形成光致电压接点和连线的方法技术

一种形成金属接点与连线于片板上的方法，该方法至少包含：　　　　沉积抗反射涂层于该片板的表面上；　　　　形成用于金属化接点的光阻材料的图案于该片板的该表面上；　　　　固化该光阻材料；　　　　利用该光阻材料的该图案来蚀刻该抗反射涂层；　　　　清洗该片板的该表面；　　　　在物理气相沉积室中，沉积具第一金属材料与第二金属材料的堆栈薄膜于该片板的该表面上；　　　　剥除该片板的该表面上的该光阻材料；　　　　退火处理该片板，以在该堆栈薄膜与该片板间形成良好接点；以及　　　　沉积金属块体材料于该片板的该表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例大体上是关于光致电压(photovoltaic)/太阳能电池及太阳能面板的制造。
技术介绍
光致电压(PV)系统可产生能量，其应用范围很广，例如外层空间系统、 远航辅助充电装置、电信设备、与消费性电子产品(如计算器、手表、无线 电等)。PV系统其中之一包括一独立系统，其通常为直接驱动使用或搭配 近端储存器。另一种PV系统为连接具能量转换设备的传统公用网格，以 产生兼容于任一传统公用网格的交流(AC)电能。PV或太阳能电池为材料接面组件，其将太阳光转换成直流(DC)电能。 当组件暴露于太阳光(由光子的能量组成)时，太阳能电池的p/n接面的电场 会分离自由的电子电洞对，因而产生光致电压。当太阳能电池连接至电子 负载时，从n侧至p側的电路可使电子流动，而PV电池接面组件的面积 与其它参数则决定了有效电流大小。电能等于电压乘以电子、电洞再结合 所产生的电流。目前太阳能电池和PV面板的制造是先使用小硅片或晶圓做为材料单 元并加工成个别的PV电池后，再组装成PV模块和太阳能面板。硅片一般 为切割成使用规格大小(如100毫米(mm)xl00mm或156mmxl56mm) 的p型硼掺杂硅片，其厚度小于约0.3毫米。切割硅片会破坏裁切好的硅 片表面，故会进行蚀刻制程(例如使用碱性或酸性蚀刻液)来移掉硅片表面 约10-20微米，以提供新的硅片表面。然后，使n型掺质扩散至裁切好的p型硅片，藉以形成接面；若太阳 能电池采用磷做为n型掺质，则进行磷的扩散制程。扩散磷的制程例子包 括涂布硅化磷玻璃化合物至硅片表面，及在炉管内进行扩散/退火制程。扩 散磷的另一制程例子包括充入氮气至液态氧氯化磷(POCl3)供应源，其中氧氯化磷注入至密闭石英炉管中，且石英炉管装有容纳硅片的批次式石英载舟。 一般需要高温才能形成深度约0.1微米至约0.5微米的p/n接面。形 成p/n接面后，PV电池的表面还可涂上适当的介电层。介电层可避免表面 电荷再次结合，而某些介电材料(如二氧化硅、二氧化钛或氮化硅)可当作 抗反射层，用以减少光子的反射损失。PV电池的前端或向阳侧接着为覆盖上最小面积的金属接触网栅，用以 传递电流及减少含硅层的阻抗造成的电流损失。接触网栅无可避免地将阻 挡部分太阳光或光子，但仍可将阻挡影响减到最低。PV电池的底部一般为 覆盖上背金属(backmetal)，以提供良好的传导性及高反射性。具金属导线 图案的金属网栅可用来收集电流。 一般而言，厚膜网印技术可用于PV电 池产业，以将金属材料的导电胶(例如银)积层(layer)成预定的图案，并沉积 金属材料层至硅片或基材表面，而形成金属接触指(contact finger)或接线 于太阳能电池的前端及/或背面。其它薄膜技术也可用来形成接点和处理电 极。构成接点的沉积金属层通常经烘干并接着加热或高温烧结成直接接触 下层硅材料的良好导体，如此即完成单一个PV电池。 一般而言，网印胶 (screen printing paste)含有银与铝，以形成接触导电性佳的背面接点及便 于进行焊接。为形成适当大小的太阳能面板来输送所需的输出功率及达到预定的操 作电压与电流，许多单独的PV电池乃配置排列在一起。例如，数个PV 电池可串联或并联连接成一 PV模块。数个PV模块还可组装成预架线 (pre-wired)的面板或数组。内连接各PV电池成串行或模块的方法包括焊 接和连接金属片与辅助片。 一般而言，金属片是焊接至PV电池表面的汇 流棒，以连接各PV电池上的金属接点或接触指，进而结合各PV电池并允 许热膨胀发生。目前各种接线/内连线设计皆可用于图案化接点和收集电 流，例如同时使用前端与背面连线的设计、在前端收集电流且将所有接点 置于背面的设计、及其它连线设计。PV模块或面板接着为结合或密封至保护层或封装阻障层(例如乙烯醋 酸乙酯(EVA)薄片)，并以前玻璃板与背板覆盖，其等为保护PV电池及再 强化结构的玻璃覆盖板。在组装模块的过程中，主动PV组件的保护程度将直接影响最终PV系统的性能与使用寿命。不论尺寸大小为何，单一PV 电池通常可产生约0.5-0.6直流电压电流(volt DC current)。常见的配置结 构为使用约36个连接的PV电池且最大电压约为15伏特，其适用于12 伏特的充电装置。最佳的太阳能电池通常是指以最低成本产生最大功率的太阳能电池接 面组件。虽然银胶网印技术已用于形成太阳能电池的硅片上的接点与连线， 但由较粗糙的金属化技术所形成的银或铝厚膜仍无法满足高品质的金属线 的所有需求，例如对硅的低接触阻抗、低块体阻抗、细线宽与高深宽比、 良好的黏着性、兼容于封装材料等。例如当使用较大的片板时，厚膜制程 可能因金属线的阻抗增加而降低太阳能电池的效率。此外，银属于较贵的 材料，且使用时会浪费很多接点材料。再者，网印技术无法用于某些低阻 抗的金属材料，例如铜。因此，需要一种技术较精密且成本较低的制程来制造太阳能电池的接 点与连线。
