用于太阳能电池和其他半导体装置的钝化的方法、设备和系统
专利汇可以提供用于太阳能电池和其他半导体装置的钝化的方法、设备和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了一种通过使用结隔离和磷 硅 酸盐玻璃(PSG)/ 硼 硅酸 盐玻璃(BSG)蚀刻的现有工具经由室温湿化学生长(RTWCG)工艺来 钝化 半导体 装置的方法。半导体装置的背侧处理在单一步骤中实现了钝化和结隔离，而正侧处理同时实现了钝化、PSG/BSG蚀刻、抗反射涂层以及电势诱发衰减(PID)减缓。随后通过将钝化形成方法集成到传统 太阳能 制造系统中来提供一种 修改 的太阳能制造方法。形成的 太阳能 电池 包括具有 正面 和背面的半导体 基板 。正面涂覆有小于50nm厚的SiOx层，且SiNx层被沉积在该SiOx层上。在背面，涂覆有另一SiOx层。实验数据显示了高的效率以及太阳能电池减缓的PID。，下面是用于太阳能电池和其他半导体装置的钝化的方法、设备和系统专利的具体信息内容。
1.一种通过使用结隔离和磷硅酸盐玻璃(PSG)/硼硅酸盐玻璃(BSG)蚀刻太阳能电池处
理工具经由室温湿化学生长(RTWCG)工艺来促进钝化发射极和背面电池(PERC)的制造的方法，所述方法包括：
A)通过处理工具的第一化学剂量单元将第一RTWCG溶液放置在耦接到结隔离处理罐的
第一容器中；
B)将用于PERC的半导体基板的至少一部分放置在所述结隔离处理罐中并且在结隔离
处理罐中允许在半导体基板的该部分和第一RTWCG溶液之间的接触以便促进背侧氧化物钝化层在所述半导体基板的背侧上的生长，从而提供背侧钝化基板，其中，由第一化学剂量单元将在结隔离处理罐中的第一RTWCG溶液从第一容器进行递送；
C)使用去离子(DI)水将背侧钝化基板在处理工具的第一冲洗罐中进行冲洗以便提供
经冲洗的背侧钝化基板；
D)通过处理工具的第二化学剂量单元将第二RTWCG溶液放置在耦接到PSG/BSG蚀刻储
罐的第二容器中；
E)将经冲洗的背侧钝化基板放置在PSG/BSG蚀刻储罐中并且在PSG/BSG蚀刻储罐中允
许经冲洗的背侧钝化基板与第二RTWCG溶液之间的接触以便促进在所述基板的正侧上的具有小于50nm厚度的正侧氧化物钝化层的生长，从而提供正侧和背侧钝化基板，其中，由所述第二化学剂量单元将在PSG/BSG蚀刻储罐中的第二RTWCG溶液从所述第二容器进行递送；并且
F)通过使用耦接到PSG/BSG蚀刻储罐的冲洗和干燥站对所述正侧和背侧钝化基板进行
冲洗和干燥。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述结隔离处理罐可操作地耦接至所述处理工具的第一容器、第二容器以及第三容
器；
第一冲洗罐进一步耦接至与所述处理工具的第二冲洗罐可操作地耦接的多孔硅蚀刻
储罐；并且
所述方法不使用处理工具的第二容器、第三容器、多孔硅蚀刻储罐和第二冲洗罐来制
造PERC
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
G)在B)中的促进背侧氧化物钝化层在半导体基板的背侧上的生长之前，利用第一掺杂
材料对所述半导体基板的背侧进行掺杂。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一掺杂材料包括硼、磷或镓中的至少一个。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，G)包括热扩散工艺、离子植入工艺或激光掺杂工艺中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
H)在E)中的促进正侧氧化物钝化层在半导体基板的正侧上生长之前，利用第二掺杂材
料对半导体基板的正侧进行掺杂。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二掺杂材料包括磷、硼或镓中的至少一个。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，H)包括热扩散工艺、离子植入工艺或激光掺杂工艺中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺将氮化硅层沉积在正侧氧化物钝化层
上。
10.根据权利要求9所述的方法，所述氮化硅层具有大约2.0至2.2的折射率。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述氮化硅层具有大约75nm至大约80nm的厚度。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括：
