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KR20120120073A - Improved polycrystalline texturing composition and method - Google Patents

Improved polycrystalline texturing composition and method Download PDF

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KR20120120073A
KR20120120073A KR1020120041594A KR20120041594A KR20120120073A KR 20120120073 A KR20120120073 A KR 20120120073A KR 1020120041594 A KR1020120041594 A KR 1020120041594A KR 20120041594 A KR20120041594 A KR 20120041594A KR 20120120073 A KR20120120073 A KR 20120120073A
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KR
South Korea
Prior art keywords
composition
wafer
semiconductor wafer
incident light
polycrystalline semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
KR1020120041594A
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Korean (ko)
Inventor
로버트 케이. 바
코리 오'코너
Original Assignee
롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈, 엘.엘.씨.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈, 엘.엘.씨. filed Critical 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈, 엘.엘.씨.
Priority to KR1020120041594A priority Critical patent/KR20120120073A/en
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    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

PURPOSE: An improved polycrystalline texturing composition and method are provided to provide isotropic etch and to reduce incident light reflectance. CONSTITUTION: An improved polycrystalline texturing composition comprises one or more alkali compounds, one or more fluorine ion supply source, and one or more oxidant supply source, and pH is 7 or less. A manufacturing method of poly-crystal texturing method comprises: a step of providing a polycrystalline semiconductor wafer; step of isotropically etching a non-doped semiconductor wafer by contacting crystalline semiconductor wafer with a composition which comprises one or more alkali compound, one or more fluorine ion source, one or more oxidants and has pH of 7 or less.

Description

개선된 다결정 텍스쳐링 조성물 및 방법 {Improved polycrystalline texturing composition and method}Improved polycrystalline texturing composition and method

본 발명은 개선된 산성 다결정 반도체 텍스쳐링 조성물 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 등방성 식각(isotropic etch)을 제공하고 입사광 반사율(incident light reflectance)을 감소시키는, 개선된 산성 다결정 반도체 텍스쳐링 조성물 및 방법을 목적으로 한다. The present invention relates to improved acidic polycrystalline semiconductor texturing compositions and methods. More specifically, the present invention aims at improved acidic polycrystalline semiconductor texturing compositions and methods that provide isotropic etch and reduce incident light reflectance.

전형적으로 다결정 반도체 웨이퍼는 실리콘 또는 기타 유사 세라믹 물질로 만들어지며 수천 옴스트롱(angstrom) 내지 2-3㎛에서 변하는 결정립 크기(grain size)를 갖는다. 이러한 웨이퍼는 광기전력 장치(photovoltaic device)의 제조에 사용될 수 있다. 태양전지(solar cell)는, 태양광처럼 표면에 입사하는 빛 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 장치이다. 다결정 실리콘 반도체 웨이퍼는, 고온(elevated temperature)에서 실란(silane)이 분해되어(decomposed) 잉곳(ingot) 또는 유사한 유형의 아티클(article)을 형성하는, 화학기상증착 공정(chemical vapor deposition process)에 의해 제조된다. 잉곳은 산업계에서 사용되는 적절한 절삭톱 및 절삭 방법으로 절삭되어 다양한 크기 및 모양의 웨이퍼에 삽입된다. 웨이퍼의 표면에 대한 절삭 손상(saw damage)은 웨이퍼의 반사율을 35% 이상까지 증가시킬 수 있다. 높은 반사율은 웨이퍼의 입사광 흡수 능력을 감소시키고 그 웨이퍼가 사용된 태양전지의 성능을 저하시킨다. 태양전지 표면에서 입사광의 반사율을 낮춰 빛의 흡수를 증가시키기 위한 다양한 시도가 있어왔다. 입사광의 반사율이 낮아지면 빛의 전기적 에너지로의 변환 효율이 증가한다. 전형적으로, 입사광 반사율을 감소시키기 위하여 반도체 표면에 대한 텍스쳐링(texturing)이 행해진다. Polycrystalline semiconductor wafers are typically made of silicon or other similar ceramic materials and have a grain size that varies from thousands of angstroms to 2-3 μm. Such wafers can be used in the manufacture of photovoltaic devices. A solar cell is a device that converts light energy incident on a surface, such as sunlight, into electrical energy. Polycrystalline silicon semiconductor wafers are formed by a chemical vapor deposition process, in which silane is decomposed at elevated temperatures to form ingots or similar types of articles. Are manufactured. Ingots are cut with appropriate cutting saws and cutting methods used in industry and inserted into wafers of various sizes and shapes. Saw damage to the surface of the wafer can increase the reflectivity of the wafer by more than 35%. High reflectance reduces the incident light absorption capability of the wafer and degrades the performance of the solar cell in which the wafer is used. Various attempts have been made to increase the absorption of light by lowering the reflectance of incident light on the surface of solar cells. When the reflectance of the incident light is lowered, the conversion efficiency of light into electrical energy increases. Typically, texturing is performed on the semiconductor surface to reduce the incident light reflectance.

텍스쳐링은 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨과 같은 알칼리 물질로 빈번히 행해지나, 이러한 알칼리 텍스쳐링 물질은 효율적인 텍스쳐화제(texturizer)가 되기에는 너무 이방성으로(anisotropically) 행동한다. 또한, 알칼리 금속 수산화물은 제거하기 어려운, 바람직하지 못한 크러스트(crust) 또는 잔류물을 웨이퍼에 남기는 경향이 있다. 테트라메틸암모늄 수산화물 식각은 알칼리 금속 수산화물보다는 이방성이 덜하지만, 여전히 결정립계(grain boundaries)를 너무 쉽게 노출시킨다. 몇몇 결정 방향(crystalline orientation) 식각은 기타 이방성 식각보다 빠르고 결정립계는 노출되어 재결합(recombination) 자리가 되며 태양전지 효율을 저하시킨다. 일반적으로 재결합은, 이동 전자(mobile electron) 및 전자 홀(electron hole)이 제거되고 에너지가 태양 전지에 의해 이용될 수 없는 형태로 손실되는 과정이다. Texturing is frequently done with alkaline materials such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, but these alkaline texturing materials act too anisotropically to be efficient texturizers. In addition, alkali metal hydroxides tend to leave undesired crusts or residues on the wafer that are difficult to remove. Tetramethylammonium hydroxide etching is less anisotropic than alkali metal hydroxides, but still exposes grain boundaries too easily. Some crystalline orientation etch is faster than other anisotropic etch and the grain boundaries are exposed to recombination sites and degrade solar cell efficiency. In general, recombination is a process in which mobile electrons and electron holes are removed and energy is lost in a form that cannot be used by solar cells.

결정립계의 노출에 의해 야기되는 또 다른 문제는 감소된 분로 저항(shunt resistance), RSH이다. 낮은 분로 저항은 광에 의해 생성된 전류에 대해 다른 전류 경로를 제공함으로써 태양 전지의 전력 손실을 야기한다. 이러한 전환(diversion)은 태양 전지 접합부를 통해 흐르는 전류의 양 및 태양 전지로부터 나오는 전압을 감소시킨다. 분로 저항의 영향은 낮은 광 수준에서 특히 심각한데, 이는 광-생성된 전류가 더 적기 때문이다. 그러므로 이러한 분로로의 전류 손실은 전지 성능에 심각한 영향을 미친다. Another problem caused by exposure of grain boundaries is reduced shunt resistance, R SH . Low shunt resistance causes power losses in the solar cell by providing a different current path for the current generated by light. This diversion reduces the amount of current flowing through the solar cell junction and the voltage from the solar cell. The effect of shunt resistance is particularly severe at low light levels, since there is less light-generated current. Therefore, current losses to these shunts have a serious impact on battery performance.

불화수소산 및 질산 혼합물 같은 산 식각은 실리콘 다결정 반도체 웨이퍼에 대해 수용 가능한 등방성(isotropic) 식각을 제공함에도, 이는 여러 문제를 갖는다. 이러한 물질은 위험할 뿐만 아니라 조작, 저장, 사용 및 폐기에 고도의 주의를 요한다. 지방 및 지역의 처리 방침에 따라서는 이러한 물질의 폐기에 상당한 비용이 소요될 수도 있다. 불화수소산 및 질산 혼합물로 다결정 웨이퍼를 텍스쳐화하는 것은, 10% 불화수소산 및 35% 질산을 포함하는 조(bath)를 제조하기 위해 농축된 49% 불화수소산 및 69% 질산을 희석하는 것을 포함한다. 이는 산을 조작하는 작업자에게 해를 가할 수 있는 발열반응이다. 또한, 산 혼합물의 작업조(running bath)는 다량의 산의 보충, 제조에 상당한 비용이 드는 다량의 산 폐기물을 포함하고 환경에 유해한 폐기물을 생산한다. 일반적으로, 400nm 내지 1100nm의 광 파장에서 27%의 평균 반사율을 갖는, 불화수소산 및 질산 혼합물로 처리된 다결정 실리콘 반도체 웨이퍼가 현재 업계에서 수용되고 있으나; 반사율이 낮을수록 태양전지의 효율이 더 좋다. 현재 업계의 목표는 400nm 내지 1100nm의 광 파장에서 20% 이하의 반사율을 확보하는 것이다. 따라서, 태양전지 성능을 개선하기 위하여 개선된 등방성 텍스쳐링 조성물 및 방법에 대한 요구가 존재한다. Although acid etching, such as hydrofluoric acid and nitric acid mixtures, provides acceptable isotropic etching for silicon polycrystalline semiconductor wafers, this presents several problems. These substances are not only dangerous, but require extreme care in their operation, storage, use and disposal. Depending on local and regional disposal practices, the disposal of these materials may be costly. Texturing a polycrystalline wafer with a hydrofluoric acid and nitric acid mixture includes diluting concentrated 49% hydrofluoric acid and 69% nitric acid to produce a bath comprising 10% hydrofluoric acid and 35% nitric acid. This is an exothermic reaction that can harm the operator of the acid. In addition, a running bath of the acid mixture contains a large amount of acid waste, which is quite expensive to replenish, manufacture of a large amount of acid and produce waste that is harmful to the environment. Generally, polycrystalline silicon semiconductor wafers treated with hydrofluoric acid and nitric acid mixtures having an average reflectance of 27% at light wavelengths of 400 nm to 1100 nm are currently accepted in the industry; The lower the reflectance, the better the efficiency of the solar cell. The current industry goal is to achieve a reflectance of less than 20% at light wavelengths of 400 nm to 1100 nm. Accordingly, there is a need for improved isotropic texturing compositions and methods to improve solar cell performance.

