本專利申請要求2014年3月18日提交的題為“Method,ProcessandFabricationTechnologyforOxideLayers”的美國臨時(shí)專利申請?zhí)?1/954,740的優(yōu)先權(quán)。該申請的全部文本在此通過引用并入，就好像其全部在這里完全闡述一樣。
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種可以在各種基底上生長的SiOX薄膜涂層的室溫濕化學(xué)生長(RTWCG)方法和工藝。本發(fā)明還涉及在制造基于硅的電子和光子(光電子)設(shè)備應(yīng)用中使用的適合于在Si基底上生長薄膜的RTWCG方法和工藝。本發(fā)明還涉及用于生產(chǎn)用作低反射比單層抗反射涂層(SLARC)和選擇性發(fā)射極(SE)的SiOX薄膜鈍化層的工藝。
背景技術(shù)：
：已經(jīng)進(jìn)行了對于利用“鈍化發(fā)射極和背面電池”(PERC)和“鈍化發(fā)射極和背面，完全擴(kuò)散”(PERT)器件結(jié)構(gòu)高產(chǎn)量生產(chǎn)太陽能電池的工作。兩種電池設(shè)計(jì)均需要背面?zhèn)群须娊橘|(zhì)鈍化。迄今為止，選擇的材料是氧化鋁(Al2O3)或二氧化硅(SiO2)。SiO2的熱氧化生長需要超過900℃的溫度，這也是熱SiO2尚未實(shí)施的主要原因；硅本體壽命對高溫工藝高度敏感。Al2O3可以通過各種技術(shù)，例如原子層沉積(ALD)、等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積(PECVD)以及反應(yīng)性濺射來沉積。這些技術(shù)的一些缺點(diǎn)是它們增加了工藝步驟且擁有和操作所需要的設(shè)備可能是昂貴的。在大多數(shù)PERC和PERT結(jié)構(gòu)中，背面?zhèn)缺仨殯]有擴(kuò)散層。工業(yè)上，這是通過利用含有不同濃度的HF、HNO3和H2SO4的溶液回蝕寄生發(fā)射極來實(shí)現(xiàn)的。該蝕刻工藝留下降低硅的有效壽命且因此然后利用KOH被除去的受損表面，。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本公開涉及一種可以在各種基底上生長的SiOX薄膜涂層的室溫濕化學(xué)生長(RTWCG)方法和工藝。本發(fā)明還涉及在制造基于硅的電子和光子(光電子)設(shè)備應(yīng)用中使用的適合于在Si基底上生長薄膜的RTWCG方法和工藝。本發(fā)明還涉及用于生產(chǎn)用作低反射比單層抗反射涂層(SLARC)和選擇性發(fā)射極(SE)的SiOX薄膜鈍化層的工藝。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體和/或半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如，太陽能電池等)的領(lǐng)域，涉及用于制造這樣的半導(dǎo)體和/或半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的化學(xué)組合物，和/或涉及用于制造這樣的半導(dǎo)體和/或半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及用于控制用于各種半導(dǎo)體應(yīng)用(包括但不限于太陽能電池)的半導(dǎo)體表面的表面鈍化、硅回蝕、反射以及其他性能的化學(xué)組合物和方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的制劑包括以重量百分比(w/w)給出的以下各組分：(i)約44.7％至約47.6％的氫氟酸，約0.224％至約1.032％的硝酸，約0.471％至約5.42％的2,4-二羥基吡啶(2,4-dihydroxypiridine)，該制劑的剩余部分是水；或(ii)約36.2％至約46.7％的氫氟酸，約0.220％至約0.