纹理形成用蚀刻液及使用其的纹理形成方法技术

本发明专利技术提供硅基板的纹理形成用蚀刻液及蚀刻方法，所述蚀刻液可以稳定地在基板表面均匀地形成良好的纹理，在通常的使用温度即60℃～95℃的区域中添加剂成分也不会挥发，适用于通过游离磨粒方式制造的硅基板、通过固定磨粒方式制造的硅基板的任一种硅基板。使用一种蚀刻液，其含有：(A)碱成分、(B)膦酸衍生物或其盐、以及(C)具有选自由羧基、磺基、形成了盐的上述基团和羧甲基组成的组中的至少一种基团的化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纹理形成用蚀刻液及使用其的纹理形成方法
本专利技术涉及用于在硅基板的表面形成被称为纹理的凹凸结构的蚀刻液及蚀刻方法。
技术介绍
对于太阳能电池所使用的结晶系硅基板，为了降低基板表面的光的反射率而高效地吸收光，通常实施被称为纹理的表面结构处理。目前，通常采用通过在氢氧化钠、氢氧化钾等碱性溶液中浸渍单晶硅基板来进行蚀刻，从而使其形成例如金字塔状的纹理结构的方法，而已知通过在蚀刻液中使用碱成分以外的添加剂，可以形成均匀的尺寸或形状的纹理结构。作为用于形成这样的纹理的蚀刻液，通常使用例如将氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液与异丙醇(IPA)混合而成的溶液，在使用该溶液的情况下，通过在60～95℃的加热条件下浸渍硅基板10～30分钟，可形成纹理。IPA是为了使利用碱适当地进行硅蚀刻以使硅基板上形成金字塔状的纹理而使用的。IPA的该效果作为实现此目的的物质而最广为人知。然而，由于IPA的沸点大约为82℃，与蚀刻处理温度为同等程度，因此，存在由于在处理中IPA挥发而导致蚀刻液的组成容易发生变化的问题。另外，还指出利用IPA的方法的基板处理的成品率低，此外，因IPA的闪点低，故需要操作上注意这方面也不能期待。这样一来为了提高近年来越来越受到关注的太阳能电池用硅基板的性能，以IPA为主要成分的蚀刻液难以满足要求性能，例如在能够控制纹理尺寸或纹理的形状、批量生产时的成品率高、操作容易、安全性高等各个方面，要求更高的性能。为了满足上述各种要求，作为纹理形成用蚀刻液的成分，提出了除IPA以外的各种方案，但目前的现状是尚未得到能够综合性满足纹理形成优异、且使用时的浓度管理等品质管理也容易等的蚀刻液或添加剂(专利文献1～6)。另外，近年来，硅基板的磨削方式正在从目前的游离磨粒方式向固定磨粒方式过渡，由于这些方式磨削后的基板的表面状态相互不同，因此，还会产生如下问题：目前的通过游离磨粒方式制造的硅基板能够使用的蚀刻液有时不能直接用于通过固定磨粒方式制造的硅基板。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2000-183378号公报专利文献2:国际公开第WO2007/129555号公报专利文献3:日本特开2009-123811号公报专利文献4:日本特开2002-57139号公报专利文献5:日本特开2007-258656号公报专利文献6:日本特开2010-141139号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种硅基板的纹理形成用蚀刻液，所述蚀刻液可以在基板表面均匀且稳定地形成反射率低的良好的纹理，在通常的使用温度即60℃～95℃的区域中蚀刻液组成成分也不挥发，且能够应用于通过游离磨粒方式制造的硅基板、通过固定磨粒方式制造的硅基板的任一种硅基板。用于解决问题的方案本专利技术的蚀刻液是使硅基板表面形成凹凸的蚀刻液，为了解决上述课题，制成含有：(A)碱成分、(B)膦酸衍生物或其盐以及(C)分子内具有选自由羧基、磺基、形成了盐的上述基团和羧甲基组成的组中的至少一种基团的化合物的溶液。在上述蚀刻液中，作为碱成分(A)，可以优选使用氢氧化钠或氢氧化钾。另外，作为膦酸衍生物或其盐(B)，可以优选使用1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸或其盐。另外，作为上述化合物(C)，可以使用选自由羧酸、羧酸的盐、磺酸和磺酸的盐组成的组中的至少一种。作为该化合物(C)，更具体而言，可以使用下述通式(Ⅰ)表示的化合物。R1-X…(Ⅰ)其中，通式(Ⅰ)中的R1为碳原子数4～12的烷基、烯基、烷氧基、芳基中的任一种，X为羧基、磺基中的任一种。作为通式(Ⅰ)表示的化合物，更优选R1为具有支链结构的烷基、具有支链结构的烯基、具有支链结构的烷氧基、或芳基的化合物。作为上述化合物(C)，还可以使用下述通式(Ⅱ)表示的化合物或其盐。其中，在通式(Ⅱ)中，n为2以上的整数，m为1～5的整数，各m的值任选全部相同或相互不同，Y0表示氢原子，Y1～Yn分别表示碳原子数1～30的烃基，任选全部相同或相互不同，X1～Xn分别表示磺基、羧基或氢原子中的任一种，任选全部相同或相互不同，但至少一个为磺基或羧基。作为上述通式(Ⅱ)表示的化合物或其盐，可以使用选自多羧酸、多羧酸的盐、多磺酸和多磺酸的盐中的至少一种，另外，可以使用选自由聚丙烯酸、聚丙烯酸的盐、萘磺酸甲醛缩合物、萘磺酸甲醛缩合物的盐、聚苯乙烯磺酸和聚苯乙烯磺酸的盐组成的组中的至少一种。作为上述化合物(C)，还可以使用分子内具有羧甲基的化合物。作为上述分子内具有羧甲基的化合物，优选使用将单糖类作为基本构成单元的化合物，可以使用例如羧甲基纤维素盐。上述碱成分(A)、膦酸衍生物或其盐(B)和化合物(C)的配混比例以质量比计优选为A/(B+C)＝0.1～10的范围内。