專利名稱：用于增加可用平面表面積的半導(dǎo)體晶片處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體處理方法，具體地說，本發(fā)明涉及用于 處理半導(dǎo)體晶片以增加可用平面表面積的方法、用于制造太陽能電池
的方法以及用于降低半導(dǎo)體表面的反射率的方法
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體處理方法的大多數(shù)領(lǐng)域，與最終、被處理晶片的價值 相比，起始襯底晶片的成本低。然而，并非總是如此。例如，光電太 陽能電池行業(yè)對于成本極敏感，而且起始硅晶片的成本通常接近處理 的晶片價值的一半。因此，在該行業(yè)，盡可能有效使用硅襯底極端重 要。這些襯底是通過從直徑通常為6英寸(約15 cm)的結(jié)晶硅圓柱 形毛坯上切割薄切片生產(chǎn)的。可以切割的最薄切片是由硅的機械性能 決定的，對于目前這一代的6英寸晶片，最薄切片通常為300-400 ^un，但是計劃下一代晶片的最薄切片為200 jLim。然而，切割6英寸 晶片的切口損失約為250 jim，這意味著，許多毛坯最后變成粉末。 因此，需要一種對于給定單位體積的半導(dǎo)體，增加半導(dǎo)體的可用表面 積，或者至少是當(dāng)前半導(dǎo)體處理方法的一種有效替換方法的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的目的第一實施例，提供了一種用于增加具有大致 平坦表面而且其厚度方向與所述大致平坦表面成直角的半導(dǎo)體晶片的可用表面積的方法，所述方法包括步驟選擇帶厚度，以將晶片分割 為多個帶；選擇一種用于與所述大致平坦表面成某個角度，將晶片切
割為所述帶的技術(shù)，其中帶厚度與通過進行切割所切掉的晶片的寬度
之和小于晶片的厚度；利用選擇的技術(shù)，將晶片切割為帶；以及將所 述帶互相分離。
在笫二實施例中，本發(fā)明提供了一種用于處理具有大致平坦表 面的半導(dǎo)體晶片，以增加所述晶片的可用平坦表面積的方法，該方法 包括步驟
至少部分通過所述晶片，產(chǎn)生多個平行細長溝槽，使得所述溝
槽寬度與所述溝槽之間的寬度之和小于所述晶片的厚度，以產(chǎn)生一系 列半導(dǎo)體帶；
將所述帶互相分離；以及
確定所述帶的方向，以露出其事先與所述大致平坦表面成一角
度的表面，從而形成新平坦表面。
顯然，事先與晶片表面成某個角度的帶的表面就是通過切割該 晶片并將各帶互相分離而露出的帶表面。
半導(dǎo)體晶片通常是單晶硅或多晶硅。然而，半導(dǎo)體晶片可以是
能夠被制造成薄、大致平坦晶片的其他半導(dǎo)體晶片。
在第三實施例中，本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)硅太陽能電池的 方法，所述方法包括步驟
在硅襯底上成型多個平行溝槽，所述溝槽至少部分通過所述襯 底延伸以產(chǎn)生一系列硅帶；
將所述帶互相分離；以及
利用所述帶制造太陽能電池。
可以在將各帶分離之前或之后或者作為分離過程的一部分，成 型太陽能電池。
在本發(fā)明第一至第三實施例的方法中，帶可以與半導(dǎo)體晶片或 襯底成任何角度，例如與晶片或襯底成5°或90°角。通常，帶與晶片 或村底所成的角度通常至少為30°、更通常至少為45°、又更通常至少為60°，甚更通常為90°。
因此，在本發(fā)明第一實施例方法的優(yōu)選形式中，提供了一種用 于處理半導(dǎo)體晶片以增加可用平坦表面積的方法，該方法包括步驟 選擇帶厚度，以將晶片分割為一系列通常垂直于晶片表面的薄帶；選
擇一種用于將晶片切割為所述薄帶的技術(shù)，其中帶厚度與通過進行切 割所切掉的晶片的寬度之和小于晶片的厚度；以及將晶片切割為所述 薄帶。
在本發(fā)明第二實施例方法的優(yōu)選形式中，提供了一種用于處理 半導(dǎo)體晶片以增加可用平坦表面積的方法，該方法包括步驟
通過或者幾乎通過所述晶片，產(chǎn)生多個平行細長溝槽，使得所 述溝槽寬度與所述溝槽之間的寬度之和小于所述溝槽的深度，以產(chǎn)生 一系列半導(dǎo)體帶；
將所述帶互相分離；以及
確定所述帶的方向，以露出其事先與原始晶片表面成直角的表 面，從而形成新平坦表面。
在本發(fā)明第一至第三實施例方法的一種形式中，利用激光在晶 片上成型溝槽。留下晶片外圍周圍的區(qū)域不進行切割，以形成邊框， 因此所獲得的所有帶保持在該邊框內(nèi)。這樣就可以在成型溝槽之后處 理晶片，同時對各帶做進一步處理?？梢栽谶M一步處理過程中的任何 方便階段，將帶與邊框分離。
在本發(fā)明第 一 至第三實施例方法的另 一 種形式中，利用切割鋸 在晶片上成型溝槽。留下晶片外圍周圍的區(qū)域不進行切割，以形成邊 框，因此所獲得的所有帶保持在該邊框內(nèi)。這樣就可以在成型溝槽之 后處理晶片，同時對各帶做進一步處理。可以在進一步處理過程中的 任何方便階段，將帶與邊框分離。
在本發(fā)明第一至第三實施例方法的又一種形式中，利用濕式各 向異性蝕刻的(110)取向晶片成型所述溝槽。留下晶片外圍周圍的 區(qū)域不進行蝕刻，以形成邊框，因此所獲得的所有帶保持在該邊框 內(nèi)。這樣就可以在成型溝槽之后處理晶片，同時對各帶做進一步處理?？梢栽谶M一步處理過程中的任何方便階段，將帶與邊框分離。
在本發(fā)明第一至第三實施例方法的又一種形式中，可以利用光 電化學(xué)蝕刻法通過半導(dǎo)體晶片產(chǎn)生一系列對準的穿孔，然后，可以利 用化學(xué)蝕刻法沿穿孔確定的路線蝕刻通過各穿孔之間殘余的半導(dǎo)體， 從而通過晶片形成窄溝槽。
在本發(fā)明第一至第三實施例方法的又一種形式中，在所述半導(dǎo) 體晶片之上或之內(nèi)至少成型一個互連部分，該互連部分將各相鄰帶互 相連接在一起，以使各帶之間保持較恒定的間隙。通常，在本發(fā)明方 法的該形式中，存在多個互連帶。便于沿帶的長度方向以規(guī)則間隔開 各互連帶。包括這種互連部分使得可以以可靠、可重復(fù)方式執(zhí)行諸如 擴散和氧化的處理步驟，因此可以預(yù)測溝槽各側(cè)下面的擴散輪廓和氧 化厚度?；ミB部分適于取至少部分通過一個或者兩個主表面成型的、 半導(dǎo)體材料的一個或者多個帶的形式，它垂直于或者傾斜于，而且通
