TW200813266A - Plating process - Google Patents

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200813266 .九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於金屬電鍍領域。詳言之，本發 明係關於光伏裝置(photovoltaic device)之金屬電鍍領域。 【先前技術】 光伏裝置，如：太陽能電池，通常包含半導體晶圓， 該半導體晶圓形成單一的大PN接面。當電磁輻射（如：陽 光)入射其中時’接面在裝置中產生電載子並產生電流’該 ⑩電流必須經匯集且傳輸至外部電路。所產生之電流大致上 與入射的輻射成比例。金屬圖案（metallic pattern)與PN接 面之兩側呈歐姆接觸以匯集電流。此等金屬圖案需提供低 電阻路徑以使所產生之電流的電阻損失減至最低。該金屬 圖案必須在其實體範圍（physical extent)做限制，尤其是在 裝置的正面，以便於將該阻擋入射輻射能量（亦即，以電流 產生為目的而流失之能量）的表面積減至最小。典型地，該 φ正面金屬圖案包含非常高導電性材料的狹窄長條。 在平板矽太陽能電池的製造中，令人滿意的金屬圖案 可藉由下述方式獲得：施加歐姆接觸之薄型圖案化層及阻 障層材料，以及於隨後再進行金屬化。一種金屬化方法是 使用銀膠（silver paste)進行網版印刷（screen-print)，該銀膠 提供具有足夠低電阻的厚導體以供許多應用。然而^該銀 膠本身並不具有足夠低的電阻以提供最理想的太陽能電池 性能。因此需要更能導電的材料，如鍍銀或鍍銅，以將該 會降低太陽能電池效率的電阻損失減至最低。銀以電解方 5 93983 200813266 "式沉積於光伏裝置上，其中係透贿射能的使用而於裝置 中產生電流。在此等電解銀電鍍製程中，當於該裝置的一 表面施加電壓’同時以輻射能照射該襞置的相對表面時， 則達到銀層的均勻沉積。 用於此等光辅助型電鍍⑽ht assisted咖㈣）的習知 鍍 η :夕1慮’如.刼作、廢料處理以及環境的 ίΓ卿㈣用於光伏裝置之光輔助型電 C。 此寺電鍍洽並不含氰化物。美國專利第 调綱Η。此議η)揭露—種由結晶石夕所製成J = :池：；鑛製程。此專利使用含氰化物的銀電鑛浴作為實b 二：::㈣實提及可使用不含氛化物的銀電錢浴： 乂―不含氛化物的一 ^ 浴仍:二ΓΓ，對於合適的不含氛化物之金屬電鑛 射能昭射制其疋銀電鑛浴，該銀電鍍浴可用於以輕 夠的安定性Γ”又衣程，且此等電鐘浴在使用條件下具有足 【發明内容】 本發明彌補了 &、+、^ ^ u 伏效應的光敏裝置(‘々η，,供用於電缠位在展現光 含··提供具有至少方法，包 有光伏接面形成於其中欠體晶圓，該晶圓具 中-者曝露於光時❿〗^日日81的主要表面之其 負电何係匯集於該主要表面之第一者 93983 6 200813266 以及正電荷係匯集於該主_而々μ 一 含氰化物之金屬電获、、欠之弟二者，·使該晶圓與不 € ^ B ID el ^ 、·又办接觸；施加電位於該電鍍浴；以 使》亥日日0曝露於光，以在 ± Φ主二 中該電鍍洛為水溶液且包I:二要表面沉積金屬層，其 確基化合物、至少—種尺^屬離子、至少一種水溶性含 物、以及至少f自：劑、至少—㈣胺基化合 混合物之成分。水溶性胺基酸、水溶性磺酸、及其 接二具主=晶圓t不含氰化物之金屬電鑛浴 φ 、 、面上&供金屬塗饰物。該具體例 中，係每生金屬遷移，該 辞—士 遷移至電鑛洛中，接著異―拉以弟一主要表面的塗佈物 主要表面。 者再攸讀浴遷移至帶負電荷的第- 助型2明所使用之不含氛化物的金屬電鑛浴在用於光輔 、。之光伏裝置上提供金屬沉積物。 【實施方式】 本說明書全文所採用之術語，，電鑛，，意指金屬層的沉 貝如文中所|曰，係藉由例如電鍍或無電電鍵進行沉積。” 