[发明专利]用于回蚀半导体层的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及至少部分回蚀半导体层的方法以及实施该方法的装置。

背景技术

半导体层回蚀是许多半导体元件的加工方法的内容。本申请中，半导体层是指半导体的层。半导体层的回蚀尤其被用在太阳能电池加工中，用于回蚀作为掺杂半导体层的发射极。当在半导体层表面上的掺杂材料浓度如此之高，以至于更高的表面复合速度或者更高的发射极饱和电流密度不利地影响到成品太阳能电池的效率时，有时就采取这样的发射极回蚀。

例如，当使用特殊的掺杂材料源时或者当出现提高的掺杂材料表面浓度时，在半导体层表面上就会出现过高的掺杂材料浓度，这是因为扩散优先针对的是影响除半导体层表面上的掺杂材料浓度外的其它太阳能电池基片性能，例如当要与扩散同时地产生吸气剂效应(Getter-Effekt)时。

从现有技术中可知，可这样消除在半导体层表面上的不希望有的高掺杂材料浓度，即，对半导体层进行回蚀。这例如可借助半导体层在蚀刻液中的回蚀实现，蚀刻液含有氟化氢(HF)和臭氧(O₃)(参见例如EP1843389B1)。

发明内容

本发明的目的，包括提供一种替代方法，用于至少部分回蚀基片的半导体层，并且本发明的目的包括提供一种实施该方法的装置。

该任务一方面通过根据本发明的方法、且另一方面通过根据本发明的装置来完成。

本申请还包括了有利的改进方案。

根据本发明的方法，该基片至少部分设置在蚀刻液之外，并且在该蚀刻液外的半导体层部分借助源于蚀刻液的反应性蒸气被至少部分蚀除。

蚀刻液的表面不一定表现为平面。因为浸润现象，该表面可能局部弯曲，尤其在基片的边缘，就像在图7中举例示意中针对蚀刻液5的表面7所表示的那样。在那里，基片60虽然完全位于蚀刻液5的液面8之上，但示意所示的掺杂半导体层1的一部分还是设置在蚀刻液5内并且与蚀刻液直接接触。而掺杂半导体层1的其它区域如位于基片60表面62上的区域位于蚀刻液5外。液面8表现为一个平面，并且在图7的例子中，在其中蚀刻液5的表面7是弯曲的一个区域内，液面8在蚀刻液5的表面7的下方延伸，如在图7中用虚线表示的那样。

本申请中，半导体层是指任何半导性的层。据此，磷硅酸盐玻璃层或硼硅酸盐玻璃层(常简称为磷玻璃或硼玻璃)因为其电绝缘作用而不是本申请意义上的半导体层。

半导体层例如是掺杂或未掺杂的硅层，因此作为蚀刻液，例如可使用这样的溶液，该溶液一方面含有氧化剂如硝酸或臭氧，另一方面含有氢氟酸。在硅基半导体层的情况下，含有氢氟酸和硝酸的蚀刻液被证明是特别有效的。可选的是，它可以附加添加有硫酸。

在本发明的一个变型实施方式中，掺杂的硅层被回蚀。此时，优选采用硅晶片作为基片，并且掺杂的硅层通过在硅晶片中加入掺杂材料来形成。掺杂材料的加入此时原则上可以通过任何方式来实现，在太阳能电池加工领域里，它通常被扩散到硅晶片中。

在本发明的一个改进方案中，如此地设置基片，即，半导体层的一部分位于蚀刻液内，该半导体层的所述部分利用蚀刻液被完全除去。这种完全除去不是指在蚀刻液表面下没有留下半导体材料。只是在各变型实施方式中所关注的半导体层在蚀刻液内被完全除去。如果例如硅晶圆和进而硅晶片被用作基片且掺杂材料从外面扩散到其中，从而在硅晶片表面上形成掺杂半导体层，则只是掺杂半导体层的位于蚀刻液中的那些部分利用蚀刻液被完全除去。而位于蚀刻液表面下的其余硅不一定被蚀除。但留下的硅并非一定是不掺杂的，而是可以含有不同于在被除去的掺杂半导体层所存在的掺杂材料。

在本发明的一个优选变型实施方式中，在位于蚀刻液内的半导体层部分被完全除去的过程中，位于蚀刻液外的掺杂半导体层部分借助反应性蒸气被至少部分蚀除。

在太阳能电池加工领域里，可以借助本发明的方法除去掺杂，并因此复合很活跃的、有时被称为“死层”的层。在另一个变型实施方式中，作为死层的替代或补充，借助本发明的方法回蚀太阳能电池基片的发射极。死层或发射极是以何种方式形成的，此时原则上并不重要。例如可以通过注入法、化学沉积法或者物理沉积法来实现，或者通过掺杂材料扩散来实现，这是最流行的做法。此外，它不仅可以是n型发射极，也可以是p型发射极。本发明的方法据此可用在两种太阳能电池中。此外，本发明方法可以被简单整合到现有设备中，因为在太阳能电池加工中在许多生产加工线上本来就设有湿化学蚀刻过程。