필름(residual film)은 순차적으로 제거되어야한다. 템플레이트(210)에 직접적으로 아닌 다공성 반도체 층에 결합되는 섹션(Section)(218)은, 상기 템플레이트로부터 잔여 필름을 연삭(grinding) 또는 래핑(lapping)과 같은 기계 공정(machining process)에 의해, 또는 음향 (울트라- 또는 메가소닉) 에너지[sonic (ultra- or megasonic) energy]에 의해, 압축 공기(compressed air), 높은 또는 상승된 유압수(high or elevated pressure water) 또는 다른 적절한 유체(fluid), 테이핑-디테이핑 공정(taping-detaping process)의 사용에 의해 제거될 수도 있다. 상기 연삭은, 예를 들어 상기 과량의 박막 증착을 잘라내는, 부드러운 물질에 의해 또는 반도체의 그러한 것에 대하여 적절한 단단함을 갖고, 연마되는 연삭 물질을 사용하여 수행될 수 있다(The grinding can for instance be accomplished using a grinding material that is abrasive and has a suitable hardness with respect to that of the semiconductor or by a soft material, which shears off the excess thin film deposit). 후자는, 상기 과량의 물질의 결합력이 낮아지고, 박막과 상기 템플레이트 사이의 약해진 층에 의해 좌우되는 사실의 사용을 만든다. 과량의 박막의 제거는 또한 적절한 화학적 에칭(chemical etching)에 의해 발생될 수 있다. 적절한 화학적 에칭은, 증착된 필름 및 템플레이트 사이에 좋은 도펀트 농도 또는 선택성을 기초한 조성물을 산출하기 위해 선택될 수 있다(Suitable chemical etching can be selected to yield good dopant concentration or composition based selectivity between deposited film and template). 이는 또한 직접적인, 국부적인 에칭(directed, localized etch)의 사용을 활용할 수 있다.
6C shows that when the TFSS extends beyond the edge of the porous semiconductor layer or when the porous semiconductor is not formed with thickness or porosity in the bevel region sufficient for easy release of the TFSS, FIG. Template 210 is shown. The TFSS 214 is cut to size by the laser 216 and then emitted from the template 210 . After release, the residual film must be removed sequentially. Section 218 , which is bonded to a porous semiconductor layer that is not directly to template 210 , is formed by a machining process, such as grinding or lapping residual film from the template, or By acoustic (ultra- or megasonic) energy, compressed air, high or elevated pressure water, or other suitable fluid, It may be removed by the use of a taping-detaping process. The grinding can be performed, for example, by a soft material that cuts out the excess thin film deposition, or by using a grinding material that is polished with the appropriate rigidity for that of the semiconductor. using a grinding material that is abrasive and has a suitable hardness with respect to that of the semiconductor or by a soft material, which shears off the excess thin film deposit). The latter makes use of the fact that the binding force of the excess material is low and depends on the weakened layer between the thin film and the template. Removal of excess thin film can also occur by appropriate chemical etching. Proper chemical etching can be selected to yield a composition based on good dopant concentration or selectivity between the deposited film and the template. . It may also take advantage of the use of direct, localized etch.

상기 잔여 증착된 박막의 제거는, 단일 웨이퍼 기준(single wafer basis) 또는 배치 모드(batch mode)에서 실행될 수 있다. 지금까지 기재된 상기 제거 공정은, 상기 베벨 가장자리에서 상기 템플레이트의 상기 베벨 상에 확장되는 및 상기 유효 영역(active area)의 바깥쪽에 상기 템플레이트의 평평한 부분에서 최소한의 물질을 제거하도록 설계되어 있다. 그 밖의 방법은, 상기 다공성 반도체 층의 국소의 결핍되어 있거나 또는 불완전한 품질(local lacking or imperfect quality) 때문에, 상기 템플레이트(210)에 직접적으로 결합하는 상기 TFSS의 잔여물(remainder)(220)을 제거하는데 사용될 수도 있다.
Removal of the remaining deposited thin film may be performed on a single wafer basis or in batch mode. The removal process described so far is designed to remove minimal material from the flat portion of the template that extends on the bevel of the template at the bevel edge and outside of the active area. Another method is to remove the residue 220 of the TFSS that binds directly to the template 210 due to local lacking or imperfect quality of the porous semiconductor layer. It can also be used to

상기 언급된 예방 조치(precautions)와는 별도로, 이는 상기 베벨(bevel) 또는 상기 후면 영역(the backside area)에서 과량의 증착된 물질을 제거하는데 유리할 수도 있다. 과량의 증착된 물질의 이러한 제거는, 각각의 재-사용 사이클(each re-use cycle) 후에 또는 몇몇의 재-사용 사이클 후에 수행될 수도 있고, 상기 템플레이트의 수명을 통해 반복될 수도 있다. 도 6d는, 잔여물(220) 및 국소의 결함(local imperfection)(222)을 제거하는데 연삭 테이프(grinding tape)(224)의 사용을 나타낸 것이고, 도 6e는, 연삭, 연마(polishing), 또는 다른 방식의 마멸(abrading) 디바이스를 위한 기계 도구(machine tool)의 사용을 나타낸 것이다. 이러한 디바이스와 함께, 상기 베벨 또는 후면 영역에서 과량의 증착된 물질은, 제거될 수 있거나 또는 완전하게 제거될 수 있다. 상기 테이프 기초 연삭기(tape based grinder)의 경우에, 상기 템플레이트는, 일반적으로 다이아몬드 또는 탄화규소(silicon carbide)로 끼워있는, 테이프의 존재에서 회전될 수도 있다. 정사각형 또는 유사한-정사각형과 같은, 비-라운드형 템플레이트 기하학적 구조(non-round template geometries)를 위해, 상기 제거 구성(removal setup)은, 예를 들어 상기 템플레이트가 회전하지 않지만 좌우로 움직이거나, 회전되거나(swiveled) 또는 진동되는(oscillated) 경우에 다른 것이어야 한다; 또는 상기 테이프 보유/이송 메커니즘(tape holding/feeding mechanism)이 움직이거나, 회전되거나 또는 진동될 수도 있다. 상기 제거 공정은, 보다 과량의 물질이 증착된 영역에 우선적으로 물질을 제거하기 위해 조정될 수 있다. 상가 베벨 또는 후면 영역 주위에 상이한 시점에서 증착된 물질의 제거는, 상기 템플레이트를 향한 상이한 각도, 압력 또는 위치에서 상기 도구(tool), 테이프 또는 시트(sheet)를 적용함으로써 수행된다. 증착된 물질을 위한 그 밖의 제거 실행(removal implementations)은 본 분야의 당업자에게 분명할 것이다. 상기 템플레이트로부터 과량의 증착의 기계적인 제거(mechanical removal)의 이러한 타입에 대한 대체적인 공정(alternative process)은, 상기 템플레이트로부터 상기 과량의 증착을 제거하는 목표와 함께 국부적으로 적용되는 적합한 화학물질의 사용이다.
Apart from the precautions mentioned above, it may be advantageous to remove excess deposited material from the bevel or the backside area. This removal of excess deposited material may be carried out after each re-use cycle or after several re-use cycles and may be repeated throughout the lifetime of the template. FIG. 6D illustrates the use of grinding tape 224 to remove residue 220 and local imperfection 222 , and FIG . 6E illustrates grinding, polishing, or It illustrates the use of a machine tool for an alternative abrading device. With this device, excess deposited material in the bevel or back region can be removed or completely removed. In the case of the tape based grinder, the template may be rotated in the presence of a tape, usually sandwiched with diamond or silicon carbide. For non-round template geometries, such as squares or similar-squares, the removal setup is for example to move left, right, rotate or if swiveled or oscillated, it shall be different; Or the tape holding / feeding mechanism may be moved, rotated or vibrated. The removal process can be adjusted to remove material preferentially in areas where excess material is deposited. Removal of the deposited material at different points in time around the elevated bevel or back region is performed by applying the tool, tape or sheet at different angles, pressures, or locations towards the template. Other removal implementations for the deposited material will be apparent to those skilled in the art. An alternative process for this type of mechanical removal of excess deposition from the template is the use of a suitable chemical applied locally with the goal of removing the excess deposition from the template. to be.

