KR20070044047A - 반도체기판의 제조방법, 솔라용 반도체기판 및 에칭액 - Google Patents

반도체기판의 제조방법, 솔라용 반도체기판 및 에칭액 Download PDF

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KR20070044047A
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Abstract

광전변환효율이 뛰어나고, 태양전지에 적합한 미세한 요철구조를 소정의 크기로 균일하게 반도체 기판의 표면에 형성할 수 있는 안전하고 저비용의 반도체 기판의 제조방법, 균일하고 미세한 피라미드상의 요철구조를 면내 균일하게 가지는 솔라용 반도체 기판, 균일하고 미세한 요철구조를 가지는 반도체 기판을 형성하기 위한 에칭액을 제공한다. 1 분자 중에 적어도 1종을 포함하는 알칼리성의 에칭액을 사용하여 반도체 기판을 에칭하고, 그 반도체 기판의 표면에 요철구조를 형성하도록 했다.
광전변환, 태양전지, 반도체기판, 피라미드상, 솔라용 반도체기판, 에칭액

Description

반도체기판의 제조방법, 솔라용 반도체기판 및 에칭액{Process for producing semiconductor substrate, semiconductor substrate for solar application and etching solution}
본 발명은 태양전지 등에 사용되는 요철구조를 가지는 반도체기판 제조방법, 솔라(solar)용 반도체기판 및 그 방법에 사용되는 에칭액에 관한 것이다.
근년에 태양전지의 효율을 높이기 위해서 기판표면에 요철구조를 형성시켜서 표면에서의 입사광을 좋은 효율로 기판 내부에 거두어 들이는 방법이 이용되고 있다. 기판표면에 미세한 요철구조를 균일하게 형성하는 방법으로서, 비특허문헌 1은 (100)면을 표면에 가지는 단결정 실리콘 기판표면에, 수산화나트륨 및 이소프로필 알코올 혼합수용액을 이용한 이방(異方) 에칭처리를 실시하고, (111)면으로 구성되는 피라미드상(사각추상)의 요철을 형성하는 방법을 개시하고 있다. 그렇지만 이 방법은 이소프로필 알코올을 사용하기 때문에 폐액처리나 작업환경, 안전성에 문제가 있고, 또한 요철의 형성이나 크기에 얼룩짐이 있어 미세한 요철을 면내에 균일하게 형성하는 것은 곤란하였다.
또한 에칭액으로서, 특허문헌 1은 계면활성제를 포함하는 알칼리수용액을 개시하고 있고, 또 특허문헌 2는 옥탄산 또는 도데실산을 주성분으로 하는 계면활성 제를 포함하는 알칼리수용액을 개시하고 있다.
특허문헌 1: 특개평11-233484호 공보
특허문헌 2: 특개2002-57139호 공보
비특허문헌 1: Progress in Photovoltaics: Research and Applications, Vol. 4, 435-438 (1996)
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 광전변환(光電變換)효율이 뛰어나고, 태양전지에 적합한 미세한 요철구조를 원하는 크기로 균일하게 반도체기판 표면에 형성할 수 있는 안전한 동시에 저비용의 반도체기판 제조방법, 균일한 동시에 미세한 피라미드 모양의 요철구조를 면내에 균일하게 가지는 솔라용 반도체기판, 균일한 동시에 미세한 요철구조를 가지는 반도체기판을 형성하기 위한 에칭액을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 반도체기판의 제조방법은, 1 분자 중에 적어도 1개 카르복실을 가지는 탄소수 12 이상의 카르본산 및 그 염으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 알칼리성 에칭액을 사용하여 반도체기판 에칭하고, 그 반도체기판의 표면에 요철구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 카르본산이 초산, 프로피온산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 아크릴산, 옥살산 및 시트르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다. 또한 상기 카르본산의 탄소수가 7 이하인 것이 바람직하다. 상기 에칭액 중의 카르본산의 농도가 0.05~5mol/L인 것이 바람직하다.
