技术领域
[0001] 本
发明涉及一种刻蚀方法，特别是涉及一种背
接触电池的刻蚀方法。
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。
[0007] 为此研发人员只能通过延长刻蚀时间的办法来解决这个问题，在时间足够长的情况下，沟槽侧壁上相对较薄的金属层就能被刻蚀掉，由此来保证正负电极之间不会有接触。但是在实际生产中，延长时间势必降低了生产效率。另外，覆盖于第一掺杂区域上和第二掺杂区域上的金属层也会受到与侧壁上金属层相同程度的刻蚀，延长刻蚀时间势必也会影响到用于形成正负极的金属层。
发明内容
[0008] 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、通过延长时间来确保正负电极分离又降低生产效率的缺陷，提供一种具有自调整性的、能够加快局部区域的刻蚀速度、能自动
定位凹槽侧壁中连接正负电极的部分并加快其刻蚀的刻蚀方法。
[0009] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0010] 一种刻蚀方法，包括以下步骤：S1、提供一PN结构，该PN结构包括一第一导电类型衬底，形成于该第一导电类型衬底背面中的凹槽，以及形成于该第一导电类型衬底的背面中的第一导电类型掺杂区域以及形成于该凹槽表面中的第二导电类型掺杂区域，其特点在于，该刻蚀方法还包括：
[0011] S2、在该PN结构的背面上淀积金属层，该金属层覆盖该第一导电类型掺杂区域、该第二导电类型掺杂区域以及该凹槽的侧壁；
[0012] S3、将步骤S2所得的结构置于蚀刻剂中，并且使该PN结构的正面被
光源照射。
[0013] 在本发明的技术方案中，为了确保正负电极完全被断开，采用光照方式辅助化学刻蚀，当完成掺杂的PN结构被光照之后，会产生空穴
电子对，在内建
电场的作用下产生
电流。若正负电极之间有金属连接(例如凹槽侧壁上的金属层未被完全去除)，那么正负电极之间就有电流流过，即凹槽侧壁上的金属层中就通有电流。加上凹槽侧壁上的金属层比之第一导电类型掺杂区域或第二导电类型掺杂区域上的金属层(即正负电极)而言是极其薄的，其
电阻会比较大，在电流流过时的发热功率也会比较大，那么凹槽侧壁上的金属层的
温度就会明显高于第一导电类型掺杂区域和第二导电类型掺杂区域上的金属层。而温度越高，刻蚀速度也就越快，由此凹槽侧壁上的金属层将会以远快于第一导电类型掺杂区域和第二导电类型掺杂区域上的金属层的刻蚀速度，这样凹槽侧壁上的金属层就会很快被刻蚀掉，由此使得第一导电类型掺杂区域和第二导电类型掺杂区域上的金属层断开从而形成正负电极。
[0014] 再者，凹槽侧壁上的金属层极薄，那么
散热也会非常差，由此凹槽侧壁上的金属层的温度就会相对较高，刻蚀速度也就较快。而且，本发明的方法能够自动定位到连接正负电极的凹槽侧壁金属层，若正负电极之间没有金属连接，那么就不存在电流，自然也就不会被加热。只有在凹槽侧壁上金属层没有被完全刻蚀掉从而造成正负电极相连的情况时，才会产生电流，才会使得凹槽侧壁上的金属被加热。而一旦被加热后，刻蚀速度又会迅速增加最终致使正负电极断开。
[0015] 优选地，步骤S2中采用具有方向性的淀积工艺来形成该金属层以使得形成于该凹槽侧壁上的金属层薄于覆盖该第一导电类型掺杂区域和该第二导电类型掺杂区域的金属层。
[0016] 优选地，步骤S2中采用蒸
镀的方式形成该金属层。
[0017] 优选地，该光源为恒定光源。恒定光源即为常亮光源，例如日常生活中常见的
台灯、日光灯等。
[0018] 优选地，该光源为
闪光灯。与恒定光源不同，闪光灯属于非常亮的光源，闪光灯在瞬间出射光强较强的光，这样PN结构就能吸收较大的
能量，产生的电流强度也就较大。发热功率又和电流的平方成正比，由此凹槽侧壁上金属层的温度将会迅速升高，刻蚀速度也会大大加快，由此很快使得正负电极的连接被断开。而第一导电类型掺杂区域和第二导电类型掺杂区域上的金属层因只需短时间内与蚀刻剂相接触，这将进一步降低蚀刻剂对其刻蚀的效果，也就降低了作为正负极的金属层的刻蚀程度。
[0019] 优选地，该光源所发射的光的
波长为295nm-2500nm。
[0020] 优选地，该光源所发射的光的波长为400nm-780nm。
[0021] 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。
[0023] 本发明的积极进步效果在于：
[0024] 通过在采用蚀刻剂刻蚀金属层时辅以光照的方式来加快局部刻蚀的速度，保证了正负电极之间完全没有任何连接，从而稳定器件的性能。另外，本发明的技术方案还能时间自动定位凹槽侧壁上连接正负电极的金属层的功能，能确保所有连接正负电极的金属层均被快速刻蚀完。并且这种电流的产生是非接触式的，无需任何外加的电源和
电路结构即可实现。
附图说明
[0025] 图1-3为
实施例1的刻蚀方法的分解步骤示意图。
[0026] 图4为图3中金属层的放大图。
[0027] 图5为图4金属层的等效电路图。
具体实施方式
[0028] 下面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。
[0029] 实施例1
[0030] 本实施例的刻蚀方法，包括以下步骤：参考图1，提供一PN结构，该PN结构包括一第一导电类型衬底1，形成于该第一导电类型衬底背面中的凹槽，以及形成于该第一导电类型衬底的背面中的第一导电类型掺杂区域21以及形成于该凹槽表面中的第二导电类型掺杂区域22。
[0031] 参考图2，在该PN结构的背面上淀积金属层，该金属层覆盖该第一导电类型掺杂区域、该第二导电类型掺杂区域以及该凹槽的侧壁。覆盖该第一导电类型掺杂区域和该第二导电类型掺杂区域的金属层以31表示，凹槽侧壁上的金属层以32表示。
[0032] 参考图3，将图2所得的结构置于蚀刻剂中，并且使该PN结构的正面被光源照射，这样凹槽侧壁上的金属层32会被
加速刻蚀直至覆盖该第一导电类型掺杂区域和该第二导电类型掺杂区域的金属层的连接断开，由此形成正负电极，分别重新标记成311和312。
[0033] 更形象地来看，参考图4和图5(其中均以I表示电流方向)，侧壁上的金属层32相较于覆盖该第一导电类型掺杂区域、该第二导电类型掺杂区域的金属层31而言是非常薄的，因此其电阻R2远远大于覆盖该第一导电类型掺杂区域、该第二导电类型掺杂区域的2
金属层31(分别以R1和R3来表示)，当R2远大于R1和R3时，发热功率P＝IR，等效电路又为一
串联电路，因此侧壁上的金属层处的温度必然较高，刻蚀速度也就较快。
[0034] 实施例2
[0035] 本实施例的基本原理与实施例1相同，不同之处仅在于采用闪光灯来照射，其余未提及之处参考实施例1。
[0036] 本发明中为了便于观察，将附图中的上方作为PN结构的背面，下方作为PN结构的正面。
[0037] 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。