도 6e에서, 정밀한 연삭 휠(precision grinding wheel)(226)[또는 연마 휠(polishing wheel) 또는 슬러리(slurry)]은 템플레이트(210)의 가장자리 주위에서 상기 필름을 제거하는데 사용되었다. 그러나, 이는, 예를 들어 후면 연삭기(backside grinder)(230)의 사용에 의해 제거될 수도 있는, 후면 잔여물(backside residue)(228)을 남겨둘 수도 있다. 하나의 도구 내로 가장자리 후면 연삭 휠(edge backside grinding wheel)의 기능과 베벨 연삭 휠(bevel grinding wheel)의 기능을 결합된 것 또한 예상된다.
In FIG. 6E , a precision grinding wheel 226 (or polishing wheel or slurry) was used to remove the film around the edge of template 210 . However, this may leave backside residue 228 , which may be removed, for example, by the use of backside grinder 230 . It is also envisaged to combine the functions of the edge backside grinding wheel and the bevel grinding wheel into one tool.

상기 테이프, 시트 또는 정밀한 베벨 연삭/연마 단계(precision bevel grind/polish step)에 대한 또 다른 대체적인 공정은, 상기 베벨을 새로운 형태로 취하게 하고, 상기 템플레이트의 밑면 및 상기 베벨에서 과량의 증착을 제거하기 위해, 직접적인 또는 워터-제트-가이드(water-jet-guided), 레이저의 사용이다. 레이저 기초된 베벨 물질 제거 공정의 효과는 도 6f에 나타낸 것이다. 이러한 방법은 특히 정확한 삼차원적 조절(precise dimensional control)을 가능하게 하는 장점을 가질 수도 있다. 상기 방법의 조합은 또한 그럴듯하다. 나타낸 바와 같이, 어떠한 템플레이트(210)는 도 6f에 사용된 상기 레이저 가장자리 제거(laser edge ablation)에 의해 제거된다.
Another alternative process for the tape, sheet or precision bevel grind / polish step is to take the bevel in a new form and to avoid excess deposition on the underside and the bevel of the template. To remove it is the use of a direct or water-jet-guided, laser. The effect of the laser based bevel material removal process is shown in FIG. 6F . This method may in particular have the advantage of enabling precise predimensional control. The combination of the above methods is also plausible. As shown, any template 210 is removed by the laser edge ablation used in FIG. 6F .

몇몇의 경우에, 도 6c 내지 6e와 결합하여 상기에 나타낸 상기 공정은, 상기 템플레이트의 전면 뿐만 아니라 후면 상에서 몇몇의 원하지 않는 추가적인 TFSS 물질을 이탈시킬 것이다. 이러한 경우에, 도 6g에 나타낸 바와 같이, 연삭기(232)는 그러한 물질을 제거하는데 사용될 수도 있다. 만약 이러한 것이 그렇지 않다면, 상기 남아있는 전면 TFSS 물질이, 방출을 보다 어렵게 만드는 그러한 지점에 대해 "고정(lock)"시키기 위해 템플레이트(210) 상에 생성된 그 다음 TFSS를 야기할 수도 있다(If this is not done, the remaining front side TFSS material may cause the next TFSS produced on template 210 to "lock" to that point, making release more difficult). 상기 템플레이트를 재사용하기 전에 과량의 물질을 제거함으로써, 이러한 걱정은 완화될 수도 있다.
In some cases, the process shown above in conjunction with FIGS. 6C-6E will leave some unwanted additional TFSS material on the front as well as the back of the template. In such a case, as shown in FIG . 6G , grinding machine 232 may be used to remove such material. If this is not the case, the remaining front TFSS material may cause the next TFSS generated on template 210 to "lock" to such a point making release more difficult. is not done, the remaining front side TFSS material may cause the next TFSS produced on template 210 to "lock" to that point, making release more difficult). This concern may be alleviated by removing excess material prior to reusing the template.

어떠한 방법에 의해 상기 원하지 않는 TFSS 물질의 제거 후에, 일반적인 흐름은, 하기의 몇몇의 목적을 제공하는 재-사용 클리닝(re-use cleaning)을 포함할 수도 있다 : 첫 번째, 지속하는 반복된 재-사용을 할 수 있는, 재-사용가능한 조건 내로 상기 템플레이트를 가져오기 위해; 두 번째, 상기 희생 방출 층(sacrificial release layer)의 나머지를 제거하기 위해; 그 다음에, 상기 동일한 템플레이트 상에 증착될 차후의 TFSSs의 수명에 해로울 수 있는 금속성 오염물질(metallic contaminants)을 제거하기 위해; 마지막으로, 유기성 또는 금속-포함하는 잔여물(metal-containing residues)과 같은 어떠한 온-템플레이트 공정의 해로운 나머지(detrimental remnants of any on-template processes)를 제거하기 위해. 일반적으로, 상기 재-사용 세척 후에, 상기 템플레이트는 상기 다공성 반도체 형성 공정을 또 다시 하고, 이로 인하여 또 다른 희생 방출 층이 형성된다. 이는 그리고 난 다음에 방출될 상기 박막의 증착을 또 다시 한다. 상기에 나타낸 바와 같은 그 다음의 공정이 계속된다.
After removal of the unwanted TFSS material by any method, the general flow may include re-use cleaning, which serves several purposes: first, continuous repeated re- Bringing the template into reusable conditions, which can be used; Second, to remove the remainder of the sacrificial release layer; Then to remove metallic contaminants that may be detrimental to the life of subsequent TFSSs to be deposited on the same template; Finally, to remove the detrimental remnants of any on-template processes, such as organic or metal-containing residues. Generally, after the re-use wash, the template repeats the porous semiconductor forming process again, thereby forming another sacrificial release layer. This then again deposits the thin film to be released. The next process as indicated above is continued.

상기 템플레이트의 후면 상에 확장된 잔여의 증착은, 추가적인 공정에 해로울 수도 있고, 상기 템플레이트가, 반복적으로 상기 희생 층 형성/증착/추가적인 공정/방출/후-방출 처리 공정(the sacrificial layer formation/deposition/ further processing/release/post-release treatment processing)으로 순차적으로 진행되는 바와 같이 축적될 수도 있다. 상기 후면 상의 잔여의 증착은, 처리(handling)에 해롭고, 깨지는 상기 템플레이트의 성향을 증가시킬 수도 있는, 국소의 스트레스 포인트(local stress points) 및 매끄럽지 않는 템플레이트 표면(unsmooth template surfaces)을 야기할 수 있다. 그러므로, 후면 증착된 물질의 제거 또는 방지(avoidance)(상기에 나타냄)가 유리할 수도 있다. 이는 몇몇의 재-사용 사이클 후 또는 각각의 재-사용 사이클 후에 수행될 수도 있고, 상기 템플레이트의 상기 수명 동안에 반복될 수도 있다. 이러한 방법은, 상기 완전한 후면 영역으로부터 물질을 제거함으로써, 또는 상기 후면의 가장자리에 주로 증착된 물질을 상기 웨이퍼 가장자리에서 오직 국소적으로 제거함으로써, 실행될 수 있다.
Residual deposition extended on the backside of the template may be detrimental to further processing, and the template may be repeatedly subjected to the sacrificial layer formation / deposition process. It can also accumulate as it proceeds sequentially to further processing / release / post-release treatment processing. Residual deposition on the backside can cause local stress points and unsmooth template surfaces that are detrimental to handling and may increase the propensity of the template to break. . Therefore, removal or prevention (shown above) of back deposited material may be advantageous. This may be performed after several re-use cycles or after each re-use cycle, and may be repeated during the lifetime of the template. This method can be performed by removing material from the complete backside area or by only locally removing material from the wafer edge that is primarily deposited at the edge of the backside.

상기 템플레이트는 전제적인 공정에서 매우 귀중한 물품(commodity)이다. 따라서, 상기 템플레이트가 지속될 수 있는 증착 사이클[템플레이트 재사용 사이클(template reuse cycles)]의 상기 잠재적인 수를 확장하기 위해 제공되는 어떠한 공정이, 상기 가치 제안(value proposition)(전지 당 템플레이트의 분할상환 비용을 감소시킴으로써)에 실질적으로 추가된다. 따라서, 상기 템플레이트 상에서 결함이 있는 공정(defective processing) 또는 상기 TFSS 필름의 불완전한 방출 또는 제거의 경우에, 상기 템플레이트는 재생 공정(reconditioning process)을 받을 수 있다. 이러한 재생 공정은, 상기 템플레이트의 상기 문제가 있는 부분(problematic portions)만의 또는 상기 템플레이트의 완전한 영역의 연삭 및/또는 연막으로 이루어져 있을 수도 있다. 성공적인 재생 후에, 상기 템플레이트는 상기 공정 루프(process loop) 내로 다시 들어갈 수 있고, 재-사용은 다시 시작될 수 있다.
The template is a very valuable commodity in the overall process. Thus, any process provided to extend the potential number of deposition cycles (template reuse cycles) in which the template can be sustained may result in the value proposition (template replacement cost of template per cell). Is substantially reduced). Thus, in the event of defective processing on the template or incomplete release or removal of the TFSS film, the template may be subjected to a reconditioning process. This regeneration process may consist of grinding and / or smoke screening only of the problematic portions of the template or of the complete area of the template. After successful playback, the template can be reentered into the process loop and re-use can be resumed.

