[发明专利]用于对工件的半导体层进行单侧蚀刻的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于蚀刻工件的半导体层的一侧的装置，该装置包括：至少一个蚀刻池，用于容纳电解液；第一电极，被提供以用于在使用期间电接触蚀刻池中的电解液；至少一个第二电极，被提供以用于间接或直接与半导体层电接触；至少一个电功率源，用于导电地连接第一和第二电极，以产生蚀刻电流；以及至少一个运送装置，用于相对于蚀刻池来运送工件，使得在使用期间要蚀刻的半导体层蚀刻侧能通过蚀刻池中的电解液进行润湿。本发明的特征在于，运送装置具有用于工件的负压保持元件，该负压保持元件构造成通过负压将工件布置在与蚀刻侧相对的保持侧上，且第二电极设置在该负压保持元件上，使得在工件设置在负压保持元件上时通过第二电极接触工件的保持侧。本发明还涉及用于蚀刻工件的半导体层的一侧的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于对工件的半导体层进行单侧蚀刻的装置和方法。

背景技术

在加工半导体层时，特别是在制作大面积半导体器件、例如光伏太阳能电池时，通常希望通过蚀刻对半导体层的一侧进行加工。为此，给不进行蚀刻的侧面设置蚀刻保护层，从而在后面的蚀刻过程中仅加工没有用保护层覆盖的侧面。但这种处理方式较为复杂，因为必须施加保护层并重新除去保护层。

因此，已知这样的方法，在所述方法中，基本上仅用电解液润湿半导体层要蚀刻的侧面。通过电流源、通常是恒流源在电解液和半导体层之间产生蚀刻电流，从而实现单侧蚀刻。

这种方法和装置由DE 10 2013 219 886 A1和DE 10 2015 121 636 A1公开。这里，通过运送装置将具有带有要蚀刻的侧面的半导体层的工件移动经过蚀刻腔中的电解液，使得基本上只有半导体层的朝向电解液的侧面被电解液润湿。由DE 10 2013 219 886A1已知这样的方法，也即，在不进行蚀刻的表面上通过接触单元利用阳极电接触所述工件。

前面所述的方法已经能用在在线工艺/内嵌工艺(Inline-Prozess)中。但对于在工业制造中的应用，仍存在改善蚀刻质量的需求。特别是在使用前面所述的用于使半导体层的表面多孔化(Porosifizieren)的单侧蚀刻法时，为了将半导体层用作用于后续的半导体晶片制造的晶种载体，在在线方法中，蚀刻过程具有高质量、特别是均匀度是必要的。

发明内容

因此，本发明的目的在于，通过电化学蚀刻来改进在先已知的单侧蚀刻过程的质量。

所述目的通过根据权利要求1的装置以及通过根据权利要求14的方法来实现。有利的实施形式在从属权利要求中给出。

根据本发明的装置优选被构造成用于执行根据本发明的方法、特别是所述方法的优选实施形式。根据本发明的方法优选被设计成用于通过根据本发明的装置、特别是所述装置的优选实施形式来执行。

根据本发明的用于对工件的半导体层进行单侧蚀刻的装置包括：至少一个蚀刻池，用于容纳电解液以形成蚀刻浴；以及第一电极，被设置成用于在使用期间电接触蚀刻池中的电解液；至少一个第二电极，被设置成用于间接地或直接地与所述半导体层电接触；至少一个电流源，用于与第一电极和第二电极电连接，以便产生蚀刻电流；以及至少一个运送装置，用于相对于蚀刻池来运送工件，从而在使用过程中使得半导体层的要蚀刻的蚀刻侧能被蚀刻池中的电解液润湿。

本发明基于申请人的如下发现，也即，在已知的装置中，在工件的背向电解液的侧面上使用了湿式化学接触结构，尽管该接触结构实现了均匀的接触且与半导体层的接触电阻低，但它们只能非常费力地被集成到通过式设备中。特别是申请人的研究显示，当在通过式设备中使用时，对于通过第二电极实现的湿式化学接触而言，在运行中通常在工件边缘出现漏电，这种漏电会导致蚀刻过程不均匀。由DE 10 2013 219 886 A1已知的是，在通过式设备中，第二电极的接触通过无液体地跟随行进的触点或滑动触点来实现。申请人的研究显示，这种接触结构与所使用的运送带相互作用，同样会出现蚀刻过程的不均匀。