蚀刻液以及硅基板的表面粗糙化的方法技术

本发明专利技术提供一种蚀刻液以及硅基板的表面粗糙化的方法，所述硅基板的表面粗糙化的方法包括以下步骤：提供硅基板；使用蚀刻液对硅基板进行蚀刻，其中蚀刻液包括硝酸、氢氟酸以及硫酸；以及冲洗硅基板。本发明专利技术的蚀刻液有助于使硅基板的表面粗糙化以及移除损伤层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种用以处理基板的溶液及使用此溶液处理基板表面的方法，且特别是有关于一种蚀刻液以及硅基板的表面粗糙化的方法。
技术介绍
在半导体元件中，基板(如硅基板)的原始尺寸通常大于符合半导体元件的硅基板的理想尺寸。因此，半导体元件的前处理程序通常包括一切片制程，用以将硅基板裁切成理想尺寸的基板。在现有的切片制程中，用以裁切硅基板的线材主要采用黄铜线以及钻石线。在线材成本的考量下，现有的切片制程以黄铜线切割占多数。然而黄铜线在耐用度以及生产力上的表现不如钻石线，因此钻石线切割有望成为未来切片制程的主流。经由钻石线裁切而成的硅基板，其表面平滑，容易反射环境光，因此针对特定范畴的半导体元件(如太阳能电池元件)而言，采用钻石线的切片制程不利于半导体元件的效能(例如是光子的吸收)。此外，基板的切割面容易因钻石线的切割应力而形成不同程度的损伤层，此损伤层亦会影响到半导体元件的效能。是以，如何解决上述问题，以提升半导体元件的效能，便成为此领域研发人员亟欲解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术提供一种蚀刻液，其有助于使硅基板的表面粗糙化以及移除损伤层。本专利技术提供一种硅基板的表面粗糙化的方法，其可使硅基板的表面粗糙化以及移除损伤层。本专利技术的一种蚀刻液，其包括硝酸、氢氟酸以及硫酸。在本专利技术的一实施例中，上述的蚀刻液包括10wt％至50wt％的硝酸、5wt％至20wt％的氢氟酸、大于0wt％且小于或等于10wt％的硫酸以及40wt％至75wt％的水。在本专利技术的一实施例中，上述的蚀刻液包括35wt％至40wt％的硝酸、10wt％至17wt％的氢氟酸、大于0wt％且小于或等于10wt％的硫酸以及65wt％至70wt％的水。本专利技术的一种硅基板的表面粗糙化的方法，其包括以下步骤：提供硅基板；使用蚀刻液对硅基板进行蚀刻，其中蚀刻液包括硝酸、氢氟酸以及硫酸；以及冲洗硅基板。在本专利技术的一实施例中，上述的蚀刻液包括10wt％至50wt％的硝酸、5wt％至20wt％的氢氟酸、大于0wt％且小于或等于10wt％的硫酸以及40wt％至75wt％的水。在本专利技术的一实施例中，上述的蚀刻液包括35wt％至40wt％的硝酸、10wt％至17wt％的氢氟酸、大于0wt％且小于或等于10wt％的硫酸以及65wt％至70wt％的水。在本专利技术的一实施例中，蚀刻硅基板的时间不大于5秒。在本专利技术的一实施例中，蚀刻硅基板的温度不大于摄氏15度。在本专利技术的一实施例中，上述蚀刻硅基板的方法包括将硅基板置入容纳蚀刻液的蚀刻槽中。在本专利技术的一实施例中，上述冲洗硅基板的方法包括将硅基板放入去离子水中。基于上述，本专利技术上述实施例的蚀刻液通过硫酸的添加，可控制蚀刻速率，从而在移除硅基板表面的损伤层时，可避免硅基板黑化的情况发生。此外，由于蚀刻液中的硫酸与硅基板反应时所产生的氧化硫气体有助于均匀地粗糙化硅基板的表面，因此本专利技术的蚀刻液有助于使硅基板的表面粗糙化以及移除损伤层，且硅基板的表面粗糙化的方法可使硅基板的表面粗糙化以及移除损伤层，从而经由上述方法处理后的硅基板有助于改善半导体元件的效能。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是照本专利技术的一实施例的一种硅基板的表面粗糙化的方法的流程图；图2A至图2D分别是扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscope)在蚀刻前、蚀刻未完全、过蚀刻以及蚀刻完全的情况下所观测到的硅基板的图像。附图标记说明：D：缺陷；G：颗粒；L：线痕；S1、S2、S3、S4步骤。具体实施方式图1是照本专利技术的一实施例的一种硅基板的表面粗糙化的方法的流程图。图2A至图2D分别是扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscope)在蚀刻前、蚀刻未完全、过蚀刻以及蚀刻完全的情况下所观测到的硅基板的图像，其中图2A至图2D中标示出20微米(μm)的比例尺，以供参考。