将多个金属触点丝网印刷在氮化硅层上，其中所述多个金属触点包括银。
13.根据权利要求1所述的方法，其中B)包括
B1)在半导体基板的背侧上创建多个抗蚀点以便提供被掩膜的半导体基板的背侧；
B2)将被掩膜的半导体基板的背侧暴露至所述第一RTWCG溶液以便促进背侧氧化物钝
化层在半导体基板的背侧上的生长；
B3)移除多个抗蚀点以便提供背侧钝化基板，其中，半导体基板的背侧的至少一部分没有被所述背侧氧化物钝化层覆盖。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
将多个免烧贯通金属触点丝网印刷在所述背侧氧化物钝化层上，其中，所述多个非火
通过金属触点包括铝和银中的至少一个，并且多个非火通过金属触点中的至少一个金属触点与半导体基板的背侧电接触。
15.根据权利要求1所述的方法，其中B)还包括：
通过激光钻孔工艺在所述背侧氧化物钝化层上创建至少一个孔。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
将多个非火通过金属触点丝网印刷在所述背侧氧化物钝化层上，其中，所述多个非火
通过金属触点包括铝和银中的至少一个，并且多个非火通过金属触点中的至少一个金属触点通过所述至少一个孔与半导体基板的背侧电接触。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在促进背侧氧化物钝化层在所述半导体基板的背侧上的生长之前在多个地点处对半
导体基板的背侧进行掺杂；并且
丝网印刷多个金属触点，其中，至少一个掺杂地点与至少一个金属触点电联通以便促
进制造钝化发射极背面局部扩散(PERL)电池。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，背侧氧化物钝化层和正侧氧化物钝化层中的至
少一个在内表面上具有第一折射率以及在外表面上具有第二折射率，其中所述内表面比所述外表面更接近半导体基板并且第一折射率大于第二折射率。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一折射率在大约1.5至大约3.4的范围
内。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第二折射率在大约1.2至大约2.2的范围
内。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，背侧氧化物钝化层和正侧氧化物钝化层中的至
少一个具有小于1％的金属杂质。
22.根据权利要求1所述的方法，其中，背侧氧化物钝化层和正侧氧化物钝化层中的至
少一个具有小于0.1％的金属杂质。
23.根据权利要求1所述的方法，其中，背侧氧化物钝化层和正侧氧化物钝化层中的至
少一个具有2nm至50nm的厚度。
24.根据权利要求1所述的方法，其中，背侧氧化物钝化层和正侧氧化物钝化层中的至
少一个具有2nm至20nm的厚度。
25.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体基板包括硅，并且第一RTWCG溶液和第二RTWCG溶液中的至少一个包括：
第一百分比的含碘化合物；
第二百分比的含氟化物酸；
第三百分比的非氧化酸；
第四百分比的水。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，
第一百分比为大约0.01％至大约0.4％；
第二百分比为大约0.1％至大约10％；
第三百分比为大约1％至大约50％；
第四百分比为大约40％至大约99％。
27.根据权利要求25所述的方法，其中，第二百分比与第三百分比的比率在大约1/20至大约4的范围内。
28.根据权利要求25所述的方法，其中，第四百分比在大约80％至大约90的范围内。
29.根据权利要求25所述的方法，其中，含碘化合物包括HIO3、I2O5、HI、KI，BI3、I2O4、I2O9、IF5、SiI4、PI3、P2I4、TiI4、VI3、CoI2、NiI2、AsI3、SnI4、SbI3、TeI4、PbI2、和BiI3中的一个或多个。
30.根据权利要求25所述的方法，其中所述含碘化合物包括具有在从大约0.02克每升
(g/L)至大约0.8克每升(g/l)范围内的数量的HIO3。
31.根据权利要求25所述的方法，其中，所述含氟化物酸包括HF、H2SiF6、NH4F、H2TiF6、BaF、BF4和NaF。