常大致垂直于多個溝槽確定的帶。
在此描述的方法同樣適用于整個半導(dǎo)體晶片或者晶片的各部 分。因此，本說明書中使用的單詞晶片是指整個晶片或其各部分。
在本發(fā)明第二和第三實施例的方法中，通常，通過晶片的全部
厚度成型溝槽，但是不必如此。如果通過晶片厚度成型溝槽，則可以 利用一個步驟或者一個以上步驟成型它們。例如，可以部分通過晶片 成型多個溝槽，可以選擇進行進一步處理，例如對這樣成型的各帶表 面進行摻雜，然后，通過切割或者蝕刻晶片的剩余厚度，完成多個溝 槽。因此，通常，在通過晶片的整個厚度完成成型溝槽時，執(zhí)行將各 帶互相分離的步驟。作為一種選擇，如上所述，如果留下晶片外圍周 圍的邊框不進行切割，則在從邊框切下各帶時，執(zhí)行將各帶互相分離 的步驟。作為另一種可能性，如上所述，在利用互連部分連接各相鄰 帶時，在互連部分被去除或者發(fā)生斷裂時，執(zhí)行將各帶互相分離的步 驟。作為又一種可能性(盡管不是優(yōu)選的)，如果僅部分通過晶片成 型各帶之間的溝槽，而該溝槽底部的剩余晶片部分非常薄，則通過斷 開各帶，使各帶互相分離。最好在帶被支持在邊框內(nèi)時，執(zhí)行將帶處理為太陽能電池的大 多數(shù)處理過程，邊框由圍繞晶片外圍的未切割區(qū)域構(gòu)成。進行處理之 后，從邊框上切下各帶，然后，并排、平坦放置它們。最好利用激光 或切割鋸，將各帶與邊框分離。
有利的是，利用包括根據(jù)本發(fā)明方法的處理過程制造的太陽能 電池可以在相鄰電池之間具有間隙情況下排列，而且可以與集光器一 起使用以增加太陽能電池的有效面積。
有利的是，所述太陽能電池可以與反光鏡一起使用，以通過照 射每個太陽能電池帶的兩面，使用所制造的電池。
在本發(fā)明方法的某些形式中，例如，在利用化學(xué)蝕刻法成型該 各帶分離的溝槽時，新露出的半導(dǎo)體材料表面是拋光面。該表面通常 是反射面，而且，顯然，對于太陽能電池，反射面是不希望的。盡管 一些技術(shù)可以用于紋理化拋光的半導(dǎo)體表面，但是它們不適于與本發(fā) 明的第一至第三實施例的方法很好地結(jié)合在一起使用。因此，需要一 種用于降低半導(dǎo)體表面反射率的方法。
本發(fā)明的另一個方面是提供這樣一種方法。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第四實施例，提供了一種用于降低半導(dǎo)體
材料的反射率的方法，該方法包括
在所述表面上施加一層保護物質(zhì)，其中所述層具有通過其的多
個孔；
使所述層和所述半導(dǎo)體材料接觸蝕刻劑，該蝕刻劑蝕刻所述半 導(dǎo)體材料的速度比蝕刻所述保護物質(zhì)的速度快，在所述孔周圍的所述 蝕刻劑蝕刻所述半導(dǎo)體材料，但是基本上不蝕刻所述保護物質(zhì)的條件 下，所述蝕刻劑至少通過所述孔與所述半導(dǎo)體材料接觸一段時間。
在該實施例的方法中，"基本上不蝕刻，，意味著，蝕刻在這樣的 條件下進行，即蝕刻保護物質(zhì)上的所述孔周圍的半導(dǎo)體材料，但是在 蝕刻結(jié)束時，有足夠的保護物質(zhì)保留在半導(dǎo)體材料的表面上，從而防 止孔周圍之外的半導(dǎo)體材料被蝕刻。
在第四實施例的方法中，半導(dǎo)體材料通常是硅，而保護物質(zhì)是氮化硅。蝕刻劑是氫氟酸和硝酸的混合物，例如按體積計算1:50混 合，按重量計算49%的HF溶液和7()0/。的硝酸溶液混合液。在半導(dǎo) 體材料是硅時，它可以是單晶硅、微晶硅、多晶硅。
第四實施例的方法通常進一步包括，在蝕刻步驟之后，有效去 除表面上的保護物質(zhì)以在表面上產(chǎn)生多個蝕刻坑的步驟。通過施加其
去除保護物質(zhì)。、例如，在半導(dǎo)體材料是硅而且保;物質(zhì)是氮化硅:,、
利用活性離子蝕刻法或者通過在高溫下，通常約為180°C，接觸磷
酸，可以去除保護物質(zhì)。
保護物質(zhì)層通常只有幾層原子厚，而且利用諸如化學(xué)汽相沉積
法或低壓化學(xué)汽相沉積法的已知方法，可以成型該保護物質(zhì)層。施加
保護物質(zhì)的其他可能技術(shù)包括噴射熱解、蒸發(fā)以及濺射。因此，保
護物質(zhì)層通常約為2 nm厚，而且在利用低壓化學(xué)汽相沉積方法成型
為該厚度時，該保護物質(zhì)層是不完全層，即，它含有許多孔，通過這
些孔，可以蝕刻保護層下面的半導(dǎo)體材料。在半導(dǎo)體材料是硅而保護
物質(zhì)層是約2 nm厚的氮化硅層時，則如上所述，通過在正常室溫 -r旌站 1.cn f 、 xii /誠錄'忠A'力JT.厶拙R H'il發(fā)4 , 一 ， 合
鐘，可以實現(xiàn)蝕刻半導(dǎo)體的步驟。


以下將參考附圖，僅作為例子說明本發(fā)明的實施例，以下是附
圖的簡要說明
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例成型溝槽后的硅晶片的俯視 圖(圖1 (a))和剖視圖(圖1 (b))的示意圖2中的圖2 (a)示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例成型大孔的 硅晶片的俯視圖和剖視圖；圖2 (b)示出通過將各大孔連接在一起 成型槽后，圖2 U)所示硅晶片的俯視圖3是示出根據(jù)優(yōu)選實施例成型溝槽和互連帶后，硅晶片的俯 視圖(圖3 (a))和剖視圖(圖3 (b))的示意圖；圖4是示出根據(jù)優(yōu)選實施例成型淺槽后，硅晶片的頂視圖(圖4 (a))和剖視圖(圖4 (b))的示意圖5是示出根據(jù)優(yōu)選實施例在在圖4所示晶片上成型溝槽獲得 的結(jié)構(gòu)的俯視圖的示意圖6中的圖6(a)是在其上已經(jīng)成型多個淺槽的硅晶片的示意 剖視圖，圖6 (b)是垂直于圖6 (a)所示剖視圖的、進行蝕刻之后 的同一個結(jié)構(gòu)的示意剖視圖7是圖6 (b)所示結(jié)構(gòu)的俯視圖8中的圖8 (a)和8 (b)是在在晶片上成型溝槽前、后 (110)取向的硅晶片的示意剖視圖，圖8 (c)是圖8 (b)示出的剖 視圖所示結(jié)構(gòu)的示意俯視圖9是示出根據(jù)優(yōu)選實施例，利用激光將硅帶與其邊框分離的 方法的示意圖10是示出根據(jù)本發(fā)明制備的并被制成太陽能電池的硅帶的剖 視圖的示意圖11是示出根據(jù)本發(fā)明制備的并被制成另一種太陽能電池的帶
