比行业标准方形更长的半导体晶片制造技术

一种半导体晶片与行业标准宽度A(目前为156mm+/‑1mm)一样宽，且比行业标准A长至少1mm，且与标准设备可合理容纳的一样大，目前大约3‑20mm且可能更长，因此获得用于吸收阳光的大量额外的表面积。模块可由多个此类较大的晶片构成。此类晶片可在常规加工设备中加工，该常规加工设备具有行业标准尺寸A的晶片保持部分以及还容纳带有比A长至少1mm且典型3‑20mm的垂直第二边缘的晶片的构造。可这样使用湿台载体以及运输和检查站。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】比行业标准方形更长的半导体晶片相关申请的交叉引用该申请要求享有于2017年10月24日提交的题为SEMI-CONDUCTORWAFERSFORUSEINSOLARCELLSANDMODULESTHATARELONGERTHANSIZEOFASIDEOFTHEINDUSTRYSTANDARDSQUARE,ANDMETHODSOFMAKINGANDUSINGSAMEANDSOLARCELLSANDMODULESINCORPORATINGSAME(用于太阳能电池和模块中的比行业标准方形的侧部尺寸更长的半导体晶片，以及制造和使用其和并入其的太阳能电池和模块的方法)的编号为62/576,143的美国临时申请的优先权，其全部公开内容通过引用完全并入本文中。
技术介绍
用于太阳能电池和太阳能模块的晶片大体是方形的。它们以方形制造，修剪成最终尺寸，并以该形状使用。备选地，在某些情况下，它们制造成方形，并然后切成较小的单元，这些单元以一种方式布置，使得所制造的晶片的大部分(如果不是全部)表面积暴露于阳光下，但也减小如果整个方形按其原始形状使用所产生的其它损失。光伏行业用晶片的标准由国际半导体设备和材料(SEMI)协会的全球光伏技术委员会制定。晶片尺寸在标准编号PV022-00-1011中已标准化，以允许将通用加工设备用于多条生产线。图1和表1中示出尺寸标准的摘录。表1光伏太阳能电池应用的方形硅晶片的尺寸如图1和表1中示出的，标准晶片形状为方形。确切地，对于标称为156mm的晶片(已成为PV行业的标准晶片尺寸)，尺寸A的尺寸(即方形一边的尺寸)可在155mm与157mm之间。最初提供的标称为156mm左右2mm(1mm+/-)范围是为了适应制造设备和加工以及材料处置机械中的误差和公差。截至2017年10月，实际使用的产品接近该规格的较大端，即157mm。这是因为晶片的锯切和处置操作变得更加精确。另外，由于光伏模块提供的功率与暴露于太阳能的硅的表面积成正比，在其它条件相同的情况下，对于晶片，相对较大比相对较小更好。因此，由于电池面积的增加，方形边尺寸的此类逐渐增加已成为电池和模块制造商增加模块功率的重要方式，而同时却不增加所处置的零件数量。因此，即使通过每边1mm的非常小的量来增加尺寸，也可将面积从156×156mm的24336mm2的晶片增加到157×157mm的24649mm2的晶片，面积上增加313mm2或1.3％。这增加电池和模块处理操作的价值。因此，可看到，增加用于光伏应用的晶片的面积在功率产量中具有优势。因此，在其它条件相同的情况下，将期望提供更大的晶片。然而，由于多种原因，不可能提供更大的晶片。一个原因与硅晶体的生长和制造方式有关。这些过程产生方形晶片。可将晶片做得更大或更小，但如下文解释的，工艺仍产生方形晶片。过去已经制造较小的晶片。可制造更大的晶片，但在更大的晶片中产生一些电损耗。因而，行业选择标称标准156mm方形晶片，因为该晶片可在用于产生功率的暴露于太阳能的表面积与电气损耗(其导致功率产量减少)之间取得适当的平衡。转到如何形成此类方形晶片的简要论述，存在两种类型的晶片：单晶和多晶。从大的圆柱形晶体切割单晶晶片。由于有效利用硅是硅晶片生产成本中的重要参数，从圆形晶体切割方形晶片比切割矩形晶片更经济，因为从圆形切割最大可能的方形比从相同尺寸的圆形切割最大可能的矩形浪费更少。从硅砖切割多晶晶片，硅砖从较大的锭切割。这些铸锭在大型熔炉中生长，且由于整个铸锭的工艺条件必须尽可能相同，加工单元的对称性是重要的因素。因此，这些锭也以圆形或方形生长。由于方形锭允许比圆形锭更好的硅利用率，这些熔炉的设计都集中在方形锭上。图2中示出标准多晶锭和所得到的砖。这些具有方形横截面的砖将在随后的线锯步骤中锯成方形晶片。因此，至少由于这两个原因，行业标准晶片是方形的。如上文在标准PV022-00-1011中提到的，业界对标准化晶片的尺寸感兴趣，以便可将它们用于标准尺寸的晶片加工设备中。使晶片为方形而不是矩形的一个优点是，因为晶片的两个边的尺寸相等，晶片的处置和使用对其定向不敏感。因此，处理器不需要跟踪晶片的哪个尺寸是其宽度，而哪个是其长度，因为它们是相等的，且加工设备对于沿任何对准轴线将哪个尺寸加载到晶片中并不敏感。因此，晶片加工行业在用于将硅晶片从如原始状态(作为成形状态)处置和加工到其在成品太阳能模块中的最终位置的机器上投入巨额投资。简要地，裸露的硅晶片大约按照以下顺序进行以下步骤(以及其它步骤)：来料检验；湿台清洁；纹理化；POC1发射极扩散；氮化硅沉积；丝网印刷；烧制；测量/检查；以及架线。这些步骤中的许多步骤涉及在带上的运输，带要么是单行宽，要么是几个晶片宽。图3示出检查系统，该系统涉及沿带移动晶片。取决于标准尺寸的晶片宽度，沿此类带的运输典型地设计成使用导柱、壁310或间隔来容纳标准化宽度的方形晶片。一些步骤或步骤之间的子步骤要求将晶片放置在载体中，诸如图4中示出的。此类载体的尺寸确定为接受不大于与平行的成组轨道420a与420b之间的标准方形晶片尺寸A(156-157mm)相等的宽度的晶片。另一处理步骤是诸如图5处示出的湿台加工步骤，其具有输送辊530，输送辊间隔开一定距离，该距离要求晶片边A的标准尺寸(156-157mm)，使得晶片将装配在引导套环530之间。图3、图4和图5中示出的加工和处置设备仅是代表性的，且不是穷举的。但它们大体上示出晶片例如在载体中处置的方式，载体在其四个边缘中的两个或三个上接触晶片，同时留下两个或三个其余边缘不接触或不支承，或在其平表面上支承晶片，以及使它们在行进方向上移动，同时还固定晶片以免在其四个边缘中的两个上滑移，同时使其余两个边缘中的至少一个(且典型为两个)是自由的。参照图4示意性示出的载体型设备在本文中可统称为边缘支承处置装置。参照图3示意性示出的带型设备和参照图5示意性示出的辊型设备在本文中可统称为平面支承处置装置。鉴于每个单独晶片的表面积量较大而产生的优点，因此工业上需要提供更大的晶片。从即使提供157mm×157mm晶片(相比于156mm×156mm那些)的微小优势也值得努力使晶圆达到加工设备允许的最大尺寸看到该需求。然而，考虑到产生方形晶片的晶片形成的几何约束，且鉴于该行业已在可容纳这些标称为156mm×156mm(但实际上现在是157mm×157mm)方形晶片的加工设备上投入大量资金，任何一个模块制造商尝试使用大于标准上限157mm×157mm的晶片，这将非常昂贵。因此，需要提供一种具有比156/157×156/157mm方形晶片更大的表面积的晶片。还需要提供这样较大的晶片，其可在适当位置处理A=156/157mm方形晶片的标准尺寸的设备中处置、加工和大体使用。进一步需要提供这样更大但仍可用的晶片，而不在任何切割或加工步骤中浪费硅。
技术实现思路
本申请报告可根据在下文引用的DW专利中描述的称为直接晶片(DW)制造过程的相对新的过程来制造晶片，且的晶片可制造成具有行业本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处置半导体晶片的方法，所述方法包括：/na.提供矩形半导体晶片，所述矩形半导体晶片具有第一边缘和第二边缘，所述第一边缘具有等于行业标准尺寸A的宽度尺寸w，所述第二边缘具有比所述第一边缘的尺寸更大的长度尺寸L，使得L等于A+x，其中x至少为三mm；/nb.提供尺寸设置成处置和加工行业标准尺寸A晶片的半导体晶片加工设备，所述加工设备具有尺寸设置成保持晶片的晶片保持部分，所述晶片具有第一边缘，所述第一边缘具有等于行业标准尺寸A的宽度尺寸w，且所述加工设备具有还容纳带有具有长度尺寸L的第二边缘的所述晶片的构造；/nc.将所述晶片提供给晶片加工设备保持部分，使得具有宽度尺寸w的所述第一边缘保持在所述保持部分中，且使得还容纳并因此处置具有长度尺寸L的所述第二边缘。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171024 US 62/576,1431.一种处置半导体晶片的方法，所述方法包括：
a.提供矩形半导体晶片，所述矩形半导体晶片具有第一边缘和第二边缘，所述第一边缘具有等于行业标准尺寸A的宽度尺寸w，所述第二边缘具有比所述第一边缘的尺寸更大的长度尺寸L，使得L等于A+x，其中x至少为三mm；
b.提供尺寸设置成处置和加工行业标准尺寸A晶片的半导体晶片加工设备，所述加工设备具有尺寸设置成保持晶片的晶片保持部分，所述晶片具有第一边缘，所述第一边缘具有等于行业标准尺寸A的宽度尺寸w，且所述加工设备具有还容纳带有具有长度尺寸L的第二边缘的所述晶片的构造；
c.将所述晶片提供给晶片加工设备保持部分，使得具有宽度尺寸w的所述第一边缘保持在所述保持部分中，且使得还容纳并因此处置具有长度尺寸L的所述第二边缘。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶片加工设备包括边缘支承设备。