32.根据权利要求25所述的方法，其中，所述非氧化酸包括HCI、HI、HBr、HF和H3PO4中的一个或多个。
33.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体基板是硅基板并且并且第一RTWCG溶液和第二RTWCG溶液中的至少一个包括：
含水氢氟酸(HF(aq))，其具有从2％至50％范围的浓度以促进所述硅基板的蚀刻；
五氧化二碘(I2O5)，其溶解在所述含水氢氟酸中，所述五氧化二碘具有含水氢氟酸的从
0.3克每升(g/L)至2克每升(g/L)范围的浓度，以促进在所述硅基板的表面处的氧化反应，从而促进含硅氧化物层在硅基板上的生长；以及
非侵入式添加剂，其用于控制在所述硅基板的蚀刻的第一速率和含硅氧化物层的生长
的第二速率之间的平衡。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述非侵入式添加剂选自NH4F、HF、HCl、H2O、HNO3和H2O2。
35.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一RTWCG溶液和第二RTWCG溶液中的至少
一个实质上不含硅。
36.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一RTWCG溶液包括选自于包含H3BO4、B2O3、BI3或B2O3的组的硼源以便形成含硼背侧氧化物钝化层。
37.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一RTWCG溶液和第二RTWCG溶液包括实质
上相似的组份。
38.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将半导体基板调整至大约10℃至大约40℃的操作温度以便促进半导体基板和所述第
一RTWCG溶液或第二RTWCG溶液中的至少一个之间的相互作用。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述操作温度在大约25℃至大约40℃的范围
内。
40.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所述第一RTWCG溶液或第二RTWCG溶液中的至少一个调整至大约10℃至大约40℃的
操作温度以便促进半导体基板和所述第一RTWCG溶液或第二RTWCG溶液中的至少一个之间的相互作用。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述操作温度大约25℃至大约40℃。
42.根据权利要求1所述的方法，还包括：
K3)调整在B)或E)中至少一个期间的太阳能电池处理工具的操作温度以便获得可变氧
化物层生长速度。
43.一种制造钝化发射极背面电池(PERC)的方法，所述方法包括：
A)通过在半导体基板的正面上创建多个倒金字塔来将具有正面和背面的半导体基板
进行纹理化；
B)利用第一掺杂材料对所述半导体表面的正面进行掺杂；
C)将所述半导体基板的背面暴露至第一RTWCG溶液以隔离在所述半导体基板的边缘处
的在所述背面上的至少一个结，并且创建用于使半导体基板的背面钝化的背面氧化物层；
D)将半导体基板的正面暴露至第二RTWCG溶液以移除所述正面上的磷硅酸盐玻璃
(PSG)或硼硅酸盐玻璃(BSG)并且创建用于使半导体基板的正面钝化的正面氧化物层；
E)在所述正面氧化物层上沉积氮化硅层以改善所述半导体基板的正面的抗反射性能；
F)在所述半导体基板的背面上创建通过所述背面氧化物层的至少一个通孔；
G)将至少一个金属触点丝网印刷在半导体基板的氮化硅层上和背面氧化物层上；
H)烧制至少一个金属触点以在至少一个金属触点和半导体基板之间提供电接触。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述第一RTWCG溶液和第二RTWCG溶液包括实质
上相同的组份。
45.根据权利要求43所述的方法，其中所述正面氧化物层具有从大约2nm至大约20nm范
围内的厚度。
46.根据权利要求43所述的方法，其中所述氮化硅层具有从大约75nm至大约80nm范围
内的厚度。
47.根据权利要求43所述的方法，其中，所述半导体基板是硅基板并且并且第一RTWCG
溶液和第二RTWCG溶液中的至少一个包括：
含水氢氟酸(HF(aq))，其具有从2％至50％范围的浓度以促进所述硅基板的蚀刻；
五氧化二碘(I2O5)，其溶解在所述含水氢氟酸中，所述五氧化二碘具有含水氢氟酸的从