二積及”電鍍”在本說明書全文中可交換使用。該不定冠 詞”一 ”(”a”及”an，，)係意欲同時包含單數及複數。除非文^ 另外清楚指示，否則下列縮寫具有下列涵義：攝氏度 數；g=克；mL=毫升；卜升；A=安培;/心分米，· 微米；以及mn=奈米。除非文中另外指示，否則所有百分 比及比率皆以重量表示。所有範圍皆包含上下限值且可： 93983 7 200813266 •任何順序組合使用，^非此等數值範圍顯然受到總和至多 10 0 %之限制外。 大範圍種類的光伏裳置均可使甩於本發明，例如，舉 例而言，太陽能電池。此等光伏裝置典型地係使用半導體 基材，造’例如半導體晶圓。於一具體例中，太陽能電池 係由單晶或多晶或非晶系石夕晶圓組成。於另一具體例中， 太陽能電池係由多晶石夕晶圓組成。雖然下文之敛述係有關 石夕晶圓，但所屬技術領域中具有通常知識者應察知其它適 、合的半導體晶圓，例如錁4化物、石夕·錯、及鍺，亦可適 宜地與本發明併用。當使时晶圓時，該等梦㈣典型地 具有P型基極摻雜（p_type base d〇ping)。 晶圓可為圓形、方形或矩形，或可為任何適合的形狀。 此等晶圓可具有廣泛的尺寸變化。例如··圓形晶圓可呈有 i5〇nm、200nm、300nm、400nm 或更大的直徑。-匕晶圓的背面係經金屬化。該背面可完全經金屬塗佈或 k月面可^刀Μ金屬塗佈，以形成例如栅極（扭句。此 面之金屬化可由各種技術提供，且可在晶圓正面之金屬化 :别施行或是與晶圓正面之金屬化同時施行。於一具體例 中’金屬㈣㈣轉轉形式施加於#面，該導電 =含銀膠、含銘膠或含銀與銘谬。此等導電谬典型地包 S嵌埋於玻璃基質及有機黏結劑中之導電性顆粒 :經由多種技術施加至晶圓，例如網版印刷。施加導恭膠 ^ ’係進行烘烤（fire)以移除該有機黏結劑。當所使用:導 電谬含有！呂時，錯係部分地擴散入該晶圓背面，或如果所 93983 8 200813266 • 使用之導電膠亦含有銀時，則鋁可與銀形成合金。使用此 等含鋁膠可改善電阻接觸（resistive contact)並提供”P+”摻 雜區。亦可藉由先施加鋁或硼，再於隨後進行交互擴散 (interdiffusion)，以產生重摻雜”P+”型區。於一具體例中， 可在施加背面金屬塗佈物之前，將含鋁膠施加至背面並烘 烤。來自經烘烤之含鋁膠的殘餘物可視需要在背面金屬塗 佈物施加之前移除。於另一具體例中，可將晶種層（seed layer)沉積於晶圓背面並且可藉由無電電鍍或電解電鍍將 ⑩金屬塗佈物沉積於該晶種層上。藉由使用本發明，位於晶 圓背面之晶種層上的此等金屬沉積可與晶圓正面的金屬沉 積同時施行。 為了提供晶圓正面經改良之光射入幾何以降低反射， 該表面可視需要進行結晶定向組織餘刻（crystal-oriented texture etching)。為了產生半導體接面，係於晶圓正面進 行磷的擴散或離子植入以產生η型摻雜區以及提供具有 赢ΡΝ接面之晶圓。

V 可視需要將介電層加至該晶圓正面。此等介電層可同 時作為鈍化層及抗反射層。合適的介電層包含，但不限於： 氧化矽層，如SiOx ;氮化矽層，如Si3N4 ;氧化矽層及氮 化矽層的組合；以及氧化矽層及/或氮化矽層與氧化鈦層 如：TiOx的組合。前述式中，X為氧原子的數目。此等介 電層可藉由數種技術沉積，例如各種氣相沉積方法。 晶圓正面典型地含有金屬化之圖案。例如，晶圓正面 可由電流匯集線與電流匯流排組成。相對於電流匯流排， 9 93983 200813266 電流匯集線典型地為橫向 (亦即，尺寸）。 且典型地具有相當精細 的結構 〜日曰0正面可使用導電膠進 化，該導電膠可鱼用於曰 b 至荀 /、用於日日51月面的任何導電膠相同或不 同。用於將晶圓正面泰屬/μ AA、音 口止面孟屬化的導電膠典型地不含鋁。 晶圓背面及正面之任你塞带河 、 囬〈任冑¥電膠的烘烤可於 於個別操作中進行。