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CN111430508A - 半导体器件金属化方法和太阳能电池制备方法 - Google Patents

半导体器件金属化方法和太阳能电池制备方法 Download PDF

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CN111430508A
CN111430508A CN202010188231.5A CN202010188231A CN111430508A CN 111430508 A CN111430508 A CN 111430508A CN 202010188231 A CN202010188231 A CN 202010188231A CN 111430508 A CN111430508 A CN 111430508A
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CN
China
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layer
electroplating
insulating layer
substrate
etching
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CN202010188231.5A
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梁建军
舒欣
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Changzhou Jiejiachuang Precision Machinery Co Ltd
Original Assignee
Changzhou Jiejiachuang Precision Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明提出了一种半导体器件金属化方法和太阳能电池制备方法,其中,半导体器件金属化方法包括:在基材的双面沉积绝缘层;在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;基于刻蚀图案刻蚀绝缘层至暴露基材,形成电镀开口;在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;在电镀种子层上形成金属化结构。通过本发明提供的半导体器件金属化方法,通过绝缘层的形成,基于刻蚀图案刻蚀绝缘层能够形成电镀开口,使得金属化结构形成在电镀开口内,便于控制金属化结构的高宽比,同时能够防止金属化结构塌陷,提高金属化结构的质量,进一步提高半导体器件的性能。

Description

半导体器件金属化方法和太阳能电池制备方法
技术领域
本发明涉及半导体器件加工领域,具体而言,涉及一种半导体器件金属化方法和一种太阳能电池制备方法。
背景技术
丝网印刷高温银浆是现行的晶体硅太阳能电池金属化的常规方法,但其存在印刷线型塌陷不规则,栅线高宽比较低等问题,严重制约了太阳能电池效率的提高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此,本发明第一方面提供了一种半导体器件金属化方法。
本发明第二方面提供了一种太阳能电池制备方法。
有鉴于此,根据本发明的第一方面,提出了一种半导体器件金属化方法,包括:在基材的双面沉积绝缘层;在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;基于刻蚀图案刻蚀绝缘层至暴露基材,形成电镀开口;在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;在电镀种子层上形成金属化结构。
本发明提供的半导体器件金属化方法,用于在半导体器件上形成金属化结构,在工作过程中,在基层的双面沉积绝缘层,作为电镀保护层;在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;基于刻蚀图案刻蚀绝缘层至暴露基材,形成电镀开口,刻画出栅线图形;在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;最后在电镀种子层上形成金属化结构。通过本发明提供的半导体器件金属化方法,通过绝缘层的形成,进一步基于刻蚀图案刻蚀绝缘层能够形成电镀开口,使得金属化结构形成在电镀开口内,便于控制金属化结构的高宽比,同时能够防止金属化结构塌陷,提高金属化结构的质量,进一步提高半导体器件的性能。
具体地,通过调整掩膜层上的刻蚀图案可以控制金属化结构的宽度,通过调整绝缘层的沉积厚度以及控制绝缘层的刻蚀深度可以调节金属化结构的高度,能够控制金属化结构的高宽比,提高金属化结构的质量,提高半导体器件的性能。