0.3克每升(g/L)至2克每升(g/L)范围的浓度，以促进在所述硅基板的表面处的氧化反应，从而促进含硅氧化物层在硅基板上的生长；以及
非侵入式添加剂，其用于控制在所述硅基板的蚀刻的第一速率和含硅氧化物层的生长
的第二速率之间的平衡。
48.一种太阳能电池处理工具，在所述太阳能电池处理工具中包括：
结隔离处理罐，其可操作地耦接至多个酸容器，其中所述多个酸容器包括容纳氢氟酸
(HF)的第一容器、容纳硝酸(HNO3)的第二容器以及容纳硫酸(H2SO4)的第三容器；
第一冲洗罐，其耦接至所述结隔离处理罐；
多孔硅蚀刻储罐，其耦接至所述第一冲洗罐；
第二冲洗罐，其耦接至所述多孔硅蚀刻储罐；
磷硅酸盐玻璃(PSG)/硼硅酸盐玻璃(BSG)蚀刻储罐，其耦接至所述第二冲洗罐和容纳
HF的第四容器；以及
冲洗和干燥站，其耦接至所述PSG/BSG蚀刻储罐，
一种通过改装和使用太阳能电池处理工具经由室温湿化学生长(RTWCG)工艺来促进钝
化发射极和背面电池(PERC)的制造的方法，所述方法包括：
A)将第一RTWCG溶液放置在耦接至所述结隔离处理罐的第一容器、第二容器和第三容
器的被选容器中；
B)将用于PERC的半导体基板的至少一部分放置在所述结隔离处理罐中并且在所述结
隔离处理罐中允许所述半导体的部分和在被选容器中的第一RTWCG溶液之间的接触以促进背侧氧化物钝化层在所述半导体基板的背侧上的生长，从而提供背侧钝化基板；
C)使用去离子(DI)水来冲洗在第一冲洗罐中的所述背侧钝化基板以提供经冲洗的背
侧钝化基板；
D)将第二RTWCG溶液放置在耦接至PSG/BSG蚀刻储罐的第四容器中；
E)将经冲洗的背侧钝化基板放置在PSG/BSG蚀刻储罐中并且在PSG/BSG蚀刻储罐中允
许经冲洗的背侧钝化基板与在第四容器中的第二RTWCG溶液之间的接触以促进正侧氧化物钝化层在基板的正侧上的生长，从而提供正侧和背侧钝化基板；并且
F)使用耦接至所述PSG/BSG蚀刻储罐的第三冲洗和干燥站来冲洗和干燥正侧和背侧钝
化基板，
其中，所述方法仅使用耦接至结隔离处理罐的多个酸容器中的一个而不使用耦接至第
一冲洗罐的多孔硅蚀刻储罐和耦接至所述多孔硅蚀刻储罐的第二冲洗罐来制造PERC。
49.一种半导体装置，其具有减缓的电势诱发衰减(PID)和钝化表面，所述半导体装置
包括：
半导体基板，其具有正面和背面；
正面钝化层，其布置在所述正面上，所述正面钝化层包括氧化硅(SiOx)以及具有小于
50nm的厚度以便使正面钝化并且减缓PID；
背面钝化层，其包括布置在所述背面上的SiOx；以及
氮化硅(SiNx)层，其布置在所述正面钝化层上具有大约75nm至大约80nm厚度以改善所
述半导体装置的抗反射性能。
50.根据权利要求49所述的半导体装置，其中，所述半导体装置为太阳能电池。
用于太阳能电池和其他半导体装置的钝化的方法、设备和
系统
背景技术
差异。
这种反射损失被应用在太阳能电池中的材料的显著的带隙、主要在红外线区域中进一步恶
化。
自由键，其倾向于多种复合沟道，包括辐射复合。俄歇复合(Auger recombiantion)，肖克利-里德-霍尔复合(Shockley-Read-Hall(SRH)recombiantion)。
料和模块的其他元件(比如玻璃、底座和框架)之间的模块内的离子迁移率进行驱动的时
候。一种理论坚持认为由电压电势驱动的离子可以聚集在负电荷表面上并且以消极的方式
与p-n结交互，从而降低太阳能电池的性能。
的相对低的温度范围处以获得涂层。这些高操作温度可以引起多种问题，包括高的资金成
本、低输出或可能的对待被涂覆的装置的损害。此外，在其传统设计中，PERC经受电势诱发衰减(PID)的能力仍有待观察。
发明内容
(RTWCG)工艺来制作钝化发射极和背面电池(PERC)。在这个方法中，半导体基板的背侧被暴露至第一RTWCG溶液，其被容纳在处理工具的结隔离处理罐中，以便形成背侧氧化层从而使基板的背部表面钝化。在相同的步骤期间，RTWCG溶液还可以蚀刻掉基板边缘的扩散层来获得结隔离，并且蚀刻掉表面上的任何硼硅玻璃。随着背侧处理，半导体基板的正侧暴露至第二RTWCG溶液，其被容纳在处理工具的PSG/BSG蚀刻处理罐中，以形成小于50nm的正侧氧化
层，从而使基板的正面钝化。在形成背侧氧化层之前，基板正面上的任意PSG/BSG杂质还可以由第二RTWCG溶液来清理。在每个RTWCG步骤之后，通过使用去离子(DI)水来冲洗基板以
移除基板上多余的化学品。方法还包括在正侧氧化层上沉积氮化硅(SiNx)层的步骤，以使
得氧化硅层和氮化硅层的结合可以改善抗反射性能并且可以减缓半导体装置的电势诱发
衰减(PID)。