한 측면에서, 조성물은 하나 이상의 알칼리 화합물, 하나 이상의 불소 이온 공급원, 하나 이상의 산화제 공급원을 포함하고 pH가 7 미만이다. In one aspect, the composition comprises at least one alkali compound, at least one source of fluorine ions, at least one source of oxidant and has a pH of less than 7.

또 다른 측면에서, 방법은, 다결정 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계; 및 다결정 반도체 웨이퍼를, 하나 이상의 알칼리 화합물, 하나 이상의 불소 이온 공급원, 하나 이상의 산화제를 포함하고 pH가 7 미만인 조성물과 접촉시켜 비도핑된(non-doped) 반도체 웨이퍼를 등방성으로(isotropically) 식각하는 단계를 포함한다. In another aspect, a method includes providing a polycrystalline semiconductor wafer; And isotropically etching the non-doped semiconductor wafer by contacting the polycrystalline semiconductor wafer with a composition comprising at least one alkali compound, at least one source of fluorine ions, at least one oxidant and having a pH of less than 7. It includes.

상기 산성 조성물 및 방법은 다결정 반도체 웨이퍼를 등방성으로 텍스쳐화하여, 재결합 및 분로를 감소시키거나 방지한다. 또한, 입사광 반사율도 통상적인 산성 및 알칼리 텍스쳐링 조성물 및 방법에 비해 감소된다. 따라서, 상기 조성물 및 그 잔량으로 텍스쳐화된 다결정 반도체 웨이퍼는 태양전지 효율 및 성능을 개선한다. 또한, 상기 산성 조성물의 조작, 사용 및 저장이, 통상적인 불화수소산 및 질산 이방성 텍스쳐링 솔루션과 동일한 정도로는 작업자 또는 환경에 유해하지 않다. 나아가, 통상적인 불화수소산 및 질산 이방성 텍스쳐링 솔루션에 비해 그 제조, 유지 및 폐기물 처리에 대한 비용이 적다. The acidic compositions and methods texture the polycrystalline semiconductor wafers isotropically, reducing or preventing recombination and shunting. Incident light reflectance is also reduced compared to conventional acidic and alkali texturing compositions and methods. Thus, the polycrystalline semiconductor wafer textured with the composition and the balance thereof improves solar cell efficiency and performance. Furthermore, the manipulation, use and storage of the acidic composition is not harmful to the operator or the environment to the same extent as conventional hydrofluoric acid and nitric acid anisotropic texturing solutions. Furthermore, the costs for its manufacture, maintenance and waste disposal are low compared to conventional hydrofluoric acid and nitric acid anisotropic texturing solutions.

본 명세서 전체에서 사용된 바와 같이, 용어 "조성물" 및 "용액"은 상호교환적으로 사용된다. 용어 "등방성"은 방향과 관련하여 변하지 않는 것을 의미한다. 용어 "이방성"은 방향에 있어 변하는 성질을 의미한다. 본 명세서 전체에서 사용된 바와 같이, 하기 약어는, 문맥이 달리 지시하지 않는 한, 다음 의미를 갖는다: ℃ = 섭씨 온도; A = 암페어; dm = 데시미터; ㎛ = 미크론; nm = 나노미터; SEM = 주사 전자 현미경 사진; UV = 자외선; 및 IR = 적외선. 달리 지시되지 않는 한, 모든 백분율 및 비율은 중량에 의한 것이다. 모든 수적 범위는 그 범위를 포함하며, 이러한 수적 범위가 더해서 100%가 되는 것으로 해석하는 것이 논리적인 경우를 제외하고는, 어떤 순서로도 결합가능하다. As used throughout this specification, the terms "composition" and "solution" are used interchangeably. The term "isotropic" means unchanged with respect to direction. The term "anisotropy" means a property that changes in direction. As used throughout this specification, the following abbreviations have the following meanings unless the context indicates otherwise: ° C = degrees Celsius; A = amps; dm = decimeter; Μm = micron; nm = nanometer; SEM = scanning electron micrograph; UV = ultraviolet; And IR = infrared. Unless otherwise indicated, all percentages and ratios are by weight. All numerical ranges include those ranges, and can be combined in any order, except where it is logical to interpret these numerical ranges as adding up to 100%.

조성물은 하나 이상의 암모니아 유도체, 하나 이상의 불소 이온 공급원, 하나 이상의 산화제를 포함하며 pH는 7 미만이다. 조성물은 수성 산성 용액이다. 조성물에는 실질적으로 알칼리 금속 수산화물이 존재하지 않는다. 산성 조성물은, 실질적으로 결정립계를 노출시키지 않으면서 다결정 반도체 웨이퍼를 등방성으로 텍스쳐화하여, 재결합 및 분로를 감소시키거나 방지한다. 또한, 통상의 많은 산성 및 알칼리 텍스쳐링 조성물 및 방법에 비해 입사광 반사율이 감소된다. 평균적으로, 400nm 내지 110nm의 광 파장에서의 광 반사율은 22% 이하이다. 또한, 웨이퍼의 표면에 대한 금속의 부착력이 개선된다. 따라서, 상기 조성물 및 방법으로 텍스쳐화된 다결정 반도체 웨이퍼는 태양전지의 효율 및 성능을 개선한다. 또한, 상기 산성 조성물의 조작, 사용 및 저장이, 통상적인 불화수소산 및 질산 이방성 텍스쳐링 솔루션과 동일한 정도로는 작업자 또는 환경에 유해하지 않다. 나아가, 통상적인 불화수소산 및 질산 이방성 텍스쳐링 솔루션에 비해 그 제조, 유지 및 폐기물 처리에 대한 비용이 적다. The composition comprises at least one ammonia derivative, at least one source of fluorine ions, at least one oxidant and has a pH of less than 7. The composition is an aqueous acidic solution. The composition is substantially free of alkali metal hydroxides. The acidic composition isotropically textured the polycrystalline semiconductor wafer without substantially exposing the grain boundaries, thereby reducing or preventing recombination and shunting. In addition, incident light reflectance is reduced compared to many conventional acidic and alkali texturing compositions and methods. On average, the light reflectance at light wavelengths of 400 nm to 110 nm is 22% or less. In addition, the adhesion of the metal to the surface of the wafer is improved. Thus, the polycrystalline semiconductor wafers textured with the compositions and methods improve the efficiency and performance of solar cells. Furthermore, the manipulation, use and storage of the acidic composition is not harmful to the operator or the environment to the same extent as conventional hydrofluoric acid and nitric acid anisotropic texturing solutions. Furthermore, the costs for its manufacture, maintenance and waste disposal are low compared to conventional hydrofluoric acid and nitric acid anisotropic texturing solutions.

등방성으로 다결정 반도체 웨이퍼를 텍스쳐화하는 하나 이상의 알칼리 화합물이 텍스쳐링 조성물에 포함된다. 이러한 알칼리 화합물은, 비제한적으로 알칸올아민 및 4급 암모늄 화합물과 같은 아민을 포함한다. 이러한 화합물은, 텍스쳐링 조성물의 1% 내지 10% 또는 1% 내지 5%와 같이 1% 내지 20%의 함량으로 포함된다. 알칸올아민은, 비제한적으로 하기 일반식을 갖는 화합물을 포함한다:At least one alkali compound that isotropically texturizes the polycrystalline semiconductor wafer is included in the texturing composition. Such alkaline compounds include, but are not limited to, amines such as alkanolamines and quaternary ammonium compounds. Such compounds are included in amounts of 1% to 20%, such as 1% to 10% or 1% to 5% of the texturing composition. Alkanolamines include, but are not limited to, compounds having the following general formula:

R3 - nN(CmH2m(OH))n R 3 - n N (C m H 2m (OH)) n

여기에서, R은 수소 원자 또는 1 내지 4개의 탄소를 갖는 알킬 그룹이고, m은 2 내지 4인 정수이며 n은 1 내지 3인 정수이다. 이러한 화합물의 예는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 프로판올아민, 디프로판올아민, 트리프로판올아민, 이소프로판올아민, 디이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, 부탄올아민, N-메틸에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N,N-디메틸아미노에탄올, N-에틸에탄올아민, N-에틸디에탄올아민, N,N-디에탄올아민, N,N-부틸에탄올아민, N,N-디부틸에탄올아민 및 이의 염이다. 바람직한 알칸올아민은 모노에탄올아민, 디에탄올아민 및 트리에탄올아민이다. Wherein R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbons, m is an integer from 2 to 4 and n is an integer from 1 to 3. Examples of such compounds are monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, propanolamine, dipropanolamine, tripropanolamine, isopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, butanolamine, N-methylethanolamine, N-methyl Diethanolamine, N, N-dimethylaminoethanol, N-ethylethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-diethanolamine, N, N-butylethanolamine, N, N-dibutylethanolamine and Its salts. Preferred alkanolamines are monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine.