除了別的ra本从 素外，用於烘烤導電膠的 皿摩將取決於所使用之特定導電膠、所使用之任何介電層 (或抗反射層）的厚度。此箄 且古、此寺，皿度之砥擇係所屬技術領域中 ^通⑦知識者能力之内所能完成者。此外，所屬技術領 F =有通常知識者應察知該烘烤製程可於含氧氛圍、惰 ，圍、還原氛圍或此等之任何組合下進行。例如，該供 I在含有少許氧之氛圍中以第—温度進行，接著再於惰 性氛圍或還原氛圍下以第—、、w 一 ^ '月 ㈣卜以弟叫皿度進订，其中該第二溫度比 該弟一溫度更高。 馨於烘烤製程之後，該晶圓可視需要與緩衝之酸溶液接 例如缓衝之氫氟酸溶液，以移除於烘烤程序期間所產 =任何氧化物。此等接觸可藉由錢該溶液至該晶圓上 二日由’又'貝該日日圓至此等溶液中或藉由其它適當的方式進 、於另一具體例中，該晶圓正面係塗佈有視需要之抗反 射層，如氮化矽。之後再將溝槽圖案界定於該晶圓的正面 十。該溝槽圖案延伸穿越該抗反射（或介電）層並進入該晶 圓之半導體主體。該等溝槽可延伸丨至25度至該 93983 10 200813266 日日0之+導體主體内。較深及較溝产 各種方法均可用爽荐才曰冰度均可使用。 =、機械方法及微影製程，所有該等方法皆心 心。此類機械方法包含錯切及劃痕。旦 包含將可成像材料配置 厂左的先心衣私 j形成溝槽，將溝槽圖案轉移至該晶1]，把金屬声沉 【案以及移除可成像材料。於-具體例中，係在 i “ Α積於溝槽圖案的步驟之前將該可成像材料移 =。於另—具體例中，係在使金屬層沉積於溝槽圖案的步 之後將材成像材料移除。#該可成像材料存在於金屬 沉積步驟期叫’此等可成像材料應避免任何會吸收金屬 >儿積步驟期間所使用之輕射波長之染料，如對比染料。存 在於電鍍步驟期間的可成像材料應含有對電鍍步驟期間所 使用之輻射波長呈可穿透之染料。 曰忒可成像材料為液體時，此等材料可藉由任何適當 _的技術配置於該晶圓表面，例如，但不限於：旋轉塗佈、 =刀成形、簾幕塗佈及滾筒塗佈。當該可成像材料為乾膜 守此等材料可藉由層合（lamination)方式配置於該晶圓表 面。 該可成像材料的圖案化係藉由將該可成像材料透過遮 罩曝路於光化輪射而完成。光化輻射的選擇將視所選用之 特定可成像材料而定。適合的光化輻射波長包含，但不限 於· 500nm 至低於 2〇〇nm，例如 430nm、405nm、365nm、 248nm及193nm，與極紫外光（EUV)及電子束。雷射亦可 93983 11 200813266 - 用於將該可成像材料圖案化。 接下來將可成像材料之圖案轉移至該晶圓基材。圖案 轉移可使用濕式化學I虫刻技術或使用乾式I虫刻技術進行。 適合的乾式蝕刻技術包含，但不限於：電漿蝕刻，例如反 應性離子蝕刻。該溝槽圖案典型地係由相對狹小的橫截面 尺寸之線條（該等線條為電流匯集線）以及相對粗的橫截面 尺寸之線條（該等線條為匯流排）所組成。該匯流排相對於 電流匯集線呈橫向。 # 該可成像材料可利用適當的聚合物去除劑移除，例如 彼等由 Rohm and Haas Electronic Materials (Marlborough, Massachusetts)所販售者。此等去除劑可為驗性、酸性或實 質上中性。 無論該用於形成溝槽圖案的技術為何，此等溝槽可視 需要與酸（如：氫氟酸）或驗接觸以建構（texture)或粗糙化該 溝槽表面構造。視需要地，可使用η型摻雜劑進行另一擴 馨散製程，而於溝槽區產生，，η++”摻雜。 導電膠典型地係沉積於該晶圓正面的溝槽中。晶圓背 面可於該正面之前、該正面之後、或與該正面同時金屬化。 當該背面使用導電膠予以金屬化時，該正面與背面係典型 地於單一步驟烘烤。 在該晶圓之正面圖案與背面使用導電膠予以金屬化之 後，接著將金屬層沉積於該正面導電性圖案上。此等金屬 層可為任何適當的導電性金屬，例如金、銀或銅，而典型 為銀。於一具體例中，該經沉積之金屬層係由該導電膠中 12 93983 200813266 -所使用之相同金屬所組成。