I2O5溶解在HF(aq)中并且具有从每升0.3克(g/L)至每升2克(g/L)的浓度。
激光辅助扩散工艺来对半导体进行掺杂。被掺杂的半导体基板可以随后暴露至RTWCG溶液
以在基板的正面和背面上生长氧化层。而结隔离、PSG/BSG蚀刻、抗反射的部分和PID减缓可以被同时获得。氮化硅层可以被沉积在前氧化层上以进一步减少反射损失以及减缓PID效
应。金属触点随后被丝网印刷在正侧上的氮化硅层上和背侧上的背部氧化层上以建立电触
点。在印花筛网(printing screen)之前还包括通孔创建(via creation)以确保金属触点
和半导体基板的背侧之间的电传输。伴随印花筛网，金属触点被干燥和烧制，以形成与底层半导体基板的键合。
化硅层沉积在该氧化钝化层上以减少光损失继而减缓PID效应，从而改善半导体装置的效
率和操作能力。半导体基板的背面还涂覆有氧化层以使装置的背面钝化，从而进一步增加
装置效率。
是，此处明确使用的、也可以出现在通过参考引用的任意公开中的术语可以与此处公开的
特定思想的意义最一致
附图说明
中，相同参考字符总体上表示相同的特征(比如功能性相似的元件和/或结构上相似的元
件)。
具体实施方式
磷发射极区域140，背侧102上的p-型区域160，以及它们之间的p-n结150。在操作中，半导体基板102的正侧101朝向入射辐射，其可以为直接的太阳辐射、来自于如在太阳能热光生电
(STPV)系统中的选择性发射极的再发射辐射、来自于热源的热辐射、或可以被吸收并且由
PERC转换为电力的其他任意辐射。在一个示例中，正侧和背侧都可以被掺杂以构造两面的
或异质结构的太阳能电池。掺杂材料可以包括磷、硼或镓。
以构造为具有大约2.0至大约2.2的折射率。氧化硅和氮化硅的结合还可以有助于减缓操作
中的电势诱发衰减(PID)。多个正侧金属触点(指状物)110被印刷在氮化硅层120上，但穿过氮化硅层120和正侧钝化层132以达到发射极区域140，从而将电力从太阳能电池引导出以
进行使用。
上。在操作中，后者可能会导致更小的薄层电阻并且因此增加太阳能电池的效率。
p-型区域160。可以在背侧钝化层136的生长期间或之后创建图案。例如，抵抗使钝化层生长的方式(对其不反应)的图案化掩膜可以被放置在p-型区域160之上，以使得背侧钝化层136
仅在所选位置中被创建。可选地，可以首先创建均匀的钝化层。随后，例如可以由激光、蚀刻化学品、机械钻孔或公知的其他方式来开一个或多个孔。
103的边缘上的磷扩散并且因此获得边缘隔离。
扩散可以减少在背部的复合同时保持良好的电接触。
液，并且在硅基板和RTWCG溶液之间、在室温下(比如10℃至40℃)通过化学反应来创建氧化硅层。由于合成的氧化层是通过消耗硅基板来创建的，因此RTWCG工艺可以在单一步骤中蚀刻硅基板(比如形成选择性发射极)并且生长氧化层。
率，嘧啶化合物(比如N-(n-Buty1)吡啶盐氯化物)、基于Fe2+、Fe3+的氧化还原水溶液、有机或无机均相共催化剂、以及包括NaF、KOH、NH4F以及HF(aq)的非侵入式添加剂。可以利用无机组分来取代RTWCG溶液的有机组分以改善形成的氧化层的介电性能。
化反应的一个或多个元素。该溶液提供了蚀刻平衡(以移除硅层)和氧化物生长(以沉积氧
化硅层)。
一个或多个以下的目的：减少表面反射、使发射极的表面钝化以及制作良好品质的选择性
发射极。可自行支配的所有含碘化合物、当溶解在酸性HF基溶液中时、可以生长SiOx膜，该SiOx膜包括但不限于碘酸(HIO3)、碘化钾(KI)以及五氧化二碘(I2O5)。
因此，铝触点恶化在这个情形中也许不会是一个问题。然而，从RTWCG溶液形成的氧化硅层还可以用作为抗反射涂层，这也许需要更大的厚度(比如100nm或更多)并且因此需要更长
的生长时间，从而诱发铝触点恶化的电势问题。
覆盖在铝触点上。此外，在氧化硅层的生长之后，铝触点可以被丝网印刷，其可以被图案化为具有至少一个孔以在后续的铝触点和硅基板之间提供电传输。
RTWCG生长溶液包括1比3体积部分的60％H2TiF6(aq)和溶解在1升10％HCl(aq)中的1比3体积部分1-5克V2O5。
速率。
括但不限于：Ti、Co、V、Cr、Ni、Sr、Cu、Ce、Y、Zr、Nb、Ru、Rh、Fe、Ba、Pb、Pd、I、Br、Al、Sb、Be、Bi、Hf、Ta、W、La、Ir、Os、As、Sn、Ag和Mg。该多种金属离子的功能是作为氧化还原成分，例如K3Fe(CN)6形成Fe2+/Fe3+氧化还原系统。其他金属离子可以用作为增加RTWCG SiOx薄膜的生长速率的均相氧化催化剂成分。
微量硅水平不会损害硅不存在于RTCWG溶液的品质，因为公认的是微量杂质也许难于移除