4급 암모늄 화합물은, 비제한적으로 하기 일반식을 갖는 화합물을 포함한다:Quaternary ammonium compounds include, but are not limited to, compounds having the following general formula:

OH-

Figure pat00001
OH -
Figure pat00001

여기에서, R1 내지 R4는 서로 독립적으로 수소, (C1-C6)알킬 그룹, (C1-C6)하이드록시알킬 그룹, (C6-C10)아릴 그룹 또는 (C7-C11)알킬아릴 그룹이다. 이러한 화합물의 예는, 수산화 암모늄, 수산화 테트라메틸 암모늄(TMAH), 수산화 테트라에틸 암모늄, 수산화 테트라프로필 암모늄, 수산화 테트라부틸 암모늄, 수산화 테트라메틸-2-하이드록시에틸 암모늄 (콜린), 수산화 트리메틸-3-하이드록시프로필 암모늄, 수산화 트리메틸-3-하이드록시부틸 암모늄, 수산화 트리메틸-4-하이드록시부틸 암모늄, 수산화 트리에틸-2-하이드록시에틸 암모늄, 수산화 트리프로필-2-하이드록시에틸 암모늄, 수산화 트리부틸-2-하이드록시에틸 암모늄, 수산화 디메틸에틸-2-하이드록시에틸 암모늄, 수산화 디메틸디(2-하이드록시에틸) 암모늄, 수산화 모노메틸트리(2-하이드록시에틸) 암모늄, 수산화 모노메틸트리프로필 암모늄, 수산화 모노메틸트리부틸 암모늄, 수산화 모노에틸트리메틸 암모늄, 수산화 모노에틸트리부틸 암모늄, 수산화 디메틸디에틸 암모늄, 수산화 디메틸디부틸 암모늄, 수산화 벤질 트리메틸암모늄, 수산화 벤질 트리에틸암모늄, 수산화 벤질 트리부틸암모늄, 수산화 페닐트리메틸암모늄 및 수산화 페닐 트리에틸암모늄이다. 바람직하게는, 4급 암모늄 화합물은 수산화 암모늄, 수산화 테트라메틸암모늄, 수산화 테트라메틸-2-하이드록시에틸 암모늄 및 수산화 벤질 트리메틸암모늄으로부터 선택된다. Wherein R 1 to R 4 independently of one another are hydrogen, (C 1 -C 6 ) alkyl group, (C 1 -C 6 ) hydroxyalkyl group, (C 6 -C 10 ) aryl group or (C 7- C 11 ) alkylaryl group. Examples of such compounds are ammonium hydroxide, tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH), tetraethyl ammonium hydroxide, tetrapropyl ammonium hydroxide, tetrabutyl ammonium hydroxide, tetramethyl-2-hydroxyethyl ammonium hydroxide (choline), trimethyl-3 hydroxide -Hydroxypropyl ammonium, trimethyl-3-hydroxybutyl ammonium hydroxide, trimethyl-4-hydroxybutyl ammonium hydroxide, triethyl-2-hydroxyethyl ammonium hydroxide, tripropyl-2-hydroxyethyl ammonium hydroxide, trihydroxide Butyl-2-hydroxyethyl ammonium hydroxide, dimethylethyl-2-hydroxyethyl ammonium hydroxide, dimethyldi (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, monomethyltri (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, monomethyltripropyl hydroxide Ammonium Hydroxide, Monomethyltributyl Ammonium Hydroxide, Monoethyltrimethyl Ammonium Hydroxide, Monoethyltributyl Ammonium Hydroxide Dimethyldiethyl ammonium hydroxide, dimethyldibutyl ammonium hydroxide, benzyl trimethylammonium hydroxide, benzyl triethylammonium hydroxide, benzyl tributylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide and phenyl triethylammonium hydroxide. Preferably, the quaternary ammonium compound is selected from ammonium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetramethyl-2-hydroxyethyl ammonium hydroxide and benzyl trimethylammonium hydroxide.

하나 이상의 불소 이온 공급원이 조성물에 포함된다. 불소 이온 공급원은 등방성으로 텍스쳐화하며 산성 환경을 제공한다. 불소 이온 공급원은, 비제한적으로 중불화 및 불화염을 포함한다. 중불화염은, 비제한적으로, 중불화나트륨 및 중불화칼륨, 중불화암모늄, 중불화주석 및 중불화안티몬과 같은 알칼리 금속 중불화염을 포함한다. 바람직하게는, 중불화염 화합물이 조성물에 포함된다. 불소 이온 공급원은 5% 내지 15%와 같이 1% 내지 40%의 함량으로 포함된다. One or more sources of fluorine ions are included in the composition. The fluorine ion source is isotropically textured and provides an acidic environment. Fluorine ion sources include, but are not limited to, bifluoride and fluoride salts. Bifluoride salts include, but are not limited to, sodium bifluoride and alkali metal bifluoride salts such as potassium bifluoride, ammonium bifluoride, tin bifluoride and antimony bifluoride. Preferably, the bifluorinated compound is included in the composition. Fluorine ion sources are included in amounts of 1% to 40%, such as 5% to 15%.

하나 이상의 산화제가 조성물에 포함된다. 이러한 산화제는, 비제한적으로, 과산화 수소 및 그의 염, 차아염소산염(hypochlorite), 과황산염(persulfate), 과산화유기산(peroxyorganic acid), 과망간산 염(permanganate salt), 차아염소산 나트륨(sodium hypochlorite), 과탄산나트륨(sodium percarbonate), 염소산염(chlorate), 질산(nitric acid) 및 그의 염, 과옥소산염(periodate), 과브롬산염(perbromate), 요오드산염(iodate), 과염소산염(perchlorate) 및 브롬산염(bromate)를 포함한다. 이러한 산화제는 0.5% 내지 1%와 같이 0.05% 내지 5%의 함량으로 포함된다. One or more oxidants are included in the composition. Such oxidants include, but are not limited to, hydrogen peroxide and salts thereof, hypochlorite, persulfate, peroxyorganic acid, permanganate salt, sodium hypochlorite, sodium percarbonate (sodium percarbonate), chlorate, nitric acid and salts thereof, periodate, perbromate, periomate, iodate, perchlorate and bromate do. Such oxidants are included in amounts of 0.05% to 5%, such as 0.5% to 1%.

선택적으로, 수성 산성 조성물은 하나 이상의 계면활성제를 포함할 수 있다. 계면활성제는 비이온, 음이온, 양이온 및 양쪽성 계면활성제를 포함한다. 통상적인 계면활성제가 사용될 수 있다. 이러한 계면활성제는 일반적으로 시판되고 있다. 전형적으로, 계면활성제는 저 발포성(low foam) 계면활성제이다. 계면활성제가 조성물에 포함되는 경우, 이들은 0.5% 내지 10%의 함량으로 포함된다. Optionally, the aqueous acidic composition may comprise one or more surfactants. Surfactants include nonionic, anionic, cationic and amphoteric surfactants. Conventional surfactants may be used. Such surfactants are generally commercially available. Typically, the surfactant is a low foam surfactant. If surfactants are included in the composition, they are included in amounts of 0.5% to 10%.

수성 산성 텍스쳐링 조성물에 포함되는 성분들은 어떤 순서로도 첨가될 수 있다. 이들은 함께 혼합될 수 있으며, 이후 충분한 양의 물에 용해될 수 있다. 또는, 이들은 충분한 양의 물에 한번에 첨가될 수 있다. 성분들의 용해를 돕기 위해 가열이 필요할 수도 있다. The components included in the aqueous acidic texturing composition may be added in any order. They can be mixed together and then dissolved in a sufficient amount of water. Alternatively, they can be added to a sufficient amount of water at one time. Heating may be necessary to help dissolve the components.

수성 산성 텍스쳐링 조성물은, 6 미만 또는 3 내지 5 미만 또는 4 내지 5 미만과 같이, 7 미만의 pH를 갖는다. 전형적으로, 텍스쳐링은 웨이퍼의 양 면에 행해진다. 전형적으로, 웨이퍼는 텍스쳐링 이전에 벌크-도핑된다. 전형적으로, 벌크-도핑은 붕소로 행해지나, 다결정 웨이퍼는 해당 기술 분야에서 잘 알려진 기타 물질로 벌크-도핑될 수 있다. 산성 텍스쳐링 조성물은 해당 기술 분야에 알려진 어떤 적절한 방법으로도 다결정 반도체 웨이퍼에 적용될 수 있다. 다결정 반도체 웨이퍼는 텍스쳐링 조성물에 담기거나, 조성물이 다결정 반도체 웨이퍼에 분무되거나 조성물은 통상적인 초음파 세척 공정에서 사용될 수 있다. 텍스쳐링 조성물은 실온 내지 90℃, 전형적으로는 50℃ 내지 80℃ 범위에서 적용될 수 있다. 텍스쳐링 조성물은 다결정 반도체 웨이퍼의 표면에 5분 내지 40분, 전형적으로는 10분 내지 30분의 체류 시간(dwell time) 동안 적용된다. 이후 임의로 다결정 반도체 웨이퍼는 물로 린스된다. 다결정 반도체 웨이퍼가 텍스쳐화된 후, 태양 전지와 같은 광기전력 장치의 통상적인 잔량을 이용하여 가공된다. The aqueous acidic texturing composition has a pH of less than 7, such as less than 6 or less than 3-5 or less than 4-5. Typically, texturing is done on both sides of the wafer. Typically, the wafer is bulk-doped prior to texturing. Typically, bulk-doping is done with boron, but polycrystalline wafers may be bulk-doped with other materials well known in the art. The acidic texturing composition can be applied to the polycrystalline semiconductor wafer by any suitable method known in the art. The polycrystalline semiconductor wafer may be immersed in the texturing composition, the composition may be sprayed onto the polycrystalline semiconductor wafer, or the composition may be used in conventional ultrasonic cleaning processes. The texturing composition may be applied at room temperature to 90 ° C., typically at 50 ° C. to 80 ° C. The texturing composition is applied to the surface of the polycrystalline semiconductor wafer for a dwell time of 5 to 40 minutes, typically 10 to 30 minutes. The polycrystalline semiconductor wafer is then optionally rinsed with water. After the polycrystalline semiconductor wafer is textured, it is processed using conventional residual amounts of photovoltaic devices such as solar cells.