상기 에칭액 중의 카르본산으로서 소정의 1종 또는 2종 이상의 카르본산을 선택하는 것에 의하여, 상기 반도체기판 표면에 형성되는 요철구조의 피라미드상 돌기의 크기를 제어할 수 있다.
본 발명의 솔라용 반도체기판은 본 발명 방법에 의해 제조된 표면에 요철구조를 가지는 반도체기판이다.
또한 본 발명의 솔라용 반도체기판은 반도체기판의 표면 위에 피라미드상의 균일한 동시에 미세한 요철구조를 가지고, 그 요철구조의 저면의 최대 변장(邊長)이 1㎛~20㎛ 인 것이 적합하다. 또한 본 발명에 있어서 최대 변장이란, 단위면적 266㎛×200㎛당 요철구조에 있어서 형상이 큰 것부터 순차적으로 10개소를 선택하고 그들 10개의 요철구조의 저면 1 변장의 평균값을 의미한다. 상기 반도체기판은 박판화한 단결정 실리콘 기판인 것이 바람직하다.
본 발명의 에칭액은 반도체기판의 표면에 피라미드 모양의 미세한 요철구조를 균일하게 형성하기 위한 에칭액으로서, 알칼리 및 1 분자 중에 적어도 1개의 카르복실기를 가지는 탄소수 12 이하의 카르본산을 포함하는 수용액인 것을 특징으로 한다.
상기 에칭액의 조성은 상기 알칼리가 3~50중량%, 상기 카르본산이 0.05~5mol/L, 나머지 부분이 물인 것이 바람직하다.
또한 상기 카르본산이 초산, 프로피온산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 아크릴산, 옥살산 및 시트르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상 포함하는 것이 바람직하다. 또 상기 카르본산의 탄소수가 7 이하인 것이 바람직하다.
발명의 효과
본 발명의 반도체기판의 제조방법 및 에칭액에 따르면, 광전변환효율이 뛰어나고 태양전지에 적합한 소정 형상의 미세하고 균일한 요철구조를 가지는 반도체 기판을 안전하고 저비용으로 제조할 수 있다. 본 발명의 솔라용 반도체기판은 태양전지 등에 적합한 균일하고 미세한 요철구조를 가지고 있어서 그 반도체 기판을 이용함으로써 광전변환 효율이 뛰어난 태양전지를 얻을 수 있다.
도 1은 실시예 1의 전자 현미경사진의 결과를 나타내는 사진으로서 (a)는 배율 500배, (b)는 배율 1000배의 사진을 각각 나타낸다.
도 2는 실시예 2의 전자 현미경사진의 결과를 나타내는 사진으로서 (a)는 배율 500배, (b)는 배율 1000배의 사진을 각각 나타낸다.
도 3은 실시예 3의 전자 현미경사진의 결과를 나타내는 사진으로서 (a)는 배율 500배, (b)는 배율 1000배의 사진을 각각 나타낸다.
도 4는 실시예 4의 전자 현미경사진의 결과를 나타내는 사진으로서 (a)는 배율 500배, (b)는 배율 1000배의 사진을 각각 나타낸다.
도 5는 비교예 1의 전자 현미경사진의 결과를 나타내는 사진으로서 (a)는 배율 500배, (b)는 배율 1000배의 사진을 각각 나타낸다.
도 6은 실시예 5의 전자 현미경사진의 결과를 나타내는 사진으로서 (a)는 배율 500배, (b)는 배율 1000배의 사진을 각각 나타낸다.
도 7은 실시예 6의 전자 현미경사진의 결과를 나타내는 사진으로서 (a)는 배율 500배, (b)는 배율 1000배의 사진을 각각 나타낸다.
도 8은 실시예 7의 전자 현미경사진의 결과를 나타내는 사진으로서 (a)는 배율 500배, (b)는 배율 1000배의 사진을 각각 나타낸다.
도 9는 실시예 8의 에칭 처리 후의 기판표면으로서 평가기준:우수의 일례를 나타내는 사진이다.