圖12中的圖12 (a) 、 12 (b)和12 (c)是示出根據(jù)優(yōu)選實施 例成型硅帶期間，硅晶片的正面和背面的剖視圖的系列示意圖13中的圖13 (a)至13 (d)是示出可以將根據(jù)本發(fā)明的方 法制備的硅帶電互連在一起的各種方式的示意圖14是示出安裝在適當(dāng)襯底上并位于集光器附近以便將太陽光 集中到其上的硅帶的剖視圖的示意圖15是示出安裝在適當(dāng)襯底上并位于另一個集光器附近以便將 太陽光集中到其上的硅帶的剖視圖的示意圖16是示出安裝在適當(dāng)襯底上并位于另一個集光器附近以便將 太陽光集中到其上的硅帶的剖視圖的示意圖17是在在此所述進行表面紋理化后，硅帶的示意圖。
具體實施例方式
在以下對附圖所做的說明中，利用類似的編號表示類似項目。 顯然，附圖不是按比例示出的，而且僅是示意圖。例如，為了更加簡 潔，附圖未必示出利用所描述的方法成型在半導(dǎo)體材料上的所有溝 槽、帶、互連部分等。
參考圖1 (a),利用標準的晶體生長技術(shù)和晶片化技術(shù)成型至 少0.5 mm厚而且通常約為1 mm厚的硅晶片3。晶片3最好是單晶 體，但是也可以采用多晶體晶片。在晶片3上成型一系列平行溝道或 溝槽2，溝槽通常為0.05 mm寬，而各溝槽之間的間距通常為0.1 mm,形成約0.05 mm寬的細平4亍珪帶1。因為溝槽2不是完全延伸 到晶片3的邊緣，所以未切割硅的邊框5使硅帶l保持在原處。邊框 5在每側(cè)通常有5 mm寬。
通過利用具有窄鋸條的切割鋸切割晶片，成型溝槽2。作為一種 選擇，可利用激光燒蝕方法成型溝槽2。例如，可以利用以1046 nm 基本波長或倍頻(523 nm)工作的Resonetics Nd:YLF Q-開關(guān)激光 器切割晶片3。還可以采用其他系統(tǒng)，例如，第5,773,791號美國專 利公開的噴射水引導(dǎo)激光切割系統(tǒng)。作為另一種可能方法，在本技術(shù) 領(lǐng)域內(nèi)眾所周知，可以利用諸如氫氧化鉀(KOH)的濕各向異性 (anisotropic)蝕刻劑成型溝槽2。在這種情況下，必須使用取向 (110)的多晶體硅晶片。首先，在晶片3的兩側(cè)沉積或者生長諸如 二氧化硅或氮化硅的適當(dāng)蝕刻掩膜。光刻法用于打開位于晶片3的一 個表面上的蝕刻掩膜上的窄硅帶，各硅帶通常為0.005 mm寬，間距 為0.1 mm, 而且取向沿[1-1-21方向?，F(xiàn)在，將晶片3浸入蝕刻溶 液中。如果在室溫或者室溫以上進行蝕刻， 一種適當(dāng)溶液是44% w/vKOH的水溶液。
可以僅在晶片3的任何一側(cè)，或者在晶片3的兩側(cè)實現(xiàn)以上說 明的任何一種方法，允許使用厚晶片。例如，在使用可以燒蝕0.5 mm的硅的激光時，在l mm厚晶片的正面成型第一組溝槽。然后， 將該晶片翻面，對準第一組溝槽成型第二組溝槽。作為一種選擇，利用在樣品上、下對準的激光束，同時成型這兩組溝槽。
如果利用切割鋸或者激光成型溝槽，則可以使多個鋸條或者多 個激光束在襯底上同時切割溝槽以提高處理速度。例如，如果在
10x10 112的硅晶片上成型間距為0.1 mm的溝槽，則需要1千個切 口。如果排列20個激光束以5 mm的間距照射樣品表面，則要求每 個激光束僅進行50次切割。
在圖1 (b)中示出放大的、沿A-A通過晶片3的垂直剖視 圖，在該剖視圖中示出帶1和間隔2。
圖2 (a)和2 (b)示出利用光電化學(xué)蝕刻方法在襯底上成型溝 槽的另 一種方法。Lehmann ( Journal of the Electrochemical Society, Vol. 140， No. 10,(1993) p.2836)對光電化學(xué)蝕刻方法進行了描述。如 圖2 (a)所示，采用(100)取向的n型硅晶片3。利用光刻技術(shù)或 KOH蝕刻方法，對晶片3設(shè)置凹槽26陣列。各凹槽26沿行排列， 各凹槽26之間的間隔通常為5-10微米，而各行凹槽26之間的間隔 通常為50微米。然后，將晶片3浸入適當(dāng)蝕刻劑中，例如10%溶液 氫氟酸。光照65照射晶片3的背面，并對晶片3施加正偏壓。在晶 片周圍的溶液中設(shè)置,良向電極28。在這種情況下，成型大孔27陣 列，大孔27在硅晶片3內(nèi)延伸。繼續(xù)進行蝕刻直到大孔27完全通過 晶片3延伸。
然后，將成型了大孔27陣列的硅晶片3浸入諸如氫氧化鉀溶液 的硅蝕刻劑內(nèi)。這樣可以擴大大孔27。如圖2(b)所示，如果繼續(xù) 進行蝕刻，則大孔27連接在一起形成通過晶片3延伸的溝槽2。這 種技術(shù)可以產(chǎn)生寬度小于10微米的非常窄的溝槽2。
在第一至第三實施例的又一種成型方法中，通過晶片的溝槽通 過整個晶片在其大部分長度上延伸，而且沿不深的溝槽具有規(guī)則間 隔，因此某個襯底保留在槽的底部，從而形成一系列連接帶。圖3 (a)和3 (b)示出這種情況。圖3 (a)是從晶片的下側(cè)觀看的、示 出從邊框5的兩個相對側(cè)開始，在晶片3上延伸的連接帶4,而且溝 槽2通過晶片3在其大部分長度上延伸。圖3 (b)是通過圖3(a)中的線B-B的垂直剖視圖?？梢岳眉す鉄g方法制造圖3 (a) 和3(b)所示的結(jié)構(gòu)。在進一步處理過程中，連接帶4限制了硅帶1 的彎曲量，從而限制了溝槽寬度的變化。這樣可以保證可靠處理帶1 的側(cè)壁，如下所述。連接帶4通常為0.1 mm寬，0.05 mm高，間隔 10 mm。