具体地,金属化结构形成在电镀开口内,在金属化结构形成过程中受到电镀开口的限位作用,金属化结构不会发生塌陷,能够提高金属化结构的质量,提高半导体器件的性能。
另外,根据本发明提供的上述实施例中的半导体器件金属化方法,还可以具有如下附加技术特征:
在上述技术方案中,进一步地,在基材的双面沉积绝缘层的具体步骤包括:在基材的双面沉积厚度为10nm至2000nm的绝缘层。
在该技术方案中,进一步提供了绝缘层的沉积厚度,通过在基材的双面沉积厚度为10nm至2000nm的绝缘层。能够确保金属化结构形成在电镀开口内,有效避免金属化结构发生塌陷,能够保障金属化结构的质量。
在上述任一技术方案中,进一步地,在基材的双面沉积绝缘层的具体步骤包括:在基础的双面沉积氧化硅、氟化镁及氧化铝中的至少一种,形成绝缘层。
在该技术方案中,进一步提供了绝缘层的选材,通过氧化硅、氟化镁及氧化铝中的至少一种的选取,确保在金属化结构形成的过程中不会损坏基材,进一步保障半导体器件的质量。
在上述任一技术方案中,进一步地,刻蚀绝缘层至暴露基材,形成电镀开口的具体步骤包括:通过激光机光刻部分绝缘层至暴露基材,形成电镀开口;或通过等离子刻蚀部分绝缘层至暴露基材,形成电镀开口。
在该技术方案中,进一步提供了电镀开口的具体步骤,通过激光机光刻,可以实现不同图形不同角度的一次性成型灵活度高,且刻蚀良品率高、稳定性佳。通过等离子刻蚀部分绝缘层能够保证刻蚀的保真性。
具体地,在通过激光机光刻绝缘层时,可以采用皮秒激光以减少激光损伤,也可以采用其它激光器或者技术;电镀开口的宽度一般在2微米到100微米之间,也可以根据工艺目的适当调整电镀开口的宽度。
在上述任一技术方案中,进一步地,在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层的具体步骤包括:通过丝网印刷机在电镀开口处印刷导电浆料;对导电浆料进行烘干或烧结,形成电镀种子层。
在该技术方案中,进一步提供了电镀种子层形成的具体步骤,通过丝网印刷机在电镀开口处印刷导电浆料,设备投资成本低,导电浆料进行烘干或烧结,形成电镀种子层便于后续在电镀种子层上形成金属化结构。
在上述任一技术方案中,进一步地,在电镀种子层上形成金属化结构的具体步骤包括:通过电镀工艺在电镀种子层上沉积铜电镀层和/或锡电镀层,形成金属化结构。
在该技术方案中,进一步提供了电镀种子层上形成金属化结构的具体步骤,通过电镀工艺在电镀种子层上沉积铜电镀层和/或锡电镀层,在确保金属化结构具备优良质量的同时,降低了金属化结构的生产成本。
在上述任一技术方案中,进一步地,半导体器件金属化方法还包括:刻蚀掩膜层;未被刻蚀的部分绝缘层与基材形成双减反射层结构。
在该技术方案中,可以保留未被刻蚀的绝缘层,绝缘层与基材形成双减反射层结构,在太阳能电池制备领域中,通过双减反射层结构的形成能够提高太阳能电池的性能。
在上述任一技术方案中,进一步地,半导体器件金属化方法还包括:刻蚀掩膜层;刻蚀去除绝缘层。
在该技术方案中,在形成金属化结构后也可以刻蚀去除绝缘层。具体地可以通过HF dip或者干法刻蚀去除绝缘层,例如可以通过离子刻蚀等技术刻蚀去除绝缘层。
根据本发明的第二方面,提出了一种太阳能电池制备方法,包括:
通过制绒工艺处理晶体硅衬底;
在晶体硅衬底的双面制备非晶硅层;
在非晶硅层上制备透明导电层,形成基材;
通过上述任一技术方案的半导体器件金属化方法在基材上形成金属化结构。
本发明提供的太阳能电池制备方法,通过上述任一技术方案的半导体器件金属化方法在基材上形成金属化结构,在太阳能电池制备过程中,可以选用太阳能行业生产中大规模量产设备,如(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD),激光,丝网印刷等技术进行金属化结构的形成,大大降低了太阳能电池制备的成本。
具体地,在形成金属化结构后,可以保留沉积在基材上的绝缘层,绝缘层与基材形成双减反射层结构,可以提升太阳能电池的性能,减少透明导电层所需材料的使用。
具体地,透明导电层的选材为透明导电氧化物材料的(Transparent ConductiveOxide,TCO)。
在上述技术方案中,进一步地,太阳能电池制备方法包括:通过制绒工艺在电阻率为0.1至5ohm·cm的晶体硅衬底上制备边长为1um至10um的绒面;在晶体硅衬底的双面制备厚度为1nm至30nm的非晶硅层;在非晶硅层上制备厚度为50nm至150nm,折射率为1至3的透明导电层。
在该技术方案中,进一步提供了晶体硅衬底的参数、绒面尺寸、非晶硅层的厚度和透明导电层厚度与折射率,能够进一步保障太阳能电池的性能。进一步地,在形成金属化结构的过程中,沉积绝缘层的折射率为1至3,以适配于透明导电层,能够与透明导电层形成双减反射层结构。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1示出了根据本发明实施例一的半导体器件金属化方法的流程示意图;
图2示出了根据本发明实施例二的半导体器件金属化方法的流程示意图;
图3示出了根据本发明实施例三的半导体器件金属化方法的流程示意图;