도 10은 실시예 8의 에칭 처리 후의 기판표면으로서 평가기준:양호의 일례를 나타내는 사진이다.
도 11은 실시예 8의 에칭 처리 후의 기판표면으로서 평가기준:가의 일례를 나타내는 사진이다.
도 12는 실시예 8의 에칭 처리 후의 기판표면으로서 평가기준:불가의 일례를 나타내는 사진이다.
도 13은 실시예 15의 전자현미경사진의 결과를 나타내는 사진이다.
도 14는 실시예 16의 전자현미경사진의 결과를 나타내는 사진이다.
도 15는 실시예 17의 전자현미경사진의 결과를 나타내는 사진이다.
도 16은 실시예 18의 전자현미경사진의 결과를 나타내는 사진이다.
이하에서 본 발명의 실시형태를 설명하지만, 이러한 실시의 형태는 예시적으 로 나타내는 것이므로 본 발명의 기술사상에서 이탈하지 않는 한 다양한 변화가 가능한 것을 말할 것도 없다.
본 발명의 반도체기판의 제조방법은 1 분자 중에 적어도 1개의 카르복실기를 가지는 탄소수 12 이하의 카르본산 및 그 염 중 적어도 1종을 포함하는 알칼리성 용액을 에칭액으로 사용하고, 그 에칭액 중에 반도체기판을 침지하는 것에 의해 기판의 표면을 이방(異方) 에칭하고, 그 기판의 표면에 균일하고 미세한 요철구조를 형성하는 것이다.
상기 카르본산은 공지의 1 분자 중에 적어도 1개의 카르복실기를 가지는 탄소수 12 이하의 유기화합물이 널리 사용가능하다. 카르복실기의 수는 특히 한정하지 않지만, 1~3, 즉 모노카르본산, 디카르본산 및 트리카르본산이 바람직하다. 카르본산의 탄소수는 1이상, 바람직하게는 2이상, 보다 바람직하게는 4이상이고, 12이하, 바람직하게는 10이하, 보다 바람직하게는 7이하이다. 상기 카르본산은, 사슬식(鎖式) 카르본산 및 고리식(環式) 카르본산이 모두 사용될 수 있지만, 사슬식 카르본산이 바람직하고, 특히 탄소수 2~7 사슬식 카르본산이 바람직하다.
상기 사슬식 카르본산으로는 예를 들면 포름산, 초산, 프로피온산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산 및 이들의 이성체등의 포화 사슬식 모노카르본산(포화지방산), 옥살산, 말론산, 호박산, 글루타르산, 아디핀산, 피멜릭산이나 이들의 이성체등의 지방족 포화 디카르본산, 프로판 트리카르본산, 메탄트리초산 등의 지방족 포화 트리카르본산, 아크릴산, 부텐산, 펜텐산, 헥센산, 헵텐산, 펜타디엔산, 헥사디엔산, 헵타디엔산 및 아세틸렌카 르본산등의 불포화 지방산, 부텐이산(二酸), 펜텐이산, 헥센이산, 헥센이산이나 아세틸렌 디카르본산등의 지방족불포화카르본산, 아코니트산등의 지방족 불포화 트리카르본산 등을 들 수 있다.
상기 고리식 카르본산으로는, 시클로프로판카르본산, 시클로부탄카르본산, 시클로펜탄카르본산, 헥사히드로안식향산, 시클로프로판디카르본산, 시클로부탄디카르본산, 시클로펜탄디카르본산, 시클로프로판트리카르본산 및 시클로부탄트리카르본산 등의 지환식 카르본산, 안식향산, 프탈산 및 벤젠트리카르본산 등의 방향족카르본산등을 들 수 있다.
또, 카르복실기 이외의 관능기를 가지는 카르복실기 함유 유기 화합물도 사용가능하고, 예를 들면 글리콜산, 젖산, 히드로아크릴산, 옥시낙산, 글리세린산, 타르트론산, 링고산, 주석산, 시트르산, 살리실산, 글루콘산 등의 옥시카르본산, 피루빈산, 아세트초산, 프로피오닐초산, 레불린산등의 케토카르본산, 메톡시카르본산, 에톡시초산 등의 알콕시카르본산 등을 들 수 있다.