在第一和第三實施例的又一種成型方法中，如圖4 (a) 、 4 (b)以及5所示，利用適當(dāng)技術(shù)，例如濕式化學(xué)蝕刻方法、等離子 蝕刻法或釆用具有寬鋸條的切割鋸工具的機械磨削方法，在硅晶片3 上形成刻槽(trench) 7。以這樣的方式成型刻槽7會產(chǎn)生一系列具 有規(guī)則間隔的連接帶4?？滩?通常為0.05 mm深，因此這樣成型的 連接帶4的寬度通常為0.1 mm,而且間隔開10mm。
然后，利用切割鋸或KOH蝕刻法，在成型刻槽7的晶片3的 表面的對面成型溝槽2，如圖5所示。溝槽2延伸通過晶片3上成型 刻槽7的區(qū)域，但是不延伸通過連接帶4的區(qū)域。與上述參考圖3 (a)和3 (b)說明的方法相同，連接帶4限制了硅帶1的彎曲量， 而且限制了位于硅帶l之間的溝槽2的寬度。還可以通過首先成型幾 乎整個通過晶片延伸的溝槽，然后在晶片的另一側(cè)成型刻槽，顛倒成 型溝槽和刻槽的步驟順序。
圖6 (a) 、 6(b)和7示出根據(jù)本發(fā)明又一種成型方法。 圖6 (a)示出利用適當(dāng)技術(shù)，例如利用切割鋸或激光在其上已 經(jīng)成型一系列淺槽30的硅晶片3的剖視圖。淺槽30通常為20微米 深、50微米寬而且間隔開10 mm。 然后，對該表面涂覆諸如二氧化 硅層或氮化硅層的適當(dāng)蝕刻掩膜34。然后，如上所迷，利用光刻法 或KOH蝕刻法，在晶片3上蝕刻溝槽2。在晶片3的含有淺槽30的 表面的對面上蝕刻溝槽2。淺槽30垂直于溝槽2。這樣，在完成蝕刻 過程后，可以使留有連接硅帶4，如圖6 (b)所示，圖6 (b)是垂 直于圖6(a)所示剖視圖、通過一個溝槽2的剖視圖。連接帶4限 制了硅帶1的彎曲量，并從而限制了溝槽寬度的變化。圖6(b)示 出完成蝕刻之后的得到的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖7是在從含有淺槽30的晶片3的側(cè)面觀看時的得到的結(jié)構(gòu)的俯視圖。它示出通過蝕刻晶片3 獲得的硅帶1和溝槽2。連接帶4 (僅示出部分)以規(guī)則間隔隔開， 連接帶4限制了硅帶1的彎曲量。
圖8 (a)至8 (c)示出本發(fā)明第一至第三實施例的又一種成型方法。
圖8 (a)示出部分(110)取向的硅晶片3的剖視圖。對晶片的 兩個表面涂覆蝕刻掩膜34。通常，蝕刻掩膜34由二氧化硅和氮化硅 構(gòu)成，每層的厚度通常為50- 100 nm。在正面圖形化蝕刻掩膜34以 產(chǎn)生一系列細線形開口 38，通過這一系列細線形開口 38露出硅晶片 襯底3。在背面，在沉積蝕刻掩膜34之前，成型厚度范圍通常在0.5 至5微米之間的厚氧化物35?？梢岳酶鞣N技術(shù)成型氧化物層35， 例如，利用熱氧化方法、化學(xué)汽相沉積方法或者在玻璃上旋涂。圖形 化該氧化物以產(chǎn)生一系列氧化物帶(未示出)，該氧化物帶的取向與 上表面上的蝕刻掩膜34上的開口 38成直角。
圖8 (b)示出在KOH內(nèi)進行蝕刻后，圖8 (a)所示結(jié)構(gòu)的剖 視圖。溝槽2被蝕刻，從而產(chǎn)生一系列硅帶l。通過位于上蝕刻掩膜 34上的線形開口 38，在晶片3的上表面上蝕刻溝槽2。因為位于下 蝕刻掩膜34下面的氧化物35較厚，而且因為利用KOH蝕刻溶液僅 以非常慢的速度蝕刻氧化物35，所以在蝕刻過程結(jié)束時，仍留有氧 化物35,從而在硅帶1之間產(chǎn)生一系列連接帶。連接硅帶限制了硅 帶1的彎曲量，并從而限制了溝槽寬度的變化。
圖8 (c)示出圖8 (b)中的剖視圖所示結(jié)構(gòu)、示出硅帶1和溝 槽2的俯視圖。蝕刻掩膜34和其下面的氧化物35以規(guī)則隔離間隔產(chǎn) 生連接帶，該連接帶限制了硅帶1的彎曲量，從而限制了溝槽寬度的 變化。
成型上述結(jié)構(gòu)后，可以對整個晶片進行處理以形成太陽能電 池，如下所述。在處理晶片之后，而且在將硅帶與支持邊框分離前， 如果存在連接帶，則在需要時去除它。例如，這可以利用激光燒蝕方 法實現(xiàn)。如果連接硅帶如此之薄，以致于在將硅帶與支持邊框分離時將發(fā)生斷裂，則不需要去除連接硅帶。然后，利用諸如圖9所示的排 列，將硅帶與支持邊框分離并平坦放置硅帶。如圖9所示，邊框5支 持晶片3，并沿垂直于溝槽2的方向70移動晶片3。在晶片1的兩 端，兩個固定激光束8燒蝕硅，從而將它們與邊框5分離。定位晶片 3下面的捕獲帶(catcher) 6以捕獲分離的帶1,并將它們向下傾斜 移動到適當(dāng)襯底上。這種設(shè)備保證帶1平坦放置，為進一步處理做好 準備，而處理量最少。
利用參考圖IO描述的如下步驟，在硅帶l上制造太陽能電池。 圖10示出由在其一側(cè)具有重硼擴散層10、在其另一側(cè)具有重磷擴散 層9而在其另外兩側(cè)具有輕磷擴散層11的晶片，根據(jù)上述概括描述 的方法獲得的帶l。各側(cè)涂覆氧化物層12。在硅帶l的每端沉積金屬 接點13?？梢岳萌缦路椒ㄖ圃鞄?。
起始晶片是電阻率約為1歐姆-cm的p型晶片。在該晶片的一 側(cè)形成重磷擴散9 (通常每方10歐姆)，然后，在另一側(cè)形成重硼 擴散IO (通常每方20歐姆)。在該晶片的兩側(cè)生長薄氧化物(約50 nm)，之后，沉積薄LPCVD氮化硅層，從而在晶片的每一側(cè)形成 一層。然后，在晶片上成型溝槽，如上所述。如果使用切割鋸或激 光，則在室溫下，在諸如20%KOH的適當(dāng)溶液中蝕刻該溝槽，以清 洗帶的側(cè)壁并去除任何殘余損傷?？梢岳眠m當(dāng)紋理化技術(shù)紋理化 (texture)側(cè)壁。在暴露在摻雜物下的晶片的兩側(cè)形成約每方200 歐姆的輕磷擴散11，因此該側(cè)壁被全部n摻雜。之后，在露出的側(cè) 壁上生長約200 nm厚的氧化物12。接著，利用活性離子蝕刻方法或 諸如約180。C的熱磷酸的其他適當(dāng)?shù)镂g刻劑，除去晶片正面和背 面的的氮化物層。然后，在氫氟酸溶液中，去除氮化物下面的薄氧化 物。由于覆蓋輕磷擴散的氧化物12比氮化物下面的氧化物厚得多， 所以該蝕刻方法未去除它?，F(xiàn)在，以這樣的方式在晶片的兩側(cè)沉積金 屬13，以使側(cè)壁下面沉積的金屬最少。例如，這可以利用真空蒸發(fā) 方法實現(xiàn)。