연식 및/또는 연마는 한쪽 면 또는 양면 연식기/연마기(grinder/polisher)를 사용하여 성취될 수 있다. 상기 연식/연마 공정은 표면 상태(surface finish)의 필요성에 따라 선택된다. 상기 태양 전지를 위해 상기 기판을 나중에 형성하는 상기에 나타내는 상기 TFSS는, 상기 기판의 거울 광택된 표면 상태(mirror polished surface finish)에 의존하지 않는다. 따라서, 상기 다공성 반도체 희생 층이 거울 광택된 반도체 표면(mirror polished semiconductor surface)으로서 개시하지 않는 템플레이트 표면 상에 형성될 수 있는 점을 지적한 것은 중요하다. 상기 기판의 불완전한 공정이 발생하는 단계에서 사전에 알려지지 않고, HVM-호환되는 연식/연막 공정이 상기 출발 템플레이트로부터 최소량의 물질은 써버리기 때문에, 만약 상기 두께가 알려져 있다면, 이는 다수의 템플레이트가, 동일한 타겟 두께(same target thickness)로 동시에 연삭기/연막기에서 진행될 수 있도록, 하나의 단계 후에 상기 방출 공정에서 상기 템플레이트를 검사하고, 이들을 두께 범위로 분류하는 것이 유리하다. 두께 및 상기 증착으로부터 국소의 잔여물에 대한 상기 분류가, 시각적인, 용량성의 또는 가스 뒷쪽 압력 기초된 감지(optical, capacitive or gas back pressure based sensing)와 같은, 적절한 장치와 동시에 실행될 수 있다.
Softening and / or polishing can be accomplished using single or double side grinders / polishers. The softening / polishing process is selected according to the needs of the surface finish. The TFSS shown above, which later form the substrate for the solar cell, do not depend on the mirror polished surface finish of the substrate. Thus, it is important to point out that the porous semiconductor sacrificial layer may be formed on a template surface that does not start as a mirror polished semiconductor surface. If the thickness is known, if the thickness is known, it is not known in advance where the incomplete process of the substrate occurs and the HVM-compatible soft / smoke process wastes the least amount of material from the starting template. It is advantageous to inspect the templates in the release process after one step and classify them into thickness ranges so that they can proceed simultaneously in the grinding machine / smoker with a same target thickness. The classification of local residues from the thickness and the deposition can be performed simultaneously with a suitable device, such as optical, capacitive or gas back pressure based sensing.

상기 템플레이트 캐리어(template carrier)로부터 방출되고, 상기 템플레이트 중에 이를 적용하는 몇몇의 공정을 이미 가질 수도 있는 상기 TFSS가 상기 방출 후에 추가적으로 가공될 수 있다. 충분한 층 두께에 대해, 상기 TFSS 및 이의 추가적인 처리를 위한 몇몇의 가능한 실시형태가 있다: 상기 TFSS는 자립(self-supporting)이 가능하고, 있는 그대로의 추가적인 공정을 통해 처리될 수 있다. 만약 위에 상기 TFSS 물질을 증착시키는데 사용되는 상기 템플레이트가, 다수의 피라미드, 각기둥 또는 그 밖의 삼-차원 기하학적 구조와 같은, 삼-차원 구조를 형성하기 위해 조직화되었다면, 그리고 난 다음에 만약 증착된 TFSS 물질의 양이 매우 작음에도 불구하고, 상기 TFSS가 자립이 가능할 수도 있다. 이러한 구조적인 특징은, 상기 삼차원 템플레이트 및 TFSS의 잠재적인 장점이다. 만약 상기 층 두께가 자립이 가능하도록 상기 TFSS에 대해 충분하지 않다면, 상기 TFSS는 적절한 지지 플레이트(support plate), 시트 또는 필름을 통해 추가적인 공정을 통해 지지될 수 있다.
The TFSS, which may be released from the template carrier and may already have some process of applying it in the template, may be further processed after the release. For sufficient layer thickness, there are several possible embodiments for the TFSS and its further processing: The TFSS is self-supporting and can be processed through additional processing as is. If the template used to deposit the TFSS material thereon is organized to form a three-dimensional structure, such as a number of pyramids, prisms or other three-dimensional geometry, and then the deposited TFSS material Although the amount of is very small, the TFSS may be able to stand on its own. This structural feature is a potential advantage of the three-dimensional template and TFSS. If the layer thickness is not sufficient for the TFSS to allow for self-supporting, the TFSS may be supported through additional processing through a suitable support plate, sheet or film.

상기로 제한되지 않지만, 하기의 서술 및 해당하는 도면은, 본 출원에 기재된 주제에 보다 직접적으로 관련되어 있다. 상기 나타낸 방법의 목적은, 이러한 템플레이트의 유용한 라이프 사이클을 확장시키고, 이러한 템플레이트를 제조하고 사용하는 분할상환 비용(amortized cost)을 감소시키는 것이다. 이는, 적절한 도핑 레벨로 에피택셜 증착의 도움으로, 이러한 템플레이트 상에 양극산화(anodization)[또는 양극성의 에칭(anodic etch)]에 의해 다공성 반도체/실리콘을 형성하기 위해, 적어도 적절한 도핑, 또는 유사한 도핑(like doping)으로, "재구성 물질(reconstructing material)"로서 본원에 나타낸, 유사한 물질을 첨가함으로써 달성될 수도 있다. 예를 들어, 만약 상기 출발 템플레이트가 p+ 도핑된 실리콘(p+ doped silicon)으로 구성되어 있다면, 상기 에피택셜 필름은 또한 붕소(p+)와 같은 p-타입 도펀트(p-type dopant)로 원위치 도핑될(in-situ-doped) 것이고, 상기 첨가된 재구성 물질이, 양극 산화 공정(anodization process)을 사용하여 상기 다공성 층을 형성하기 위해 적절하게 도핑될(p+ 도핑됨) 것이다.
Although not limited to the above, the following description and corresponding drawings are more directly related to the subject matter described in this application. The purpose of the method shown above is to extend the useful life cycle of such templates and to reduce the amortized cost of making and using such templates. This is at least appropriate doping, or similar doping, to form porous semiconductor / silicon by anodization (or bipolar etching) on this template with the aid of epitaxial deposition at an appropriate doping level. (like doping) may be achieved by adding similar materials, shown herein as "reconstructing materials." For example, if the starting template consists of p + doped silicon, the epitaxial film may also be in-situ doped with a p-type dopant such as boron (p +) ( in-situ-doped, and the added reconstitution material will be appropriately doped (p + doped) to form the porous layer using an anodization process.

이러한 증착 공정은, 두께 및 물질 강도를 첨가하기 위해, 상기 템플레이트 두께가 원하는 수치보다 낮은 경우 또는 템플레이트 재사용 사이클 당 한 번 또는 바람직하게 다수의 템플레이트 재사용 사이클 당 한 번(preferably once every multiple template reuse cycles)과 같이 유리하거나 또는 필요할 때마다 사용될 수도 있다.
This deposition process may be performed once the template thickness is lower than the desired value, or once per template reuse cycle, or preferably once per multiple template reuse cycles, to add thickness and material strength. It may be advantageous or used whenever necessary.

일반적으로, 이러한 재구성 물질은 하기일 수도 있다: a) 결함이 있거나 또는 너무 얇은 템플레이트[유용한 수(the useful number)의 템플레이트 재사용 사이클에 관하여]의 유용한 수명을 연장할 수도 있다; b) 보다 긴 유용한 수명 사이클을 제공하는 상기 템플레이트를 가능하게 하고 전지 당 보다 낮은 분활상환 템플레이트 비용을 제공하는 보다 두꺼운 템플레이트를 제공할 수도 있다; c) 상기 출발 웨이퍼의 표면을 개선하고/평탄화함으로써 차후의 공정을 위해 매끄러운 표면(smoothed surface)을 제공할 수도 있다; 및 d) 템플레이트의 열용량과 관련된 이러한 가변성으로 제한되지 않는 것과 같이, 과도하게 상이한 템플레이트 두께에 의해 야기될 수 있는, 상기 템플레이트의 상기 수명을 통해 이전보다 더 나은 템플레이트 두께 범위를 제공하고, 따라서 공정 가변성(process variabilities)을 최소화될 수도 있다.
In general, such reconstituted materials may be: a) defective or too thin templates (with respect to the useful number of template reuse cycles) to extend useful life; b) provide a thicker template that enables the template to provide a longer useful life cycle and provides a lower cost of redemption template per cell; c) improving / planarizing the surface of the starting wafer to provide a smoothed surface for subsequent processing; And d) providing a better template thickness range than before, through the lifetime of the template, which may be caused by excessively different template thicknesses, such as but not limited to this variability associated with the heat capacity of the template. (process variabilities) may be minimized.

상기에 나타낸 바와 같이, 상기 TFSS가 상기 템플레이트로부터 방출된 후에, 상기 템플레이트는, 제거 공정, 재생 공정(reconditioning process), 지지 뒤판(supporting backplane)의 부착 또는 임의적인 적용을 포함하는 이러한 동일한 다공성 실리콘 (PS) 형성, TFSS 증착, 온-템플레이트 공정을 반복적으로 할 수 있게 하기 위해, 표면 에칭/클리닝 및 그 밖의 공정을 사용하여, 추가적인 공정 단계로 처리될 수 있다. 이러한 사이클 동안에, 상기 템플레이트는 두께가 줄어든다.
As indicated above, after the TFSS has been released from the template, the template may be subjected to the same porous silicon (including a removal process, a reconditioning process, attachment of a supporting backplane or optional application). In order to be able to repeat the PS) formation, the TFSS deposition, the on-template process, surface etching / cleaning and other processes can be used to further process steps. During this cycle, the template is reduced in thickness.

그러나, 상당한 템플레이트 두께 손실에 대한 실제 한계(practical limit)가 있고, 물질 두께의 손실 때문에, 템플레이트 강도(template strength)가 감소될 것이고, 템플레이트의 파손의 비율이 지나쳐서, 실질적인 수득률 손실을 야기할 수도 있다.
However, there is a practical limit to significant template thickness loss, and due to the loss of material thickness, template strength will be reduced, and the rate of template breakage may be excessive, resulting in substantial yield loss. .

템플레이트 두께 손실의 이러한 약점을 피하기 위해, 상기 나타낸 방법은, 바람직하게 에피택셜 또는 유사 도핑의 다른 방식의 유사한-에피택셜 필름, 결정질을 갖는 이를 두껍게 함으로써 상기 템플레이트의 수명을 연장시키는 것이다(the disclosed methods extend the life of the template by thickening it up with a crystalline, preferably epitaxial or otherwise quasi-epitaxial film of like doping). 유사한-에피택셜 필름은, 유사한-단결정질 잉곳(quasi-monocrystalline ingot)으로부터 생성된 실리콘 웨이퍼로부터와 같이, 이것 자체로 유사한-단결정질 템플레이트인, 템플레이트 상에서 성장된 필름과 같이 본원에 정의되어 있다. 이러한 공정은, 대표적인 실시형태로서 삼차원적으로 구조된 템플레이트 및 평면의(planar), 실질적인 평면(substantially planar)을 나타내는, 도 7a 내지 c에 일반적으로 나타내었고, 임의적으로 예비-텍스쳐된 템플레이트(pre-textured templates)는 상기 동일한 방법을 또한 사용할 수도 있다. 템플레이트(300)이 TFSS 제조 공정을 통해 가는 바와 같이, 원래의 두께 hA 로서 도 7a 에 나타낸, 상기 템플레이트의 두께는 도 7b 에 나타낸 바와 같이 보다 작은 두께 hB 로 감소된다. [설명의 명료성을 위해, 두께 감소는 규모(scale)를 나타내지 않음]. 도 7a 에 나타낸 바와 같이, 상기 삼차원 구조의 리지(ridge), 역피라미드(302)는, 상기 평평한 전면 템플레이트 가장자리를 갖는 동등한 평면(equivalent plane) 상에 있다. 그러나, 도 7b는, 상기 템플레이트가 양극 에칭(anodic etching) 및/또는 습식 에칭(wet etching)으로부터 얇아진 후에, 상기 삼차원 구조의 리지는, 상기 평평한 템플레이트 가장자리와 동등한 평면(equivalent plane)이 아니다 - 그들은 실질적으로 보다 낮다(lower). 상기 템플레이트의 두께는 그리고 난 다음에, hC로서, 도 7c 에 나타낸, 상기 템플레이트 두께를 증가시키는 상기 템플레이트에 대한 유사 물질(304)을 에피택셜적으로 증착시킴으로써 증가될 수도 있다. 나타낸 바와 같이, 재구성하는 반도체 물질(reconstructing semiconducting material)(304)는 동일한 타입의 것 및 도 7a 에 나타낸 상기 출발 템플레이트로서 도핑 농도(doping concentration)이다. 또한, 삼차원 구조의 리지는 상기 평평한 템플레이트 가장자리를 갖는 동등한 평면으로 복원되었다는 점을 또한 참고하라. 따라서, 상기 템플레이트 두께 및 삼차원 구조는, 상기 템플레이트 상단 표면(top surface) 상에서 유사 물질의 층의 증착함으로써 회복된다(PS의 형성을 위해 사용됨).
In order to avoid this weakness of template thickness loss, the method shown above is to extend the life of the template by thickening a similar-epitaxial film, crystalline, preferably of another way of epitaxial or similar doping. extend the life of the template by thickening it up with a crystalline, preferably epitaxial or otherwise quasi-epitaxial film of like doping). Similar-epitaxial films are defined herein as films grown on templates, which are themselves similar-monocrystalline templates, such as from silicon wafers produced from quasi-monocrystalline ingots. This process is shown generally in FIGS. 7A-C , representing a three-dimensionally structured template and a planar, substantially planar, as an exemplary embodiment, and optionally a pre-textured template (pre- textured templates may also use the same method. As template 300 goes through the TFSS fabrication process, the thickness of the template, shown in FIG. 7A as the original thickness hA , is reduced to a smaller thickness hB , as shown in FIG. 7B . [For clarity of explanation, thickness reduction does not represent scale]. As shown in FIG . 7A , the ridge, inverted pyramid 302 of the three-dimensional structure is on an equivalent plane with the flat front template edge. However, FIG. 7B shows that the ridges of the three-dimensional structure are not equivalent planes to the flat template edges, after the template is thinned from anodizing and / or wet etching-they are Substantially lower. The thickness of the template may then be increased by epitaxially depositing a similar material 304 for the template that increases the template thickness, shown in FIG . 7C , as hC . As shown, the reconstructing semiconducting material 304 is of the same type and the doping concentration as the starting template shown in FIG . 7A . Also note that the ridge of the three-dimensional structure has been restored to an equivalent plane with the flat template edges. Thus, the template thickness and three-dimensional structure are recovered by the deposition of a layer of similar material on the template top surface (used for the formation of PS).

중요하게, 제공된 상기 방법은, 어떠한 삼차원 표면 토포그래피(any three-dimensional surface topography)와 함께 템플레이트 또는 웨이퍼에 적용될 수도 있다 - 일반적으로 삼-차원 표면 토포그래피는, 상기 템플레이트의 표면 상에 상기 캐비티의 개구(opening of the cavities)를 형성하는 리지에 의해 정의되는 캐비티를 포함한다. Importantly, the method provided may be applied to a template or wafer with any three-dimensional surface topography—generally three-dimensional surface topography is used to determine the appearance of the cavity on the surface of the template. A cavity defined by a ridge forming an opening of the cavities.

상기 두꺼워지는 공정(thickening process)은, 템플레이트 수명 사이클 동안에 다수의 시간(multiple times) 동안에 수행될 수도 있다. 그렇게 함으로써, 특히 만약 제공된 템플레이트 상에서 상기 에피택셜 증착 과정이 웨이퍼링 공정에 의해 상기 출발 템플레이트를 생산하는 것보다, 보다 비용-효율적인 방식으로 실행될 수 있다면, 상기 템플레이트에 대한 보다 큰 가치가 더해질 수도 있다. 예를 들어 재-사용의 고정수(fix number of re-uses) 후에 또는 두께가 특정한 한계점(threshold)으로 떨어지는 경우에, 템플레이트의 주기적이거나 또는 다른 방식으로 정기적으로 두꺼워지는 것(thickening)은, 생산 라인의 지탱(sustainment) 및 열에 의해 유도된 어닐링, 성장 또는 증착, 프린팅 또는 리소그래피 공정(lithographic processes), 라미네이트(lamination), 및 보다 작은 범위의 두께로부터의 이익을 얻는 그 밖의 공정과 같은 공정 동안의 단호한 통제(tight control)에 유리하다.
The thickening process may be performed for multiple times during the template life cycle. By doing so, especially if the epitaxial deposition process on a provided template can be carried out in a more cost-effective manner than producing the starting template by a wafering process, greater value for the template may be added. Periodic or otherwise regular thickening of the template, for example after a fixed number of re-uses or when the thickness drops to a certain threshold, produces During processes such as line sustaining and heat induced annealing, growth or deposition, printing or lithographic processes, lamination, and other processes that benefit from smaller range thicknesses Favorable for tight control.

차이로서, 이는 보다 저도핑된 템플레이트(lightly doped template)와 시작하고, 상기 두꺼워진 층의 상기 에피택셜 증착을 통해 보다 많게(상기 템플레이의 상단 표면으로서 도면에 나타냄) 그 다음의 양극산화 사이클(subsequent anodization cycles)을 받은 영역만을 도핑하는 것이 가능하다. 이는 반도체 웨이퍼의 가격이 도펀트(dopant)의 양에 의해 일반적으로 영향을 받는 바와 같이 보다 낮은 비용 출발 템플레이트(a lower cost starting template)의 이용을 가능하게 할 수도 있다. 또한, 잉곳을 통하여(throughout an ingot), 상기 도핑 레벨(doping level)은 일반적으로 현저한 프로파일을 받는다. 따라서,이러한 도핑 변화의 영향(the impact these doping variations)은, 상기 템플레이트의 라이프사이클을 통해 잠재적으로 상기 TFSS의 형성에서 가지고, 상기 수많은 TFSS의 형성은, 상기 다공성 층을 형성하기 위해 양극산화처리될 수 있는, 상기 템플레이트 표면 층 상에서만 재구성 물질을 증착함으로써 감소될 수도 있다. 그 밖의 실시형태는 상기 템플레이트를 위해 보다 높은 도핑 농도로 시작하고, 상기 표면에 보다 낮은 도핑 농도를 증착하는 것을 포함한다. 배치(arrangement)와 함께, 템플레이트 비용에 잠재적으로 추가하는 것은, 상기 다공성 반도체 층 또는 층들을 형성하는데 사용되는 양극산화 공정 동안에 웨이퍼를 가로질러 상기 전기장(electric field)의 매우 효과적인 균등화(equalization)를 가능하게 한다.
As a difference, this starts with a lightly doped template and more through the epitaxial deposition of the thickened layer (shown in the figure as the top surface of the template) and the subsequent anodization cycle ( It is possible to dope only the area that has undergone subsequent anodization cycles. This may enable the use of a lower cost starting template, as the price of the semiconductor wafer is generally influenced by the amount of dopant. Also, through out an ingot, the doping level generally receives a prominent profile. Thus, the impact these doping variations have potential in the formation of the TFSS throughout the lifecycle of the template, and the formation of the numerous TFSSs may be anodized to form the porous layer. May be reduced by depositing reconstitution material only on the template surface layer. Other embodiments include starting with a higher doping concentration for the template and depositing a lower doping concentration on the surface. Potentially adding to the template cost, along with the arrangement, allows for very effective equalization of the electric field across the wafer during the anodization process used to form the porous semiconductor layer or layers. Let's do it.

템플레이트 두께가 두꺼워지기 위해 상기 템플레이트 위로 에피택셜 실리콘의 상대적으로 두꺼운 층을 증착시키는 것의 다른 이익은, 상기 템플레이트의 재-사용의 사이클을 동안에 접할 수도 있는 매끄러운 공정 결함(smoothing process imperfections)을 포함한다.
Another benefit of depositing a relatively thick layer of epitaxial silicon over the template to thicken the template thickness includes smoothing process imperfections that may be encountered during the cycle of re-use of the template.

첫 번째로, 상기 템플레이트의 상기 박막(TFSS)의 제거의 일부로서, 예를 들어 배타적으로 레이저만이 아닌 것을 사용하여, 절단 공정(cutting process)이 사용될 수도 있다. 이러한 절단 공정은, 상기 템플레이트의 표면 상의 표시 및 절단을 생산하는 차이 때문에 의도적이거나 또는 의도적이지 않을 수도 있다(This cutting process may intentionally or unintentionally due to variations generate cuts and marks on the surface of the template). 이러한 절단은, 결정질 성장 표면을 제공하도록, 차후의 에칭에 의해 매끈하게 될 수도 있다. 두꺼워지기 위한 상기 두꺼운 에피 증착(thick epi deposition)은 상기 새로운 출발 표면을 평탄화하는데 사용되고, - 따라서 절단 표시의 차후의 부정적인 영향을 예방한다.
First, as part of the removal of the thin film (TFSS) of the template, a cutting process may be used, for example using exclusively lasers. This cutting process may be intentional or unintentional due to the difference in producing markings and cuts on the surface of the template (the cutting process may intentionally or unintentionally due to variations generate cuts and marks on the surface of the template). Such cleavage may be smoothed by subsequent etching to provide a crystalline growth surface. The thick epi deposition to thicken is used to planarize the new starting surface, thus preventing the subsequent negative effects of cut marks.

두 번째, 일반적으로 서셉터 또는 캐리어로부터의 접촉력, 처리(handling) 또는 미립자 오염으로 인한 경우에, 상기 템플레이트 상에 구역/영역이 일반적으로 있을 수 있기 때문에, 상기 PS 양극산화처리된 층은 완벽하지 않다. 그리고 난 다음에, 에피택셜 TFSS 증착 전에 상기 베이킹 공정(baking process) 동안에, 상기 상단 층은 상기 영향을 받은 구역에 완벽하게 역류되지 않는다(reflow). 이는 상기 TFSS의 일부가 상기 템플레이트에 고정되기 때문에, 상기 TFSS의 완벽한 제거는 더 이상 불가능한 경우에, 상기 템플레이트 상에 구역(zones)을 유도할 수도 있다. 템플레이트 가장자리 영역은 특히 이러한 발생이 쉽게 일어난다. 상기 TFSS가 차후의 PS 형성을 가능하게 하도록 올바른 도핑(the right doping)을 일반적으로 가지지 않기 때문에, 둘러싸여 있는 영역(surrounding areas)은 양극산화 동안에 최적의 전류 밀도(current density)를 얻을 수 있고, 상기 고정된 영역 상에 증착된 실리콘이, 인근의 TFSS 물질의 제거를 저항하는 유지력을 이 자체로 제공할 것인 바와 같이, 상기 고정된 영역은 높이 및 너비 둘 다를 증가시키는 경향이 있다.
Second, the PS anodized layer is not perfect because there are generally zones / regions on the template, usually due to contact forces, handling or particulate contamination from the susceptor or carrier. not. Then, during the baking process prior to epitaxial TFSS deposition, the top layer does not completely reflow into the affected area. This may lead to zones on the template when a complete removal of the TFSS is no longer possible because part of the TFSS is fixed to the template. The template edge region is particularly prone to this occurrence. Since the TFSS generally does not have the right doping to enable subsequent PS formation, the surrounding areas can obtain an optimal current density during anodization, and As the silicon deposited on the fixed area will itself provide a holding force that resists the removal of nearby TFSS material, the fixed area tends to increase both height and width.

PS를 또다시 형성하기 위해 상기 올바른 도핑 농도(right doping concentration)의 두꺼운 에피택셜 필름을 증착하는 것은, 또다시 방출에 적합한 이러한 결함이 있는 점/영역(such defective spots/regions)을 만들 수도 있다. 이러한 공정은, 삼차원적으로 구조된 템플레이트가 나타낸 도 8a 내지 b에 나타내었지만, 상기 동일한 개념은, 실질적으로 평평하거나 또는 임의적으로 예비-텍스처화된 템플레이트(substantially flat or randomly pre-textured template)에 적용된다. 도 8a는, 잔여 에피 층(312)을 갖는, 몇몇의 TFSS 제조 및 재-사용 사이클 후의, 템플레이트(310)을 나타낸다. 잔여 에피 층(312)는 PS 형성을 위해 잘못된 도핑 농도를 갖고, 다공성 반도체 또는 다공성 실리콘이 이러한 층 상에 형성되지 않을 수도 있는 바와 같이, 이는 상기 TFSS 형성 공정에서 지속적 결합이 될 것이다.
Depositing the thick epitaxial film of the right doping concentration again to form the PS may again create such defective spots / regions that are suitable for release. This process is shown in FIGS . 8A-B , where a three-dimensionally structured template is shown, but the same concept applies to a substantially flat or randomly pre-textured template. do. 8A shows template 310 after several TFSS fabrication and re-use cycles with residual epi layer 312 . The remaining epi layer 312 has an incorrect doping concentration for PS formation, and as a porous semiconductor or porous silicon may not be formed on this layer, this will be a continuous bond in the TFSS formation process.