且不影响溶液的功能。通过微量水平，硅水平按重量小于1％，或者小于0.1％。将硅源成分从RTWCG溶液消除可以导致随足够深蚀刻深度而增长的SiOx生长速率从而形成极佳的品质
选择性发射极以及可以导致在形成的SiOx中膜的金属杂质浓度的降低，在其中，该发射极
保存丝网印刷的正触点和背触点的完整性。
因此创建用于太阳能电池应用的良好电性能和介电性能。
(TCO)的具有更高品质、低成本的替代物。没有被任何理论或操作模式的约束下，含这些化合物的RTWCG溶液看起来能够具有类似于非电解镀层的工艺，其中，非电解镀层允许金属形成在SiOx层中。
表面以下大约5nm的平坦区为止。平坦区的深度至少一部分取决于生长时间和用于生长的
RTWCG溶液的配方。在平坦区内，硅氧比率保持在1.4±0.2的实质上稳定的水平。在平坦区
的下面，硅-氧进一步增加直到氧浓度减少至微量水平为止。
1.2-1.3的折射率，同时靠近SiOx/Si界面的折射率可以达到3.4-3.5。
的悬空键来增强表面结合的抑制。
度极限。因此，PSG蚀刻可以是制造高效太阳能电池的重要步骤并且通过HF或NH4F蚀刻来实现。硼掺杂可以导致硼硅酸玻璃(BSG)的层，其可以以相似方式进行移除。
缘隔离技术被修改。作为标准实践，边缘结隔离或者在晶圆边缘周围的路径的移除一般地
通过“硬币堆叠(coin stacking)”电池来实现。经堆叠的电池随后被放置在等离子体蚀刻腔室中以移除被暴露的边缘。然而，在这些蚀刻隔离技术中的堆叠和非堆叠也许导致工艺
流程中的强烈破坏，从而增加制造成本。可选地，结隔离的内联工艺在没有堆叠和非堆叠步骤的情形下可以通过湿化学蚀刻步骤来实现，在该湿化学蚀刻步骤中，HF、HNO3和H2O的混合物用于蚀刻掉扩散层。
更困难。一种有展望的技术可以是多孔硅(PS)形成，其可以通过在稀释的硝酸和氢氟酸中、在室温下蚀刻硅晶圆来实现，从而制作了适合的多孔表面层。
drying)，可以使用具有比水更低的表面张力的挥发性有机化合物(比如乙醇或IPA)，其中
当基板从水缓慢地取出时，该挥发性有机化合物被引入到基板的附近中。当小数量的挥发
性化合物蒸气与再生水弯月面接触时，其溶解在水中并且创建表面张力梯度，该表面张力
梯度使弯月面部分地收缩并且呈现明显的有限角度。这使得薄的水膜从基板流走，从而使
基板干燥。此外，马兰葛尼干燥也可以在干燥工艺期间移除污染物和颗粒。
化学溶液可以分别从容纳HF、HNO3和H2SO4的化学容器进行递送。步骤412冲洗结隔离基板来移除基板上多余的化学品，从而制备用于步骤413的基板，在其中，多孔硅蚀刻发生了以在基板的正面和背面上创建纹理。第二冲洗随后清理在步骤414中的纹理化基板，在其后跟随PSG蚀刻步骤415，PSG蚀刻步骤415通过使用来自于化学容器415a的HF将在基板的表面上的
任何PSG移除。另一冲洗和干燥步骤416随后清理基板并且使基板干燥以用于进一步处理，
比如金属化。
以与硅基板的边缘发生反应，因此扩散的硅的层可以被蚀刻掉并且氧化硅的新层可以形成
在基板边缘上，从而获得有效边缘隔离。
当RTWCG溶液与清洁的硅表面接触时，因此溶液还可以用于PSG蚀刻。
面进行纹理化，根据一个示例性实施例的RTWCG方法可以在氧化物层表面上创建纹理同时
保留硅表面的平滑度。可以在高生长速率条件下、比如大于200nm/分钟在生长步骤期间来
形成纹理化的氧化物层。还可以在SiOx层的生长之后通过使用附加的(10-15秒)弱酸湿工
艺步骤来执行纹理工艺。
积。此外，由于发射极薄片电阻率损失的减小、更低的接触电阻、更高的分流电阻以及更低的二极管理想因子，这些太阳能电池还可以具有更高的效率。
硅基板。在步骤421，硅基板的至少一部分可以被放置在结隔离处理罐中以允许硅基板的部分与从化学容器421a递送的RTWCG溶液之间的接触。化学容器421a可以选自于化学容器
411a至411c中的任何一个。硅和RTWCG溶液之间的化学反应可以创建包括氧化硅(SiOx)的
背侧钝化层。同时，基板边缘和RTWCG溶液之间的化学反应还可以移除扩散层，从而实现结隔离。伴随在步骤421中的在背侧上的RTWCG的处理，在被送到PSG蚀刻罐之前，在步骤422期间，硅基板可以在第一冲洗站中被冲洗，其中硅基板的正面可以经由第二RTWCG步骤425进
行处理。第二RTWCG步骤425可以制作正侧氧化物层并且实现一个或多个以下目的：通过移
除任意PSG层使硅基板清洁，使正侧钝化以及形成抗反射图层的至少一部分。第二RTWCG溶
液、其可以被从太阳能电池处理工具中的化学容器415a转化来的化学容器425a进行递送，
可以进一步构造为通过使用高生长速率溶液或主要将正面钝化硅基板暴露至蚀刻溶液(比