在參考圖11描述的、制造太陽能電池的另一種方法中，將磷9和硼10分別擴散到(110)取向晶片的正面和背面，然后，如上所
述，在晶片的兩個表面沉積二氧化硅層和氮化硅層。利用激光燒蝕方
法或者利用光刻法/蝕刻方法，沿[1 - 1 - 2方向延伸的帶在上氧化物 層和氮化物層斷開。然后，將晶片放置到KOH溶液中，直到在背面 蝕刻出通常在50微米范圍內(nèi)的淺槽。然后，在淺槽內(nèi)形成通常為每 方200歐姆的輕磷擴散11，并生長通常為150 nm厚的氧化物12。 然后，在背面的氧化物層和氮化物層上，斷開與淺槽對準的帶，如上 所述。將晶片重新浸入KOH溶液，直到在晶片背面蝕刻的新淺槽與 在正面蝕刻的淺槽連接在一起，從而產(chǎn)生整個通過晶片延伸的溝槽。 然后，生長薄氧化物12,以鈍化還未被氧化物覆蓋的部分側(cè)壁。然 后，去除位于正面和背面上的氮化物層和氧化物層，并在正面和背面 沉積金屬接點13。圖11示出所得到的電池結(jié)構(gòu)。
如下所述，僅利用一個光刻步驟，就可以實現(xiàn)這種電池結(jié)構(gòu)。 在正面和背面沉積氧化物和氮化物后，對兩面涂覆光致抗蝕劑，并利 用光刻法，在兩個抗蝕劑層上形成對準的帶圖形。通過設(shè)置同時膝光 兩個對準的掩膜(一個掩膜在晶片的上面，另一個掩膜在晶片的下 面)，這可以由一個膝光步驟實現(xiàn)。顯影光致抗蝕劑后，將晶片浸入 HF緩沖溶液中，蝕刻氮化硅和二氧化硅，但是速度更慢。如圖12 (a)示出的分別位于正面40和背面50上的氧化物層12A和12B、 氮化物層29A和29B的示意圖所示(未示出光致抗蝕劑層)，在約 一半厚度的氮化物層被蝕刻時，從蝕刻溶液中取出晶片。然后，例 如，通過沉積另一層光致抗蝕劑層，防止背面50被進一步蝕刻。重 新將晶片浸入蝕刻溶液中，直到硅帶上的氮化物層29A和氧化物層 12A被完全去除，如圖12(b)所示，然后，進行KOH蝕刻以在正 面40上形成淺槽。為了在背面50上對帶形成掩膜，將晶片浸入熱磷 酸中以去除位于部分蝕刻的刻槽內(nèi)的剩余氮化物，如圖12 (c)所 示。將晶片浸入HF溶液中以去除殘余在背面50上的帶上的氧化物 12B。這樣不顯著影響氮化物層，因為氮化物的蝕刻速度比氧化物的 蝕刻速度慢得多。然后，可以將晶片浸入KOH溶液中，以在硅晶片的背面50上蝕刻淺槽。如上所述，在正面硅蝕刻前沿與背面硅蝕刻 前沿接合后，成型帶。
一旦對晶片進行了處理，而且已經(jīng)使各帶互相分離，則將帶平 坦放置在適當(dāng)襯底上。在釆用靜態(tài)集光時，在各電池之間具有間隙情 況下，或者在電池之間沒有間隙情況下，將各電池串聯(lián)或并聯(lián)在一 起。
圖13 (a)示出在各電池之間沒有間隙情況下，實現(xiàn)串聯(lián)的方 式。各電池20排列在村底21上，使得一個電池的p極性接點32非 常接近相鄰電池的n極性接點33。然后，將一個電池的p極性接點 電連接到相鄰電池的n極性接點。
圖13 (b)示出在各電池之間具有間隙情況下，實現(xiàn)串聯(lián)的方 式。電池20排列在襯底21上，如圖所示。成型導(dǎo)線線路(track) 16，以使一個電池的p極性接點32電連接到相鄰電池的n極性接點 33。
圖13 (c)示出在各電池之間具有間隙情況下，實現(xiàn)并聯(lián)的方 式。電池20排列在襯底21上。成型導(dǎo)線線路16，以便在電池的一 端，將所有p極性接點32電連接到一起，而在電池的另一端，將所 有n極性接點33電連接到一起。
圖13 (d)示出在各電池之間沒有間隙情況下，實現(xiàn)并聯(lián)的方 式。電池20排列在襯底21上。取向每個另一個電池，以使其p接點 32的順序與n接點33的順序相反。成型導(dǎo)線線路16，以便在電池的 一端，將所有p極性接點電連接到一起，而在電池的另一端，將所 有n極性接點電連接到一起。
在圖13 (b)至(d)所示的排列以及許多其他可能的排列均要 求在在其上安裝了電池的襯底上成型導(dǎo)線線路?？梢栽趯⒏麟姵卦O(shè)置 在該襯底上之前或之后，成型該導(dǎo)線線路。如果在將各電池設(shè)置在襯 底上之前成型導(dǎo)線線路，則可以利用許多眾所周知的技術(shù)中的任何一 種技術(shù)，例如絲網(wǎng)印刷、金屬蒸發(fā)或濺射技術(shù)成型導(dǎo)線線路。 一種可 能的方法是將焊骨絲網(wǎng)印刷到襯底上以形成要求的導(dǎo)線線路。然后，將電池設(shè)置到襯底上，并將襯底加熱到使焊骨軟熔，對電池產(chǎn)生電接 點或物理接點。如果在設(shè)置細條電池之后成型導(dǎo)線線路，則在成型導(dǎo) 線線路的同時，將電池電連接到該導(dǎo)線線路。可以采用任何數(shù)量的眾 所周知的方法和材料，包括導(dǎo)電粘合劑和導(dǎo)電油墨。
在根據(jù)上述任何一種實施例制造并安裝各電池后，將以適當(dāng)形 式封裝電池供使用。
因為每條帶就是一個單獨的電池，所以利用集光器，這樣可以 提高每個電池的有效面積。為了提高每個電池吸收的光量，不互相相 鄰設(shè)置各電池，而是互相隔開特定距離設(shè)置各電池。該間隔在每個電
池寬度的0倍到3倍之間。電池為兩面的優(yōu)點是，它們對照射在兩面 上的太陽光的響應(yīng)同樣好。
圖14示出可能集光器結(jié)構(gòu)的剖視圖。利用適當(dāng)光粘合劑，將電 池20安裝在玻璃覆蓋層(superstrate ) 22上。已經(jīng)利用串聯(lián)和并聯(lián) 的適當(dāng)組合(未示出)，將電池20互相電連接到一起。施加諸如玻 璃的適當(dāng)透明襯底21，利用諸如乙基乙酸乙烯酯(EVA)或硅樹脂 的填充物(pottant) 23填充電池20與襯底21之間的間隔。襯底21 的背面是鋸齒形的，并對其施加由諸如銀的適當(dāng)反射材料構(gòu)成的反射 層(reflector) 24從而形成背面反射層。該反射層結(jié)構(gòu)不對準電池 20，而且不需要與電池20的間隔具有同樣的間隔。反射層24的間隔 最好遠小于電池20的間隔。通過電池20之間的間隔的太陽光60將 被背面反射層24反射，而且反射光61有另一次機會被電池吸收。此 外，如果到達正面空氣-玻璃界面45的光以大于臨界角的角度照射 界面45，則它可能被反射回覆蓋層22,從而使得它又有一次機會被 電池20吸收。