택스쳐화된 다결정 반도체 웨이퍼에 의한 입사광의 반사율은 400nm 내지 1100nm의 입사광 파장에서 22% 이하, 전형적으로는 20% 이하, 더 전형적으로는 15% 내지 20%이다. 산성 수성 조성물로 텍스쳐화된 다결정 반도체는, 태양광, 레이저, 형광 유래 광뿐만 아니라, 광의 기타 공급원과 같은 입사광을 전기적 에너지로 변환하는 장치에 사용될 수 있다. 이러한 장치는, 비제한적으로, 태양 전지, 광 및 전기화학적 검출기/센서, 바이오검출기/바이오센서, 촉매, 전극, 게이트 전극(gate electrode), 옴 접촉(ohmic contact), 상호접속선(interconnection line), 쇼트키 막 다이오드 접촉(Schottky barrier diode contact) 및 광전자(optoelectronic) 부품을 포함한다. The reflectance of incident light by the textured polycrystalline semiconductor wafer is 22% or less, typically 20% or less, more typically 15% to 20%, at an incident light wavelength of 400 nm to 1100 nm. Polycrystalline semiconductors textured with an acidic aqueous composition can be used in devices that convert incident light into electrical energy, such as sunlight, lasers, fluorescence derived light, as well as other sources of light. Such devices include, but are not limited to, solar cells, photo and electrochemical detectors / sensors, biodetectors / biosensors, catalysts, electrodes, gate electrodes, ohmic contacts, interconnect lines. Schottky barrier diode contacts and optoelectronic components.

다결정 반도체 웨이퍼가 텍스쳐화된 후, 벌크-도핑된 경우에는, PN 접합을 제공하기 위하여 추가로 도핑된다. 다결정 웨이퍼가 벌크-도핑되지 않은 경우, 이는 붕소와 같은 것으로 벌크-도핑 또는 p-도핑된 후, PN 접합을 제공하기 위하여 추가로 도핑된다. 반도체 PN 접합 인 확산의 생산 또는 이온 주입은 웨이퍼의 전면에서 일어나 n-도핑된(n+ 또는 N++) 영역을 생산한다. n-도핑된 영역은 에미터층(emitter layer)으로 간주될 수 있다. After the polycrystalline semiconductor wafer is textured, it is further doped to provide a PN junction when bulk-doped. If the polycrystalline wafer is not bulk-doped, it is bulk-doped or p-doped, such as boron, and then further doped to provide a PN junction. The production or ion implantation of the semiconductor PN junction phosphorus diffusion occurs at the front of the wafer to produce n-doped (n + or N ++) regions. The n-doped region may be considered an emitter layer.

광기전력 장치 또는 태양전지의 제조에 있어서, 그리드(grid)를 형성하는 것과 같이, 다결정 반도체 웨이퍼의 후면 전체가 금속 코팅되거나 후면의 일부만이 금속 코팅될 수 있다. 이러한 후면 금속화는 다양한 기술에 의해 이루어질 수 있으며, 웨이퍼 전면의 금속화 이전에 수행될 수도 있다. 하나의 구체예에서, 금속 코팅은, 은-함유 페이스트, 알루미늄-함유 페이스트 또는 은 및 알루미늄-함유 페이스트와 같이 전기적으로 전도성인 페이스트의 형태로 적용되었으나; 해당 기술 분야에 알려진 기타 적절한 페이스트도 사용될 수 있다. 전형적으로 이러한 전도성 페이스트는 유리 매트릭스 및 유기 바인더에 임베디드된(embedded) 전도성 입자를 포함한다. 전도성 페이스트는 스크린 프린팅(screen printing)과 같이 다양한 기술에 의해 웨이퍼에 적용될 수 있다. 페이스트가 적용된 후, 유기 바인더를 제거하기 위하여 가열된다. 알루미늄을 함유하는 전도성 페이스트가 사용된 경우, 알루미늄은 웨이퍼의 후면에 부분적으로 확산되거나, 또는 은도 포함하는 페이스트 형태로 사용된 경우, 은과 함께 합금할 수 있다. 임의적으로, 시드층이 다결정 반도체 웨이퍼의 후면에 증착될 수 있으며 금속 코팅이 무전해 또는 전해 도금법에 의해 시드층으로 증착될 수 있다. In the fabrication of photovoltaic devices or solar cells, the entire back side of a polycrystalline semiconductor wafer may be metal coated or only a portion of the back side may be metal coated, such as to form a grid. Such backside metallization may be accomplished by a variety of techniques and may be performed prior to metallization of the wafer front side. In one embodiment, the metal coating was applied in the form of a silver-containing paste, an aluminum-containing paste or an electrically conductive paste such as silver and aluminum-containing paste; Other suitable pastes known in the art may also be used. Typically such conductive pastes comprise conductive particles embedded in a glass matrix and organic binder. The conductive paste may be applied to the wafer by various techniques such as screen printing. After the paste is applied, it is heated to remove the organic binder. If a conductive paste containing aluminum is used, the aluminum may be partially diffused on the backside of the wafer, or alloyed with silver when used in the form of a paste that also contains silver. Optionally, a seed layer can be deposited on the backside of the polycrystalline semiconductor wafer and a metal coating can be deposited into the seed layer by electroless or electrolytic plating.

반사 방지층(anti-reflective layer)이 웨이퍼의 전면 또는 에미터 층에 첨가될 수 있다. 또한, 반사 방지층은 패시베이션 층(passivation layer)으로 기능할 수도 있다. 적절한 반사 방지층은, 비제한적으로, SiO2와 같은 실리콘 산화물 층, Si3N4와 같은 실리콘 질화물층, 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물층의 조합, 및 TiOx와 같은 티타늄 산화물을 갖는 실리콘 산화물층, 실리콘 질화물층의 조합을 포함한다. 앞의 화학식에서, x는 산소 원자의 수를 나타내는 정수이다. 이러한 반사 방지층은 다양한 기상증착 방법, 예를 들어, 화학기상증착 및 물리기상증착에 의해 증착될 수 있다. An anti-reflective layer may be added to the front side or emitter layer of the wafer. The antireflection layer may also function as a passivation layer. Suitable antireflective layers include, but are not limited to, silicon oxide layers such as SiO 2 , silicon nitride layers such as Si 3 N 4 , combinations of silicon oxides and silicon nitride layers, and silicon oxide layers having titanium oxides such as TiO x , silicon Combinations of nitride layers. In the preceding formulae, x is an integer representing the number of oxygen atoms. Such antireflection layers may be deposited by various vapor deposition methods, for example, chemical vapor deposition and physical vapor deposition.

다결정 반도체 웨이퍼의 전면은 금속화된 패턴을 포함한다. 예를 들어, 웨이퍼의 전면은 전류 수집선(current collecting line) 및 전류 버스바(busbar)로 구성될 수 있다. 전류 수집선은 전형적으로 버스바를 가로지르며 전류 버스바에 비해 상대적으로 미세한 구조(즉, 디멘션)을 갖는다. The front surface of the polycrystalline semiconductor wafer includes a metallized pattern. For example, the front surface of the wafer may consist of a current collecting line and a current busbar. Current collection lines typically traverse the busbar and have a relatively fine structure (ie dimensions) compared to current busbars.

패턴은 웨이퍼의 반도체 몸체 표면을 노출시키기 위하여 반사방지층을 통과할 수 있다. 이와 달리, 트렌치(trench)가 선택적 에미터(selective emitter)를 형성시키기 위하여 개구부(opening)에 형성될 수도 있다. 이들 트렌치는 고농도 도핑(high doping) 영역일 수 있다. 다양한 공정이 패턴을 형성하기 위하여 사용될 수 있는데, 비제한적인 예로는 레이저 애블레이션(laser ablation), 기계적 수단 및 리소그래피 공정이 있으며, 이들은 모두 해당 기술 분야에 잘 알려져 있다. 이러한 기계적 수단은 소잉(sawing) 및 스크래칭(scratching)을 포함한다. 전형적인 리소그래피 공정은 웨이퍼의 표면에 이미징 가능한 물질(imageable material)의 적층, 반사방지층에 개구부를 형성하기 위한 이미징 가능한 물질의 패턴화, 웨이퍼로의 패턴의 이전(transferring), 개구부에 니켈층의 적층 및 이미징 가능한 물질의 제거를 포함한다. 하나의 구체예에서, 이미징 가능한 물질은 개구부에 금속층을 적층하는 단계 이전에 제거되었다. 또 다른 구체예에서, 이미징 가능한 물질은 개구부에 금속층을 적층하는 단계 이후에 제거되었다. 이미징 가능한 물질이 금속 적층 단계에 존재하는 경우, 전형적으로, 이러한 이미징 가능한 물질은, 니켈 적층 단계 중 사용된 방사선(radiation)의 파장에서 흡수되는 콘트라스트 염료(contrast dye)와 같은 어떠한 염료도 회피한다(avoid). 도금단계 중에 존재하는 이미징 가능한 물질은 전형적으로 40% 내지 60%의 최소 광투과율(minimum light transmittance)를 갖는 염료를 포함한다. The pattern can pass through the antireflective layer to expose the semiconductor body surface of the wafer. Alternatively, trenches may be formed in the openings to form selective emitters. These trenches may be high doping regions. Various processes may be used to form the pattern, including, but not limited to, laser ablation, mechanical means, and lithography processes, all of which are well known in the art. Such mechanical means include sawing and scratching. Typical lithography processes include lamination of imageable material on the surface of the wafer, patterning of the imageable material to form openings in the antireflective layer, transferring the pattern to the wafer, lamination of nickel layers in the openings, and Removal of the imageable material. In one embodiment, the imageable material has been removed prior to the step of depositing a metal layer in the opening. In another embodiment, the imageable material has been removed after depositing a metal layer in the opening. If an imageable material is present in the metal deposition step, typically this imageable material avoids any dyes, such as contrast dyes absorbed at the wavelength of radiation used during the nickel deposition step ( avoid). Imagingable materials present during the plating step typically include dyes having a minimum light transmittance of 40% to 60%.