835％的硝酸，約2.31％至約23.4％的吡啶，該制劑的剩余部分是水；或(iii)約39.6％至約47.7％的氫氟酸，約0.225％至約0.916％的硝酸，約0.236％至約16.0％的二氯噠嗪-3(2H)-酮，該制劑的剩余部分是水；或(iv)約47.2％至約47.8％的氫氟酸，約0.225％至約1.09％的硝酸，約0.00922％的二氯噠嗪-3(2H)-酮，該制劑的剩余部分是水；或(v)約3.68％至約10.5％的氫氟酸，約6.23％至約20.3％的硝酸，約1.18％至約14.4％的硫酸，約0.0000980％至約0.0107％的碘酸，該制劑的剩余部分是水；或(vi)約42.9％至約47.6％的氫氟酸，約0.00224％至約1.32％的硝酸，約0.471％至約8.68％的鹽酸吡哆醇，該制劑的剩余部分是水；(vii)約1.0％至約48％的氫氟酸，約0.00090％至約0.050％的銀(I)氧化物，該制劑的剩余部分是水；或(viii)約1.0％至約48％的氫氟酸，約0.00080％至約0.20％的硒酸，該制劑的剩余部分是水。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種溶液，其包含：(i)一種或多種含氟酸化合物或含氟酸；(ⅱ)硝酸；(ⅲ)一種或多種選自2,4-二羥基吡啶，吡啶，二氯噠嗪-3(2H)-酮，一種或多種含碘酸，硫酸，鹽酸吡哆醇，硒酸，銀(I)氧化物或銀(II)氧化物中的一種或多種的額外的化合物；和(iv)水。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種溶液，其包含：(A)一種或多種含氟酸化合物或含氟酸；(B)一種或多種選自2,4-二羥基吡啶，吡啶，二氯噠嗪-3(2H)-酮，一種或多種含碘酸，硫酸，鹽酸吡哆醇，一種或多種含硒酸化合物或含硒酸，銀(I)氧化物或銀(II)氧化物中的一種或多種的額外的化合物；和(C)水。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種溶液，其包含：(a)約35重量％至約50重量％的一種或多種酸和/或酸性化合物，其中所述一種或多種酸和/或酸性化合物選自如下物質(zhì)的一種或多種：含氟酸化合物或含氟酸性化合物、硝酸、硫酸或這些酸或酸性化合物的任意兩種的任何組合，或甚至所有這些酸或酸性化合物的三種的任何組合；(b)下述額外組分中的至少一種：(b1)約0.005重量％至約25重量％的一種或多種選自2,4-二羥基吡啶、吡啶、二氯噠嗪-3(2H)-酮或鹽酸吡哆醇的添加劑；(b2)約0.00005重量％至約0.25重量％的選自含碘酸、含硒酸或它們的組合的第二酸；或(b3)約0.0005重量％至約0.075重量％的銀(I)氧化物或銀(Ⅱ)氧化物；和(c)剩余部分的水。在上述詳細(xì)描述的(和下面更充分地討論的)實(shí)施方案中，雖然當(dāng)各組分單獨(dú)和總計(jì)采取使用本文公開的最寬的量時(shí)，本發(fā)明的化合物的各組分的總量可單獨(dú)總計(jì)超過100重量％，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到情況不是這樣的。附圖說明圖1是說明通過在HF(aq)/HNO3(aq)體系中2,4-二羥基吡啶的摻入所得到的改進(jìn)的鈍化的曲線圖；圖2a是說明完全浸入HF(aq)/HNO3(aq)體系中的樣品的隱開路電壓(impliedvoltage)增益的圖，在一種情況下所述體系含有吡啶添加劑，在另一種情況下所述體系含有二氯噠嗪-3(2H)-酮添加劑，以及在第三種情況下所述體系含有二氯噠嗪-3(2H)-酮和碘酸的組合；圖2b是說明完全浸入HF(aq)/HNO3(aq)體系中的樣品的少數(shù)載流子壽命增益的圖，在一種情況下所述體系含有吡啶添加劑，在另一種情況下所述體系含有二氯噠嗪-3(2H)-酮添加劑，以及在第三種情況下所述體系含有二氯噠嗪-3(2H)-酮和碘酸的組合；圖3是說明用于退火在HNO3(aq)/HF(aq)或HNO3(aq)/HF(aq)/H2SO4(aq)體系中產(chǎn)生的薄膜的熱預(yù)算的曲線圖，