技术实现思路
根据本专利技术的一态样，提出形成太阳能电池接点与连线的方法及设备。 形成太阳能电池接点与连线的方法包括沉积第 一与第二金属材料的堆栈薄 膜，做为用于沉积金属块体材料的初始层或晶种层，并配合硅片处理制程、 微影制程、蚀刻制程、清洗制程、及退火制程。在一实施例中，用来形成硅片上较低接触阻抗的金属硅化物的堆栈薄 膜是通过溅镀法或物理气相沉积法沉积。在另一实施例中，用来形成金属 线与连线的金属块体材料的沉积方法为溅镀法或物理气相沉积法。在又一 实施例中，电镀法或化学电镀法可用来沉积金属块体材料。根据本专利技术的另 一态样，形成金属接点与连线于片板上的方法包括沉 积抗反射涂层于片板表面、形成用于金属化接点的光阻材料图案于片板表 面、固化光阻材料、经由光阻材料图案蚀刻抗反射涂层、以及清洗片板表 面。此方法更包括在物理气相沉积室中沉积具第一金属材料与第二金属材 料的堆栈薄膜于片板表面、剥除片板表面的光阻材料、退火处理片板，以在堆栈薄膜与片板间形成良好接点、以及沉积金属块体材料于片板表面。 抗反射涂层可包括氮化硅，所用的反应室例如为等离子加强化学气相沉积(PECVD)室和物理气相沉积(PVD)室。光阻材料图案的形成方法可为喷墨 印刷法。另外，第一金属材料可包括镍、钛、钼、及其合金等。根据本专利技术的又一态样，形成金属接点与连线于片板上的方法包括沉 积抗反射涂层于片板表面、形成用于金属化接点的光阻材料图案于片板表 面、使用光阻材料、经由光阻材料图案蚀刻抗反射涂层、清洗片板表面、 以及在物理气相沉积室中沉积具第一金属材料与第二金属材料的堆栈薄膜 于片板表面上。此方法更包括在电镀系统或无电电镀系统中沉积金属块体 材料于片板表面上。根据本专利技术的再一态样，各种物理气相沉积室、电镀系统、及/或无电 电镀系统可用来制造片板上的太阳能电池。附图说明为让本专利技术的上述特征更明显易懂，可配合参考实施例说明，其部分 乃绘示如附图式。须注意的是，虽然所附图式揭露本专利技术特定实施例，但 其并非用以限定本专利技术的精神与范围，任何熟习此技艺者，当可作各种的 更动与润饰而得等效实施例。图1A为根据本专利技术一实施例的方法流程图。图1B为根据本专利技术另一实施例的方法流程图。图1C为根据本专利技术又一实施例的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种形成金属接点与连线于片板上的方法，该方法至少包含沉积抗反射涂层于该片板的表面上；形成用于金属化接点的光阻材料的图案于该片板的该表面上；固化该光阻材料；利用该光阻材料的该图案来蚀刻该抗反射涂层；清洗该片板的该表面；在物理气相沉积室中，沉积具第一金属材料与第二金属材料的堆栈薄膜于该片板的该表面上；剥除该片板的该表面上的该光阻材料；退火处理该片板，以在该堆栈薄膜与该片板间形成良好接点；以及沉积金属块体材料于该片板的该表面上。2. 如权利要求1所述的方法，其中上述的抗反射涂层包含形成在反应 室内的氮化硅，所用的反应室选自由等离子加强化学气相沉积(PECVD)室 和物理气相沉积(PVD)室所构成的群组。3. 如权利要求1所述的方法，其中上述的光阻材料的该图案是由喷墨 印刷法形成。4. 如权利要求1所述的方法，其中上述的第一金属材料包含一材料， 该材料选自由镍、钛、钼、其合金、及其组合所构成的群组。5. 如权利要求1所述的方法，其中上述的第二金属材料包含一材料， 该材料选自由铜、银、铝、其合金、及其组合所构成的群组。6. 如权利要求1所述的方法，其中上述金属块体材料是沉积于制程室 中该片板的该表面，该制程室选自由物理气相沉积室、电镀室、和化学电镀室所构成的群组。7. 如权利要求1所述的方法，其中上述剥除该光阻材料是在沉积该金 属块体材料于该片板的该表面之前进行。8. 如权利要求1所述的方法，其中上述剥除该光阻材料是在沉积该金 属块体材料于该片板的该表面之后进行。9. 如权利要求1所述的方法，其中上述退火处理是在制程室中进行， 该制程室选自由退火炉管和快速热处理室所构成的群组。10. 如权利要求1所述的方法，更包含沉积钝性膜层于该片板的该表 面上。11. 如权利要求1所述的方法，更包含在沉积该抗反射涂层于该片板 的该表面之前，形成数个特征结构。12. 如权利要求11所述的方法，更包含填入金属材料至该等特征结构中。13. 如权利要求1所述的方法，更包...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·Z·巴克拉克，上泉元，叶雁，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：