圖15示出另一個可能集光器結(jié)構(gòu)的剖視圖。利用適當(dāng)?shù)墓庹澈?劑，將電池20安裝在玻璃覆蓋層22上。已經(jīng)利用串聯(lián)和并聯(lián)的適當(dāng) 組合(未示出)，將電池20互相電連接到一起。施加諸如玻璃的適 當(dāng)透明襯底21,利用諸如乙基乙烯乙酸酯(EVA)或硅樹脂的填充 物23填充電池20與襯底21之間的間隔。對背面施加諸如為適當(dāng)白涂料的高反射朗伯(散射)反射層24。通過電池20之間的間隔的太 陽光60將被背面反射層24反射，如圖中61所示，而且有另一次機 會被電池吸收。此外，如果到達正面空氣-玻璃界面45的光以大于 臨界角的角度照射界面45，則它可能被反射回覆蓋層22，從而使得 它又有一次機會被電池20吸收。
圖16示出另一個可能集光器結(jié)構(gòu)的剖視圖。利用適當(dāng)?shù)墓庹澈?劑，將電池20安裝在玻璃覆蓋層22上。已經(jīng)利用串聯(lián)和并聯(lián)的適當(dāng) 組合(未示出)，將電池20互相電連接到一起。施加諸如玻璃的適 當(dāng)透明襯底21，利用諸如乙基乙酸乙烯酯(EVA)或硅樹脂的填充 物23填充電池20與襯底21之間的間隔。利用諸如注模法的適當(dāng)方 法對襯底21的背面進行成型，并對該襯底21施加適當(dāng)?shù)姆瓷洳牧?(例如銀)。所獲得的反射層24對準電池20。以這樣的方式設(shè)計、 設(shè)置反射層24，以使通過電池20之間間隔的大多數(shù)太陽光60反射 到電池20上。
為了將硅太陽能電池的效率提高到最高，重要的是，將硅吸收 的、波長小于1100 nm的光量提高到最大。有兩種機制可以降低吸 收的光量。光可以;故硅表面反射，或者它可以進入硅內(nèi)，而且可以在 某個時間之后從硅內(nèi)退出，而不凈皮吸收。通過粗糙化或紋理化該硅表 面，可以降低這兩種損失機制。通過將光束照射硅表面的機率提高許 多倍，減少反射損失，而且通過將光封閉在硅內(nèi)，減少吸收損失。
可以用于(100)取向的單晶硅的紋理化技術(shù)是在氫氧化鉀 (KOH)和異丙醇(IPA)的溶液中蝕刻硅。這樣就產(chǎn)生了以方形底 錐形覆蓋的表面。然而，這種方法不能用于利用KOH蝕刻法成型硅 帶的情況，因為在這種情況下，硅帶表面具有(111)結(jié)晶取向。當(dāng) 前正在開發(fā)幾種與特定結(jié)晶取向無關(guān)的其他紋理化技術(shù)，例如，使用 活性離子的蝕刻法(RIE)。然而，可以證明這些技術(shù)昂貴，或者會 導(dǎo)致其他缺陷，例如在硅表面增加了載流子復(fù)合。此外，這些技術(shù)僅 適用于紋理化平坦晶片，而不能應(yīng)用于紋理化保持在晶片邊框內(nèi)的硅 帶，例如，作為本發(fā)明方法的一部分產(chǎn)生的硅帶。圖17示出紋理化后的硅帶1的剖視圖。以下是紋理化過程。利 用低壓化學(xué)汽相沉積(LPCVD)方法，在硅帶襯底1上沉積薄氮化 硅層29。這種技術(shù)在襯底表面上形成均勻、共形的氮化硅層29。重 要的是，利用LPCVD還可以將氮化硅29沉積在窄溝道或溝槽下面 和利用上述技術(shù)產(chǎn)生的硅帶的側(cè)壁上。僅沉積一層幾層原子厚度數(shù)量 級的非常薄的氮化硅層。該層足夠薄，以致它含有一些通過其露出硅 襯底的孔。在適當(dāng)蝕刻劑中，例如在1:50的氫氟酸:硝酸溶液中蝕刻 硅帶1。在室溫下，該溶液蝕刻氮化硅的速度約比蝕刻硅的速度慢 3000倍。因此，將在硅帶1上形成蝕刻坑31。幾分鐘之后，大部分 表面將被其大小至多為幾微米的蝕刻坑31覆蓋?，F(xiàn)在，終止蝕刻。 通過改變氮化硅沉積參數(shù)、通過改變蝕刻時間和溫度，可以對蝕刻過 程進行控制，氮化硅沉積參數(shù)可以影響該層上的孔的密度。如果采用 低蝕刻溫度，則可以獲得比蝕刻硅帶1的蝕刻速度低的蝕刻速度。例 如，在0°C，蝕刻溶液蝕刻氮化硅29的速度比蝕刻硅的速度慢6000 倍。還可以進行兩次上述紋理化過程，以進一步提高紋理化特性。
上述紋理化技術(shù)對于薄膜硅電池尤其具有優(yōu)勢，因為它在紋理 化過程中僅消耗少量硅(每個紋理化表面約2-3微米)。該紋理化 技術(shù)可以應(yīng)用于任何晶粒大小的硅晶片或薄膜。
在該文獻中專門對在(110)硅晶片上蝕刻具有垂直側(cè)壁的深槽 的蝕刻法進行了說明。對于幾百微米深的窄槽，通常認為難以保持均 勻槽深和合理的蝕刻速度。其兩個可能原因是，形成粘附在槽的側(cè)壁
上的氫氣泡，氫氣泡妨礙蝕刻該氣泡周圍的區(qū)域，以及不能將新鮮蝕 刻劑送到槽的底部。在文獻中，討論了幾種可以提高深槽的蝕刻速度 和均勻性的方法，例如，使用超聲波攪拌和攪動。然而，攪動溶液在 深槽的蝕刻性能方面未產(chǎn)生顯著改善，而超聲波攪拌通常導(dǎo)致精細特 征圖形被破壞。
我們現(xiàn)在說明用于蝕刻深窄槽的另一種技術(shù)。這種技術(shù)包括周 期性地從溶液中取出晶片，然后將它重新插入溶液中。在典型處理過 程中，在85°C,利用44wt。/。的KOH溶液蝕刻5小時。將晶片;^文置在使其保持適當(dāng)位置(通常與水平約成45°角)的組件內(nèi)。該組件使 晶片降低進入溶液中，并使其被浸泡5分鐘。然后，將晶片升高到溶 液之上，并使其保持在該位置5分鐘?，F(xiàn)在，通過再一次使晶片降低 進入溶液中，重復(fù)該循環(huán)。