도 8b에서, 잔여 에피 층(312) 뿐만 아니라 에피택셜 성장 층(314)이 PS 형성(상단 표면)에 사용된 나머지의 상기 템플레이트 표면 상에 형성된다. 에피택셜 성장 층(314)은, 다공성 반도체/실리콘 (PS) 형성에 적절하게 도핑되고, 상기 전체의 템플레이트 표면 상에 PS의 형성을 가능하게 하고, 이로 인하여 결함이 있는 잔여 에피 층(312)를 경감시키고, 상기 템플레이트로부터 상기 TFSS의 효과적이고 깨끗한 방출을 가능하게 한다.
In FIG. 8B , epitaxial growth layer 314 as well as residual epi layer 312 are formed on the remaining said template surface used for PS formation (top surface). The epitaxial growth layer 314 is suitably doped to form porous semiconductor / silicon (PS) and allows formation of PS on the entire template surface, thereby degrading the defective remaining epi layer 312 . Alleviate and enable effective and clean release of the TFSS from the template.

상기 두꺼워진 층의 상기 에픽택셜 증착은 임의적으로, 상기 베벨된 가장자리(the beveled edge) 상에 상기 두꺼워진 층(thickening layer)을 제거하기 위해, 상기 템플레이트의 상기 베벨된 가장지리에 대한 처리가 뒤따를 수도 있다. 이러한 추가적인 처리는, 에픽택셜 성장 특성의 일부이고, 예를 들어 템플레이트 강도에 해로울 수도 있는 상기 가장자리에서 상기 날카로운 측면(sharp facets)을 감소시킬 수도 있다.
The epitaxial deposition of the thickened layer is optionally followed by treatment of the beveled edge of the template to remove the thickening layer on the beveled edge. You can also Such further processing may reduce the sharp facets at the edges that are part of the epitaxial growth properties and may be harmful for example, template strength.

이러한 가장자리 처리는, 테이프 또는 레이저 가장자리 베벨 공정, 또는 상기 템플레이트 가장자리에 가까운 화학적인 에칭을 통해, 가장자리 베벨 연식/연마 휠(edge bevel grinding/polishing)과 같은, 다수의 방식으로 수행될 수도 있다. 구역 연식/연마와 함께, 이러한 동일한 방법은, 상기 템플레이트 가장자리에서 어떠한 후면 증착의 효과를 감소시키기 위해, 상기 템플레이트 후면의 가장자리에서 또한 수행될 수도 있다.
Such edge treatment may be carried out in a number of ways, such as through edge bevel grinding / polishing, through a tape or laser edge bevel process, or chemical etching close to the template edge. In conjunction with zone softening / polishing, this same method may also be performed at the edge of the template back side to reduce the effect of any backside deposition at the edge of the template.

단결정질 또는 유사한-단결정질 반도체 웨이퍼 제조 비용은, - 단결정질-시드된 유사한 단결정질 잉곳으로서 잠재적인 후자, 초콜라스키 성장에 의해 또는 캐스팅에 의해 일반적으로 수행되고, - 그리고 난 다음에 상기 웨이퍼의 크로핑, 스쿼링, 슬라이싱, 베벨 연삭, 래핑, 에칭 및 연마 - 출발 물질 비용, 잉곳 성장과 같은 상기 제조 단계와 관련된 상기 공정에 의해 자주 결정된다(Monocrystalline or quasi-monocrystalline semiconductor wafer manufacturing cost is often governed by the processes associated with the manufacturing steps such as starting material cost, ingot growth - typically performed by Czochralski growth or by casting, the latter potentially as a monocrystalline-seeded quasimonocrystalline ingot - then cropping, and squaring, slicing, bevel grinding, lapping, etching and polishing of the wafer).
The cost of monocrystalline or similar-monocrystalline semiconductor wafer fabrication is typically performed by the latter, as a monocrystalline-seeded similar monocrystalline ingot, by chokolaski growth or by casting, and then on the wafer. Cropping, Squaring, Slicing, Bevel Grinding, Lapping, Etching, and Polishing—Monocrystalline or quasi-monocrystalline semiconductor wafer manufacturing cost is often determined by the process involved, such as starting material cost and ingot growth. governed by the processes associated with the manufacturing steps such as starting material cost, ingot growth-typically performed by Czochralski growth or by casting, the latter potentially as a monocrystalline-seeded quasimonocrystalline ingot-then cropping, and squaring, slicing, bevel grinding, lapping , etching and polishing of the wafer).

반복된 반도체 물질 증착 및 효과적으로 제거/방출 공정 비용을 위한 템플레이트로서 이러한 웨이퍼를 사용하기 위해, 최소한도로 이러한 템플레이트의 비용을 유지하는 것이 필요하다. 래핑, 연식 및/또는 연마는 비용의 실질적인 구성요소를 나타내기 때문에, 비용이 적게 드는 단계로 이들을 교체하는 것 또는 모두 함께 이러한 단계를 피하는 것이 바람직하다.
In order to use such wafers as templates for repeated semiconductor material deposition and effective removal / release process costs, it is necessary to keep the cost of these templates to a minimum. Since lapping, softening and / or polishing represents a substantial component of cost, it is desirable to replace them in a less expensive step or to avoid these steps altogether.

추가적으로, 박막 또는 얇은 호일 태양 전기 기판은, 슬라이싱(slicing) 및 임의적인 베벨 연식(optional bevel grinding)이 톱 손상 제거 식각(saw damage removal etch)을 받은 후에, 출발 기판을 사용하여 생성될 수도 있다. 그러나, 이러한 박막 태양 전지 기판은, 관련된 서브-표면 손상을 제거를 통해 상기 톱 마크(saw marks)로부터 상기 잔여 템플레이트 토포그래피에서 멀리 전달한다(such thin film solar cell substrates carry forth the residual template topography from the saw marks even though associated sub-surface damage is removed). 이러한 잔여 토포그래피는 바람직할 수도 있거나 또는 바람직하지 않을 수도 있다.
Additionally, thin film or thin foil solar electrical substrates may be produced using the starting substrate after slicing and optional bevel grinding have undergone a saw damage removal etch. However, such thin film solar cell substrates transfer away from the saw marks in the residual template topography through removal of associated sub-surface damage. saw marks even though associated sub-surface damage is removed). Such residual topography may or may not be desirable.

박막 반도체 태양 전지 기판을 위한 상기 증착 공정의 부분으로서, 높은 부피, 저비용 에피택셜 반응기(high volume, low cost epitaxial reactors)가 개발되었다. 이러한 반응기는, 저비용으로 평탄화된 특징(planarizing characteristics)을 갖는 매끄러운 필름(smooth films)의 증착을 가능하게 한다.
As part of the deposition process for thin film semiconductor solar cell substrates, high volume, low cost epitaxial reactors have been developed. This reactor enables the deposition of smooth films with planarizing characteristics at low cost.