例如，於含銀導電膠上沉積银 層。 相較於僅由經烘烤之導電膠所組成之圖案，該位於經 烘烤之導電膠上含有經沉積之金屬層（尤其是電沉積金屬 層）的圖案係具有增進之效能。此外，於經烘烤之導電膠上 使用經沉積之金屬層將使該電流匯集線及匯流排的寬度得 以減少’該電流匯集線及匯流排之寬度的減少將提供更多 可曝露於入射光的太陽能電池表面，因此有更多的電流產 生。較小的金屬線意謂著有較少的金屬在表面阻擋入射光。 第1圖說明本發明之代表性光伏裝置5，例如太陽能 電池。裝置5具有含PN接面及背面U以及正面12之半 導體晶圓。背面11係經金屬化，例如使用銀予以金屬化。 正面12含有由匯流排14及電流匯集線15所組成之金屬圖 案（如：銀圖案）。該金屬圖案是由在含銀導電膠上之經沉 %之銀層所組成。該金屬圖案與正面12呈歐姆接觸。典型 地’正面12係以抗反射塗佈物覆蓋（未圖示），例如氮化矽 或其它介電材料。 該晶圓現在準備在該正面圖案上以及該經金屬化之^ 面上電鍍金屬層。本發明中，係使用不含氰化物之電似 同時使該晶圓接受入射光而將金屬層，尤其是銀層，沉着 Z經供烤之導電膠上。用於本發明之電錢浴為水溶液』 匕3金屬離子、至少—種水溶性切基化合物、至少一 界面活性劑、至少一種醯胺基化合物、以及至少一種里I 水溶性絲酸、水雜磺酸、^其混合物之成份。^ 93983 13 200813266 -本發明之銀電鍍浴可為由 Rohm and Haas Electronic Materials，Marlborough，Massachusetts.購得之 ENLIGHTtm silver plate 600 ° 本發明電鍍浴的金屬離子可經由使用任何適當的可溶 . 於溶液的金屬化合物提供，典型地為金屬鹽。此等金屬化 合物包含，但不限於：金屬鹵化物；金屬硝酸鹽；金屬羧 酸鹽，如醋酸鹽、金屬曱酸鹽及金屬葡萄糖酸鹽；金屬-胺基酸複合物（complex)，如：金屬-半胱胺酸複合物；金 鲁屬烧基續酸鹽，如金屬曱烧續酸鹽及金屬乙烧績酸鹽；金 屬羥烷基(alkylol)磺酸鹽；金屬甲苯基磺酸鹽；以及金屬 驗石黃酸鹽。例示之金屬化合物包含銅化合物、金化合物及 銀化合物。於一具體例中，該金屬化合物為銀化合物。詳 言之，合適的金屬化合物包含硝酸銀、銀-半胱胺酸複合 物、曱烧績酸銀、乙烧磺酸銀、丙烧磺酸銀、紛續酸銀、 以及醋酸銀。所屬技術領域具有通常知識者應察知，當該 0金屬為銀時，該金屬鹽典型地不為鹵化銀，因為此等鹽的 溶解度有限。金屬化合物之混合物可用於本發明之電鍍 浴。此等混合物可為具有相同金屬但為不同化合物之金屬 化合物，如硝酸銀與銀-半胱胺酸複合物之混合物；或是具 有不同金屬之金屬化合物，如銀-半胱胺酸複合物與葡萄糖 酸銅的混合物。當使用具有不同金屬之不同金屬化合物的 摻混物時，本發明之金屬電鍍浴將沉積不同金屬的合金。 該金屬化合物係以充分的量加至該電鍍浴，以於電鍍 浴中提供0.1至60g/L，更典型地自0、5至50g/L，又更典 14 93983 200813266 ^ 型地自1至50g/L的金屬離子濃度。當該金屬離子為銀離 子時，該電鍍浴中的銀雜子濃度典型地量為2至40g/L。 此等金屬化合物一般可由多種來源購得，如：Aldrich chemical company，Milwaukee，Wisconsin 〇 本發明之金屬鍍浴為電鍍浴且含有電解質。任何廣泛 的電解質種類皆可用於本發明金屬電鍍浴，包含酸及驗。 例示性電解質包+，但不限於：烷磺酸類，如甲烷磺酸、 乙烷磺酸及丙烷磺酸；羥烷基磺酸類；芳基磺酸類’如曱 •苯磺酸、苯基磺酸及酚磺酸；含胺基的磺酸類，如醯胺基 磺酸；磺胺酸；礦酸類；羧酸類，如曱酸及鹵乙酸類；氳 鹵酸類（hydrogen halide acid);及焦鱗酸鹽。所屬技術領域 中具有通常知識者應察知酸及鹼之鹽類可使用作為電解 質。再者，該電解質可含有酸之混合物、鹼之混合物、或 一種或多種酸與一種或多種驗之混合物。