如HF)来在氧化物层上创建纹理化表面。在步骤426中，第三冲洗站可以然后在移除过量
RTWCG溶液来冲洗该硅基板，随后干燥站移除在之前冲洗步骤中引入的过量水。
消耗初始硅基板的更大厚度，因此生长的总SiOx层小于硅的深蚀刻。借由示例，在100nm
SiOx层的形成中，150nm的Si可以被消耗。
RTWCG溶液包括HF、HNO3和碘源的另一示例中，降低HNO3或HF的浓度可以降低生长速度和深蚀刻速度。在温度侧上，增加反应温度可以总体上增加反应速度。因此，其太阳能电池制造期间的可变生长速度如果需要可以被实现。
且因此需要几乎零资本支出(CAPEX)。
加效率。这通过消除在结隔离单元、和硅多孔蚀刻处理罐以及相关的冲洗站中的额外化学
容器的至少使用来简化用于太阳能电池的制造工艺。方法还提供不必要的几种热步骤，其
中当氧化硅层被热扩散时，该几种热步骤通常是制造工艺的一部分。
份或操作温度。形成的氧化物层可以具有极佳的钝化效果并且延长电荷载流子的寿命以改
善太阳能电池效率。
术具有更低的CAPEX、比热生长方法具有更短的处理时间。总之，高级钝化系统可以通过使工艺流水线化和消除几个步骤和模块来减少总制造成本。系统还可以通过消除至少一个冲
洗站(节省水)和几个热步骤(节省电力或气体)来改善环境友好。
中利用掺杂材料对半导体基板进行热扩散。可选地，掺杂材料可以经由现有技术中已知的
离子注入、激光辅助掺杂或其他手段被引入到基板中。在输出端，钝化基板可以被递送以用于附加涂覆。在一个示例中，氮化硅(SiNx)的层可以经由等离子体增强化学气相沉积
(PECVD)工艺被沉积在正侧氧化物层上以进一步改善形成的太阳能电池的抗反射性能。
格栅触点的丝网印刷浆料的使用。因此，实施钝化方法的高级钝化系统可以被方便地集成
到传统太阳能制造系统中。
失。此外，由于在金属触点和硅基板之间的最小化的接触面积，电损失还可以由这个倒金字塔结构来降低。
除了磷之外，掺杂材料还可以包括硼或镓。此处可以使用多种技术。例如，磷涂层可以被施加至表面，并且被涂覆的基板可以被放置在带式炉中以使少量的磷扩散到基板中。在另一
示例中，对半导体基板进行掺杂可以通过离子注入工艺来实现，在其中，含离子的掺杂材料可以被加速并且被烧制到基板中。
质并且创建用于钝化和抗反射涂层的氧化物层。这个步骤630可以由从用于太阳能电池制
造、更具体而言是用于结隔离和PSG蚀刻的现有工具转化而来的高级钝化系统来实施。
层可以单独地用作为ARC层。在另一示例中，SiNx和氧化物层一起形成有效的ARC层。
(Ag)、而铝(Al)通常被用在背侧上。丝网印刷方法和在其内使用的金属浆料与RTWCG溶液相兼容以用于氧化物层形成，因此经由RTWCG工艺的丝网印刷步骤和钝化步骤可以以任意顺
序进行设置。
刻法技术来创建，其中，抗蚀膜被旋转涂覆到表面上，接着通过使用辐射来进行选择性蚀
刻。施加在由抗蚀点覆盖的背侧上的RTWCG工艺可以随后创建图案化氧化物层730，其仅布
置在未被抗蚀点覆盖的区域中。移除抗蚀点720可以因此背侧上的半导体表面暴露以用于
丝网印刷。通过丝网印刷形成的金属层740可以因此与半导体表面在抗蚀点被放置在其中
的至少位置中电接触。在这个示例性实施例中，金属触点是免烧贯通的(non fire-
through)，但烧贯通触点也可以被使用。
被干燥以移除可以引起多余的渗气并且导致裂纹和空隙的大量溶剂。被干燥的基板随后在
烧制炉中被烧制，这可以进一步分解为四个步骤。第一步骤是初始温度倾斜升温，其中浆料溶剂被挥发。第二步骤是烧尽，这可以实质上移除在300-400℃处浆料形成中使用的所有有机粘结剂。第三步骤是烧结、或烧制工艺，其可以在炉子中、在700-800℃范围之间被实现。
在这个过程期间，金属与下方半导体基板形成键合以形成金属触点。干燥和烧制工艺中的
最终步骤是冷却阶段。
个太阳光谱的模拟太阳光可以被用于电学性能的检测。
基线太阳能电池被作出。寿命改善范围从超过第一RTWCG溶液25％至超过第五RTWCG溶液
200％。
化效果。由电荷载流子的有效寿命指示的钝化效果当SiO2层的厚度超过8nm时达到了高原。
类似地，开路电压也在实质上相似的厚度处达到高原。这种观测也可以指示出SiO2层的钝
化效果和有效改善效果可以在一定阈值厚度之上饱和。在这个示例性绘图中，阈值厚度为
大约8nm。
功率。最终输出功率与初始输出功率的比率指示处太阳能电池操作随时间的稳定性并且因
此可以指示出PID的减缓效应，这组成了功率退化的一个源。图9大体上显示了更厚的SiO2
层可以导致更高的功率比并且因此导致更好的减缓效应，直到厚度达到阈为止。在这个示
例性实施例中，用于PID减缓的阈值厚度为大约10nm。