따라서, 상대적으로 매끄러운 웨이퍼의 상기 제조 비용을 감소시키기 위해, 임의적인 베벨 처리, 톱 손상 제거, 및 클리닝 후에 잘린 웨이터가, 상기 출발 웨이퍼의 상기 레벨에 가깝거나 또는 유사한 도펀트 레벨을 갖는 에피택셜 층 증착을 받도록, 상기 공정은 수행될 수도 있다(in order to reduce the manufacturing costs of relatively smooth wafers, the process may be carried out such that as-sliced wafers, after optional bevel treatment, saw damage removal, and cleaning receive an epitaxial layer deposition with a dopant level resembling or close to the level of the starting wafer). 도 9a 내지 c는, 이러한 공정의 몇몇의 중요한 제조 단계를 나타낸 것이다. 도 9a 는, 잉곳으로부터 상기 웨이퍼를 자른 것으로부터 생성된 슬라이싱 톱 마크(slicing saw marks)(322) 및 서브-표면 손상(sub-surface damage)(324)을 갖는 웨이퍼(320)을 나타낸 것이다. 도 9b는, 톱 손상 제거 에칭이 슬라이싱 톱 마크(322)를 제외한 서브-표면 손상(324)를 제거하기 위해 작동된 후의 웨이퍼(320)을 나타낸 것이다. 도 9c 는, 웨이퍼(320)으로서 유사 토핑(like doping)을 갖는 층(326)의 전면/상면 에피 증착(front/top side epi deposition) 및 톱 손상 제거 식각(saw damage removal etch) 후의 템플레이트(320)을 나타낸 것이다. 층(326)의 에피택셜 증착의 평탄화 효과(planarization effect)는, 도 9a 내지 b 에 나타낸 상기 슬라이싱 톱 표시(slicing saw marks) 상에 매끈해진 표면 토포그래피(328)을 제공하고, 이는 추가적인 템플레이트 가공을 가능하게 한다. 이러한 증착 canthen 후에 상기 웨이퍼 표면은 매끄러운 박막 반도체 태양 전지 기판을 형성하고 방출하는데 사용될 수도 있거나, 또는 텍스쳐된 패턴(textured pattern) 또는 삼차원 표면 특징을 형성하기 위해 처리될 수도 있다. 상기 에피택셜 층 증착은 웨이퍼의 단면 상에 나타내었다. 그러나, 예를 들어, 웨이퍼 또는 템플레이트의 양면 상에 다공성 반도체 방출 층을 형성하고, 다음에 상기 템플레이트의 양면으로부터 태양 전지를 수득하기 위해, 웨이퍼의 양면 상에 순차적으로 또는 동시에 이러한 증착을 수행하는 것 또한 예상된다.
Thus, in order to reduce the manufacturing cost of a relatively smooth wafer, a waiter cut after optional beveling, saw damage removal, and cleaning has an epitaxial layer deposition having a dopant level close to or similar to that of the starting wafer. In order to reduce the manufacturing costs of relatively smooth wafers, the process may be carried out such that-sliced wafers, after optional bevel treatment, saw damage removal, and cleaning receive an epitaxial layer deposition with a dopant level resembling or close to the level of the starting wafer). 9A-C illustrate some important manufacturing steps of this process. 9A shows a wafer 320 having slicing saw marks 322 and sub-surface damage 324 generated from cutting the wafer from an ingot. 9B shows wafer 320 after saw damage removal etching has been operated to remove sub-surface damage 324 except slicing top mark 322 . Figure 9c, the template (320 after wafer 320, as similar to the topping (like doping) the front / top surface epitaxial deposition of having layers (326) (front / top side epi deposition) and saw damage removal etch (saw damage removal etch) ). The planarization effect of epitaxial deposition of layer 326 provides smooth surface topography 328 on the slicing saw marks shown in FIGS . 9A-B , which further template processing. To make it possible. After such deposition canthen the wafer surface may be used to form and release a smooth thin film semiconductor solar cell substrate or may be processed to form a textured pattern or three-dimensional surface features. The epitaxial layer deposition is shown on the cross section of the wafer. However, for example, to form a porous semiconductor emission layer on both sides of the wafer or template, and then perform such deposition sequentially or simultaneously on both sides of the wafer to obtain solar cells from both sides of the template. It is also expected.

상기 공정에서 실리콘을 모두 소비하고 상기 웨이퍼를 가늘게 하는, 웨이퍼 래핑, 연식 또는 연막과는 달리, 추가적인 이익으로서, 증착된 필름의 사용은 실질적으로 상기 웨이퍼를 두껍게 하고, 이로 인하여 이는 보다 큰 수의 재-사용 사이클(a larger number of re-use cycles)로 사용가능하게 만들어진다.
In contrast to wafer wrapping, softening or thinning, which consumes all of the silicon in the process and thins the wafer, as an additional benefit, the use of a deposited film substantially thickens the wafer, thereby allowing a greater number of ashes. It is made available by a larger number of re-use cycles.

상기에 나타낸 내용으로부터, 태양 전지 기판 생산을 위해 템플레이트의 상기 형성 뿐만 아니라 초소형 전자 기계 구조(micro-electro-mechanical structures, MEMS)의 제조와 같은 그 밖의 분야를 위한 레벨 및 도핑 타입 및 적절한 두께의 에피택셜 층을 증착시키는 그 밖의 장점은 본 분야의 당업자에 의해 유도될 수 있다.
From the foregoing, epitaxial and doped types and appropriate thicknesses for other applications such as the formation of templates for solar cell substrate production as well as the manufacture of micro-electro-mechanical structures (MEMS). Other advantages of depositing a tactic layer can be derived by those skilled in the art.

상기 나타낸 주제는, 일반적으로 박막 또는 얇은 호일 물질의 증착에 관련된 것이지만, 보다 특정하게 고 효율의 태양 전지의 제조에 사용하기 위한 에피택셜 단결정질 또는 유사한-단결정질 실리콘 필름(에피 필름)의 증착에 관련된 것이다. 작동 중에, 방법은 실리콘 태양 전지의 상기 제조 공정에 사용된 기판 또는 템플레이트의 분할상환 비용(amortized cost)을 감소하기 위해 및 상기 재사용가능한 수명을 연장하는 것을 나타낸 것이다. 추가적으로, 방법은, 실리콘 웨이퍼의 저품질 출발 표면을 개선된 품질의 출발하는 표면으로의 전환을 제공하는 것을 나타낸 것이다.
The above-mentioned topics generally relate to the deposition of thin or thin foil materials, but more particularly to the deposition of epitaxial monocrystalline or similar-monocrystalline silicon films (epifilm) for use in the manufacture of high efficiency solar cells. It is related. In operation, the method is shown to reduce the amortized cost of the substrate or template used in the manufacturing process of silicon solar cells and to extend the reusable life. Additionally, the method has been shown to provide a conversion of a low quality starting surface of a silicon wafer to an improved quality starting surface.

본 분야의 당업자는, 상기 나타낸 실시형태가 상기 기재된 이러한 특정한 실시예에 더하여 넓은 다양한 영역과 관련이 있음을 인지할 것이다.
Those skilled in the art will appreciate that the embodiments shown above relate to a wide variety of areas in addition to these specific examples described above.

상기 대표적인 실시형태의 상기 나타낸 기술은, 상기 청구된 주제(claimed subject matter)를 사용하거나 만들기 위해 본 분야의 어떠한 당업자가 할 수 있도록 제공된 것이다. 이러한 실시형태에 대한 다양한 변형은, 본 분야의 당업자에게 쉽게 명백할 것이고, 상기 본원에 나타낸 포괄적인 원칙은 획기적인 능력의 사용 없이 다른 실시형태를 적용할 수도 있다. 따라서, 상기 청구된 주제는 본원에 나타낸 실시형태로 제한하려는 의도가 아니고, 본원에 나타낸 신규한 특징 및 원리와 일치하는 가장 넓은 범위를 허용하기 위한 것이다.
The above-described techniques of such representative embodiments are provided to enable any person skilled in the art to make or use the claimed subject matter. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles set forth herein above may apply other embodiments without the use of breakthrough capabilities. Thus, the claimed subject matter is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to allow the widest scope consistent with the novel features and principles presented herein.

이러한 서술 내에 포함되는 모든 이러한 추가적인 시스템, 방법, 특징 및 장점은 본 청구항의 범위 내에 포함됨을 의도한다. All such additional systems, methods, features and advantages that fall within this description are intended to be included within the scope of the claims.

Claims (20)