이미징 가능한 물질은 어떤 적절한 폴리머 제거제로도 제거될 수 있다. 이러한 제거제는 알칼리, 산성 또는 필수적으로 중성일 수 있으며 해당 기술 분야에 잘 알려져 있다. The imageable material can be removed with any suitable polymer remover. Such removers may be alkali, acidic or essentially neutral and are well known in the art.

웨이퍼의 전면은 전도성 페이스트를 사용하여 금속화될 수 있으며, 이는 웨이퍼의 후면에 사용된 어떤 전도성 페이스트와 같거나 다를 수 있다. 웨이퍼의 전면을 금속화하기 위하여 사용되는 어떤 전도성 페이스트도 전형적으로 알루미늄을 함유하지 않는다. 페이스트의 열처리(firing)에 사용되는 온도는, 기타 요인 중 사용된 특정 페이스트, 사용된 모든 반사방지층의 두께에 따라 다르다. 이러한 온도는 당업자에 의해 적절히 선택될 수 있다. 또한, 열처리 공정이 산소-함유 대기, 불활성 대기, 환원성 대기, 또는 이들의 조합에서 수행될 수 있다는 것은 당업자가 이해할 수 있는 것이다. 예를 들어, 열처리는 산소가 거의 없는 대기하에서 1번째 온도로 수행되고 나서 불활성 대기 또는 환원성 대기 하에서의 2번째 온도에서 수행될 수 있는데, 2번째 온도는 1번째 온도보다 높다. The front side of the wafer may be metallized using a conductive paste, which may be the same as or different from any conductive paste used on the back side of the wafer. Any conductive paste used to metallize the front side of the wafer typically does not contain aluminum. The temperature used for firing the paste depends on the thickness of all the antireflective layers used, the particular paste used, among other factors. Such temperatures may be appropriately selected by those skilled in the art. It is also understood by those skilled in the art that the heat treatment process can be performed in an oxygen-containing atmosphere, an inert atmosphere, a reducing atmosphere, or a combination thereof. For example, the heat treatment may be carried out at a first temperature under an atmosphere of little oxygen and then at a second temperature under an inert atmosphere or a reducing atmosphere, where the second temperature is higher than the first temperature.

열처리 공정 후, 웨이퍼는 임의로, 열처리 과정 중 생성된 모든 산화물을 제거하기 위하여, 완충된 불화수소산 용액과 같은 완충된 산성 용액과 접촉시킬 수 있다. 이러한 접촉은 웨이퍼에 용액을 분무하거나 이러한 용액에 웨이퍼를 담그거나 기타 적절한 수단으로도 행해질 수 있다. After the heat treatment process, the wafer may optionally be contacted with a buffered acidic solution, such as a buffered hydrofluoric acid solution, to remove all oxides generated during the heat treatment. Such contact may also be done by spraying a solution onto the wafer, immersing the wafer in such a solution, or by other suitable means.

웨이퍼의 전면 패턴 및 후면이 전도성 페이스트를 이용하여 금속화된 후, 금속층은 전면의 전도성 패턴에 적층된다. 이러한 금속층은 금, 은 또는 구리와 같은 어떠한 적절한 전도성 금속일 수가 있으며, 전형적으로는 은이다. 이러한 금속은 해당 기술 분야에 알려진 방법에 의해서 적층될 수 있다. 하나의 구체예에서, 적층된 금속층은 전도성 페이스트에 사용된 동일한 금속으로 구성되었다. 예를 들어, 은층은 은-함유 전도성 페이스트에 적층되었다. After the front side pattern and back side of the wafer are metallized using the conductive paste, the metal layer is laminated to the conductive pattern on the front side. This metal layer may be any suitable conductive metal such as gold, silver or copper, and is typically silver. Such metals may be deposited by methods known in the art. In one embodiment, the laminated metal layer was composed of the same metal used in the conductive paste. For example, silver layers have been laminated to silver-containing conductive pastes.

은은, 해당 기술분야에 잘 알려진 광 유도 도금법(light induced plating; LIP) 또는 통상적인 은 전기도금법으로 적층될 수 있다. LIP가 사용된 경우, 반도체 웨이퍼의 후면은 외부 전류 공급원(정류기)으로 연결된다. 은 도금 조성물에 위치한 은 양극(anode)은 정류기에 연결되어 요소 간의 완결된 회로가 형성된다. 전형적인 전류 밀도는 0.1A/dm2 내지 5A/dm2이다. 총 전류 요구량은 사용된 웨이퍼의 특정 크기에 의존한다. 또한, 은 양극은 외부 공급원을 사용하지 않고도 은 도금 조성물에 은 이온을 보충하는 손쉬운 은 이온 공급원을 제공한다. 광원은 광 에너지로 반도체 웨이퍼를 조명하기 위하여 위치된다. 광원은, 예를 들어, 반도체 웨이퍼가 광 기전력적으로 감수성인 파장 내의 에너지를 제공하는 형광 또는 LED 램프일 수 있다. 기타 다양한 광 공급원이 사용될 수 있는데, 비제한적인 예는. 75 와트 및 250 와트 램트, 수은 램프, 할로겐 램프 및 150 와트 IR 램프와 같은 백열램프이다. 시판되는 은 도금 조성물의 예는 롬앤하스사(Rohm and Haas Electronic Materials, LLC, Marlborough, Massachusetts)의 ENLIGHT™ Silver Plate 600 및 620이다. Silver may be deposited by light induced plating (LIP) or conventional silver electroplating methods well known in the art. If LIP is used, the backside of the semiconductor wafer is connected to an external current source (rectifier). A silver anode located in the silver plating composition is connected to the rectifier to form a completed circuit between the elements. Typical current density is 0.1 A / dm 2 To 5 A / dm 2 . The total current requirement depends on the specific size of the wafer used. The silver anode also provides an easy source of silver ions that replenishes silver ions in the silver plating composition without the use of an external source. The light source is positioned to illuminate the semiconductor wafer with light energy. The light source can be, for example, a fluorescent or LED lamp that provides energy within a wavelength at which the semiconductor wafer is photovoltaically sensitive. Various other light sources can be used, non-limiting examples. Incandescent lamps such as 75 watt and 250 watt lamps, mercury lamps, halogen lamps and 150 watt IR lamps. Examples of commercially available silver plating compositions are ENLIGHT ™ Silver Plate 600 and 620 from Rohm and Haas Electronic Materials, LLC, Marlborough, Massachusetts.

도금 셀은 도금 조성물과 관련하여 화학적으로 불활성인 물질이며 40-60%의 최소 광 투과율을 갖는다. 또한, 웨이퍼는 도금 셀에 수평으로 위치할 수 있으며 은 도금 조성물 위에서부터 조명되는데, 이 경우 도금 셀은 적어도 최소 광 투과율을 가질 필요가 없다. The plating cell is a chemically inert material with respect to the plating composition and has a minimum light transmittance of 40-60%. In addition, the wafer may be positioned horizontally in the plating cell and illuminated from above the silver plating composition, in which case the plating cell need not have at least a minimum light transmittance.

또 다른 구체예에서, 금속시드층이 금속 페이스트 대신에 전면 전도성 패턴에적층될 수 있다. 전형적으로 금속시드층은 니켈이다. 니켈시드층은 해당 기술 분야에 알려진 어떤 통상적인 니켈 적층법에 의해서도 적층될 수 있다. 전형적으로, 니켈시드층은 광 보조 니켈 적층법(light assisted nickel deposition)에 의해 적층된다. 니켈의 공급원이 무전해 니켈 조성물인 경우, 도금은 외부 전류의 적용 없이 수행된다. 니켈의 공급원이 전해 니켈 조성물인 경우, 후면 전위(정류기)가 반도체 웨이퍼 판에 적용된다. 광은 연속적이거나 펄스화될 수 있다. 전형적으로, 니켈의 적층 전에, 표면 산화물은 1%의 불화수소산 용액을 이용하여 전도성 패턴으로부터 제거된다. In another embodiment, a metal seed layer can be laminated to the front conductive pattern instead of the metal paste. Typically the metal seed layer is nickel. The nickel seed layer may be deposited by any conventional nickel lamination method known in the art. Typically, the nickel seed layer is deposited by light assisted nickel deposition. If the source of nickel is an electroless nickel composition, plating is performed without the application of an external current. If the source of nickel is an electrolytic nickel composition, the backside potential (rectifier) is applied to the semiconductor wafer plate. The light can be continuous or pulsed. Typically, prior to the deposition of nickel, the surface oxides are removed from the conductive pattern using 1% hydrofluoric acid solution.

도금 공정에 사용될 수 있는 광은, 비제한적으로, 가시광선, IR, UV, 및 X-레이이다. 광원은, 비제한적으로, 백열 램프, LED 광(광 에미팅 다이오드), 적외선 램프, 형광 램프, 할로겐 램프 및 레이저를 포함한다. Light that can be used in the plating process is, but is not limited to, visible light, IR, UV, and X-rays. Light sources include, but are not limited to, incandescent lamps, LED lights (photo-emitting diodes), infrared lamps, fluorescent lamps, halogen lamps, and lasers.

