用于碱性蚀刻溶液尤其是纹理蚀刻溶液的添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可利用至少由一种聚乙二醇与一种碱混合（１０）而成的产品（６４），在空气环境中和温度大约２５℃的条件下静置（１２）该混合物（５２）使它形成两相（５６，５８），然后分离较低浓度的产品（６４）；本发明专利技术还涉及该产品作为蚀刻溶液的添加物的使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种产品、其作为蚀刻溶液的添加物或成份的用途、及其制造方法。
技术介绍
在对材料进行蚀刻时，人们通常努力获得在蚀刻的种类、位置和/或程度上确定的蚀刻结果。当蚀刻半导体材料时特别是这种情况，例如在制造电子器件或太阳能电池时。 多数娃，以及其他多晶娃，被用作半导体材料，而多晶硅在多晶硅太阳能电池的制作中得到了工业规模的应用。然而多晶材料特别是多晶硅的确定的蚀刻是昂贵的，因为多数溶液对不同晶粒和可能出现的晶体缺陷的蚀刻程度不同。这是例如基于碱性氢氧化物的蚀刻溶液的情况，该蚀刻溶液在蚀刻特别是硅片的纹理蚀刻中有着工业规模的应用。当然可以采用其他的蚀刻溶液，这些溶液均勻地蚀刻半导体材料而不论晶向和晶体缺陷如何。但它们的工业规模的使用是有问题且昂贵的，主要原因是安全和处理，所以基于基于碱性氢氧化物的碱性蚀刻溶液经常是优选的，尽管它们有各向异性的蚀刻效果。为了能利用碱性蚀刻溶液获得确定的蚀刻结果，需要针对所具体使用的硅材料， 精确地协调蚀刻过程。影响如蚀刻时间、蚀刻溶液的成份和蚀刻温度的腐蚀参数的因素，可以是所使用的半导体材料的不同晶体结构(例如各种方法制造的硅晶棒或边缘稳定的多晶硅晶或单晶硅晶棒)、其掺离类型与掺杂厚度、以及晶体缺陷的种类与密度。实际上，其结果是，即使对同一制造商的不同硅晶材料，也需要在每一种情况下采用不同的腐蚀参数。而在使用不同的制造商所供应的材料时，则必须使用更多样的不同的腐蚀参数。尤其在纹理蚀刻的情况下，例如在生产太阳能电池时为了能够增加光入射而必须在芯片表面形成表面结构的情况下，纹理蚀刻工艺对所采用的材料的敏感性导致了大量不同组合的腐蚀参数。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种能简化蚀刻过程特别是纹理蚀刻过程的一种产品。本专利技术的另一目的在于提供该产品的一种制备方法。依据本专利技术的产品，可通过混合至少一种聚乙二醇与一种碱(base)混合而得到， 从而使所示产生的混合物能够在环境空气中和温度大约25°C的条件下静置而形成两相，并分离较低浓度相即该产品。在此所称的碱(base)，原则上是指能够形成氢氧根离子溶液的任何化合物。所用的碱优选地是氢氧化碱，特别优选的是氢氧化钾或氢氧化钠。环境空气在此是指一种气体混合物，如同人类在地球上的居住环境所存在的环境空气。静置在此并不一定表示混合物的一种绝对静置。原则上该混合物也可以被移动，虽然移动混合物在一个给定的情况下会阻碍相的分离。原则上可使用所有聚乙二醇来制造该产品。在实际上， 四甘醇的应用是可被证实的。当使用四甘醇时，一般在静置几分钟后即能形成不同浓度的两相。已经证明，将本专利技术的产品加入碱性蚀刻溶液，特别是纹理蚀刻溶液，能够对蚀刻过程产生有利的效果。因此，由于本专利技术的产品的添加，该蚀刻溶液能用于采用相同的蚀刻参数的不同种类与量的半导体材料并获得相同的蚀刻结果，例如可以利用相同的方法进行 ρ-型硅与n-型硅的掺杂处理。所需要的蚀刻参数组(即所谓的“蚀刻配方”)的数目，因而可以显著地减少。所需的腐蚀配方数目的减少，进一步简化了蚀刻溶液的组份与蚀刻参数对所要蚀刻的半导体材料的适配，而这些可能是必需的。另外，还可延长蚀刻溶液的使用寿命ο当把本专利技术的产品混合到碱性纹理蚀刻溶液中，则会有进一步的优点。例如，利用相同的蚀刻溶液与相同的蚀刻参数，单晶或多晶半导体材料特别是硅片可被形成纹理。在现有技术中，例如对于硅片，采用含有0. 5 6重量百分比的碱性氢氧化物和1 10体积百分比的乙醇(大都使用异丙醇，参阅例如美国专利案3，998，659))的水溶性纹理蚀刻溶液作为纹理蚀刻溶液。纹理蚀刻一般在70 90°C之间的温度下进行一般20 75分钟。 