織構(gòu)化單晶半導(dǎo)體襯底以減小入射光反射的制作方法
【專利摘要】用堿性溶液織構(gòu)化單晶半導(dǎo)體襯底以在其表面形成錐形結(jié)構(gòu)從而減少入射光反射且提高晶圓的光吸收。堿性浴包含與烷氧基化二醇組合使用的乙內(nèi)酰脲化合物及其衍生物，以抑制錐形結(jié)構(gòu)之間平坦區(qū)域的形成，從而提高光的吸收。
【專利說明】織構(gòu)化單晶半導(dǎo)體襯底以減小入射光反射
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在堿性浴中織構(gòu)化單晶半導(dǎo)體襯底以減小入射光反射的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種在包含與烷氧基化二醇結(jié)合的乙內(nèi)酰脲或乙內(nèi)酰脲衍生物的堿性浴中織構(gòu)化單晶半導(dǎo)體襯底以減小入射光反射的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]織構(gòu)化的半導(dǎo)體表面減少了很大頻帶上的入射光的反射從而增加吸收的光密度。這種半導(dǎo)體可用于太陽能電池的制造。太陽能電池是一種將入射到其表面上的光能例如陽光轉(zhuǎn)換成電能的裝置。減小在其表面的入射光的反射提高轉(zhuǎn)換成電能的效率。然而，該織構(gòu)化并不限于太陽能電池制造中的半導(dǎo)體，通常還可以用于制造光伏器件、光學(xué)和電化學(xué)探測器/傳感器、生物探測器/生物傳感器、催化劑、電極和其它減小入射光的反射提高器件效率的裝置。
[0003]公知技術(shù)中使用堿性介質(zhì)例如堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、氨或者膽堿的溶液織構(gòu)化(100)-取向的硅表面形成濕法化學(xué)錐體(四角形的)結(jié)構(gòu)。堿金屬氫氧化物通過其自身制造導(dǎo)致高反射率區(qū)域的非均勻的織構(gòu)化表面。通常具有添加劑以控制織構(gòu)化速率并形成可重復(fù)的錐形結(jié)構(gòu)。肼或乙二胺或鄰苯二酚溶液可用于代替堿金屬氫氧化物，但是由于對于工人的毒性它們是不利地。最通用的配方包括水、氫氧化鉀或氫氧化鈉和酒精。酒精成分可以用來控制堿金屬氫氧化物的刻蝕速率。所使用的酒精成分可以是乙二醇或異丙醇。盡管在許多傳統(tǒng)的織構(gòu)化組合物中具有異丙醇，對于織構(gòu)化組合物其低沸點和低閃點是不需要的特性。
[0004]W02011 / 052941公開了不包含異丙醇的堿性刻蝕組合物用于織構(gòu)化單晶硅基晶圓以形成錐體結(jié)構(gòu)的示例。刻蝕組合物包括至少一種堿性化合物，至少一種具有100-400°C沸點的環(huán)狀化合物以及余量為水。堿性化合物包括環(huán)狀化合物以抑制對硅的刻蝕。環(huán)狀化合物為具有一個或多個從氮、氧和硫中選擇的不同種類元素的C4-Cltl雜環(huán)化合物。環(huán)狀化合物占刻蝕組合物的0.l-50wt%。盡管存在用于在晶體硅晶圓上形成錐形結(jié)構(gòu)的不包括異丙醇的堿性織構(gòu)化組合物，仍然需要改進的用于在晶體硅晶圓上形成錐形結(jié)構(gòu)的堿性織構(gòu)化組合物和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明方法包括提供單晶半導(dǎo)體襯底；提供包含選自乙內(nèi)酰脲或乙內(nèi)酰脲衍生物的一種或多種化合物，一種或多種烷氧基化二醇和一種或多種堿性化合物的組合物；且使得所述單晶半導(dǎo)體襯底與所述組合物相接觸，以各向異性地織構(gòu)化單晶半導(dǎo)體襯底。
[0006]組合物包含選自乙內(nèi)酰脲或乙內(nèi)酰脲衍生物的一種或多種化合物，一種或多種烷氧基化二醇和一種或多種堿性化合物。