能电池上的给定能量的光子的数量的比率。量子效率可以被给定为波长的函数。如在图10
中所示的，由RTWCG溶液形成的SiOx膜在大约600nm及以下的波长中促进更大的QE，以及在
蓝/UV波长中具有更低的反射比。
层可以被制造为具有大约2.1至2.2的折射率。
比较。图14显示出通过包括用于钝化的SiOx层、ARC和表面纹理化，可以增加从太阳能至电能的太阳能电池转化效率、例如从17.3至17.7％。注意到，效率的改善的一部分百分比可以横跨几百个太阳能电池和模块而引起显著的竞争性益处。图15和图16显示出，SiOx层可以
分别将开路电压从大约0.624伏特改善至大约0.63伏特并且使短路电流(Isc)从8.74mA增
加至8.82mA。通过添加如在图17中显示的SiOx层，可以使可以确定太阳能电池的最大功率
的填充因数(FF)从例如77.65增强至大约78.6。
种变型和/或修改的每一个都被认为此处描述的创造性实施例的保护范围内。更具体地，本领域技术人员容易意识到此处描述的所有参数、尺寸、材料和构造意味着是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或构造将取决于具体的、创造性教导用于其的一种或多种应用。
本领域技术人员将会认知、或能够确认仅使用常规实验、此处描述的具体创造性实施例的
一些等同体。因此，应该理解的是，前述实施例仅借由示例来呈现，并且落入所附权利要求及其等同体的范围内，除了具体描述和要求的之外，创造性实施例可以被实践。本公开的创造性实施例针对于此处描述的每个单个特征、系统、物品、材料、成套工具、和/或方法。此外，如果这种特征、系统、物品、材料、成套工具、和/或方法并非相互一致的，则两个或多个这种特征、系统、物品、材料、成套工具和/或方法的任意结合被包括在本公开的创造性范围内。
件进行实施时，不管是被设置在单一计算机中或分布式多个计算中，软件代码可以在任意
适合的处理器或处理器的集合上执行。
面的输入装置的示例包括键盘以及定位装置、比如鼠标、触控板和数字化板。作为另一示
例，计算机可以通过语音识别或其他听觉形式接收输入信息。
多个处理器上执行。此外，可以通过使用多个适合的可编程语言和/或编程或脚本工具来写入这种软件，并且所述软件还可以被编辑为可执行机器语言代码或者在框架上或虚拟机上
执行的中间代码。
序或多种程序可以被加载在一个或多个不同的计算机上或其他处理器上以实施如上讨论
的本发明的多个方面。
方式分布在多个不同的计算机或处理器中以执行本发明的多个方面。
被显示为有顺序的动作。
而非必须包括具体列在元件的列表中的每一个的至少一个，而且不包括在元件的列表中的
元件的任意结合。除了短语“至少一个”引用的、被具体识别在元件的列表中的元件之外，这种限定还允许元件可以可选地被呈现，不管涉及或不涉及被具体识别的那些元件。因此，作为非限制示例，“A和B中的至少一个”(或者等同地，“A或B中的至少一个”或者等同地，A和/或B中的至少一个)可以在一个实施例中指代至少一个，可选地包括一个以上，A，没有B的存在(并且可选地包括除了B之外的元件)；在另一实施例中，对于至少一个，可选地包括一个以上，B，没有A的存在(并且可选地包括除了A之外的元件)；在仍然另一实施例中，对于至少一个，可选地包括一个以上，A，并且至少一个，可选地包括一个以上，B(并且可选地包括其他元件)等。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 等离子体增强化学气相沉积腔室背板强化 | 2020-05-13 | 526 |
| 等离子体增强化学气相沉积装置 | 2020-05-12 | 491 |
| 大面积平板式等离子体增强化学气相沉积系统 | 2020-05-14 | 448 |
| 一种螺旋波等离子体增强化学气相沉积装置 | 2020-05-14 | 298 |
| 透明导电膜的等离子体增强化学气相沉积设备 | 2020-05-14 | 659 |
| 一种弧形电极等离子体增强化学气相沉积装置 | 2020-05-13 | 882 |
| 加热腔室及等离子体增强化学气相沉积装置 | 2020-05-13 | 698 |
| 等离子体增强式化学气相沉积处理方法 | 2020-05-14 | 498 |
| 上电极结构及等离子体增强化学气相沉积装置 | 2020-05-15 | 229 |
| 一种等离子体增强式化学气相沉积处理方法 | 2020-05-15 | 841 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