请先参照图1，硅基板的表面粗糙化的方法包括以下步骤：首先，提供硅基板(步骤S1)。硅基板可以是任何欲进行表面粗糙化的硅基板。举例而言，硅基板可以是经由钻石线切割的硅基板，但不以此为限。图2A示出硅基板经由钻石线切割的表面。如图2A所示，硅基板在钻石线切割后且在蚀刻前存在不同程度的缺陷D以及多条线痕L。缺陷D以及线痕L的生成导因于钻石线的切割应力。在不考虑缺陷D的情况下，线痕L的存在代表此切割面为平滑的表面。在特定范畴的半导体元件(如太阳能电池元件)中，平滑的表面容易将环境光反射，而不利于光子的吸收。此外，缺陷D的存在也会影响后续的制程。因此，硅基板在进行半导体元件制程之前，须先以蚀刻液处理此切割面，以除去缺陷D以及线痕L。请再参照图1，使用蚀刻液对硅基板进行蚀刻(步骤S2)。一般而言，蚀刻液可分为碱性蚀刻液以及酸性蚀刻液。常见的碱性蚀刻液包括氢氧化钾。然而氢氧化钾对于硅基板的晶面(100)的蚀刻速率比硅基板的晶面(111)快很多，因此氢氧化钾容易于硅基板的表面形成V型沟渠，而不适于进行硅基板的表面粗糙化。本实施例采用酸性蚀刻液，其中蚀刻液包括硝酸、氢氟酸以及缓冲酸液。在酸性蚀刻的过程中，硝酸会先与硅基板的硅反应生成二氧化硅(SiO2)，而于硅基板的表面形成氧化层。接下来，氢氟酸会与氧化层反应，而移除氧化层，从而达到移除损伤层以及粗糙化的效果。缓冲酸液在蚀刻的过程中不参与反应。缓冲酸液的添加有助于控制蚀刻速率。在未添加缓冲酸液的情况下，蚀刻速率不易被控制，而容易有硅基板黑化的情况发生。一般常见的缓冲酸液主要为磷酸(H3PO4)或醋酸(CH3COOH)，然而磷酸容易延缓蚀刻速率，而醋酸的蒸气压相对大，其浓度控制不易。有鉴于上述，本实施例选用硫酸作为缓冲酸液。在蚀刻的过程中，硫酸与硅基板的硅反应所产生的氧化硫(SO2)气体会于硅基板的表面产生气泡，而有助于使表面粗糙度更为均匀。通过调变蚀刻液中硝酸、氢氟酸以及硫酸各自的浓度，可控制不同的蚀刻效果。图2B至图2D分别示出蚀刻未完全、过蚀刻以及蚀刻完全的情况下的硅基板的图像。请先参照图2D，在蚀刻完全的情况下，图2A中的缺陷D以及线痕L会被移除，且硅基板上会产生明显的颗粒G。颗粒G的存在代表硅基板的表面为凹凸起伏的表面(即粗糙表面)，其可降低光的反射率，而有助于光子的吸收。另一方面，如图2B所示，在蚀刻未完全的情况下，硅基板表面的缺陷D虽已被移除，但仍可见些许的线痕L。又如图2C所示，在过蚀刻的情况下，颗粒G已不明显。亦即，表面粗糙化的效果降低。在本实施例中，蚀刻液例如包括10wt％至50wt％的硝酸、5wt％至20wt％的氢氟酸、大于0wt％且小于或等于10wt％的硫酸以及40wt％至75wt％的水，其中上述重量百分比皆以纯度100％计算。在一较佳的实施例中，蚀刻液可包括35wt％至40wt％的硝酸、10wt％至17wt％的氢氟酸、大于0wt％且小于或等于10wt％的硫酸以及65wt％至70wt％的水。此外，蚀刻硅基板的方法可包括将硅基板置入容纳蚀刻液的蚀刻槽中。依据不同的需求，硅基板可以是整个浸置于蚀刻液中，但不以此为限。在另一实施例中，硅基板可以至少一面碰触蚀刻液。另外，本实施例也可通过控制蚀刻硅基板的时间来控制不同的蚀刻效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻液，其特征在于，包括硝酸、氢氟酸以及硫酸。

【技术特征摘要】
2015.07.15 TW 1041228751.一种蚀刻液，其特征在于，包括硝酸、氢氟酸以及硫酸。2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，包括10wt％至50wt％的硝酸、5wt％至20wt％的氢氟酸、大于0wt％且小于或等于10wt％的硫酸以及40wt％至75wt％的水。3.根据权利要求2所述的蚀刻液，其特征在于，包括35wt％至40wt％的硝酸、10wt％至17wt％的氢氟酸、大于0wt％且小于或等于10wt％的硫酸以及65wt％至70wt％的水。4.一种硅基板的表面粗糙化的方法，其特征在于，包括：提供硅基板；使用蚀刻液对所述硅基板进行蚀刻，其中所述蚀刻液包括硝酸、氢氟酸以及硫酸；以及冲洗所述硅基板。5.根据权利要求4所述的硅基板的表面粗糙化的方法，其特征在于，所述蚀刻液包括10wt％至50wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉明，陈鹏宇，林文信，刘俊毅，王秋迪，
申请(专利权)人：绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71