이들 카르본산의 바람직한 예로서 초산, 프로피온산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 아크릴산, 옥살산 및 시트르산 등을 들을 수 있다.
에칭액 중 카르본산으로는, 탄소수 4~7의 카르본산 중 적어도 1종을 주성분으로 하고, 필요에 따라 탄소수 3 이하의 카르본산이나 탄소수 8 이상 카르본산을 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 에칭액 중의 카르본산의 농도는, 바람직하게는 0.05~5mol/L, 보다 바람 직하게는 0.2~2mol/L이다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 소정의 카르본산을 선택하는 것에 의해 반도체기판 표면에 형성된 요철구조의 크기를 변화시키는 것이 가능하고, 특히 탄소수가 다른 복수의 카르본산을 혼합한 에칭액을 사용함으로써 기판표면의 요철구조의 피라미드 모양 돌기의 크기를 제어할 수 있다. 첨가하는 카르본산의 탄소수가 적을수록 요철구조의 크기는 작아지지만, 미세한 요철을 균일하게 형성하기 위해서는, 탄소수 4~7의 지방족카르본산의 1종 또는 2종 이상을 주성분으로 함유하고 필요에 따라서는 다른 카르본산을 함유하는 것이 바람직하다.
상기 알칼리성 용액으로는 알칼리가 용해된 수용액을 들 수 있다. 알칼리로는, 유기알칼리 및 무기알칼리 모두 사용가능하다. 유기알칼리로는 예를 들면 테트라메틸 암모늄히드록시드 등의 제4급 암모늄염, 암모늄염 등이 바람직하다. 무기알칼리로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘 등의 알칼리금속이나 알칼리토금속의 수산화물이 바람직하고, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨이 특히 바람직하다. 이들 알칼리는 단독으로 사용해도 되고 2종 이상 혼합해서 사용해도 된다. 에칭액 중의 알칼리 농도는 3~50중량%가 바람직하고, 5~20중량%가 보다 바람직하고, 8~15중량%인 것이 더욱 바람직하다.
상기 반도체기판으로는 단결정 실리콘 기판이 바람직하지만, 게르마늄이나 갈륨비소등의 반도체 화합물을 사용한 단결정의 반도체기판도 사용가능하다.
본 발명방법에 있어서 에칭방법은 특히 한정되지 않고, 소정의 온도에서 가열 보지(保持)한 에칭액을 사용하여 반도체기판을 소정 시간 침지 등을 하는 것에 의해, 반도체기판의 표면에 균일한 동시에 미세한 요철구조를 형성하는 것이다. 에칭액의 온도는 특히 한정되지 않지만, 70℃~98℃가 바람직하다. 에칭시간도 특히 한정되지않지만, 15~30분이 적합하다.
본 발명의 반도체기판의 제조방법에 따라, 저면의 최대변장이 1㎛~20㎛, 바람직하게는 상한치가 10㎛, 더 바람직하게는 5㎛ 이고, 종단면 꼭지각(頂角)이 110℃인 피라미드상의 균일한 요철구조를 가지는 반도체기판을 얻을 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 저비용으로 저반사율의 반도체기판을 얻을수 있다.
이하에서 실시예를 들어서 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 이러한 실시예는 예시적으로 나타낸 것이므로 한정적으로 해석되어서는 안 된다는 것은 말할 필요도 없다.
