[发明专利]用于选择性地去除硅衬底的单侧发射极层的方法和湿法工作台

说明书

本申请描述了一种用于选择性地去除硅衬底(3)的单侧(13)发射极层(5)的方法和用于实施该方法的湿法工作台(1)。其中，最初硅衬底(3)在两个相对面(13、15)均包括发射极层(5)，并且在两个相对面均在发射极层(5)上覆盖有硅酸盐玻璃层(7)。所述方法至少包括以下两个步骤：‑通过将仅第一侧(13)的硅酸盐玻璃层(7)与第一刻蚀溶液(17)接触，选择性地去除硅衬底(3)的仅第一侧(13)上的硅酸盐玻璃层(7)，所述第一刻蚀溶液(17)刻蚀硅酸盐玻璃而基本上不刻蚀硅；以及‑通过使第一侧(13)上的发射极层(5)与第二刻蚀溶液(19)接触来去除硅衬底(3)的第一侧(13)上的发射极层(5)，所述第二刻蚀溶液(19)刻蚀硅并且基本上不刻蚀硅酸盐玻璃。通过在发射极去除过程中用使用诸如不含HNO₃和/或不含NO_x的HF基的第一刻蚀溶液(17)和使用例如碱性基作为第二刻蚀溶液(19)的两步序列代替常规的基于包含HF和HNO₃的刻蚀组合物的单步刻蚀工艺，可具有各种益处。

技术领域

本发明涉及一种选择性地去除硅衬底的单侧发射极层的方法。此外，本发明还涉及一种被配置为实施所提出的方法的湿法工作台。

背景技术

在半导体器件中，半导体衬底的表面处通常存在掺杂层或区域，其中所述层具有与半导体衬底的基底的掺杂类型相反的掺杂类型。这样的层通常被称为发射极层。

例如，在太阳能电池中，发射极层被设置为产生pn结，在该pn结处，光吸收后产生的过量少数载流子可以被局部隔离。

许多半导体器件是使用硅衬底制造的。尤其是如今的大多数太阳能电池都是基于硅衬底生产的。这样的硅衬底可以是单晶或多晶硅晶片。

在制造半导体衬底时，尤其是在制造硅太阳能电池时，可能需要选择性地去除先前已在在先制造步骤中形成的发射极层。尤其是诸如发射极扩散步骤之类的在先制造步骤可能导致发射极层不仅形成在最终制造的产品中需要发射极层的区域中，而且还形成在其它区域中。因此，可能必须选择性地局部去除部分发射极层。

此外，在产生发射极层时，可应用的制造方法和技术不仅导致形成发射极层，而且还导致在发射极层的顶部形成额外的硅酸盐玻璃层。例如，在使用磷或硼扩散形成发射极层后，在发射极层的顶部通常会形成磷硅玻璃(PSG)层或硼硅玻璃(BSG)层，它们是由于磷或硼分别扩散到硅衬底的浅表区域中而形成的。

因此，由于在先制造步骤，在半导体器件的制造中，尤其是在硅太阳能电池的制造中，可能会有如下要求：在硅衬底相对的两侧均设置有被硅酸盐玻璃层覆盖的发射极层，然后必须去除硅衬底的一侧的发射极层。

常规而言，已经采用如下处理步骤来满足这样的要求：在所述处理步骤中，仅仅使需要去除发射极层的一侧与刻蚀溶液接触。所述刻蚀溶液使得在单个刻蚀步骤中使用所述刻蚀溶液对硅衬底表面处的发射极层及覆盖的硅酸盐玻璃层二者进行回蚀(etch-back)。为了能够刻蚀玻璃层的硅酸盐以及发射极层的掺杂硅二者，使用了包含氢氟酸(HF)以及例如硝酸(HNO₃)之类氧化物二者的刻蚀溶液。其中，氢氟酸有效地刻蚀硅酸磷或硅酸硼以及氧化硅。硝酸则使得发射极层的硅氧化以形成氧化硅，所述氧化硅然后可以被氢氟酸刻蚀。因此，可以在单个共同的刻蚀步骤中刻蚀硅酸盐玻璃层和下面的发射极层二者。

然而，如下文的进一步描述，常规方法可能存在不足。

发明内容

可能需要一种替代方法以选择性地去除硅衬底单侧上的发射极层。特别地，可能需要这样一种方法，该方法使得能够局部去除发射极，同时为最终的半导体器件带来改进的特性，这使得能够使用危害较小的刻蚀溶液和/或简化局部发射极去除过程和/或增加成本效益。此外，可能需要一种使用所提出方法制造硅太阳能电池的方法。最后，可能需要一种被配置为实现所述方法的设备。

通过独立权利要求的主题可以实现所述需求。从属权利要求及以下说明书中描述了有利的实施例。