전형적으로, 니켈은 반사방지층에 있는 개구부를 통하여 적층되며 무전해 니켈 도금 조성물을 이용하여 다결정 반도체 웨이퍼의 노출된, 텍스쳐화된 표면으로 적층된다. 시판되는 무전해 니켈 조성물의 예는, DURAPOSIT™SMT 88 Electroless Nickel 및 NIPOSIT™ PM 980 및 PM 988 Electroless Nickel을 포함한다. 이들 모두는 롬앤하스사(Rohm and Haas Electronic Materials, LLC, Marlborough, Massachusetts) 제품이다. Typically, nickel is deposited through openings in the antireflective layer and deposited onto the exposed, textured surface of the polycrystalline semiconductor wafer using an electroless nickel plating composition. Examples of commercially available electroless nickel compositions include DURAPOSIT ™ SMT 88 Electroless Nickel and NIPOSIT ™ PM 980 and PM 988 Electroless Nickel. All of these are products from Rohm and Haas Electronic Materials, LLC, Marlborough, Massachusetts.

또한 전해 니켈 조성물이 사용될 수도 있다. 전해 조성물이 사용된 경우, 니켈을 적층하기 위하여 광뿐만 아니라, 적용된 후면 전위(정류기)가 사용된다. 전형적인 전류 밀도는 0.1A/dm2 내지 2A/dm2이다. 특정 전류 요구량은 사용된 웨이퍼의 특정 크기에 의존한다. 사용된 전기도금 공정은 통상적인 것이다. 적절한 전해 니켈 도금 조(bath)는 시판되고 있을 뿐만 아니라 많은 문헌에 개시되어 있다. 시판되는 전해 니켈 조의 예는, 롬앤하스사의 NICKEL GLEAM™ Electrolytic Nickel 제품이다. Electrolytic nickel compositions may also be used. When an electrolytic composition is used, not only light but also applied backside potential (rectifier) is used to deposit nickel. Typical current densities are from 0.1 A / dm 2 to 2 A / dm 2 . The specific current demand depends on the specific size of the wafer used. The electroplating process used is conventional. Suitable electrolytic nickel plating baths are commercially available and have been described in many literatures. An example of a commercially available electrolytic nickel bath is Rohm & Haas NICKEL GLEAM ™ Electrolytic Nickel.

다결정 반도체 웨이퍼의 전면을 광 에너지로 조명함으로써, 전면에서 도금이 일어난다. 충돌하는(impinging) 광 에너지는 반도체에 전류를 생성시킨다. 전면의 도금율은, 광의 강도, 조의 온도, 환원제의 활성, 초기 웨이퍼 조건, 도핑 수준뿐만 아니라 당업자에게 알려진 기타 파라미터를 조정함으로써 제어할 수 있다. 도금조가 전해조인 경우, 도금율은 정류기에 의해서도 조정될 수 있다. 전형적으로는 적용, 크기, 패턴, 기하학적 구조에 따른 정확한 두께는 갖는, 20nm 내지 300nm 두께의 니켈 층이 바람직하다. By illuminating the front surface of the polycrystalline semiconductor wafer with light energy, plating takes place on the front surface. Impinging light energy creates a current in the semiconductor. The plating rate of the front surface can be controlled by adjusting the intensity of light, the temperature of the bath, the activity of the reducing agent, the initial wafer conditions, the doping level, as well as other parameters known to those skilled in the art. When the plating bath is an electrolytic bath, the plating rate can also be adjusted by the rectifier. Typically a 20 nm to 300 nm thick nickel layer, with the correct thickness depending on the application, size, pattern, and geometry, is preferred.

니켈이 개구부를 통하여, 그리고 다결정 반도체 웨이퍼 기질의 노출된 표면에 인접하여 적층된 후, 은이 니켈에 인접하여 적층된다. 통상적인 전기도금 은 조성물이 사용될 수 있다. 은 조성물은 은 조성물을 함유하는 시안화물(cyanide) 또는 시안화물이 없는 은 조성물일 수 있다. After nickel is deposited through the opening and adjacent to the exposed surface of the polycrystalline semiconductor wafer substrate, silver is deposited adjacent to the nickel. Conventional electroplating silver compositions can be used. The silver composition may be cyanide or silver composition free of cyanide containing the silver composition.

은은 광 유도 도금(LIP) 또는 해당 기술 분야에 알려진 통상적인 은 전기도금 방법에 의해 니켈에 적층될 수 있다. LIP 도금 공정은 상기 은 페이스트를 도금하는 것과 유사하다. 적용, 크기, 패턴 및 기하학적 구조와 같은 다양에 요인에 따른 정확한 두께를 갖는, 1㎛ 내지 30㎛ 두께의 은층이 바람직하다. Silver may be deposited on nickel by light induction plating (LIP) or conventional silver electroplating methods known in the art. The LIP plating process is similar to plating the silver paste. Preference is given to silver layers having a thickness of 1 μm to 30 μm, which have the correct thickness depending on various factors such as application, size, pattern and geometry.

은 금속이 니켈 위 및 주위에 적층된 후, 반도체는 니켈 규화물(silicide)를 형성하기 위하여 소결된다(sintered). 소결은 은 및 니켈 간의 부착력을 개선하기 위하여 니켈 표면에 적층된 은에 수행된다. 니켈 및 실리콘 간의 개선된 결합은 니켈 규화물 및 은 간의 부착 실패 가능성을 줄인다. 또한, 은은 소결 온도에 의해 규화물에 결합되지 않으므로, 니켈 규화물은 소결 중 니켈의 산화를 방지하는 은과 함께 형성된다. 380℃ 내지 550℃의 웨이퍼 최고 온도(peak temperature)를 제공하는 노(furnace)가 사용될 수 있다. 전형적으로 최고 온도 시간은 2초 내지 20초 범위이다. 적절한 노의 예는 램프계 노(IR)이다. After the silver metal is deposited on and around the nickel, the semiconductor is sintered to form nickel silicide. Sintering is performed on the silver deposited on the nickel surface to improve the adhesion between silver and nickel. Improved bonding between nickel and silicon reduces the likelihood of adhesion failure between nickel silicide and silver. In addition, since silver is not bonded to the silicide by the sintering temperature, nickel silicide is formed with silver which prevents oxidation of nickel during sintering. Furnaces that provide a wafer peak temperature of 380 ° C. to 550 ° C. may be used. Typically the maximum temperature time ranges from 2 seconds to 20 seconds. An example of a suitable furnace is a lamp furnace (IR).

은층이 소결 중 니켈의 산화를 방지하므로, 소결은 불활성 기체 대기 또는 진공뿐만 아니라 산소 함유 환경 하에서도 행해질 수 있다. 일반적으로, 소결은 3분 내지 10분 동안 행해진다. 반도체가 노를 통과하는 라인 속도(line speed)는 사용된 노에 의존한다. 적절한 라인 속도를 결정하기 위하여 부차적인 실험을 행할 수도 있다. 전형적으로, 라인 속도는 330cm/분 내지 430cm분이다. Since the silver layer prevents the oxidation of nickel during sintering, the sintering can be done not only in an inert gas atmosphere or vacuum but also in an oxygen containing environment. Generally, sintering is performed for 3 to 10 minutes. The line speed at which the semiconductor passes through the furnace depends on the furnace used. Secondary experiments may be conducted to determine the appropriate line speed. Typically, the line speed is between 330 cm / min and 430 cm.

다결정 반도체 웨이퍼가 금속화된 후, 광 기전력 장치 형성을 완료하기 위하여 추가의 통상적인 단계가 금속화된 반도체에 수행될 수 있다. 이러한 방법들은 해당 기술 분야에 잘 알려져 있다. After the polycrystalline semiconductor wafer is metallized, additional conventional steps may be performed on the metallized semiconductor to complete the photovoltaic device formation. Such methods are well known in the art.

이하 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. The following examples are intended to illustrate the invention in more detail, and do not limit the scope of the invention.

텍스쳐화된 다결정 반도체는 감소된 입사광 반사율을 갖는다. Textured polycrystalline semiconductors have a reduced incident light reflectance.

도 1은, 10% 불화수소산 및 50% 질산 혼합물로 텍스쳐화된, 실리콘 다결정 벌크-도핑된 반도체 웨이퍼의 5000× SEM이고;
도 2는 7.5% TMAH, 1% 과산화수소 및 15% 중불화암모늄 혼합물로 텍스쳐화된, 실리콘 다결정 벌크-도핑된 반도체 웨이퍼의 5000× SEM이며;
도 3은 9% TMAH 수성 용액으로 텍스쳐화된 실리콘 다결정 벌크-도핑된 반도체 웨이퍼의 2500× SEM이다.
1 is a 5000 × SEM of a silicon polycrystalline bulk-doped semiconductor wafer, textured with a 10% hydrofluoric acid and 50% nitric acid mixture;
FIG. 2 is a 5000 × SEM of a silicon polycrystalline bulk-doped semiconductor wafer textured with a 7.5% TMAH, 1% hydrogen peroxide and 15% ammonium bifluoride mixture;
3 is a 2500 × SEM of a silicon polycrystalline bulk-doped semiconductor wafer textured with 9% TMAH aqueous solution.