以上描述的技術(shù)應(yīng)用于其上具有其起始寬度為IO微米的槽的硅 晶片。5小時的蝕刻獲得約IO微米的橫向蝕刻，使得最終槽寬為20 微米。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在5小時蝕刻結(jié)束時，深度變化小于40微米。最 淺槽深和最深槽深分別為340 pm和380 pm。實驗評估證明，所蝕刻 的60%的槽的深度范圍為350-360微米，所蝕刻的15%的槽的深度 為340微米，而所蝕刻的剩余的25%的槽的深度范圍為370-380微 米。6小時30分鐘完全蝕刻0.5mm厚的硅片。
例子
例子1-制造太陽能電池
如下所述，制造太陽能電池。直徑為100 mm、厚度為0.8 mm、 0.5歐姆-cm的摻硼浮區(qū)(float-zoned)晶片用作起始晶片。 蝕刻該晶片以去除任何表面損傷。在該晶片的一側(cè)(上側(cè))進行磷擴 散，形成約50歐姆/平方的薄層電阻，然后，對其下側(cè)進行硼擴散， 達到約50歐姆/平方。在兩面生長100 nm厚的氧4t物，然后，沉積 50 nm的氮化硅。利用切割鋸在上側(cè)切割晶片以產(chǎn)生硅帶，切口在背 面延伸不超過約50微米。然后，在氫氧化鉀溶液中蝕刻該晶片以去 除切割過程造成的任何損傷。在槽內(nèi)進行磷擴散以達到約100歐姆/ 平方。在帶的側(cè)壁生長厚度為200 nm的氧化物。然后，對準第一組 切口，利用切割鋸對晶片切割另一組具有足夠深度的切口，以形成通 過晶片的切口 。再將該晶片浸入氫氧4匕鉀溶液中以去除切口造成的任 何損傷。在新露出的硅表面上生長275 nm厚度的氧化物，從而將側(cè) 壁氧化物的厚度增加到300 nm?，F(xiàn)在，在165。C下，利用磷酸去除 晶片的正面和背面上的氮化硅層。然后，將晶片浸入含有10%氫氟 酸的水溶液中，直到從晶片的正面和背面去除氧化物。在此階段，在硅帶的側(cè)壁上仍存在約180 nm厚度的氧化物。現(xiàn)在，金屬化該晶 片。在接點上電鍍約4微米厚度的銀。最后，利用切割鋸，切下硅 帶。這樣，就制成了厚度范圍在不到100微米至250微米之間的硅 帶。
如下所述，將150個硅帶串聯(lián)在一起。將各硅帶對接在一起， 并放置到適當(dāng)電鍍夾具上。通過沿硅帶組件的一個邊緣涂覆銀涂料， 使它們短接在一起。然后，對電池鍍銀。這樣產(chǎn)生銀沉積，從而在相 鄰帶之間實現(xiàn)電、物理連接。進行電鍍之后，利用切割鋸將對其涂覆 了銀涂料的、所獲得的電池的邊緣切下。利用熱活化粘合劑，將獲得 的電池安裝在玻璃上。這樣，就制成了 53 112的電池。該電池的效 率為13.4%、開路電壓為92 V、電流為10.3 mA、占空因數(shù)為73 %。
例子2 -紋理化被拋光的硅表面以降低反射率
利用低壓化學(xué)汽相沉積方法，在750。C下，在(111)取向的拋 光硅晶片上沉積約2 nm厚的氮化硅。從晶片上切下樣品，并在0°C 下將該樣品放入1:50的氫氟酸:硝酸溶液中蝕刻150秒。利用硅樹 脂，將該樣品封裝在1 mm厚的低鐵玻璃內(nèi)，然后，利用具有積算球 的分光光度計，測量其反射率。900 nm時，該樣品的反射率為11 %，而被拋光的封裝硅基準晶片的電阻率為24%，對于同樣波長， 具有倒錐形紋理化的(100)取向硅樣品的反射率為8%。這些得到 的表明，紋理處理在降低硅表面的反射率方面非常有效。該得到的還 表明，在將光封閉在硅內(nèi)方面，紋理可能非常有效。
相對于現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)用硅太陽能電池處理技術(shù)，本發(fā)明方法 所具有的優(yōu)點
與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，對于單位長度的結(jié)晶材料，本發(fā)明方法 提供更大的太陽能電池表面積。例如，下一代結(jié)晶硅(c-Si)太陽 能電池約為0.2 mm厚。切口損失約為0.25 mm，因此每個晶片所消耗的結(jié)晶材料的總厚度約為0.45 mm。根據(jù)本發(fā)明，如果以0.1 mm 的間距從1 mm厚晶片上切割帶，則對于1.25 mm結(jié)晶材料的消耗， 這樣提供的有效表面積是起始晶片的表面積的10倍。因此，每個等 效晶片面積消耗的結(jié)晶材料數(shù)量將為0.125 mm，增益系數(shù)為3.6 (即，0.45/0.125)。若包括圍繞晶片外圍的硅邊框，可能少許降低 該增益系數(shù)。但是，通過使太陽光集中照射在利用帶制成的太陽能電 池上，可以進一步擴大該面積增益系數(shù)。
在本發(fā)明方法中，可以在帶仍安裝在晶片上的同時，進行制造 太陽能電池的過程。對于所處理的每個晶片，利用上述方法，有效處 理10倍于晶片的面積，因此降低了處理成本。通常，晶片的厚度應(yīng) 該大于每個帶的厚度與所切掉的硅厚度之和，以獲得平坦表面積的凈 增益系數(shù)。
顯然，利用本發(fā)明方法可以實現(xiàn)單片互連。這是所希望的，因 為，這樣使得該方法本身比傳統(tǒng)電池互連方法更容易實現(xiàn)自動化生 產(chǎn)。可以將各電池串聯(lián)在一起，從而提供高電壓、小電流裝置，這同
樣是所希望的。
本發(fā)明還可以實現(xiàn)非常簡單而且非常高效的靜態(tài)集光器設(shè)計， 這種集光器設(shè)計可以使太陽光集中2倍或者更多倍。這意味著，在太 陽能電池中，僅約一半或者更少的^=莫塊表面必須覆蓋。利用本發(fā)明方 法生產(chǎn)的太陽能電池為什么比現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池更適于靜態(tài)集光 器設(shè)計的原因主要有兩個。
第一個原因是，利用本發(fā)明方法生產(chǎn)的太陽能電池是兩面的， 即，它對照射在其兩面上的太陽光的響應(yīng)同樣好?，F(xiàn)有技術(shù)的標準太 陽能電池不是兩面的，而且僅對照射在其一面上的太陽光產(chǎn)生響應(yīng)。 最有效的靜態(tài)集光器設(shè)計需要兩面的電池。