[0007]所述方法和組合物用于各向異性織構(gòu)化用于光伏器件的單晶半導(dǎo)體，包括制造太陽能電池的半導(dǎo)體。添加一種或多種乙內(nèi)酰脲或乙內(nèi)酰脲衍生物與一種或多種烷氧基化二醇結(jié)合組合能抑制或減少在織構(gòu)化的單晶半導(dǎo)體上的錐形結(jié)構(gòu)間形成平面區(qū)域，以增加入射光吸收并提高器件效率。此外，乙內(nèi)酰脲化合物能提高織構(gòu)化方法的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為在無乙內(nèi)酰脲化合物的堿性浴中織構(gòu)化的單晶硅半導(dǎo)體晶圓的30°角得到的1000X SEM圖像。
[0009]圖2為在包含乙內(nèi)酰脲的堿性浴中織構(gòu)化的單晶硅半導(dǎo)體晶圓的30°角得到的1000X SEM 圖像。 [0010]發(fā)明的詳細描述
[0011]貫穿本說明書所使用的，使用的術(shù)語“沉積”和“鍍覆”是可互換的。使用的術(shù)語“電流通路”和“電流線”是可互換的。使用的術(shù)語“溶液”、“浴”和“組合物”是可互換的。使用的術(shù)語“織構(gòu)化”和“刻蝕”是可互換的。不定冠詞“一”和“一個”既指單數(shù)也指復(fù)數(shù)。術(shù)語“選擇性沉積”意味著沉積發(fā)生在襯底上特定希望的區(qū)域。術(shù)語“閃點”意味著易燃液體的蒸汽可以在空氣中點燃的最低溫度。單位“達因”是壓力單位厘米-克-秒。
[0012]接下來的簡稱具有如下含義，除非上下文清楚地表述為其他意思:V =攝氏度；g=克；L =升；bv=按體積；A =安培；m =米；dm=分米；cm=厘米；y m=微米；nm=納米；min.=分鐘；ppm=百萬分之一 ；ppb =十億分之一 ；SEM=掃描電子顯微圖；UV=紫外；以及IR=紅外。所有百分比和比率基于重量，除非另外指明。所有范圍是以任何順序包含和可結(jié)合的，除非數(shù)字范圍邏輯上限制為合計100%。
[0013]用于織構(gòu)化半導(dǎo)體襯底的組合物包括一種或多種乙內(nèi)酰脲或乙內(nèi)酰脲衍生物。這些乙內(nèi)酰脲或乙內(nèi)酰脲衍生物包括，但不限于，具有通用化學(xué)式的化合物:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種方法，所述方法包括: a)提供單晶半導(dǎo)體襯底； b)提供包含選自乙內(nèi)酰脲和乙內(nèi)酰脲衍生物的一種或多種化合物，一種或多種烷氧基化二醇和一種或多種堿性化合物的組合物； c)將所述單晶半導(dǎo)體襯底與所述組合物接觸，以各向異性地織構(gòu)化所述單晶半導(dǎo)體襯
。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一種或多種乙內(nèi)酰脲和乙內(nèi)酰脲衍生物的用量為所述組合物的0.005￥七％到0.09wt%。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一種或多種烷氧基化二醇的分子量為100克/摩爾和更大。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述溶液進一步包含一種或多種氧清除劑。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述溶液進一步包含一種或多種有機溶劑。
6.一種組合物，所述組合物包含選自乙內(nèi)酰脲和乙內(nèi)酰脲衍生物的一種或多種化合物，一種或多種烷氧基化二醇和一種或多種堿性化合物。
7.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中一種或多種乙內(nèi)酰脲和乙內(nèi)酰脲衍生物的用量為所述組合物的0.005wt*%到0.09wt*%。`
8.如權(quán)利要求6所述的組合物，所述組合物進一步包含一種或多種氧清除劑。
9.如權(quán)利要求6所述的組合物，所述組合物進一步包含一種或多種有機溶劑。
10.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述組合物的pH值為13-14。
【文檔編號】H01L31/0236GK103681959SQ201310502556
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】M·P·托本, R·K·巴爾, C·奧康納 申請人:羅門哈斯電子材料有限公司