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引言

? ? ? 高效太陽能電池需要對硅片的正面和背面進(jìn)行單獨(dú)處理。在現(xiàn)有技術(shù)中，電池的兩面都被紋理化，導(dǎo)致表面相當(dāng)粗糙，這對背面是不利的。因此，在紋理化后直接引入在線單面拋光步驟。隨后，使用雙面擴(kuò)散工藝來構(gòu)造發(fā)射器。為了避免太陽能電池的前側(cè)和后側(cè)之間的短路，后側(cè)上的發(fā)射器在進(jìn)一步的濕化學(xué)工藝步驟中被移除。所以總共有兩個(gè)單面濕化學(xué)過程，一個(gè)在擴(kuò)散過程之前，一個(gè)在擴(kuò)散過程之后。在降低成本方面，我們打算將這兩個(gè)過程合并為一個(gè)步驟。（圖1）

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圖1標(biāo)準(zhǔn)工藝(左)和組合濕化學(xué)工藝(右)的PERC太陽能電池概念的工藝方案

? ? ? 在本文中，我們研究了影響晶片前后表面的因素以及新開發(fā)的在線濕化學(xué)處理概念的關(guān)鍵特征。一個(gè)新的運(yùn)輸系統(tǒng)將減少由于反應(yīng)性氣體造成的磨損、陰影和前側(cè)發(fā)射器損壞。該系統(tǒng)是為成熟的濕化學(xué)工藝設(shè)計(jì)的。

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影響晶片表面的因素

? ? ? 影響單側(cè)蝕刻晶片前后表面的因素有所不同（圖3）。所以必須保護(hù)正面免受發(fā)射器損壞的兩個(gè)主要來源。一種是包裹在前端的流體，破壞了局部發(fā)射體和表面紋理。另一個(gè)問題是廢氣與整個(gè)正面反應(yīng)造成的發(fā)射器損壞。環(huán)繞氣體和活性氣體可以通過修改蝕刻混合物和從背面去除的材料量來控制。在后側(cè)，必須獲得均勻的表面。有兩種機(jī)制會(huì)影響這一點(diǎn)。首先，由于運(yùn)輸系統(tǒng)以及液體和氣體反應(yīng)產(chǎn)物沒有足夠快地被移除，一些區(qū)域有陰影。其次，蝕刻混合物決定了材料去除是均勻的還是不均勻的，從而決定了是否存在蝕刻結(jié)構(gòu)。

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圖3?正面和背面是影響蝕刻結(jié)果的不同因素

單側(cè)蝕刻工具

? ? ? 工具有一個(gè)模塊化的設(shè)計(jì)，并且是全自動(dòng)的。它的設(shè)計(jì)和構(gòu)造是為了防止前面提到的對晶片前后表面的破壞性影響。第一個(gè)水盆充滿酸性蝕刻混合物，用于單側(cè)拋光或后側(cè)發(fā)射器的背面蝕刻處理。第二個(gè)盆地包含氫氧化鉀，它是一個(gè)去除染色的雙面過程。最后一個(gè)盆充滿HF和鹽酸，以清潔晶片，并從晶片前面的側(cè)面去除PSG。最后一個(gè)盆提供了用其他清潔混合物清洗晶圓的選擇，例如含有額外的臭氧。

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結(jié)果和討論

? ? ? 均勻刻蝕：研究了有無氣泡去除氣泡的晶圓表面的均勻性。在刻蝕的過程中，沒有連續(xù)去除，觀察到圓形的不均勻結(jié)構(gòu)（圖12左）。這些結(jié)構(gòu)是由于在蝕刻過程中氣泡粘在晶圓表面而引起的。根據(jù)第3.3章中描述的過程，不斷地將氣泡從表面去除的晶圓，表面幾乎是均勻的（圖12右）。

在圖13中，來自晶圓部分的顯微鏡圖像顯示了陰影和非陰影區(qū)域?？梢郧宄乜吹讲煌奈g刻模式。因此，氣泡導(dǎo)致了一個(gè)不均勻的蝕刻結(jié)構(gòu)，并必須被去除。

? ? ? 氣相，單環(huán)STANGL線II的排氣系統(tǒng)等方面的結(jié)果：略

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總結(jié)

? ? ? 新型單側(cè)蝕刻工具的排氣和快速運(yùn)輸系統(tǒng)通過建立從晶片中部到邊緣的連續(xù)新鮮空氣流動(dòng)，并在晶片的邊緣放置排氣來保護(hù)發(fā)射器。通過升級蝕刻混合物和排氣裝置，由于更少的發(fā)射器損傷和更高的蝕刻率，可以進(jìn)一步提高工具的質(zhì)量和效率。由于破裂的氣泡和反應(yīng)產(chǎn)物的陰影可以通過提出的流體流動(dòng)概念來阻止，其中反應(yīng)產(chǎn)物被不斷地從蝕刻表面移除。最后，我們可以說，新型單面蝕刻工具解決了單面工藝的所有要求，特別是拋光等先進(jìn)工藝。通過機(jī)械部件的進(jìn)一步優(yōu)化。排氣系統(tǒng)和化學(xué)部分，我們將能夠呈現(xiàn)比其他單面蝕刻工具更多的化學(xué)邊緣隔離或拋光結(jié)果。