图4示出了根据本发明实施例四的半导体器件金属化方法的流程示意图;
图5示出了根据本发明实施例五的半导体器件金属化方法的流程示意图;
图6示出了根据本发明实施例六的半导体器件金属化方法的流程示意图;
图7示出了根据本发明实施例七的半导体器件金属化方法的流程示意图;
图8示出了根据本发明实施例八的半导体器件金属化方法的流程示意图;
图9示出了根据本发明一种实施例的太阳能电池制备方法的流程示意图;
图10示出了根据本发明另一种实施例的太阳能电池制备方法的流程示意图;
图11示出了根据本发明具体实施例的太阳能电池制备方法的流程示意图;
图12示出了根据本发明一个实施例的基材的结构示意图;
图13示出了根据本发明一个实施例的基材沉积绝缘层后的结构示意图;
图14示出了根据本发明一个实施例的电镀开口的结构示意图;
图15示出了根据本发明一个实施例的电镀种子层的结构示意图;
图16示出了根据本发明一个实施例的金属化结构的结构示意图;
图17示出了根据本发明一个实施例的太阳能电池刻蚀去除绝缘层状态的结构示意图;
其中,图12至图17中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
2基材,4绝缘层,6电镀开口,8电镀种子层,10金属化结构,202晶体硅衬底,204非晶硅层,206透明导电层。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行驶一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图17来描述根据本发明一些实施例提供的半导体器件金属化方法和太阳能电池制备方法。
实施例一
如图1所示,本发明的一个实施例提供了一种半导体器件金属化方法,包括:
步骤102:在基材的双面沉积绝缘层;
步骤104:在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;
步骤106:基于刻蚀图案刻蚀绝缘层至暴露基材,形成电镀开口;
步骤108:在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;
步骤110:在电镀种子层上形成金属化结构。
本发明提供的半导体器件金属化方法,用于在半导体器件上形成金属化结构,在工作过程中在基层的双面沉积绝缘层,作为电镀保护层;在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;基于刻蚀图案刻蚀绝缘层至暴露基材,形成电镀开口,刻画出栅线图形;在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;最后在电镀种子层上形成金属化结构。通过本发明提供的半导体器件金属化方法,通过绝缘层的形成,进一步基于刻蚀图案刻蚀绝缘层能够形成电镀开口,使得金属化结构形成在电镀开口内,便于控制金属化结构的高宽比,同时能够防止金属化结构塌陷,提高金属化结构的质量,进一步提高半导体器件的性能。
具体地,通过调整掩膜层上的刻蚀图案可以控制金属化结构的宽度,通过调整绝缘层的沉积厚度以及控制绝缘层的刻蚀深度可以调节金属化结构的高度,能够控制金属化结构的高宽比,提高金属化结构的质量,提高半导体器件的性能。
具体地,金属化结构形成在电镀开口内,在金属化结构形成过程中受到电镀开口的限位作用,金属化结构不会发生塌陷,能够提高金属化结构的质量,提高半导体器件的性能。
实施例二
如图2所示,本发明的一个实施例提供了一种半导体器件金属化方法,包括:
步骤202:在基材的双面沉积厚度为10nm至2000nm的绝缘层;
步骤204:在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;
步骤206:基于刻蚀图案刻蚀绝缘层至暴露基材,形成电镀开口;
步骤208:在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;
步骤210:在电镀种子层上形成金属化结构。
在该技术方案中,进一步提供了绝缘层的沉积厚度,通过在基材的双面沉积厚度为10nm至2000nm的绝缘层。能够确保金属化结构形成在电镀开口内,有效避免金属化结构发生塌陷,能够保障金属化结构的质量。
实施例三
如图3所示,本发明的一个实施例提供了一种半导体器件金属化方法,包括:
步骤302:在基础的双面沉积氧化硅、氟化镁及氧化铝中的至少一种,形成绝缘层;
步骤304:在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;
步骤306:基于刻蚀图案刻蚀绝缘层至暴露基材,形成电镀开口;
步骤308:在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;
步骤310:在电镀种子层上形成金属化结构。
在该技术方案中,进一步提供了绝缘层的选材,通过氧化硅、氟化镁及氧化铝中的至少一种的选取,确保在金属化结构形成的过程中不会损坏基材,进一步保障半导体器件的质量。
实施例四
