用于制造光电池和微电子器件的半导体衬底的双面可重复使用的模板制造技术

本发明专利技术提供了用于在可重复使用的半导体模板的两面制造TFSS的制造方法和设备，从而有效地提高衬底的产量并降低其制造成本。对于给定的模板重复使用循环次数，这种方法可将每一个制造出的衬底(TFSS)所分摊的起始模板成本降低一半。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及光伏和微电子领域，更具体地涉及薄膜(或薄箔)晶体(单晶、多晶)半导体衬底的制造工艺和制造设备，在一些实施例中，薄膜或薄箔的厚度范围在大约I微米到100微米之间。本专利技术提供了这种低成本和高产出的生产。
技术介绍
目前，晶体硅在光伏(PV)产业的市场份额最大，占整个PV市场的80%以上。尽管制造更薄的晶体硅太阳能电池长期以来被认为是降低PV成本最有效的方法之一(因为太阳能电池中使用的晶体硅片相对较高的材料成本占了 PV模块总成本的一部分)，但是由于衬底尺寸较大较薄，以及薄结构中一定程度上的光捕获问题(由于硅是一种间接带隙的半导体材料)，这使得使用较薄的晶体的过程中存在很多机械破损问题。要实现成本效益，PV制造工厂的产量必须要很高，因此高机械产量和降低晶片破损率的要求更加困难。对于无支撑的独立式晶体硅太阳能电池而言，比当前的厚度范围140 μ m-250 μ m再稍微降低一点也会在制造过程中严重危害到机械产量。因此，任何处理非常薄的太阳能电池结构的方案必须是在整个电池工艺中电池完全由主载体支撑，或者是采用新颖的自支撑、独立、利用具有结构创新的衬底。使用薄膜半导体衬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.12 US 61/304,3401.一种用于制造一对单晶薄膜硅衬底的方法，所述方法包括 提供单晶娃晶片； 用具有六角形图案的阻挡层将所述单晶硅晶片的第一表面和第二表面图案化； 蚀刻所述单晶硅晶片，从而在所述第一表面和所述第二表面上制作一组结构性表面形貌特征，所述结构性表面形貌特征包括多个独立的六角形支柱； 将所述阻挡层从所述单晶硅晶片上除去；和 清洗所述单晶硅晶片的第一表面和第二表面，所述单晶硅晶片包括双面可重复使用的模板； 通过阳极蚀刻エ艺在所述双面可重复使用的模板的第一表面上制作第一多孔硅层，在其第二表面上制作第二多孔硅层，所述多孔硅层具有与所述双面可重复使用的模板一致的结晶性； 在所述第一多孔硅层上外延沉积第一单晶薄膜硅衬底，在所述第二多孔硅层上外延沉积第二单晶薄膜硅衬底，所述单晶薄膜硅衬底具有与所述多孔硅层一致的结晶性； 将所述第一和第二单晶薄膜硅衬底从所述第一和第二多孔硅层分离。2.如权利要求I所述的方法，其中，所述第一多孔硅层包括具有至少两个不同孔隙率的第一多孔硅双层，所述第二多孔硅层包括具有至少两个不同孔隙率的第二多孔硅双层。3.如权利要求I所述的方法，其中，所述第一多孔硅层包括第一孔隙率分级层，所述第ニ多孔硅层包括第二孔隙率分级层。4.如权利要求I所述的方法，其中，所述单晶薄膜硅衬底包括原位掺杂的单晶薄膜硅衬底。5.如权利要求4所述的方法，其中，每ー个所述原位掺杂的单晶薄膜硅衬底包括用于光伏太阳能电池的前表面场层和基极层。6.如权利要求4所述的方法，其中，每ー个所述原位掺杂的单晶薄膜硅衬底包括用于光伏太阳能电池的前表面场层、基极层和发射极层。7.如权利要求I所述的方法，进ー步包括，在原位制作所述第一和第二多孔硅层后且在所述外延沉积步骤之前，在氢气环境中加热所述双面可重复使用的模板的步骤。8.一种用于制造一对单晶薄膜硅衬底的方法，所述方法包括 提供单晶娃晶片； 在所述单晶硅晶片的第一表面和第二表面上制作热生长的硅氧化层； 用包括大正方形和小正方形的阻挡层对所述单晶硅晶片的第一表面和第二表面进行图案化，所述大小正方形被对准到所述单晶硅晶片〈110〉的方向； 将所述大正方形和小正方形图案转移到所述硅氧化层； 对所述单晶硅晶片进行各向异性蚀刻，从而在所述第一表面和所述第二表面上制作一组结构性表面形貌特征，所述结构性表面形貌特征包括多个正方形金字塔型空腔； 将所述阻挡层从所述单晶硅晶片上除去；和 清洗所述单晶硅晶片的第一表面和第二表面，所述单晶硅晶片包括双面可重复使用的模板； 通过阳极蚀刻エ艺在所述双面可重复使用的模板的第一表面上制作第一多孔硅层，在其第二表面上制作第二多孔硅层，所述多孔硅层具有与所述双面可重复使用的模板一致的结晶性； 在所述第一多孔硅层上外延沉积第一单晶薄膜硅衬底，在所述第二多孔硅层上外延沉积第二单晶薄膜硅衬底，所述单晶薄膜硅衬底具有与所述多孔硅层一致的结晶性； 将所述第一和第二单晶薄膜硅衬底从所述第一和第二多孔硅层分离。9.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一多孔硅层包括具有至少两个不同孔隙率的第一多孔硅双层，所述第二多孔硅层包括具有至少两个不同孔隙率的第二多孔硅双层。10.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一多孔硅层包括第一孔隙率分级层，所述第二多孔硅层包括第二孔隙率分等层。11.如权利要求8所述的方法，其中，所述单晶薄膜硅衬底包括原位掺杂的单晶薄膜硅衬底。12.如权利要求11所述的方法，其中，每ー个所述原位掺杂的单晶薄膜硅衬底包括前表面场层、基极层和发射极层。13.如权利要求8所述的方法，进ー步包括，在制作所述第一和第二多孔硅层后，在氢气环境中加热所述双面可重复使用的模板的步骤。14.一种用于制造一对单晶薄膜硅衬底的方法，所述方法包括 提供单晶娃晶片； 对所述单晶硅晶片的第一表面和第二表面进行抛光、研磨，或除去其锯伤。清洗所述单晶硅晶片的第一表面和第二表面，所述单晶硅晶片包括双面可重复使用的模板； 通过阳极蚀刻エ艺在所述双面可重复使用的模板的第一表面上制作第一多孔硅层，在其第二表面上制作第二多孔硅层，所述多孔硅层具有与所述双面可重复使用的模板一致的结晶性； 在所述第一多孔硅层上外延沉积第一单晶薄膜硅衬底，在所述第二多孔硅层上外延沉积第二单晶薄膜硅衬底，所述单晶薄膜硅衬底具有与所述多孔硅层一致的结晶性； 将所述第一和第二单晶薄膜硅衬底从所述第一和第二多孔硅层分离。15.如权利要求14所述的方法，其中，所述第一多孔硅层包括具有至少两个不同孔隙率的第一多孔硅双层，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·M·穆斯利赫，K·J·克拉默，D·X·王，P·卡普尔，S·纳格，G·卡米安，J·亚西伊，T·米原隆夫，
申请(专利权)人：速力斯公司，
类型：
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