3.根据权利要求1-2所述的方法，其特征在于，所述晶片加工设备包括平面支承设备。


4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，所述晶片加工设备包括检查站，所述检查站包括可移动带，所述可移动带布置成在行进方向上移动，且
其中将所述晶片提供给所述晶片加工设备的步骤包括将所述晶片放置在所述带上，使得具有长度尺寸L的所述边缘平行于所述行进方向布置。


5.根据权利要求1-4所述的方法，其特征在于，所述检查站包括引导壁，且
其中将所述晶片提供给所述晶片加工设备的步骤还包括将所述晶片放置在所述带上，使得具有长度尺寸w的所述边缘垂直于所述行进方向布置，且使得所述晶片装配在所述引导壁之间。


6.根据权利要求1-5所述的方法，其特征在于，所述晶片加工设备包括湿加工站，所述湿加工站包括湿加工载体，所述湿加工载体包括晶片保持部分，所述晶片保持部分包括底部支承件和成对边缘支承件，其中的每个具有与所述底部支承件相邻的下部以及与所述底部支承件间隔开的上部，其中所述上部在第一方向上与所述底部支承件间隔开，且所述成对边缘支承件在垂直于所述第一方向的第二方向上彼此间隔开一定距离，所述距离尺寸设置成将尺寸A的标准晶片牢固地保持在成对支承件之间，在由所述支承件和所述成对边缘支承件界定的体积中还存在开放空间，且所述开放空间在所述第一方向上远离所述支承件延伸至少与L一样大的距离，且
其中将所述晶片提供给所述晶片加工设备的步骤包括将所述晶片放置在所述载体中，使得具有长度尺寸L的所述边缘平行于所述第一方向布置，且使得具有宽度尺寸w的所述边缘布置成装配在所述成对边缘支承件之间。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述成对边缘支承件包括成对轨道。


8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述成对边缘支承件包括成对壁。


9.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，所述晶片加工设备包括湿台运输站，所述湿台运输站包括可移动带，所述可移动带布置成在行进方向上移动，且
其中将所述晶片提供给所述晶片加工设备的步骤包括将所述晶片放置在所述带上，使得具有长度尺寸L的所述边缘平行于所述行进方向布置。


10.根据权利要求1-9所述的方法，其特征在于，所述晶片加工设备包括湿台运输站，所述湿台运输站包括辊，所述辊布置成在行进方向上移动，且
其中将所述晶片提供给所述晶片加工设备的步骤包括将所述晶片放置在所述辊上，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：RA斯蒂曼，
申请(专利权)人：一三六六科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US