在将根据本专利技术的产品混合入含有乙醇的碱性蚀刻溶液中后，已经确定的是蚀刻时间能够因此而得到缩短，且进一步地碱性蚀刻溶液所用的乙醇消耗量能够得到减小。在从大块切割分出的半导体材料的情况下，例如用环锯或线锯从硅晶块切割的硅片的情况下，迄今都必须先进行一单独的切割损伤蚀刻制程以除去切割损伤，然后才可利用一纹理蚀刻溶液而可靠地加上具有微米尺寸的结构的纹理。然而，在将本专利技术的产品混合到纹理蚀刻溶液中后，可以省去该单独的切割损伤蚀刻制程，而切割损伤的蚀刻可以用一共同的加工步骤与半导体材料表面的纹理制作过程一起进行。上述的有利作用，并不依赖在制造本专利技术的产品以及在碱性蚀刻溶液使用相同的碱。例如在生产本专利技术的产品时可以使用氢氧化钠，然后将该产品添加入一含有氢氧化钾的溶液内。在依据根据本专利技术的另一有利实施例中，具较低浓度的液相需可被置放于在空气环境条件下予以静置直到该液相产生变色为止出现颜色，最好是等待其变成呈现橙色色调。较低浓度的液相首先是无色的，但是会受到随着置放静置时间的增加的影响而变色。实验已经证明，根据本专利技术的产品在呈现橙色色调时是特别有效的。置放发生在分离较低浓度的相之前是方便的。置放时间视混合物的成份而不同，且在使用氢氧化钾或氢氧化钠作为碱(base)时约需1至2小时。在根据本专利技术的一个特别有利的实施例中，水在产生两相之前被混合到聚乙二醇和碱中。优选地，水通过把碱的水溶性形式的该碱(例如一氢氧化碱水溶液)与至少一种聚乙二醇相混合，而得到混合。通过混合水，一方面可以延迟较低浓度的相的变色(在此情况下约1至16小时)。另一方面，可延长根据本专利技术的产品的有效保存时间。此点有利于产品的应用。在本专利技术的另一有利实施例中，乙醇、水和氢氧化碱被混合到分离的该较低浓度的相中。乙醇在此优选地使用异丙醇，氢氧化碱在此优选地使用氢氧化钠或氢氧化钾。以此方式，可以获得以上述方式之一有利的蚀刻溶液或纹理蚀刻溶液。在此情况下，乙醇、氢氧化碱和水的比例是，在无分离相的情况下，它们将形成具有0. 5 6重量百分比的碱性氢氧化物和1 10体积百分比乙醇的水溶液。该分离相占整体溶液的体积百分比约为0. 01 5%，优选的是0.01 而且特别优选的是0. 07 0.3%。依据本专利技术各种实施例的产品可以有利地被用作半导体材料的碱性蚀刻溶液的添加物，优选地是被用作诸如硅的无机半导体材料的碱性蚀刻溶液的添加物。已经证实，它们作为纹理蚀刻溶液的添加物是非常有利的。在上述的变形实施例中，混合了乙醇、水和碱性氢氧化物的根据本专利技术的产品本身可被有利地用作半导体材料的纹理蚀刻溶液，该半导体材料优选地是无机半导体材料、 且特别优选地是硅材料。例如，借助该变形实施例所制造的产品，可在硅表面上形成随机取向的倒金字塔形的表面纹理。这些金字塔的高度受蚀刻溶液与分离相的比例的影响。根据本专利技术的制造该产品的方法，至少一种聚乙二醇被与碱相混合，且在所产生的混合物内形成两相之后，较低浓度的相得到分离，该较低浓度的相代表了所述产品。对在此所称的『碱』应该作如上所述的理解。两相的形成，例如可通过使所述混合物在空气环境中静置数分钟来实现。然而原则上，用于形成该两相的所述混合物亦可被移动，虽然就相的分离是借助于重力而言，移动会在给定情形下阻碍相的分离。原则上，不同浓度的相可利用任何已知的现有技术方法加以分离，例如借助离心。依据本专利技术的一个有利实施例，在形成两相前，所述混合物被置于20°C至100°C 之间的温度，优选地是60°C与100°C之间，且特别优选地是75°C与85°C本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种产品（６４），该产品可利用以下处理获得：把至少一种聚乙二醇与一种碱混合，使该混合物（５２）在空气环境中和大约２５℃的温度下静置，直到形成两相（５６，５８），分离（１６）较低浓度的相（５６），该较低浓度的相代表了产品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾哈尔·米尔因克，
申请(专利权)人：GP太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：DE