第二個原因是，利用本發(fā)明方法生產(chǎn)的電池非常窄，通常為1 mm數(shù)量級。靜態(tài)集光器的高度與電池的寬度成正比。利用晶片制造 的、現(xiàn)有技術(shù)的標準太陽能電池通常為10x10 cm"或者更大，因此， 用這種電池所制造的靜態(tài)集光器龐大、笨重。對于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員來說，在本發(fā)明實質(zhì)范圍 內(nèi)，對在此參考附圖描述的方法進行許多修改是顯而易見的。
權(quán)利要求
1. 一種用于增加具有大致平坦表面而且其厚度方向與所述大致平坦表面成直角的半導(dǎo)體晶片的可用表面積的工藝，所述工藝包括步驟選擇帶厚度，以將晶片分割為多個帶；選擇一種用于與所述大致平坦表面成某個角度，將晶片切割為所述帶的技術(shù)，其中帶厚度與通過進行切割所切掉的晶片的寬度之和小于晶片的厚度；利用選擇的技術(shù)，將晶片切割為帶；以及將所述帶互相分離。
2. —種用于處理具有大致平坦表面的半導(dǎo)體晶片，以增加所述 晶片的可用平坦表面積的工藝，該工藝包括步驟至少部分通過所述晶片，產(chǎn)生多個平行細長溝槽，使得所述溝槽寬度與所述溝槽之間的寬度之和小于所述晶片的厚度，以產(chǎn)生一系 列半導(dǎo)體帶；將所述帶互相分離；以及確定所述帶的方向，以露出其事先與所述大致平坦表面成一角 度的表面，從而形成新平坦表面。
3. —種用于生產(chǎn)硅太陽能電池的工藝，所述工藝包括步驟 在硅襯底上成型多個平行溝槽，所述溝槽至少部分通過所述村底延伸以產(chǎn)生一系列硅帶；將所述帶互相分離；以及 利用所述帶制造太陽能電池。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之任一所述的工藝，其中留下晶片外圍 周圍的區(qū)域不進行切割，以形成邊框，所述帶臨時保持在所述邊框 內(nèi)，然后從邊框切下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之任一所述的工藝，其中利用激光在所 述晶片上成型所述溝槽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之任一所述的工藝，其中利用濕式各向 異性蝕刻的(110)取向晶片成型所述溝槽。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之任一所述的工藝，其中利用切割鋸在 所述晶片上成型所述溝槽。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工藝，其中所述角度約為90^。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工藝，該工藝進一步包括在所述 半導(dǎo)體晶片之上或之內(nèi)至少成型一個互連部分，所述互連部分連接各相鄰帶，以使所述帶之間保持大致恒定的間隙。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，該工藝進一步包括在所述硅 襯底上或之內(nèi)至少成型一個互連部分，所述互連部分連接各相鄰帶， 以使所述帶之間保持大致恒定的間隙。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的工藝，其中所述互連部分是至少部 分通過其一個或者兩個主表面成型的、所述半導(dǎo)體材料的一個或者多 個帶，所述互連部分連接到所述多個溝槽確定的每個所述帶。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的工藝，其中所述互連部分是至少部 分通過其一個或者兩個主表面成型的、所述硅村底的一個或者多個 帶，所述互連部分連接到所述多個溝槽確定的每個所述帶。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的工藝，其中所述互連部分垂直于所 述多個溝槽確定的所述帶。
14. 一種根據(jù)權(quán)利要求3所述工藝制備的太陽能電池。
15. —種用于降低半導(dǎo)體材料表面的反射率的工藝，該工藝包括在所述表面上施加一層保護物質(zhì)，其中所述層足夠薄，以致有 多個孔通過該層；使所述層和所述半導(dǎo)體材料接觸蝕刻劑，該蝕刻劑蝕刻所述半 導(dǎo)體材料的速度比蝕刻所述保護物質(zhì)的速度快，在所述孔周圍的所述 蝕刻劑蝕刻所述半導(dǎo)體材料，但是基本上不蝕刻所述保護物質(zhì)的條件 下，所述蝕刻劑至少通過所述孔與所述半導(dǎo)體材料接觸一段時間。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的工藝，其中所述半導(dǎo)體材料是硅， 而所述保護物質(zhì)是氮化硅。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的工藝，其中利用低壓化學(xué)汽相沉積 工藝，對所述表面沉積所述層。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的工藝，其中所述層約為2nm厚。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于增加具有大致平坦表面而且其厚度方向與所述大致平坦表面成直角的半導(dǎo)體晶片的可用表面積的方法。該方法包括步驟選擇帶厚度，以將晶片分割為多個帶；選擇一種用于與大致平坦表面成某個角度，將晶片切割為帶的技術(shù)，其中帶厚度與通過進行切割所切掉的晶片的寬度之和小于晶片的厚度；利用選擇的技術(shù)，將晶片切割為帶；以及將所述帶互相分離。
文檔編號H01L31/068GK101299410SQ200810095550
公開日2008年11月5日 申請日期2001年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月29日
發(fā)明者克勞斯·卓安納斯·衛(wèi)博, 安卓·威廉姆·布萊克斯 申請人:源太陽能股份有限公司