실시예 1Example 1

10% 불화수소산 및 50% 질산을 함유하는 등방성 수성 텍스쳐링 조성물을 제조하였다. 산 혼합 텍스쳐링 용액의 pH는 1 미만이다. 벌크-도핑된 다결정 실리콘 웨이퍼 125mm2의 중량을 통상적인 분석 저울을 이용하여 측정하고 기록하였다. 이후 웨이퍼를 10℃에서 3분간 등방성 수성 텍스쳐링 용액에 담갔다. 웨이퍼를 용액에서 제거하고 1분간 탈이온수로 린스한 후 실온에서 건조하고 웨이퍼의 중량을 측정하였다. 웨이퍼 양 면의 식각의 양은, 텍스쳐링 중 중량 손실, 웨이퍼의 면적 및 실리콘의 밀도로부터 통상적인 방법을 이용하여 계산한 결과 4.5㎛였다. 도 1은 텍스쳐화된 웨이퍼의 5000X SEM이다. 노출된 결정립계는 관찰되지 않았다. An isotropic aqueous texturing composition containing 10% hydrofluoric acid and 50% nitric acid was prepared. The pH of the acid mixed texturing solution is less than one. The weight of the bulk-doped polycrystalline silicon wafer 125 mm 2 was measured and recorded using a conventional analytical balance. The wafer was then immersed in an isotropic aqueous texturing solution at 10 ° C. for 3 minutes. The wafer was removed from the solution, rinsed with deionized water for 1 minute, dried at room temperature and weighed. The amount of etching on both sides of the wafer was 4.5 탆 as calculated using a conventional method from weight loss during texturing, area of the wafer, and density of silicon. 1 is a 5000 × SEM of a textured wafer. No exposed grain boundary was observed.

이후, 웨이퍼의 반사를 MacBeth ColorEye™ Reflectometer를 이용하여 측정하였다. 반사율은 1100nm부터 400nm의 파장 범위에서 10nm 단위로 기록하였다. 평균 % 반사율을 상기 범위에 대해 반사계로 계산하였다. 평균 입사광 반사율은 25.44%로 판정되었는데, 이는 바람직한 반사율인 20% 미만보다 크다. The reflection of the wafer was then measured using a MacBeth ColorEye ™ Reflectometer. The reflectance was recorded in 10 nm units in the wavelength range of 1100 nm to 400 nm. Average% reflectance was calculated with a reflectometer for this range. The average incident light reflectance was determined to be 25.44%, which is higher than the desired reflectance of less than 20%.

실시예 2Example 2

하기 등방성 수성 산성 텍스쳐링 용액을 제조하였다. The following isotropic aqueous acidic texturing solution was prepared.

성분ingredient 함량 - 중량 퍼센트Content-weight percent 수산화 테트라메틸암모늄Tetramethylammonium Hydroxide 7.5%7.5% 과산화 수소Hydrogen peroxide 1%One% 중불화 암모늄Ammonium Bifluoride 15%15% water 잔량Balance

벌크-도핑된 다결정 실리콘 웨이퍼의 중량을 측정하고 기록하였다. 이후, 이를 80℃에서 10분간 상기 용액에 담갔다. 용액의 pH는 4였다. 이후, 용액으로부터 웨이퍼를 제거하고 탈이온수로 린스한 후 공기로 건조하였다. 웨이퍼의 중량을 측정한 결과 웨이퍼의 양 면으로부터 식각된 실리콘의 양은 4.73㎛로 결정되었다. 도 2는 텍스쳐화된 웨이퍼의 표면을 보여준다. 노출된 결정립계가 관찰되지 않았다. The weight of the bulk-doped polycrystalline silicon wafer was measured and recorded. Thereafter, it was soaked in the solution for 10 minutes at 80 ° C. The pH of the solution was 4. The wafer was then removed from the solution, rinsed with deionized water and dried in air. As a result of measuring the weight of the wafer, the amount of silicon etched from both sides of the wafer was determined to be 4.73 mu m. 2 shows the surface of a textured wafer. No exposed grain boundary was observed.

웨이퍼의 반사율을 MacBeth ColorEye™ Reflectometer를 이용하여 측정하였다. 반사율은 1100nm부터 400nm의 파장 범위에서 10nm 단위로 기록하였다. 평균 % 반사율을 상기 범위에 대해 반사계에 의해 계산하였다. 평균 입사광 반사율은 15.37%로 결정되었다. 상기 표 1에 개시된 조성물로의 텍스쳐링은 실시예 1의 산 혼합 제제의 경우와 대조적으로 감소된 입사광 반사율을 나타내는 다결정 웨이퍼를 제공한다. The reflectance of the wafer was measured using a MacBeth ColorEye ™ Reflectometer. The reflectance was recorded in 10 nm units in the wavelength range of 1100 nm to 400 nm. Average% reflectance was calculated by reflectometer for this range. The average incident light reflectance was determined to be 15.37%. Texturing with the compositions disclosed in Table 1 above provides a polycrystalline wafer that exhibits reduced incident light reflectance in contrast to the case of the acid mixed formulation of Example 1.

실시예 3Example 3

하기 등방성 수성 산성 텍스쳐링 용액을 제조하였다. The following isotropic aqueous acidic texturing solution was prepared.

성분ingredient 함량 - 중량 퍼센트Content-weight percent 수산화 테트라메틸암모늄Tetramethylammonium Hydroxide 5.25%5.25% 과산화 수소Hydrogen peroxide 0.7%0.7% 중불화 암모늄Ammonium Bifluoride 10.25%10.25% water 잔량Balance

벌크-도핑된 다결정 실리콘 웨이퍼의 중량을 측정하고 기록하였다. 이후, 이를 85℃에서 12분간 상기 용액에 담갔다. 용액의 pH는 4였다. 이후, 용액으로부터 웨이퍼를 제거하고 탈이온수로 린스한 후 공기로 건조하였다. 웨이퍼의 중량을 측정한 결과 웨이퍼의 양 면으로부터 식각된 실리콘의 양은 4.42㎛로 결정되었다. 식각된 실리콘 웨이퍼의 표면은 도 2의 경우와 유사한 외관을 가졌다. 또한 노출된 결정립계가 관찰되지 않았다.The weight of the bulk-doped polycrystalline silicon wafer was measured and recorded. Thereafter, it was soaked in the solution at 85 ° C for 12 minutes. The pH of the solution was 4. The wafer was then removed from the solution, rinsed with deionized water and dried in air. As a result of measuring the weight of the wafer, the amount of silicon etched from both sides of the wafer was determined to be 4.42 mu m. The surface of the etched silicon wafer had a similar appearance to that of FIG. In addition, no exposed grain boundaries were observed.

웨이퍼의 반사율을 MacBeth ColorEye™ Reflectometer를 이용하여 측정하였다. 반사율은 1100nm부터 400nm의 파장 범위에서 10nm 단위로 기록하였다. 평균 % 반사율을 상기 범위에 대해 반사계에 의해 계산하였다. 평균 입사광 반사율은 17.68%로 결정되었다. 상기 표 2에 개시된 조성물로의 텍스쳐링은 실시예 1의 산 혼합 제제의 경우와 대조적으로 감소된 입사광 반사율을 나타내는 다결정 웨이퍼를 제공한다. The reflectance of the wafer was measured using a MacBeth ColorEye ™ Reflectometer. The reflectance was recorded in 10 nm units in the wavelength range of 1100 nm to 400 nm. Average% reflectance was calculated by reflectometer for this range. The average incident light reflectance was determined to be 17.68%. Texturing with the compositions disclosed in Table 2 above provides a polycrystalline wafer exhibiting a reduced incident light reflectance as opposed to the case of the acid mixed formulation of Example 1.

실시예 4Example 4

하기 등방성 수성 산성 텍스쳐링 용액을 제조하였다. The following isotropic aqueous acidic texturing solution was prepared.

성분 ingredient 함량 - 중량 %Content-weight% 수산화 암모늄Ammonium hydroxide 2.89%2.89% 과산화 수소Hydrogen peroxide 1%One% 중불화 암모늄Ammonium Bifluoride 15%15% water 잔량Balance

벌크-도핑된 다결정 실리콘 웨이퍼의 중량을 측정하고 기록하였다. 이후, 이를 80℃에서 10분간 상기 용액에 담갔다. 용액의 pH는 4였다. 이후, 용액으로부터 웨이퍼를 제거하고 탈이온수로 린스한 후 공기로 건조하였다. 웨이퍼의 중량을 측정한 결과 웨이퍼의 양 면으로부터 식각된 실리콘의 양은 4.26㎛로 결정되었다. 식각된 실리콘 웨이퍼의 표면은 도 2의 경우와 유사한 외관을 가졌다. 또한, 노출된 결정립계가 관찰되지 않았다. The weight of the bulk-doped polycrystalline silicon wafer was measured and recorded. Thereafter, it was soaked in the solution for 10 minutes at 80 ° C. The pH of the solution was 4. The wafer was then removed from the solution, rinsed with deionized water and dried in air. As a result of measuring the weight of the wafer, the amount of silicon etched from both sides of the wafer was determined to be 4.26 mu m. The surface of the etched silicon wafer had a similar appearance to that of FIG. In addition, no exposed grain boundaries were observed.

웨이퍼의 반사율을 MacBeth ColorEye™ Reflectometer를 이용하여 측정하였다. 반사율은 1100nm부터 400nm의 파장 범위에서 10nm 단위로 기록하였다. 평균 % 반사율을 상기 범위에 대해 반사계에 의해 계산하였다. 평균 입사광 반사율은 18.11%로 결정되었다. 상기 표 3에 개시된 조성물로의 텍스쳐링은 실시예 1의 산 혼합 제제의 경우와 대조적으로 감소된 입사광 반사율을 나타내는 다결정 웨이퍼를 제공한다. The reflectance of the wafer was measured using a MacBeth ColorEye ™ Reflectometer. The reflectance was recorded in 10 nm units in the wavelength range of 1100 nm to 400 nm. Average% reflectance was calculated by reflectometer for this range. The average incident light reflectance was determined to be 18.11%. Texturing with the compositions disclosed in Table 3 above provides a polycrystalline wafer that exhibits reduced incident light reflectance in contrast to the case of the acid mixed formulation of Example 1.

실시예 5Example 5

하기 등방성 수성 산성 텍스쳐링 용액을 제조하였다.The following isotropic aqueous acidic texturing solution was prepared.