向所述體系中加入改進(jìn)所得的SiOX薄膜的表面鈍化的添加劑；圖4是SiOX膜的XPS深度分布(depthprofile)的曲線圖，其中X主要是在含有銀氧化物和HF(aq)的體系中產(chǎn)生的Ag；圖5是SiOX膜的XPS深度分布的曲線圖，其中氧化物的結(jié)構(gòu)的X分量包括貫穿膜的厚度的硒，所述膜通過將樣品完全浸入在溶解在HF(aq)中的硒酸的溶液中產(chǎn)生；圖6是SiOX膜的XPS深度分布的曲線圖，其中X主要是在含有鉛氧化物添加劑的HF(aq)的體系中產(chǎn)生的鉛：圖7是含有PERC結(jié)構(gòu)的光電池背面?zhèn)鹊膱D示；圖8是不含有淀積在SiOX鈍化膜上的氮化硅的PERC結(jié)構(gòu)的圖示；和圖9是一種可以使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的化學(xué)溶液制備的結(jié)構(gòu)的圖示，這樣的化學(xué)溶液使得一個(gè)或多個(gè)富銀SiOX膜能夠生長。具體實(shí)施方式如上所述，本公開涉及一種可以在各種基底上生長的SiOX薄膜涂層的室溫濕化學(xué)生長(RTWCG)方法和工藝。本發(fā)明還涉及在制造基于硅的電子和光子(光電子)設(shè)備應(yīng)用中使用的適合于在Si基底上生長薄膜的RTWCG方法和工藝。本發(fā)明還涉及用于生產(chǎn)用作低反射比單層抗反射涂層(SLARC)和選擇性發(fā)射極(SE)的SiOX薄膜鈍化層的工藝。在一個(gè)實(shí)施方案中，本文所述的制劑利用氫氟酸(HF)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)中的一種或多種與一種或多種添加劑組合，以創(chuàng)建SiOX層，其中Si為硅，O是氧且X可以是能賦予氧化物鈍化品質(zhì)或其他有益品質(zhì)的添加劑。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的制劑還可以在小于80秒內(nèi)同時(shí)除去磷擴(kuò)散的硅層。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的制劑可以被調(diào)整以產(chǎn)生約10nm至超過500nm特定厚度范圍的所得的SiOX層。由于PERT和PERC結(jié)構(gòu)需要在背面?zhèn)韧耆U(kuò)散層，鈍化層產(chǎn)生不需要任何額外的工藝步驟，或不需要目前在太陽能電池的正常制造步驟中采用的標(biāo)準(zhǔn)熱預(yù)算的任何增加。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體和/或半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如，太陽能電池等)的領(lǐng)域，涉及用于制造這樣的半導(dǎo)體和/或半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的化學(xué)組合物，和/或涉及用于制造這樣的半導(dǎo)體和/或半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及用于控制用于各種半導(dǎo)體應(yīng)用(包括但不限于太陽能電池)的半導(dǎo)體表面的表面鈍化、硅回蝕、反射以及其他性能的化學(xué)組合物和方法。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及包含以重量百分比(w/w)給出的以下組分的制劑：(a)約35重量％至約50％的一種或多種酸和/或酸性化合物，其中一種或多種酸和/或酸性化合物選自如下物質(zhì)的一種或多種：含氟化物的酸化合物(如氫氟酸(HF))或含氟酸性化合物、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、這些酸或酸性化合物中的任意兩種的任意組合，或甚至所有三種這些酸或酸性化合物的任意組合，其中組分(a)與以下額外的組分中的至少一種組合：(b1)約0.005％至約25％的一種或多種選自2,4-二羥基吡啶、吡啶、二氯噠嗪-3(2H)-酮或鹽酸吡哆醇的添加劑；或(b2)約0.00005％至約0.25％的選自含碘酸(例如，碘酸)、含硒酸(例如，硒酸)或它們的組合的第二酸；或(b3)約0.0005％至0.075％的銀(I)氧化物或銀(Ⅱ)氧化物；和(c)所有這些制劑剩余部分的水。