[其他]硅器體化學鍍鎳與化學腐蝕工藝

無效

• 申請號: 87102147
• 申請日: 1987-03-17
• 公開（公告）號: CN87102147A
• 公開（公告）日: 1988-10-12
• 發明（設計）人: 何敬文;劉斌;劉雅言;王中紀
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/308;H01L31/18
• 代理公司: 中科院長春專利事務所
• 代理人: 宋天平,曹桂珍

本發明屬于硅器件生產中在硅片表面實現無黑膠掩蔽選擇性化學鍍鎳及選擇性化學腐蝕技術。

在低成本硅太陽電池的生產中，化學鍍鎳技術被廣泛采用。但正面柵電極的形成往往是通過黑膠掩蔽來實現的。采用黑膠掩蔽制備柵電極工藝流程為：正、背面化學鍍鎳→黑膠保護背電極→印刷制正面柵電極圖型→腐蝕出正面電極柵線→去黑膠清洗→電極上錫（陳庭金，中國太陽能學會1981年年會論文，8-16）。

在高效聚光硅太陽電池的生產中，由于光刻技術可以達到微細尺寸的要求，經常應用于柵電極的制備過程。采用光刻制備技術制備柵電極工藝流程為：蒸鍍????貴金屬鈦、鈀、銀→掩模光刻→腐蝕出柵線圖型→去膠。（S·Khemthong????and????P·A·Iles，Solar????Cells，Vol????6，June????1982，59-77）

在硅晶體管的生產中，一般要在硅片背面進行一次或兩次化學鍍鎳。為保護好硅片正面，鍍鎳前需在硅片正面涂上一層黑膠作保護層，而在鍍鎳后再將黑膠去除掉。（張育才，半導體技術，1986年5月，15）

在P-N結硅太陽電池和SIS太陽電池的生產中，經常采用黑膠掩蔽實現選擇性化學腐蝕。對P-N結硅太陽電池，為去除周邊和背面結采用的工藝流程是：擴散面涂黑膠→腐蝕周邊與背面結→去黑膠清洗。（西安交通大學、華山半導體材料廠，TDB????75硅太陽電池鑒定會資料之三，1982年10月）對SIS太陽電池，在硅片背面鍍鎳后，為實現硅片正面的化學腐蝕拋光采用的工藝流程是：背面涂黑膠→化學腐蝕正面拋光→去黑膠清洗。〔A·K·Saxena????S·P·Singh????and????O·P·Aguihotri，Solar????Cells，19（1986～1987），163-170〕

利用黑膠掩蔽工藝制備低成本硅太陽電池正、背面接觸電極工藝步驟較多，操作繁復，工期長、成本高，鎳層腐蝕很難控制，柵線尺寸不易實現微細化，柵電極陰影面積較大，表面常被未能充分去除的黑膠等污染，直接影響太陽電池的光電轉換效率，在涂黑膠以及在用甲苯等有機溶劑去除黑膠的過程中，黑膠及甲苯等有毒物質對人體有一定的危害作用。

利用黑膠掩蔽工藝實現硅晶體管背面化學鍍鎳，利用黑膠掩蔽工藝實現硅片背面結及周邊的化學腐蝕，利用黑膠掩蔽工藝實現硅片正面的化學腐蝕制備光亮表面（也稱為化學腐蝕拋光），同樣具有操作繁復，工期長，成本高，硅片表面易造成污染以及黑膠、甲苯等有機物質對人體有一定危害作用等缺點。

本發明的目的就是在硅太陽電池或SIS太陽電池的生產中以及在硅晶體管的生產中完全取代繁復而又有害的黑膠掩蔽工藝，利用簡便的光刻技術和膠帶紙貼面的方法，達到選擇性化學鍍鎳、化學腐蝕的效果。

按照本發明，一種硅器件的化學鍍鎳與化學腐蝕，可用光刻膠直接作為硅片表面掩蔽涂層，帶膠（掩模光刻后）化學鍍鎳形成所需的金屬化表面（接觸電極等），硅片的化學腐蝕可采用涂敷光刻膠，再復以膠帶紙掩蔽化學腐蝕，取代黑膠（Black????Wax）掩蔽工藝。

本發明的內容是：1、在制備硅擴散結太陽電池或SIS太陽電池化學鍍鎳柵電極及背電極時，首先根據最小柵電極陰影面積與最低柵線電阻的原則設計并制成細而密柵電極光刻板，然后在硅片正面或SnO₂、ITO涂層上面掩模光刻，再將硅片置于化學鍍鎳液中施鍍，由于在硅片表面其余部分被聚合的光致抗蝕劑所覆蓋，起到選擇性化學鍍鎳的掩蔽作用并具有一定耐堿性鍍液浸蝕作用，這樣便實現了一步形成硅太陽電池或SIS太陽電池正面柵電極與背電極的化學鍍鎳層工藝流程簡化為：正面掩模光刻→正面柵電極與背電極化學鍍鎳→去膠→電極上錫。

2、在制備硅擴散結太陽電池或SIS太陽電池時，需要利用CP₄化學腐蝕液去除擴散結電池的周邊及背面結或利用CP₄化學腐蝕液對硅片正面進行表面腐蝕拋光，本發明利用光刻膠涂層與膠帶紙貼面相結合的方法作為硅片表面的保護層實現選擇性化學腐蝕。

3、在硅晶體管的生產中，在硅片背面化學鍍鎳前，先在硅片正面涂上一層光刻膠，前烘曝光，然后帶膠在化學鍍鎳液中施鍍。聚合的光刻膠既可起到選擇性化學鍍鎳的掩蔽作用，又具有一定耐堿性鍍液的浸蝕作用。

本發明可以完全取代在硅擴散結太陽電池，SIS太陽電池或硅晶體管生產中的黑膠掩蔽工藝，清潔無毒、操作簡便，對硅太陽電池和硅器件的生產將起到縮短工期、降低成本、減少污染和提高表面質量及電性能的積極效果。