如图4所示,本发明的一个实施例提供了一种食物处理设备的控制方法,半导体器件金属化方法,包括:
步骤402:在基材的双面沉积绝缘层;
步骤404:在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;
步骤406:通过激光机光刻部分绝缘层至暴露基材,形成电镀开口;
步骤408:在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;
步骤410:在电镀种子层上形成金属化结构。
在该技术方案中,进一步提供了电镀开口的具体步骤,通过激光机光刻,可以实现不同图形不同角度的一次性成型灵活度高,且刻蚀良品率高、稳定性佳。
实施例五
如图5所示,本发明的一个实施例提供了一种半导体器件金属化方法,包括:
步骤502:在基材的双面沉积绝缘层;
步骤504:在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;
步骤506:通过等离子刻蚀部分绝缘层至暴露基材,形成电镀开口;
步骤508:在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;
步骤510:在电镀种子层上形成金属化结构。
在该技术方案中,通过等离子刻蚀部分绝缘层能够保证刻蚀的保真性。
实施例六
如图6所示,本发明的一个实施例提供了一种半导体器件金属化方法,包括:
步骤602:在基材的双面沉积绝缘层;
步骤604:在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;
步骤606:基于刻蚀图案刻蚀绝缘层至暴露基材,形成电镀开口;
步骤608:通过丝网印刷机在电镀开口处印刷导电浆料;对导电浆料进行烘干或烧结,形成电镀种子层;
步骤610:通过电镀工艺在电镀种子层上沉积铜电镀层和/或锡电镀层,形成金属化结构。
在该技术方案中,进一步提供了电镀种子层形成的具体步骤,通过丝网印刷机在电镀开口处印刷导电浆料,设备投资成本低,导电浆料进行烘干或烧结,形成电镀种子层便于后续在电镀种子层上形成金属化结构。
在该技术方案中,进一步提供了电镀种子层上形成金属化结构的具体步骤,通过电镀工艺在电镀种子层上沉积铜电镀层和/或锡电镀层,在确保金属化结构具备优良质量的同时,降低了金属化结构的生产成本。
实施例七
如图7所示,本发明的一个实施例提供了一种包括:
步骤702:在基材的双面沉积绝缘层;
步骤704:在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;
步骤706:基于刻蚀图案刻蚀绝缘层至暴露基材,形成电镀开口;
步骤708:在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;
步骤710:在电镀种子层上形成金属化结构;
步骤712:刻蚀掩膜层;
步骤714:未被刻蚀的部分绝缘层与基材形成双减反射层结构。
在该技术方案中,可以保留未被刻蚀的绝缘层,绝缘层与基材形成双减反射层结构,在太阳能电池制备领域中,通过双减反射层结构的形成能够提高太阳能电池的性能。
实施例八
如图1所示,本发明的一个实施例提供了一种半导体器件金属化方法,包括:
步骤802:在基材的双面沉积绝缘层;
步骤804:在绝缘层上设置掩膜层,在掩膜层上形成刻蚀图案;
步骤806:基于刻蚀图案刻蚀绝缘层至暴露基材,形成电镀开口;
步骤808:在电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;
步骤810:在电镀种子层上形成金属化结构。
步骤812:刻蚀掩膜层;
步骤814:刻蚀去除绝缘层。
在该技术方案中,在形成金属化结构后也可以刻蚀去除绝缘层。具体地可以通过HF dip或者干法刻蚀去除绝缘层,例如可以通过离子刻蚀等技术刻蚀去除绝缘层。
实施例九
如图1所示,本发明的一个实施例提供了一种太阳能电池制备方法,包括:
步骤902:通过制绒工艺处理晶体硅衬底;
步骤904:在晶体硅衬底的双面制备非晶硅层;
步骤906:在非晶硅层上制备透明导电层,形成基材;
步骤908:通过上述任一技术方案的半导体器件金属化方法在基材上形成金属化结构。
本发明提供的太阳能电池制备方法,通过上述任一技术方案的半导体器件金属化方法在基材上形成金属化结构,在太阳能电池制备过程中,可以选用太阳能行业生产中大规模量产设备,如(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD),激光,丝网印刷等技术进行金属化结构的形成,大大降低了太阳能电池制备的成本。
具体地,在形成金属化结构后,可以保留沉积在基材上的绝缘层,绝缘层与基材形成双减反射层结构,可以提升太阳能电池的性能,减少透明导电层所需材料的使用。
具体地,透明导电层的选材为透明导电氧化物材料的(Transparent ConductiveOxide,TCO)。
实施例十
如图1所示,本发明的一个实施例提供了一种太阳能电池制备方法,包括:
步骤1002:通过制绒工艺在电阻率为0.1至5ohm·cm的晶体硅衬底上制备边长为1um至10um的绒面;
步骤1004:在晶体硅衬底的双面制备厚度为1nm至30nm的非晶硅层;
步骤1006:在非晶硅层上制备厚度为50nm至150nm,折射率为1至3的透明导电层,形成基材;
步骤1008:通过上述任一技术方案的半导体器件金属化方法在基材上形成金属化结构。
在该技术方案中,进一步提供了晶体硅衬底的参数、绒面尺寸、非晶硅层的厚度和透明导电层厚度与折射率,能够进一步保障太阳能电池的性能。进一步地,在形成金属化结构的过程中,沉积绝缘层的折射率为1至3,以适配于透明导电层,能够与透明导电层形成双减反射层结构。
具体实施例
本发明的一个实施例提供了一种太阳能电池制备方法,包括:
步骤1102:通过制绒工艺处理晶体硅衬底;
步骤1104:在晶体硅衬底的双面制备非晶硅层;
步骤1106:在非晶硅层上制备透明导电层,形成基材;
步骤1108:通过上述任一技术方案的半导体器件金属化方法在基材上形成金属化结构。
如图12至图17所示,在该实施例中,异质结构太阳能电池(Hetero Jun Ction,HJT,HIT,SHJ)的制备在完成制绒清洗、非晶硅、透明导电层206(TCO)等前段工艺后,利用已经在太阳能行业生产中大规模量产设备,如PECVD,激光,丝网印刷等技术进行金属化,采用PECVD、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)、离子体沉积(Reactive PlasmaDeposition,RPD)等等真空设备,进行TCO表面沉积一层SiNx绝缘层4(SiOx、MgF、Al2O3等),作为电镀保护层,采用激光机(或者干法刻蚀等)在绝缘层4刻画出栅线图形,作为电镀开口6的区域,然后利用丝网印刷机(或者喷墨打印机等),在开口区域印刷导电浆料作为电镀种子层8。由于绝缘层4一般具有减反射的作用,通过膜层设计与工艺优化,其可与TCO膜层形成双层减反射层,在电镀工艺结束后,可以选择不除去非金属区域的绝缘层4,绝缘层4与TCO材料的双减反射结构对于提高SHJ电池的电流和降低TCO材料的使用有帮助。
在该实施例中,在硅片上完成金属化之前的工艺,如图12所示,形成基材2的过程包括,包括制绒清洗,双面本征/掺杂非晶硅沉积,双面TCO薄膜沉积。晶体硅衬底202电阻率为0.1至5ohm·cm,绒面大小为1至5um,或者绒面大小在4至10um;非晶硅层204厚度为1至30nm,TCO薄膜为可以为氧化铟锡(Indium Tin Oxides,ITO)或钨氧化铟(In2O3:W,IWO)等透明导电材料,厚度为50至150nm,折射率为1至3。
在该实施例中,完成前段工艺后,即进入金属化工艺,器件结构随工艺变化如图13至图17所示:
如图13所示,第一步,使用板式PECVD在基材2正反面的TCO膜之上,分别沉积一层SiNx薄膜作为电镀绝缘层4。SiNx的膜厚为10至2000nm,折射率为1.0至3.0。SiNx与TCO薄膜通过厚度,折射率等设计和工艺调试形成双减反射层结构,可在电镀后选择不除去该绝缘层4。
如图14所示,第二步,利用激光在绝缘层4上刻画出电镀开口6,除去绝缘层4,露出TCO薄膜层,开口图形即为金属化图形,一般采用皮秒激光以减少激光损伤,也可以采用其它激光器或者技术;开口的宽度一般在2微米至100微米之间,根据工艺目的适当调整开口宽度。
如图15所示,第三步,利用丝网印刷机在电镀开口6处印刷导电浆料,依据不同的导电材料特性,选择烘干或烧结工艺,完成选择性电镀种子层8制备。
如图16所示,第四步,通过电镀工艺,在选择性电镀种子层8上生长铜电镀层和锡电镀层,作为SHJ的金属化结构10。通过控制电镀工艺参数,可以调节金属栅线的高度和宽度。
如图17所示,第五步,通过湿法刻蚀,如HF dip,或者其它干法,例如,等离子刻蚀等技术,除去SiNx绝缘层4,形成SHJ太阳能电池结构。
在本发明的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体器件金属化方法,其特征在于,包括:
在基材的双面沉积绝缘层;
在所述绝缘层上设置掩膜层,在所述掩膜层上形成刻蚀图案;
基于所述刻蚀图案刻蚀所述绝缘层至暴露所述基材,形成电镀开口;
在所述电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层;
在所述电镀种子层上形成金属化结构。
2.根据权利要求1所述的半导体器件金属化方法,其特征在于,所述在基材的双面沉积绝缘层的具体步骤包括:
在所述基材的双面沉积厚度为10nm至2000nm的绝缘层。
3.根据权利要求1所述的半导体器件金属化方法,其特征在于,所述在基材的双面沉积绝缘层的具体步骤包括:
在所述基础的双面沉积氧化硅、氟化镁及氧化铝中的至少一种,形成所述绝缘层。
4.根据权利要求1所述的半导体器件金属化方法,其特征在于,所述刻蚀所述绝缘层至暴露所述基材,形成电镀开口的具体步骤包括:
通过激光机光刻部分所述绝缘层至暴露所述基材,形成电镀开口;或