關(guān)于組分(a)，當(dāng)兩種或更多種酸和/或酸性化合物存在時(shí)，應(yīng)注意，兩種或更多種酸和/或酸性化合物，或甚至所有三種酸和/或酸性化合物的每個(gè)的單獨(dú)的量可以任何量存在，只要兩個(gè)或三個(gè)的每個(gè)，組分(a)的子組分的量加起來落入如上所述重量％范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及包含以重量百分比(w/w)給出的以下各組分的制劑：(a)約35重量％至約50％的一種或多種酸和/或酸性化合物，其中一種或多種酸和/或酸性化合物選自如下物質(zhì)的一種或多種：含氟化物的酸化合物(如氫氟酸(HF))或含氟酸性化合物、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)，或這些酸或酸性化合物中的任意兩種的任意組合，或甚至所有三種這些酸或酸性化合物的任意組合，其中組分(a)進(jìn)一步任選地與以下額外的組分中的至少一種組合：(b1)約0.005％至約25％的一種或多種選自2,4-二羥基吡啶、吡啶、二氯噠嗪-3(2H)-酮或鹽酸吡哆醇的添加劑；或(b2)約0.00005％至約0.25％的選自含碘酸(例如，碘酸)、含硒酸(例如，硒酸)或它們的組合的第二酸；或(b3)約0.0005％至0.075％的銀(I)氧化物和/或銀(Ⅱ)氧化物；和(c)所有這些制劑剩余部分的水。在另一個(gè)實(shí)施方案中，任意上述實(shí)施方案中組分(a)的量的范圍為約36％至約49％，或約37％至約48％，或約38％至約47％，或約39％至約46％，或約40％至約45％，或約41％至約44％，或甚至約42％至約43％。這里，以及在說明書和權(quán)利要求書中其他地方，單個(gè)范圍值可以被組合以形成其他的和/或未公開的范圍。在另一個(gè)實(shí)施方案中，任意上述實(shí)施方案中組分(b1)的量，如果存在的話，范圍為約0.01％至約24％，或約0.05％至約23％，或約0.1％至約22％，或約0.5％至約21％，或約1％至約20％，或約2％至約19％，或約3％至約18％，或約4％至約17％，或約5％至約16％，或約6％至約15％，或約7％至約14％，或約8％至約13％，或約9％至約12％，或者甚至約10％至約11％。這里，以及在說明書和權(quán)利要求書中其他地方，單個(gè)范圍值可以被組合以形成其他的和/或未公開的范圍。在另一個(gè)實(shí)施方案中，任意上述實(shí)施方案中組分(b2)的量，如果存在的話，范圍為約0.0001％至約0.24％，或約0.0005％至約0.23％，或約0.001％至約0.22％，或約0.005％至約0.21％，或約0.01％至約0.20％，或約0.05％至約0.19％，或約0.1％至約0.18％，或約0.11％至約0.17％，或約0.12％至約0.16％，或約0.13％至約0.15％，或甚至約0.14％。這里，以及在說明書和權(quán)利要求書中其他地方，單個(gè)范圍值可以被組合以形成其他的和/或未公開的范圍。在另一個(gè)實(shí)施方案中，任意上述實(shí)施方案中組分(b3)的量，如果存在的話，范圍為約0.001％至約0.07％，或約0.005％至約0.065％，或約0.01％至約0.06％，或約0.02％至約0.05％，或甚至約0.03％至約0.04％。這里，以及在說明書和權(quán)利要求書中其他地方，單個(gè)范圍值可以被組合以形成其他的和/或未公開的范圍。此外，從任何上述組分范圍產(chǎn)生的任何額外的和/或非公開的范圍可以被組合以形成包含如下的任何所需的最終制劑：組分(a)，具有組分(b1)、(b2)和/或(b3)中的一種或多種，以及組分(c)(即，剩余部分的水)。