(실시예 1)
에칭액으로서 12.5중량%의 KOH 수용액에 헥산산을 30g/L(약 0.26mol/L) 첨가한 에칭액을 사용하고, (100)면을 표면에 가지는 단결정 실리콘 기판을 90℃에서 30분간 침지한 다음, 처리 후의 기판 표면을 전자현미경 사진으로 관찰했다. 전자현미경 사진의 결과를 도 1에 나타내었다. 또한, 도 1(a)는 500배, 도 1(b)는 1000배의 배율의 경우이다. 또한 단위면적 265㎛×200㎛당 요철구조에 있어서 형상이 큰 것부터 차례로 10개소를 선택하고, 이들 피라미드상 구조의 저면의 변장을 측정한 결과, 변장 평균값 즉 저면의 최대 변장(邊長)은 9.1㎛였다. 실시예 1~4 및 비교예 1의 결과를 표 1에 나타냈다.
(실시예 2)
헥산산 대신에 헵탄산을 30g/L(약0.23mol/L) 첨가한 에칭액을 사용한 이외에는 실시예 1과 동일하게 실험을 실시했다. 전자현미경사진의 결과를 도 2에 나타냈다. 또한 요철구조의 저면의 최대 변장이 11.0㎛였다.
(실시예 3)
헥산산 대신에 옥탄산을 30g/L(약0.21mol/L) 첨가한 에칭액을 사용한 이외에는 실시예 1과 동일하게 실험을 실시했다. 전자현미경 사진의 결과를 도 3에 나타냈다. 또한 요철구조의 저면의 최대 변장이 21.1㎛였다.
(실시예4)
헥산산 대신에 노난산을 30g/L(약0.19mol/L) 첨가한 에칭액을 이용한 이외에는 실시예 1과 동일하게 실험을 실시했다. 전자현미경 사진의 결과를 도 4에 나타냈다. 또한 요철구조의 저면의 최대변장이 32.1㎛였다.
(비교예1)
헥산산 대신에 이소프로필알코올(IPA)를 첨가하여 IPA를 10중량% 포함하도록 한 에칭액을 사용한 이외에 실시예 1과 동일하게 실험을 실시했다. 전자현미경사진의 결과를 도 5에 나타냈다. 또한 요철구조의 저면의 최대변장이 24.8㎛였다.
[표 1]
Figure 112007019393051-PCT00001
도 1~도 4 및 표 1에 나타난 것과 같이 본 발명의 에칭액을 이용한 실시예1~4에서는 균일하게 미세한 피라미드상 돌기를 가지는 요철구조가 기판저면 전면에 균일하게 형성되어 있었다. 또한 함유하는 지방족 카르본산의 탄소수에 따라 피라미드상 돌기의 크기가 변화하고 있었다. 또한 실시예 1~4에서 얻을 수 있는 기판의 파장 800nm의 경우에 반사율을 측정한 결과, 평균 7~8%이고 극히 양호한 결과를 얻었다.
한편 도 5 및 표 1에 나타난 것과 같이 이소프로판올을 첨가한 에칭액으로는 피라미드상 돌기의 크기에 얼룩짐이 있고 중첩된 피라미드상 형상에 다수 관찰되었다.
(실시예5)
에칭액으로서 12.5중량% KOH 수용액에 헵탄산과 노난산을 첨가한 에칭액을 사용하고 실시예 1과 동일하게 실험을 실시했다. 또 헵탄산과 노난산의 첨가량은 각각 60g/L, 30g/L이다. 전자현미경 사진의 결과를 도 6에 나타냈다. 실시예 5~7의 결과를 표 2에 나타냈다.
(실시예6)
헵탄산과 노난산의 첨가량을 각각 30g/L에 변경한 이외에는 실시예 5와 동일하게 실험을 실시했다. 전자현미경 사진의 결과를 도 7에 나타냈다.
(실시예7)
헵탄산과 노난산의 첨가량을 각각 30g/L, 60g/L로 변경한 이외에는 실시예 5와 동일하게 실험을 실시했다. 전자현미경 사진에 결과를 도 8에 나타냈다.
[표 2]
Figure 112007019393051-PCT00002
도 6~도 8 및 표 2에 나타난 것과 같이 복수의 지방족 카르본산을 함유한 에칭액을 사용함으로써 기판표면의 요철구조의 피라미드상 돌기의 크기를 용이하게 제어할 수 있다.