此等電解質一般 可由多種來源購得，如：Aldrich chemical company。 φ 雖不欲受理論所侷限，但咸信該含硝基化合物於本發 明電鑛浴中具有安定及複合（complex)該電鑛浴之作用。任 何廣泛種類的水溶性含硝基化合物皆可使用。此等含硝基 化合物包含，但不限於：含硝基之羧酸類及其鹽類，以及 含石肖基之續酸類及其鹽類。此等含ί肖基化合物可含有^ 一個 或多個硝基。該水溶性之含硝基化合物典迨地具有至少一 個雜環基。於再一具體例中，該含硝基化合物是芳族雜環 化合物。例示性之含硝基化合物包含，但不限於：2-硝基 鄰苯二曱酸、3_硝基鄰苯二曱酸、4-硝基鄰苯二曱酸及/或 15 93983 200813266 -間石肖基苯石黃酸。典型地，該含石肖基化合物在該電鑛浴中的 使用量為（U至200g/L，且更典型地為〇 5至17够，又 ^典型地為！至15Gg/L。此等含石肖基化合物—般可種 來源購得，如 ★廣泛的界面活性劑種類皆可使用於本發明中。任何的 陰離子性、_子性、兩性料性及非料性界面活性劑 ㈣使用。例示性之非離子性界面活性劑包含號轴酸之醋 ，於4體例中’該界面活性劑係選自陽離子性及兩性 T子性界面活性劑。例示性之陽離子性界面活性劑包含， ，不限於：自Degussa所購得之商標名為teg〇tainTa^々 乳化j，3·二癸基_2_甲基味唾鑌。於另一具體例中，該界面 2劑為兩性離子性，例如自Degussa所購得之商標名為 〇TAINTM㈣基甜菜驗。亦可使用界面活性劑的混合 物。此等界面活性劑典型地係以G. 1至5g/L的量存在於電 錢浴中。 視需要地，維生素可包含於本發明之電鍍浴中。它們 可為脂溶性或水溶性。典型地，可使用水溶性維生素。適 ，溶性維生素包含A、Di、D2、D3、Ki、KjE4 虽的水溶性維生素包含c、Bi、B2、B3UU# =之維生素包含，但不限於：視網醇（維生素A)、固醇類、 >角_化固醇（維生素〇2)、膽转化固醇（維生素⑹、葉綠 酉昆（維生素1)、多異戊烯甲萘醌（維生素〖2)、^生育紛（維 生素、E)、万-生育酚（維生素E)、抗壞血酸（維生素〇、抗 、申、二人素（維生素Βι)、菸鹼酸、核黃素（維生素B2)、泛酸、 93983 16 200813266 -生物素、抗皮膚炎素（維生素BO、葉酸及氰鈷銨素（維生素 Bi2)。特別合適的維生素包含：抗壞血酸（維生素C)、抗神 經炎素（維生素B!)、菸鹼酸、核黃素（維生素b2)、泛酸、 生物素、抗皮膚炎素（維生素B6)及葉酸。如本文採用，該 術語”維生素”意欲包含維生素的鹽氣。 一般說來，當添加維生素至該電鍍浴時，存在於該電 鍍浴中的維生素含量為〇·〇1至150g/L，典型地自〇.5至 l〇〇g/L以及更典型地自丨至i〇〇g/L。維生素一般可由多種 •來源購得，如：Aldrich chemical company。 廣泛種類的醯胺基化合物皆可使用於本發明電鍍浴 中。合適的含胺基化合物包含，但不限於：續酸聽胺類， 如琥珀酸磺醯胺；以及羧酸醯胺類，如琥珀酸醯胺（succinic acid amide)(琥珀醯胺酸）。 一般說來’存在於本發明電鍍浴中的醯胺基化合物含 量為0.01至150g/L，典型地自〇·5至1〇〇g/L以及更典型 ⑩地自1至1 〇〇g/L。醯胺基化合物一般可由多種來源購得， 如Aldrich chemical company。此外，醯胺基化合物可於原 位自醯亞胺產生，例如自琥珀醯亞胺產生。雖不意欲受理 論所限，但在浴溫下添加至鹼性浴的醯亞胺係轉換為其相 對應的醯胺基化合物。咸信此係藉由羥基離子（〇H_)在醯亞 胺的碳-氮（C-N)鍵進行親核性攻擊而發生。 任何胺基酸皆可適當地用於本發明電鍍浴，包含胺基 酸之衍生物以及胺基酸之鹽類。本發明胺基酸除了可含有 一個或多個胺基外，亦可含有一個或多個巯基。例示之適 93983 17 200813266 -合的胺基酸包含，但不限於：甘胺酸、丙胺酸、半胱胺酸、 甲硫胺酸及4-胺基-菸鹼酸。若於本發明電鍍浴中使用胺基 酸時，胺基酸之用量為0.1至150g/L，典型地自〇 5至 150g/L，以及更典型地自0.5至125g/L。胺基酸之混合物 亦可使用。此等金屬化合物—般可由多種來源購得，如：