재사용가능한 도핑된 결정질 반도체 템플레이트(reusable doped crystalline semiconductor template)를 준비하는 단계;
상기 재사용가능한 결정질 반도체 템플레이트의 전면 상에(on a front side) 다공성 반도체 희생 방출층(porous semiconductor sacrificial release layer)을 형성하는 단계;
상기 희생 방출층에 등각으로(conformally) 박막 반도체 기판을 에피택셜 증착시키는 단계;
상기 다공성 반도체 층에서 분리에 의해 상기 재사용가능한 반도체 템플레이트로부터 상기 박막 반도체 기판을 방출(releasing)하는 단계; 및
상기 템플레이트의 상기 전면 상에 반도체 물질의 두꺼운 층(thickening layer)을 에피택셜 증착시키는 단계로서, 상기 두꺼운 층은 상기 템플레이트와 유사한 물질(a like material)이고, 유사한 극성(a like polarity)을 갖는 것인, 단계;
를 포함하는, 박막 결정질 반도체 기판을 제조하는 방법.
Preparing a reusable doped crystalline semiconductor template;
Forming a porous semiconductor sacrificial release layer on a front side of the reusable crystalline semiconductor template;
Epitaxially depositing a thin film semiconductor substrate conformally to the sacrificial emission layer;
Releasing the thin film semiconductor substrate from the reusable semiconductor template by separation in the porous semiconductor layer; And
Epitaxially depositing a thicking layer of semiconductor material on the front surface of the template, the thick layer being a like material and having a like polarity Phosphorus, step;
A method of manufacturing a thin film crystalline semiconductor substrate comprising a.
제1항에 있어서,
추가적인 디바이스 공정 단계는, 상기 박막 반도체 기판을 에피택셜 증착시키는 단계 후 및 상기 방출 공정 단계 전에 수행되는 것인, 방법.
The method of claim 1,
And further device processing steps are performed after the epitaxial deposition of the thin film semiconductor substrate and before the emission process step.
제1항에 있어서,
상기 반도체 물질의 두꺼운 층을 에피택셜 증착시키는 단계는, 상기 박막 반도체 기판을 에피택셜 증착시키는 단계 및 이어서 상기 박막 반도체 기판을 방출하는 복수의 공정 사이클들 후에 수행되는 것인(said epitaxially depositing a thickening layer of semiconductor material is performed once after a plurality of said epitaxially depositing a thin film semiconductor substrate and subsequently releasing said thin film semiconductor substrate process cycles), 방법.
The method of claim 1,
Epitaxially depositing a thick layer of semiconductor material is performed after epitaxially depositing the thin film semiconductor substrate and subsequently a plurality of process cycles of ejecting the thin film semiconductor substrate. of semiconductor material is performed once after a plurality of said epitaxially depositing a thin film semiconductor substrate and subsequently releasing said thin film semiconductor substrate process cycles).
제1항에 있어서,
상기 박막 결정질 반도체 기판은 태양 전지의 제조를 위해 사용되는 것인, 방법.
The method of claim 1,
Wherein said thin film crystalline semiconductor substrate is used for the manufacture of a solar cell.
제1항에 있어서,
레이저 공정은, 상기 다공성 반도체 층에서 분리에 의해 상기 재사용가능한 반도체 템플레이트로부터 상기 박막 반도체 기판을 방출하는 상기 단계 전에 이용되는 것인(laser processing is utilized prior to said step of releasing said thin film semiconductor substrate from said reusable semiconductor template by separation at said porous semiconductor layer), 방법.
The method of claim 1,
A laser process is utilized prior to the step of releasing the thin film semiconductor substrate from the reusable semiconductor template by separation in the porous semiconductor layer. reusable semiconductor template by separation at said porous semiconductor layer), method.
제1항에 있어서,
상기 결정질 반도체는 결정질 실리콘을 포함하는 것인, 방법.
The method of claim 1,
Wherein the crystalline semiconductor comprises crystalline silicon.
제6항에 있어서,
상기 결정질 실리콘은 단결정질 실리콘을 포함하는 것인, 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the crystalline silicon comprises monocrystalline silicon.
제1항에 있어서,
재사용가능한 도핑된 결정질 반도체 템플레이트는, 상기 박막 결정질 반도체 기판의 형성을 위해 실질적인 평면 표면을 포함하는 것인, 방법.
The method of claim 1,
And the reusable doped crystalline semiconductor template comprises a substantially planar surface for the formation of the thin film crystalline semiconductor substrate.
제1항에 있어서,
재사용가능한 도핑된 결정질 반도체 템플레이트는, 상기 박막 결정질 반도체 기판의 형성을 위해 텍스쳐된 표면을 포함하는 것인, 방법.
The method of claim 1,
And the reusable doped crystalline semiconductor template comprises a textured surface for formation of the thin film crystalline semiconductor substrate.
제1항에 있어서,
재사용가능한 도핑된 결정질 반도체 템플레이트는, 상기 박막 결정질 반도체 기판의 형성을 위해 삼차원적인 표면 토포그래피(three-dimensional surface topography)를 포함하는 것인, 방법.
The method of claim 1,
And the reusable doped crystalline semiconductor template comprises three-dimensional surface topography for the formation of the thin film crystalline semiconductor substrate.
제10항에 있어서,
상기 삼차원적인 표면 토포그래피는, 상기 표면 캐비티의 개구를 정의하는 리지(ridges) 및 표면 캐비티를 포함하는 것인, 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the three-dimensional surface topography comprises ridges and a surface cavity defining an opening in the surface cavity.
제11항에 있어서,
상기 템플레이트의 상기 전면 상에 반도체 물질의 두꺼운 층을 에피택셜 증착시키는 단계는, 상기 템플레이트의 전면 가장자리에 실질적으로 평면인 위치로 상기 리지를 복원하는 것인, 방법.
12. The method of claim 11,
Epitaxially depositing a thick layer of semiconductor material on the front surface of the template to restore the ridge to a position that is substantially planar at the front edge of the template.
제1항에 있어서,
상기 도핑된 반도체 템플레이트는 저도핑되고(lightly doped), 반도체 물질의 상기 두꺼운 층은 상기 다공성 반도체 물질을 생산하는 것을 가능하게 하기 위해 보다 고도핑되는(more highly doped) 것인, 방법.
The method of claim 1,
Wherein the doped semiconductor template is lightly doped and the thick layer of semiconductor material is more highly doped to enable producing the porous semiconductor material.
제1항에 있어서,
상기 방출하는 단계 전에 상기 박막 반도체 기판의 경계를 정의하기 위해, 에피택셜 증착된 박막 반도체 기판을 포함하는 상기 템플레이트의 베벨 연삭(bevel grinding)을 사용하는 것을 더 포함하고, 이로 인하여 상기 방출 단계를 수월하게 하는, 방법.
The method of claim 1,
Further comprising using bevel grinding of the template comprising an epitaxially deposited thin film semiconductor substrate to define the boundaries of the thin film semiconductor substrate prior to the emitting step, thereby facilitating the release step. Let, how.
제1항에 있어서,
상기 재사용가능한 반도체 템플레이트의 경사진 가장자리(beveled edge)로부터 반도체 물질의 상기 두꺼운 층을 연마(polishing) 또는 연삭하는(grinding) 단계를 더 포함하고, 이로 인하여 상기 템플레이트를 강화시키는, 방법.
The method of claim 1,
Polishing or grinding the thick layer of semiconductor material from the beveled edge of the reusable semiconductor template, thereby strengthening the template.
제1항에 있어서,
상기 템플레이트의 상기 전면 상에 반도체 물질의 두꺼운 층을 에피택셜 증착시키는 상기 단계는, 상기 재사용가능한 도핑? 반도체 템플레이트의 두께가 설정 한계값(predetermined threshold) 이하인지를 측정한 후에 수행되는 것인, 방법.
The method of claim 1,
Epitaxially depositing a thick layer of semiconductor material on the front surface of the template, wherein the reusable doping? Wherein the thickness of the semiconductor template is measured after the determination of whether the thickness is below a predetermined threshold.
제1항에 있어서,
상기 템플레이트의 상기 전면 상에 반도체 물질의 두꺼운 층을 에피택셜 증착시키는 단계는, 다공성 반도체 층 형성에 비-적합한 도펀트와 함께, 상기 재사용가능한 반도체 템플레이트의 상기 전면 상에 에피택셜 층이 존재하는 경우에, 수행되는 것인(said step of epitaxially depositing a thickening layer of semiconductor material on said front side of said template is performed when there exists an epitaxial layer on said front side of said reusable semiconductor template with a dopant non-suitable for porous semiconductor layer formation), 방법.
The method of claim 1,
Epitaxially depositing a thick layer of semiconductor material on the front side of the template may occur when an epitaxial layer is present on the front side of the reusable semiconductor template, with a dopant that is not suitable for forming a porous semiconductor layer. (Said step of epitaxially depositing a thickening layer of semiconductor material on said front side of said template is performed when there exists an epitaxial layer on said front side of said reusable semiconductor template with a dopant non-suitable for porous semiconductor layer formation).
제1항에 있어서,
상기 다공성 반도체 층에서 분리에 의해 상기 재사용가능한 반도체 템플레이트로부터 상기 박막 반도체 기판을 방출하는 상기 단계는, 레이저 공정을 사용하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
The method of claim 1,
Wherein said step of releasing said thin film semiconductor substrate from said reusable semiconductor template by separation in said porous semiconductor layer further comprises using a laser process.
잉곳(ingot)으로부터 잘려진 도핑된 웨이퍼 상에 톱 손상 제거 식각(saw damage removal etch)을 수행하는 단계; 및
상기 웨이퍼 상에 반도체 물질의 평탄화 층(planarizing layer)을 에피택셜 증착시키는 단계로서, 상기 평탄화 층은 상기 웨이퍼와 유사한 물질이고, 유사한 극성을 갖는, 단계;
를 포함하는 웨이퍼 표면을 매끈하게 하기 위한 방법.
Performing a saw damage removal etch on the doped wafer cut from the ingot; And
Epitaxially depositing a planarizing layer of semiconductor material on the wafer, wherein the planarization layer is a material similar to the wafer and has a similar polarity;
Method for smoothing the wafer surface comprising a.
제19항에 있어서,
상기 웨이퍼는 단결정질 실리콘 웨이퍼인 것인, 방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the wafer is a monocrystalline silicon wafer.
KR1020137020199A 2010-12-31 2011-12-31 Method for reconstructing a semiconductor template KR101384872B1 (en)

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