(실시예 8)
또한 표 3에 나타난 것처럼 알칼리와 지방족 카르본산을 함유하고, 나머지부 분이 물인 에칭액을 준비한다. 액온 80~85℃의 에칭액 6L를 이용하여, (100)면을 표면에 가지는 단결정 실리콘 기판을 30분간 침지한 후, 처리 후의 기판표면을 눈으로 관찰했다.
눈으로 관찰한 결과를 함께 표 3에 나타냈다. 표 3에 있어서 기판표면에 피라미드상의 미세한 요철구조가 형성되는 것에 기하여 요철의 균일성의 점에서 3단계(균일성:우수>양호>가)로 평가했다. 기판 표면에 피라미드상의 미세한 요철구조가 형성되지 않는 것은 불가로 했다. 도 9~도 12는 각각 평가가 우수, 양호, 가, 불가인 기판표면의 일례를 나타내는 사진이다.
[표 3]
Figure 112007019393051-PCT00003
(실시예 9)
에칭액으로서 표 4에 나타내는 조성을 가지는 에칭액을 사용한 이외에는 실시예 8과 동일하게 실험을 실시했다. 결과를 함께 표 4에 나타낸다.
[표 4]
Figure 112007019393051-PCT00004
(실시예 10)
에칭액으로서 표 5에 나타내는 조성을 가지는 에칭액을 사용한 이외에는 실시예 8과 동일하게 실험을 실시했다. 결과를 함께 표 5에 나타낸다.
[표 5]
Figure 112007019393051-PCT00005
(실시예 11)
에칭액으로서 표 6에 나타내는 조성을 가지는 에칭액을 사용한 이외에는 실시예 8과 동일하게 실험을 실시했다. 결과를 함께 표 6에 나타낸다.
[표 6]
Figure 112007019393051-PCT00006
(실시예 12)
에칭액으로서 표 7에 나타내는 조성을 가지는 에칭액을 사용한 이외에는 실시예 8과 동일하게 실험을 실시했다. 결과에 함께 표 7에 나타낸다.
[표 7]
Figure 112007019393051-PCT00007
(실시예 13)
에칭액으로서 표 8에 나타내는 조성을 가지는 에칭액을 사용한 이외에는 실시예 8과 동일하게 실험을 실시했다. 결과를 함께 표 8에 나타낸다.
[표 8]
Figure 112007019393051-PCT00008
(실시예 14)
에칭액으로서 표 9에 나타내는 조성을 가지는 에칭액을 사용한 이외에는 실시예 8과 동일하게 실험을 실시했다. 결과를 함께 표 9에 나타낸다.
[표 9]
Figure 112007019393051-PCT00009
(실시예 15)
에칭액으로서, 초산 200g(약 0.55mol/L)를 포함한 6중량% KOH 수용액 6L를 사용하고, (100)면을 표면에 가지는 단결정 실리콘 기판(무게 7.68g, 두께 222㎛)를 90~95℃에서 30분간 침지하고, 표면에 미세한 요철을 가지는 기판(무게 5.47g, 두께 171㎛)을 얻었다. 처리 후 기판표면을 전자현미경 사진으로 관찰했다. 전자현미경 사진의 결과(배율:1000배, 3개소)를 도 13에 나타낸다. 얻어진 기판표면의 요 철구조의 저면의 최대변장은 15.0㎛였다. 실시예 15~18의 결과를 표 10에 나타낸다.
(실시예 16)
에칭액으로서 시트르산 200g(약 0.17mol/L)를 포함하는 6중량% KOH 수용액 6L를 사용하고, (100)면을 표면에 가지는 단결정 실리콘 기판(무게 7.80g, 두께 227㎛)를 90~95℃에서 20분간 침지하고, 표면에 미세한 요철을 가지는 기판(무게 6.44g, 두께 193㎛)을 얻었다. 전자현미경 사진의 결과(배율:1000배, 3개소)를 도 14에 나타낸다. 얻어진 기판표면의 요철구조의 저면의 최대변장이 10.0㎛였다.