优选上述碱成分(A)的浓度为0.3质量％～25质量％、膦酸衍生物或其盐(B)的浓度为0.1质量％～25质量％、化合物(C)的浓度为0.0001质量％～25质量％。本专利技术的硅基板的表面加工方法为包括在上述本专利技术的蚀刻液中浸渍硅基板而使基板表面形成凹凸结构的工序的方法。专利技术的效果根据本专利技术的蚀刻液，可以在硅基板的表面形成均匀的金字塔状的纹理结构。其结果，能够稳定地批量生产低反射率的硅基板，可提供能提高太阳能电池的性能的高品质的硅基板。另外，在使用温度即60℃～95℃的区域中由于配混成分不挥发，因此能形成稳定的纹理，且安全性也高。进而，本专利技术的蚀刻液对于通过游离磨粒方式和固定磨粒方式中的任一种方法制造的硅基板，都能得到同样优异的效果。具体实施方式下面，对本专利技术的实施方式详细地进行说明。对本专利技术中使用的碱成分(A)没有特别限制，可以适当使用硅基板用的蚀刻液一直以来所使用的碱成分。作为其例子，可举出：氢氧化钠、氢氧化钾等的、碱金属或者碱土金属的氢氧化物或其盐，在一般容易获得方面，优选为氢氧化钠。这些碱成分可以根据需要混合2种以上来使用。接下来，对于本专利技术中使用的膦酸衍生物或其盐(以下有时简称为“膦酸衍生物等”)(B)而言，只要是一般作为金属离子掩蔽剂使用的膦酸衍生物或其盐，就可以没有特别限制地使用。作为膦酸衍生物的优选例子，可举出：下述式(1)表示的1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、下述式(2)表示的氮川三(亚甲基膦酸)、下述式(3)表示的膦酰基丁烷三羧酸、下述通式(4)表示的亚烷基二胺四(亚甲基膦酸)(例如，式(4)中，n＝2时的乙撑二胺四(亚甲基膦酸)、n＝6时的六亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)等)、下述通式(5)表示的二亚烷基三胺五(亚甲基膦酸)(例如，式(5)中n＝2时的二乙撑三胺五(亚甲基膦酸)等)、和/或这些膦酸的盐。作为这些膦酸的盐的例子，可举出碱金属盐、碱土金属盐、及胺盐、铵盐，从一般容易获得考虑，优选使用钠盐、钾盐等的碱金属盐。这些膦酸衍生物也可以根据需要混合2种以上来使用。在上述膦酸衍生物中，从得到的纹理结构的均匀性高以及容易得到本用途中规避的杂质少的高纯度产品考虑，特别优选为1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、氮川三(亚甲基膦酸)、或膦酰基丁烷三羧酸。接下来，对本专利技术中使用的具有选自由羧基、磺基、形成了盐的这些基团和羧甲基组成的组中的至少一种基团的化合物(C)进行说明。作为化合物(C)，可以使用选自磺酸、磺酸的盐、羧酸和羧酸的盐中的1种或2种以上。磺酸是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻液，其特征在于，其是使硅基板表面形成凹凸的蚀刻液，其含有：(A)碱成分、(B)膦酸衍生物或其盐、以及(C)分子内具有选自由羧基、磺基、形成了盐的上述基团和羧甲基组成的组中的至少一种基团的化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.10 JP 2012-178128;2012.08.10 JP 2012-178121.一种蚀刻液，其特征在于，其是使硅基板表面形成凹凸的蚀刻液，其含有：(A)碱成分、(B)膦酸衍生物或其盐、以及(C)分子内具有选自由羧基、磺基、形成了盐的上述基团和羧甲基组成的组中的至少一种基团的化合物，所述碱成分(A)、所述膦酸衍生物或其盐(B)和所述化合物(C)的配混比例以质量比计为A/(B+C)＝0.1～10的范围内。2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述碱成分(A)为氢氧化钠或氢氧化钾。3.根据权利要求1或2的任一项所述的蚀刻液，其特征在于，所述膦酸衍生物或其盐(B)为1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸或其盐。4.根据权利要求1或2所述的蚀刻液，其特征在于，所述化合物(C)为选自由羧酸、羧酸的盐、磺酸和磺酸的盐组成的组中的至少一种。5.根据权利要求4所述的蚀刻液，其特征在于，所述化合物(C)为下述通式(Ⅰ)表示的化合物，R1-X…(Ⅰ)其中，R1为碳原子数4～12的烷基、烯基、烷氧基、芳基中的任一种，X为羧基、磺基中的任一种。6.根据权利要求5所述的蚀刻液，其特征在于，所述化合物(C)是所述通式(Ⅰ)中R1为具有支链结构的烷基、具有支链结构的烯基、具有支链结构的烷氧基、或芳基的化合物。7.根据权利要求4所述的蚀刻液，其特征在于，所述化合物(C)为下述通式(Ⅱ)表示的化合物或其盐，其中，在式(Ⅱ)中，n为2以上的整数，m为1～5的整数，各m的值任选全部相同或相互不同；Y0表示氢原子，Y1～Yn分别表示碳原子数1～30的烃基，任选全部相同或相互不同；X1～Xn分别表示磺基、羧基、或氢原子中的任一种，任选全部相同或相互不同，但至少一个为磺基或羧基。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：中川和典，气贺泽繁，桥本贺之，
申请(专利权)人：第一工业制药株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP