技术领域
[0001] 本
发明涉及一种金属化方法，特别是涉及一种背
接触电池的金属化方法。
背景技术
[0002]
PN结(PN junction)为采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型
半导体与N型半导体制作在同一
块半导体(通常是
硅或锗)基片上，在它们的交界面就形成
空间电荷区称PN结，PN结具有单向
导电性。PN结是
太阳能电池的一个重要组成部分。
[0003] IBC(interdigitated back contact)
太阳能电池是最早研究的背接触电池，由于IBC电池的
电极全部设置于背面，而
正面确不含任何电极，由此可以增加太阳光的接受面积，从而提高太阳能电池的转化效率。
[0004] 然而，正是由于IBC电池的电极均设置于背面，该背面中包括了两种不同掺杂类型的掺杂区域。一般来说，形成两种不同掺杂类型的掺杂区域需要用到两张掩膜，这就产生了一个对准(alignment)的问题。为了形成高
质量的PN结就必须在形成掺杂区域的过程中实现精确对准。
[0005] 美国
专利5,053,083中公开了一种IBC电池的制作方法，通
过热扩散的方式在衬底的背面的沟槽结构中分别形成第一掺杂类型区域和第二掺杂类型区域，其中，第一掺杂类型区域和第二掺杂类型区域分别形成于该衬底的背面和沟槽中，之后在第一掺杂类型区域和第二掺杂类型区域上形成金属层。为了解决对准的问题，由于形成于沟槽
侧壁上的金属层的厚度远远薄于形成于第一掺杂类型区域和第二掺杂类型区域上的金属层，因此采用化学蚀刻法，例如采用
氢氟酸和
磷酸可以去除侧壁上的金属层，从而使得
覆盖于第一掺杂类型区域和第二掺杂类型区域上的金属层被分割开形成独立的电极。在该方法中，不涉及对准的问题，大大简化了制作工艺和降低了制作成本。
[0006] 然而，化学蚀刻有个
缺陷，即蚀刻程度较难以控制，倘若侧壁上的金属层并未被完全去除，那么就有可能造成形成于第一掺杂类型区域上的电极和形成于第二掺杂类型区域上的电极并未被完全分割开，这会造成器件的
短路。
发明内容
[0007] 本发明要解决的技术问题是为了克服
现有技术中背接触电池的电极制作中对准工艺复杂、现有的自对准工艺难以保证正负电极的绝对分离从而造成器件容易短路的缺陷，提供一种自对准的金属化方法，能实现背接触电池的正负极完全分离，并且简化工艺，降低蒸
镀金属时对
角度的要求。
[0008] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0009] 一种金属化方法，其特征在于，其包括以下步骤：
[0010] S1：在PN结构的正面和背面形成
氧化硅，该PN结构包括第一导电类型衬底、在该第一导电类型衬底的正面中形成的第一导电类型掺杂层以及在该第一导电类型衬底的背面中形成的第二导电类型掺杂层；
[0011] S2：去除该PN结构背面预定区域的氧化硅以暴露出该第一导电类型衬底；
[0012] S3：采用
碱性
试剂蚀刻该PN结构的背面，蚀刻深度大于该第二导电类型掺杂层的厚度以暴露出第一导电类型衬底并由此在该第一导电类型衬底中形成楔形凹槽，并且该氧化硅靠近预定区域的一侧形成突出部，其中该楔形凹槽为底部窄、顶部宽的凹槽，自该第一导电类型衬底的法线方向上看，该底部为接近该第一导电类型衬底的一侧，该顶部为远离该第一导电类型衬底的一侧；
[0013] S4：在与该预定区域相对应的第一导电类型衬底中形成第二导电类型掺杂区域；
[0014] S5：在步骤S4所形成的结构的背面淀积金属以在该PN结构背面的氧化硅上形成第一金属层以及在凹槽的底部形成第二金属层；
[0015] S6：采用蚀刻剂蚀刻步骤S5所得到的结构以使得该第一金属层和该第二金属层完全分离。
[0016] 在该技术方案中，采用碱性试剂来蚀刻PN结构的背面，而氧化硅的蚀刻速度小于衬底的蚀刻速度，由此预定区域周围的氧化硅中会形成类似
屋檐的突出部，并且由于氧化硅和衬底在碱性试剂中蚀刻速度的差异较大，该突出部的宽度是较宽的，由此在淀积金属时在该突出部的阻挡下，金属难以被淀积至该楔形凹槽的侧壁上；或者说即使有少部分金属淀积至凹槽的侧壁，这部分金属的厚度也是极其薄的，那么金属淀积完之后，通过简单的蚀刻清洗就能将极薄的侧壁上的金属去除，从而保证了作为正负极的第一金属层和第二金属层的绝对分离，从而增强电池的
稳定性。
[0017] 优选地，该突出部的宽度为2μm-30μm，较佳地，5μm-15μm。特别地，该突出部的宽度为8μm-15μm。由此，在该突出部的阻挡下，凹槽侧壁上基本不会有金属沉积下来，即使有，金属的厚度也必然是极其薄的。其中，该突出部的宽度是指，在衬底的长度方向上，氮化硅的端部距离衬底的距离。
[0018] 优选地，步骤S5中通过蒸镀来形成该第一金属层和该第二金属层。由于该突出部会阻挡金属在凹槽侧壁上的沉积，因此在蒸镀时对方向的要求就大大降低了。
[0019] 优选地，步骤S4中通过CVD(
化学气相沉积)、热扩散或
离子注入来形成该第二导电类型掺杂区域。
[0020] 优选地，该氧化硅的厚度为10nm-200nm，较佳地，该氧化硅的厚度为30nm-200nm。
[0021] 优选地，该蚀刻剂为碱性蚀刻剂。
[0022] 优选地，该第一导电类型衬底为N型掺杂的硅衬底。