Aldrich chemical C〇mpany。當該金屬為銀時，所存在之水 /谷性胺基酸化合物典型地係超過銀之化學計量。 廣泛種類之水溶性磺酸均可用於本發明電鍍浴。例示 籲性之姐包含前述㈣電解f之任何賴。#使料酸作 為電解質時，則不再需要石黃酸。典型地，該確酸之含量為 〇·1 至 200g/L〇 視需要地，本發明雷赛、、欠I^ ^ a包緞冷可含有一種或多種額外居 份。此等額外成份包含，但不限於：光亮劑、晶粒細化劑 延展性增進劑、抗舰劑（anti_taniishagent)及抗束劑。令 :化合物可使用作為光亮劑。詳言之，適當的含砜化合私 ^風基上含有-個或二個芳族環。此等芳族環可視需要經 取代。ή 基及金屬之取代基 曰^田存細，該含軌合物典型地在_ 置為0·001至5g/L 〇 之用 、尹、泛種類的抗鏽钱劑皆可視需要用於本發明詩 。適當的抗鏽#劑包含，但不限^:三唾類 二 類、四哇類、畔4 _ #、， 、本开— ' ’、力、、本开咪唑類及吲唑類。特別適用 ^ 16)烷基咪唑類及芳基咪唑類。例示 之抗鏽钱劑包含，但不限於：甲基咪唾、乙基咪哇、丙 93983 18 200813266 。米哇、己基口米哇、癸其 一 4 ， 、土水圭、十一基咪唑、1-苯基咪唑、 二 基苯并三唾、胺基苯并三唾、2__唾甲盤、 本开三哇羧酸、2-胍基苯并.米唾、2_ 唑、羥乙基苯并r唑、鉍7 k 風本开二 一 踁乙基味唑、羥基苯并咪唑及1 24- ^心抗鏽_混合物可有利地用於本發明電鑛浴中’。’一 般祝來，當使用抗職劑時，其含量為自UN至。 在另一具體例中，該金屬電鍍浴可視需要含有緩衝 背。列不性之緩衝劑包含，但不限於：删酸鹽緩衝液（如· 碟酸鹽緩衝液、獰檬酸鹽緩衝液及碳酸鹽緩衝液。 ^緩衝液^用置係足以將電鐘浴的PH值維持在所欲之程 又’此等量為所屬技術領域中具有通常知識者所熟知。 在又/、體例中，可視需要將合金金屬加至該電鍍浴 二任何適當的合金金屬都可使用。此等合金金屬為所屬 技術領域中具有通常知識者所熟知。 ,本發明電鍍浴典型地具有pH值範圍為7至14，更典 >型地自7至12’且又更典型地自9至12。本發明電鍵浴= /皿度範圍典型地為1G至3G〇c。當該電鍍浴為銀電鐘 办％，該挺作溫度範圍典型地為1〇至2〇它，且更典型地 自15至20。〇。冷凍器典型地係用來將該電鍍浴的溫 持在低於室溫。 本發明所使用不含氰化物之金屬電鑛浴於光辅助型電 鍍所使用之照射條件下具有足夠的安定性，以於符合所欲 規才°之光伏I置上提供金屬沉積物。此外，由於本發明電 鍍浴不含氰化物，因此本發明金屬電鍍浴比習知的光誘導 93983 19 200813266 *^鑛浴更具生態優點。本發明更進—步的優點是在該經全 屬電鍍之光伏裝置上亦可能有高度電流輪出，以致於可 低在該金屬電鑛步驟期間的能源使用量，因而降低操作士 Ϊ二更進一步的優點是本發明電鍍浴在容許其使用之光誘 導電鍍條件下係足夠安定的。 ϋ 現在準備在經圖案化之晶圓5上沉積厚的金屬層 的衣置。如上述所製備之該經圖案化之晶圓5係浸入 :2〇二電鍍浴21中。經圖案化之晶圓5於電鍍槽中“ 才^亥电㈣21係如上所述。配置光源25而藉由廣泛地 ^數字27指示之輕射能照射晶® 5。電源、24之正極端盘 二=22接觸而負極端與晶圓5的背部或是p侧接觸： 如石化之晶圓5為矽太陽能電池，則光源25可為例 央鹵素燈泡以提供類似於太陽能光譜之能量，該 =電:也對太陽能光譜為光伏敏感者。其它各種絲都可 丨使用，例如，但不限於，白熾燈泡如25〇細燈泡，以及 2燈泡。該光能27可為連續式或脈衝式。