(실시예 17)
에칭액으로서 아크릴산 300g(약 0.69mol/L)를 포함하는 6중량% KOH 수용액 6L를 사용하고, (100)면을 표면에 가지는 단결정 실리콘 기판(SLOT 5:무게 9.66g, 두께 279㎛, SLOT 20:무게 9.66g, 두께 283㎛)을 90~95℃에서 30분간 침지하고, 표면에 미세한 요철을 가지는 기판(SLOT 5:무게 7.56g, 두께 239㎛, SLOT 20:무게 7.53g, 두께 232㎛)을 얻었다. 전자현미경 사진의 결과(배율:1000배)를 도 15에 나타낸다. 얻어진 기판표면 요철구조의 저면의 최대변장은 17.0㎛였다.
(실시예 18)
에칭액으로서 옥살산 200g(약 0.37mol/L)를 포함하는 6중량% KOH 수용액 6L를 사용하고, (100)면을 표면에 가지는 단결정 실리콘 기판(SLOT 5:무게 9.60g, 두께 289㎛, SLOT 20:무게 9.65g, 두께 285㎛)를 90~95℃에서 30분간 침지하고, 표면에 미세한 요철을 가지는 기판(SLOT 5:무게 7.60g, 두께 239㎛, SLOT 20:무게 7.60g, 두께 244㎛)을 얻었다. 전자현미경 사진의 결과(배율:1000배)를 도 16에 나타낸다. 얻어진 기판표면 요철구조의 저면의 최대변장은 15.0㎛였다.
[표 10]
Figure 112007019393051-PCT00010
본 발명의 반도체기판에 제조방법 및 에칭액에 따르면, 광전변환효율이 뛰어나고 태양전지에 적합한 소정 형상의 미세하고 균일한 요철구조를 가지는 반도체 기판을 안전하고 저비용으로 제조할 수 있다. 본 발명의 솔라용 반도체기판은 태양전지 등에 적합한 균일하고 미세한 요철구조를 가지고 있어서 그 반도체 기판을 이용함으로써 광전변환 효율이 뛰어난 태양전지를 얻을 수 있다.

Claims (12)

1 분자 중에 적어도 1개의 카르복실기를 가지는 탄소수 1 이상 12 이하의 카르본산 및 그 염으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 알칼리성 에칭액을 사용하여 반도체 기판을 에칭하고, 그 반도체기판의 표면에 요철구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 카르본산이 초산, 프로피온산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운덴칸산, 도데칸산, 아크릴산, 옥살산 및 시트르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 카르본산의 탄소수가 7이하인 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에칭액 중의 카르본산 농도가 0.05~5mol/L인 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에칭액 중의 카르본산으로서 소정의 1종 또는 2종 이상 카르본산을 선택하는 것에 의해 상기 반도체기판의 표면에 형성되는 요철구조의 피라미드상 돌기의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 표면에 요철구조를 가지는 솔라용 반도체기판.
제 6항에 있어서, 반도체기판의 표면 위에 피라미드상의 균일한 동시에 미세한 요철구조를 가지고, 요철구조의 저면의 최대변장(邊長)이 1㎛~20㎛인 것을 특징으로 하는 솔라용 반도체 기판.
제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 반도체기판이 박판화한 단결정 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 솔라용 반도체기판.
반도체기판의 표면에 피라미드상의 미세한 요철구조를 균일하게 형성하기 위한 에칭액에 있어서, 알칼리 및 1 분자 중에 적어도 1개의 카르복실기를 가지는 탄소수 12이하의 카르본산을 포함하는 수용액인 것을 특징으로 하는 에칭액.
제 9항에 있어서, 상기 알칼리가 3~50중량%, 상기 카르본산이 0.05~5mol/L, 나머지 부분이 물인 것을 특징으로 하는 에칭액.
제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 카르본산이 초산, 프로피온산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 아크릴산, 옥살산 및 시트르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭액.
제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카르본산의 탄소수가 7이하인 것을 특징으로 하는 에칭액.
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