[0023] 在符合本领域常识的
基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
[0024] 本发明的积极进步效果在于：
[0025] 1、本发明利用碱性试剂和氮化硅的组合，在蚀刻PN结构背面时形成较宽的突出部，来阻挡金属沉积至楔形凹槽的侧壁上，从而实现正负极形成的自对准，并且能够保证正负极的绝对分离。
[0026] 2、由于该突出部的宽度较宽，即使有极少部分金属沉积在凹槽的侧壁上，这部分金属的厚度也是非常薄的，通过简单的蚀刻清洗就能将其完全去除，从而保证了正负极的分离。
[0027] 3、由于较宽突出部的阻挡，在蒸镀金属时，对方向性的要求就大大降低了，因为几乎没有或者仅有极少数的金属会沉积在凹槽侧壁上，由此工艺的难度也就大大降低了。
附图说明
[0028] 图1-5为本发明
实施例1的工艺
流程图。
[0029] 图6为现有技术中蒸镀金属的示意图。
[0030] 图7为本发明实施例1的蒸镀金属的示意图。
具体实施方式
[0031] 下面以N型掺杂的硅衬底作为第一导电类型衬底为例，通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品
说明书选择。
[0032] 实施例1
[0033] 该金属化方法，其包括以下步骤：
[0034] 参考图1，在PN结构的正面和背面形成氧化硅，分别以附图标记41、42来表示，该PN结构包括第一导电类型衬底1、在该第一导电类型衬底1的正面中形成的第一导电类型掺杂层2以及在该第一导电类型衬底1的背面中形成的第二导电类型掺杂层3。
[0035] 参考图2，去除该PN结构背面预定区域421的氧化硅以暴露出该第一导电类型衬底。
[0036] 参考图3，采用碱性试剂蚀刻该PN结构的背面，蚀刻深度大于该第二导电类型掺杂层的厚度以暴露出第一导电类型衬底并由此在该第一导电类型衬底中形成楔形凹槽，并且该氧化硅靠近预定区域的一侧形成突出部422，其中该楔形凹槽为底部窄、顶部宽的凹槽，自该第一导电类型衬底的法线方向上看，该底部为接近该第一导电类型衬底的一侧，该顶部为远离该第一导电类型衬底的一侧(即图3中上方为底部，下方为顶部)。在本实施例中，采用碱性试剂来蚀刻PN结构的背面，而氧化硅的蚀刻速度小于衬底的蚀刻速度，由此预定区域周围的氧化硅中会形成类似屋檐的突出部，并且由于氧化硅和衬底在碱性试剂中蚀刻速度的差异较大，该突出部的宽度较宽，其中，该突出部的宽度为8μm，该突出部的宽度即如图3所示的w，即从该第一导电类型衬底的长度方向上看，氮化硅的端部(由蚀刻导致的尖端)距第一导电类型衬底的距离。
[0037] 参考图4，在与该预定区域相对应的第一导电类型衬底中形成第二导电类型掺杂区域5，本实施例中通过离子注入的方式形成该第二导电类型掺杂区域5。在该突出部422的阻挡下，从该第一导电类型衬底的长度方向上来看，第二导电类型掺杂区域和未经蚀刻的第一导电类型掺杂层是分离的。
[0038] 参考图5，在图4的结构的背面淀积金属以在该PN结构背面的氧化硅上形成第一金属层61以及在凹槽的底部形成第二金属层62。在淀积金属时在该突出部的阻挡下，金属难以被淀积至该楔形凹槽的侧壁上；或者说即使有少部分金属淀积至凹槽的侧壁，这部分金属的厚度也是极其薄的。
[0039] 之后，采用蚀刻剂蚀刻上述步骤所得到的结构以使得该第一金属层和该第二金属层完全分离。即使有很薄的金属沉积于凹槽侧壁上，也在这一蚀刻清洗步骤中被去除了。由此通过简单的蚀刻清洗就能将极薄的侧壁上的金属去除，从而保证了作为正负极的第一金属层和第二金属层的绝对分离，从而增强电池的稳定性。
[0040] 而且，本实施例中通过蒸镀来形成该第一金属层和该第二金属层。由于该突出部会阻挡金属在凹槽侧壁上的沉积，因此在蒸镀时对方向的要求就大大降低了。对比图6来看，现有技术中只能沿着箭头方向上垂直蒸镀，一旦蒸镀方向偏离衬底的法线方向，就容易在凹槽侧壁上沉积金属。再来看图7，由于较宽突出部422的作用，金属原本就很难沉积于凹槽侧壁上。再者，由于该突出部较宽，在蒸镀金属时，即使蒸镀方向有些偏离衬底的法线方向(例如图7所示的箭头方向)也是无碍的，金属依然难以沉积至凹槽侧壁上，并且就算沉积了，也是极其薄的部分，非常容易洗去。
[0041] 实施例2
[0042] 实施例2的基本原理与实施例1相同，不同之处仅在于：
[0043] 本实施例中通过CVD来形成该第二导电类型掺杂区域。
[0044] 其余未提及之处参照实施例1。
[0045] 为了清楚地显示各个掺杂区域、氧化硅、楔形凹槽等结构，附图中的上述各个部分的大小并非按比例描绘，本领域技术人员应当理解附图中的比例并非对本发明的限制。另外，上述的正面和背面也都是相对而言的，本领域技术人员结合本领域的公知常识应当知晓这样的表示为了描述的方便，不应当理解为对本发明的限制。
[0046] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附
权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或
修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