脈衝式照射可 猎由例如以機械式遮光器遮斷該光而達成。 的材ί=Γ必岐由無法與該電錢浴21產生化學反應 4斤衣成且亦必須為光能27可穿透性。者， :可：平地放置在電鍍槽20中並自該電鍍浴之上二曰: 二’：此情況下的電鍍槽20不需要具有可穿透性。如所 :二了晶圓5上電鍍銀’石英燒杯為適當之電 、又才曰20。銀％極22，例如銀片，係溶解於該電錢浴中並且 、 93983 20 200813266 -於電鍍進行時以銀維持該電鍍浴的飽和。 以光此27照射晶圓5正面並自電源供應器24施加電 位至該電鍍槽，以同時於晶圓5的正面及背面進行電鍍。 所轭加之電位可為連續式或脈衝式。該照射之光能在太陽 月匕书池中產生電流。由於所產生之電流與該入射光強度成 比例’因it匕晶圓5正面的電鍍速率是該晶圓輻射入射強度 的函數。該正面與背面的電鍍速度係分別藉由調整該光強 度與該外部電流密度而獨立地控制。聚光型太陽能電池一 i所I之銀層厚度為〗至25#m，而精確的厚度則取決於 ^種因素’例如取決於應用方面、電池尺寸、圖案幾何學 於本务明所使用之該經施加之電位可具有一範圍之 /现山度典型的電流密度為自〇.lA/dm2至10 A/dm2，以 - 5L也自〇. 1 A/dm2至5 A/dm2。該特定的電流需求係 立、於所使用之晶圓之特定尺寸。若照射該晶圓正面並將 二？：降低至約5〇毫安培或更低’則電鍍會持續正常地; = 面進行’但電鑛並不發生於晶圓背面。正面心 土文^該後面電鑛的均勻性並且克服了所有與由^ 領域呈右、甬〜 姆屋降相關的難題。所屬技肩 J二;、有心知識者應察知該本發明電_程可視需要乂 程。口或夕個反向電鍍步驟，例如脈衝週期式反向電鑛| 土述製程係特财照銀層的電鍍進行㈣。但 。、匕材料，例如銅、全 Μ技 J孟或者錫與鎳之混合物亦同樣 93983 21 200813266 。有良好操作。錫與鎳之混合物可由包括氯化亞錫、氯化鎳、 氫氧化銨及氟化銨之水浴來進行電鍍。已發現該錫鎳混合 物係使用作為覆蓋於其他金屬層上之環境性惰性罩 (environmentally inert cap) 〇 上述具體例之敘述係舆用在太陽能電池之矽晶圓有 關，但本發明不應被理解成受限於此等甩法。由除了矽之 外的其它材料所製造之光伏裝置亦可使用，且可視需要進 行適當變化，例如改變所使用之光能來源。然而，若缺乏 絲響應裝置（phGt〇VGltaieally respGnsive deviee)時，該製 程則無法實行。例如，當含有經烘烤之銀膠圖案的石夕晶= 與本發明電鍍浴接觸並在無輻射光的情況下接受0 5伏特 的，屢時，則觀察到無電駐非f小的電鑛作用。此外了 在第2圖的儀器中放置不具有PN接面的無摻雜石夕晶圓， 則在該經照射之表面上並不會導致電鍍作用。當含有經烘 烤之銀膠圖案㈣晶圓與本發明钱浴接觸並在I施加電 壓的情況下接受光化輻射時’則觀察到無電鍍至;;常小的 電鍍作用H當含有經烘烤之轉圖案_晶圓與本 發明電鍍浴接觸並接受0.5伏特的電壓以及接受光化輅射 時，則立即發生金屬電鍍作用。田' 意欲以下列實施例說明本發明的各式態樣。 實施例1 銀電鍍浴係藉由結合下列成份並添加入足 (“DI”)水來製備以製成丨升的溶液。 ' 93983 22 200813266 8g/L銀葡萄糖酸銀 2g/L間石肖基苯石黃酸 10g/L曱烷磺酸溶液（70%，以 氫氧化鉀溶液中和） 25g/L琥珀酸醯胺 4g/L甲硫胺酸 lmL/L TEGOTAIN 485(1%水 溶液） 20g/L硼砂 O.lmL/L砜衍生物（1%水溶 液） 20g/L琥珀酸磺醯胺 該電鍍浴之pH值係維持在9至12的範圍。該電鍍浴溫度 係維持在25至35°C。 實施例2 銀電鍍浴係藉由結合下列成份並添加足量的DI水來 製備以製成1升的溶液。 9g/L銀，呈甲烷磺酸銀形式 4g/L 4-硝基鄰苯二曱酸 15g/L曱烷磺酸溶液（70%，以 氫氧化鉀溶液中和） 15 g/L终驗酸醯胺 10g/L甘胺酸 5mL/L TEGOTAIN 485 (1% 水溶液） 25g/L硼砂 ®該電鍍浴之pH值係維持在9.5至10.5的範圍内。