通过等离子刻蚀部分所述绝缘层至暴露所述基材,形成电镀开口。
5.根据权利要求1所述的半导体器件金属化方法,其特征在于,所述在所述电镀开口处设置导电浆料,形成电镀种子层的具体步骤包括:
通过丝网印刷机在电镀开口处印刷导电浆料;
对所述导电浆料进行烘干或烧结,形成所述电镀种子层。
6.根据权利要求1所述的半导体器件金属化方法,其特征在于,所述在所述电镀种子层上形成金属化结构的具体步骤包括:
通过电镀工艺在所述电镀种子层上沉积铜电镀层和/或锡电镀层,形成所述金属化结构。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体器件金属化方法,其特征在于,还包括:
刻蚀所述掩膜层;
未被刻蚀的部分所述绝缘层与所述基材形成双减反射层结构。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体器件金属化方法,其特征在于,还包括:
刻蚀所述掩膜层;
刻蚀去除所述绝缘层。
9.一种太阳能电池制备方法,其特征在于,包括:
通过制绒工艺处理晶体硅衬底;
在所述晶体硅衬底的双面制备非晶硅层;
在非晶硅层上制备透明导电层,形成基材;
通过权利要求1至8中任一项所述的半导体器件金属化方法在所述基材上形成金属化结构。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,包括:
通过制绒工艺在电阻率为0.1至5ohm·cm的晶体硅衬底上制备边长为1um至10um的绒面;
在所述晶体硅衬底的双面制备厚度为1nm至30nm的非晶硅层;
在非晶硅层上制备厚度为50nm至150nm,折射率为1至3的透明导电层。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118507588A (zh) * 2024-04-30 2024-08-16 无锡琨圣智能装备股份有限公司 栅线制备方法及光伏电池片

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105140308A (zh) * 2015-08-13 2015-12-09 常州天合光能有限公司 一种异质结太阳电池电镀铜电极的制备方法
US20160043267A1 (en) * 2013-12-20 2016-02-11 Seung Bum Rim Solar cell emitter region fabrication with differentiated p-type and n-type region architectures
CN108649077A (zh) * 2018-06-21 2018-10-12 苏州太阳井新能源有限公司 一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片、制作方法和应用方法
CN108807565A (zh) * 2018-07-13 2018-11-13 苏州太阳井新能源有限公司 一种钝化接触电极结构,其适用的太阳能电池及制作方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160043267A1 (en) * 2013-12-20 2016-02-11 Seung Bum Rim Solar cell emitter region fabrication with differentiated p-type and n-type region architectures
CN105140308A (zh) * 2015-08-13 2015-12-09 常州天合光能有限公司 一种异质结太阳电池电镀铜电极的制备方法
CN108649077A (zh) * 2018-06-21 2018-10-12 苏州太阳井新能源有限公司 一种无主栅双面电镀金属化太阳能电池片、制作方法和应用方法
CN108807565A (zh) * 2018-07-13 2018-11-13 苏州太阳井新能源有限公司 一种钝化接触电极结构,其适用的太阳能电池及制作方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
云斯宁: "《新型能源材料与器件》", 31 May 2019, 中国建材工业出版社 *
刘建国等: "《普通高等教育"十三五"规划教材 高等学校新能源科学与工程专业教材 可再生能源导论》", 28 February 2017, 中国轻工业出版社 *
高鸿锦等: "《新型显示技术 上》", 31 August 2014, 北京邮电大学出版 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118507588A (zh) * 2024-04-30 2024-08-16 无锡琨圣智能装备股份有限公司 栅线制备方法及光伏电池片

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