성분ingredient 함량 - 중량 퍼센트Content-weight percent 모노에탄올아민Monoethanolamine 10%10% 과산화 수소Hydrogen peroxide 1%One% 중불화 암모늄Ammonium Bifluoride 20%20% water 잔량Balance

벌크-도핑된 다결정 실리콘 웨이퍼의 중량을 측정하고 기록하였다. 이후, 이를 60℃에서 10분간 상기 용액에 담갔다. 용액의 pH는 4였다. 이후, 용액으로부터 웨이퍼를 제거하고 탈이온수로 린스한 후 공기로 건조하였다. 웨이퍼의 중량을 측정한 결과 웨이퍼의 양 면으로부터 식각된 실리콘의 양은 2.61㎛로 결정되었다. 식각된 실리콘 웨이퍼의 표면은 도 2의 경우와 유사한 외관을 가졌다. 또한, 노출된 결정립계가 관찰되지 않았다. The weight of the bulk-doped polycrystalline silicon wafer was measured and recorded. Thereafter, it was immersed in the solution for 10 minutes at 60 ℃. The pH of the solution was 4. The wafer was then removed from the solution, rinsed with deionized water and dried in air. As a result of measuring the weight of the wafer, the amount of silicon etched from both sides of the wafer was determined to be 2.61 mu m. The surface of the etched silicon wafer had a similar appearance to that of FIG. In addition, no exposed grain boundaries were observed.

웨이퍼의 반사율을 MacBeth ColorEye™ Reflectometer를 이용하여 측정하였다. 반사율은 1100nm부터 400nm의 파장 범위에서 10nm 단위로 기록하였다. 평균 % 반사율을 상기 범위에 대해 반사계에 의해 계산하였다. 평균 입사광 반사율은 19.82%로 결정되었다. 상기 표 4에 개시된 조성물로의 텍스쳐링은 실시예 1의 산 혼합 제제의 경우와 대조적으로 감소된 입사광 반사율을 나타내는 다결정 웨이퍼를 제공한다. The reflectance of the wafer was measured using a MacBeth ColorEye ™ Reflectometer. The reflectance was recorded in 10 nm units in the wavelength range of 1100 nm to 400 nm. Average% reflectance was calculated by reflectometer for this range. The average incident light reflectance was determined to be 19.82%. Texturing with the compositions disclosed in Table 4 above provides a polycrystalline wafer that exhibits reduced incident light reflectance as opposed to the case of the acid mixed formulation of Example 1.

실시예 6Example 6

9%의 수산화 테트라메틸암모늄으로 구성된 이방성 수성 알칼리 텍스쳐링 용액을 제조하였다. 텍스쳐링 용액의 pH는 13 이상이다. 벌크-도핑된 다결정 실리콘 웨이퍼를 통상적인 분석 저울을 이용하여 측정하고 기록하였다. 이후 웨이퍼를 70℃에서 5분간 이방성 텍스쳐링 용액에 담갔다. 웨이퍼를 용액에서 제거하고 1분간 탈이온수로 린스한 후 실온에서 건조하고 웨이퍼의 중량을 측정하였다. 웨이퍼 양 면의 식각의 양은, 4.38㎛로 계산되었다. SEM의 전경(foreground)는 알칼리 TMAH 텍스쳐링에 의해 형성된 피라미드 구조를 보여준다. 피라미드 구조 뒤의 영역에서는 TMAH 알칼리 용액에 의해 바람직하지 않게 결정립계가 노출되었다. 이러한 결정립계는 실시예 1-5의 등방성 텍스쳐링에서는 관찰되지 않는다. An anisotropic aqueous alkali texturing solution consisting of 9% tetramethylammonium hydroxide was prepared. The pH of the texturing solution is at least 13. Bulk-doped polycrystalline silicon wafers were measured and recorded using conventional analytical balances. The wafer was then immersed in an anisotropic texturing solution at 70 ° C. for 5 minutes. The wafer was removed from the solution, rinsed with deionized water for 1 minute, dried at room temperature and weighed. The amount of etching on both sides of the wafer was calculated to be 4.38 mu m. The foreground of the SEM shows the pyramid structure formed by alkali TMAH texturing. In the region behind the pyramid structure, grain boundaries were undesirably exposed by the TMAH alkaline solution. This grain boundary is not observed in the isotropic texturing of Example 1-5.

이후, 웨이퍼의 반사를 MacBeth ColorEye™ Reflectometer를 이용하여 측정하였다. 반사율은 1100nm부터 400nm의 파장 범위에서 10nm 단위로 기록하였다. 평균 % 반사율을 상기 범위에 대해 반사계로 계산하였다. 평균 입사광 반사율은 27.10%로 판정되었는데, 이는 실시예 1-5의 평균 입사광 반사율, 특히 20% 아래의 평균 입사광 반사율 값을 갖는 실시예 2-5의 등방성 텍스쳐링 용액보다 훨씬 더 크다.
The reflection of the wafer was then measured using a MacBeth ColorEye ™ Reflectometer. The reflectance was recorded in 10 nm units in the wavelength range of 1100 nm to 400 nm. Average% reflectance was calculated with a reflectometer for this range. The average incident light reflectance was determined to be 27.10%, which is much larger than the isotropic texturing solution of Example 2-5 having an average incident light reflectance value of Example 1-5, in particular an average incident light reflectance value below 20%.

Claims (11)

하나 이상의 알칼리 화합물, 하나 이상의 불소 이온 공급원, 하나 이상의 산화제 공급원을 포함하며 pH가 7 미만인 조성물.A composition comprising at least one alkali compound, at least one source of fluorine ions, at least one source of oxidant and having a pH of less than 7. 제1항에 있어서, 하나 이상의 알칼리 화합물이 알칸올아민 및 4급 암모늄 화합물로부터 선택되는 조성물. The composition of claim 1, wherein the at least one alkaline compound is selected from alkanolamines and quaternary ammonium compounds. 제2항에 있어서, 알칸올아민이 하기 일반식을 갖는 조성물:
R3 - nN(CmH2m(OH))n
여기에서, R은 수소 원자 또는 1 내지 4개의 탄소를 갖는 알킬 그룹이고, m은 2 내지 4인 정수이며 n은 1 내지 3인 정수이다.
The composition of claim 2 wherein the alkanolamine has the general formula:
R 3 - n N (C m H 2m (OH)) n
Wherein R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbons, m is an integer from 2 to 4 and n is an integer from 1 to 3.
제2항에 있어서, 4급 암모늄 화합물이 하기 일반식을 갖는 조성물:
OH-
Figure pat00002

여기에서, R1 내지 R4는 서로 독립적으로 수소, (C1-C6)알킬 그룹, (C1-C6)하이드록시알킬 그룹, (C6-C10)아릴 그룹 또는 (C7-C11)알킬아릴 그룹이다.
The composition of claim 2 wherein the quaternary ammonium compound has the general formula:
OH -
Figure pat00002

Wherein R 1 to R 4 independently of one another are hydrogen, (C 1 -C 6 ) alkyl group, (C 1 -C 6 ) hydroxyalkyl group, (C 6 -C 10 ) aryl group or (C 7- C 11 ) alkylaryl group.
제1항에 있어서, 하나 이상의 불소 이온이 중불화 및 불화 염으로부터 선택되는 조성물. The composition of claim 1, wherein the at least one fluorine ion is selected from bifluorinated and fluorinated salts. 제1항에 있어서, 하나 이상의 산화제가 과산화수소 및 그의 염, 차아염소산염(hypochlorite), 과황산염(persulfate), 과산화유기산(peroxyorganic acid), 과망간산 염(permanganate salt), 차아염소산 나트륨(sodium hypochlorite), 과탄산나트륨(sodium percarbonate), 염소산염(chlorate), 질산(nitric acid) 및 그의 염, 과옥소산염(periodate), 과브롬산염(perbromate), 요오드산염(iodate), 과염소산염(perchlorate) 및 브롬산염(bromate)으로부터 선택되는 조성물. The method of claim 1, wherein the one or more oxidizing agents are hydrogen peroxide and salts thereof, hypochlorite, persulfate, peroxyorganic acid, permanganate salt, sodium hypochlorite, peroxide From sodium carbonate, chlorate, nitric acid and salts thereof, periodate, perbromate, iodide, iodate, perchlorate and bromate Composition selected. 제1항에 있어서, pH가 3 내지 5인 조성물.The composition of claim 1 wherein the pH is 3-5. a) 다결정 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계; 및
b) 다결정 반도체 웨이퍼를, 하나 이상의 알칼리 화합물, 하나 이상의 불소 이온 공급원, 하나 이상의 산화제를 포함하고 pH가 7 미만인 조성물과 접촉시켜 비도핑된(non-doped) 반도체 웨이퍼를 등방성으로(isotropically) 식각하는 단계를 포함하는 방법.
a) providing a polycrystalline semiconductor wafer; And
b) isotropically etching the non-doped semiconductor wafer by contacting the polycrystalline semiconductor wafer with a composition comprising at least one alkali compound, at least one source of fluorine ions, at least one oxidant and having a pH of less than 7. Method comprising the steps.
400nm 내지 1100nm의 입사광 파장에서 22% 이하의 입사광 반사율(incident light reflectance)을 갖는, 제8항의 방법에 따라 처리된 다결정 반도체 웨이퍼. A polycrystalline semiconductor wafer processed according to the method of claim 8, having an incident light reflectance of 22% or less at an incident light wavelength of 400 nm to 1100 nm. 제9항에 있어서, 입사광 반사율이 400nm 내지 1100nm의 입사광 파장에서 20% 이하인 다결정 반도체 웨이퍼. The polycrystalline semiconductor wafer according to claim 9, wherein the incident light reflectance is 20% or less at an incident light wavelength of 400 nm to 1100 nm. 제9항에 있어서, 표면에 실질적으로 노출된 결정립계(grain boundaries)가 없는 다결정 반도체 웨이퍼.







10. The polycrystalline semiconductor wafer of claim 9 free of grain boundaries substantially exposed to the surface.







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