該電鍍 浴溫度係維持在25至35°C。 實施例3 銀電鍍浴係藉由結合該下列成份並加入足量的DI水 來製備以製成1升的溶液。 23 93983 200813266 1 Og/L銀，呈甲烷磺酸銀形式 2g/L 2-硝基鄰苯二甲酸 5g/L甲烷磺酸溶液（7〇〇/〇，以 氫氧化卸溶液中和） 25g/L菸鹼酸醯胺 5g/L半脫胺酸 3mL/L TEGOTAIN 485(1%水 溶液） 20g/L·硼砂 O.lmL/L颯衍生物（1%水溶 液） 該電鍍浴之pH值係維持在9.5至10.5的範圍。該電鍍浴 溫度係維持在25至35。(：。 拳實施例4 重複實施例1的程序，惟將甲硫胺酸以烧氧化胺基酸 (胺基酸衍生物）置換。 實施例5 將該具有由經洪烤之銀谬所形成的電流匯集線及匯流 排圖案之如第1圖所示之晶圓與25體積％的甲烷磺酸水溶 液接觸，接著以DI水潤洗。 $ 提供含有娘電鐘浴（ENLIGHTtm silver plate 600)且裝 配有250Watt燈及銀陽極的電鍍槽。將經圖案化之晶圓浸 入該電鍍浴。藉由照射而施加1至5A/dm2的電流密度。 持續電鍍30分鐘，30分鐘後，將該晶圓自該電鍍浴移除， 以DI水潤洗1分鐘，接著乾燥。在該經烘烤之銀膠上得 到具有厚度為2至3 // m的銀沉積層。 該電鍍浴使用長達4至5個月的時間以電鍍若干晶 圓。該電鍍浴接受例行性的保養，例如補充減少的成份、 置換陽極等。於此使用期間並未觀察到電鍍浴的安定性減 24 93983 200813266 ^ 低0 【圖式簡單說明】 第1圖說明本發明之光伏裝置。 第2圖為根據本發明於光伏裝置上提供金屬塗佈物之 示意圖。 【主要元件符號說明】 5 光伏裝置 10 半導體晶圓 11 背面 12 正面 ⑩14 匯流排 15 電流匯集線 20 電鍍槽 21 電鍍浴 22 陽極 24 電源 25 光源 27 光能 25 93983

Claims (2)

1. 200813266 "十、申請專利範圍： 1. -種用於電㈣在展現光伏效應之光敏裝置上的電氣 接二之方去，係包括：提供具有至少二個主要表面之半 導:晶圓’該晶圓具有光伏接面形成於其中，以致於當 之該主要表面中之一者曝露於光時’負電荷係； :而'主要表面之第一者以及正電荷係匯集於該主要 舖、^二者；使該晶圓與不含減物之金屬電鑛浴接 加電位至該電鑛浴；以及使該晶圓曝露於光以在 表面上沉積金屬層，其中，該電鑛浴為水溶 1 一=括ι屬離子、至少—種水溶性含料化合物、至 — 界面活性劑、至少—種醯胺基化合物、以及至少 :種選自水溶性胺基酸、水溶性賴、及其混合物之成
2. 2. Lt::L利，第1項之方法，復包括在該晶圓與不含 括^ | % μ μ電鍍祕狀前，使該晶圓與包 括％酸之溶液接觸之步驟。 ^ 該石黃酸為甲烧石: 該光為連續式g 該晶圓具有抗万 如申請專利範圍第2項之方法，盆 4.如酸申請專利範圍第丨項之方法，:中 脈衝式。 A 5·如申請專·圍第丨項之方法， 6 :塗f物覆於該第-主要表面上： .申請專利範圍第5項之方法，其中 93983 26 200813266 - 層與氮化矽層之組合。 7 .如申请專利範圍第1 p 、 之方法，其中，該電鍍浴復包括 、、羡衝減制，以及其中兮命 Q L 士 T 4书鍍浴具有pH值為7至14 〇 8·如申請專利範圍第夕 '^ 昂1項之方法，其中，該金屬係選自銀、 金及銅。 9·如申請專利範圍第！項之、 包括複數個接點。貞之方法’其中’該第-主要表面 10·如申請專利範圍第丨頊 • 含氛化物> 入严 、 法，復包括在該晶圓與該不 ’ U化物之金屬電鍍洛接觸之該第 提供金屬塗佈物。 主要表面上 11.如申請專利範圍第工項 一種或多種維生素。、法，其中，該钱浴復包括 93983 27