此外，還應(yīng)當(dāng)注意的是，從任何上述組分范圍產(chǎn)生的任何額外的和/或非公開的范圍可以被組合以形成包含如下的任何所需的最終制劑：組分(a)具有一種或多種任選的組分(b1)、(b2)和/或(b3)，以及組分(c)(即，剩余部分的水)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的制劑包括以重量百分比(w/w)給出的以下各組分：(i)約44.7％至約47.6％的氫氟酸，約0.224％至約1.032％的硝酸，約0.471％至約5.42％的2,4-二羥基吡啶，該制劑的剩余部分是水；或(ii)約36.2％至約46.7％的氫氟酸，約0.220％至約0.835％的硝酸，約2.31％至約23.4％的吡啶，該制劑的剩余部分是水；或(iii)約39.6％至約47.7％的氫氟酸，約0.225％至約0.916％的硝酸，約0.236％至約16.0％的二氯噠嗪-3(2H)-酮，該制劑的剩余部分是水；或(iv)約47.2％至約47.8％的氫氟酸，約0.225％至約1.09％的硝酸，約0.00922％的二氯噠嗪-3(2H)-酮，該制劑的剩余部分是水；或(v)約3.68％至約10.5％的氫氟酸，約6.23％至約20.3％的硝酸，約1.18％至約14.4％的硫酸，約0.0000980％至約0.0107％的碘酸，該制劑的剩余部分是水；或(vi)約42.9％至約47.6％的氫氟酸，約0.00224％至約1.32％的硝酸，約0.471％至約8.68％的鹽酸吡哆醇，該制劑的剩余部分是水；(ⅶ)約1.0％至約48％的氫氟酸，約0.00090％至約0.050％的銀(I)氧化物，該制劑的剩余部分是水；或(ⅷ)約1.0％至約48％的氫氟酸，約0.00080％至約0.20％的硒酸，該制劑的剩余部分是水。在上面詳述的所有實(shí)施方案中，雖然當(dāng)各組分單獨(dú)和總計(jì)采取使用本文公開的最寬的量時(shí)，本發(fā)明的化合物的各組分的總量可單獨(dú)總計(jì)超過100重量％，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到情況不是這樣的。轉(zhuǎn)向圖1，圖1示出了增加2,4-二羥基吡啶的濃度對壽命和隱開路Voc的影響。此測試在具有65ohm/sq薄層電阻的磷擴(kuò)散的3cm×3cmp型多晶(MC)的樣品上進(jìn)行。使用SintonWCT-120壽命工具進(jìn)行壽命和隱開路電壓測量。測量在4.00E+14的指定的少數(shù)載流子密度(MCD)下進(jìn)行。將樣品完全浸入每個(gè)蝕刻溶液的浴中30秒，這正如由4-點(diǎn)探針測量驗(yàn)證的對于完全除去兩面的磷擴(kuò)散區(qū)域是足夠的時(shí)間。表1說明溫度設(shè)定值(℃)時(shí)間旋轉(zhuǎn)式脫水機(jī)1000:15:00PECVD4000:05:00金屬干燥5500:00:20峰火(Peakfire)18000:00:05峰火29000:00:05表1含有使用NaberthermP300爐產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生對太陽能電池制造是普遍的熱預(yù)算。通過將0.1mL的67％HNO3加入到20mL的48％HF形成溶液。然后將2,4-二羥基吡啶加入到所述溶液并在輕微攪拌下將樣品浸漬30秒。然后將樣品暴露于一系列對太陽能制造是普通的熱預(yù)算后進(jìn)行壽命測量；這些熱預(yù)算在表1中描述。如在圖1中明顯的是，暴露于HF/HNO3浴的樣品的少數(shù)載流子壽命和隱開路電壓均很低，分別為1.46μs和532mV。少數(shù)載流子壽命和隱開路電壓隨著每次加入2,4-二羥基吡啶增加，分別至188.48μs和633mV的最高水平。因?yàn)榈玫降膶硬荒苡绊懕倔w壽命，所以所觀察到的少數(shù)載流子壽命(和隱開路Voc)增加必須是層的鈍化硅表面的能力的結(jié)果。添加到產(chǎn)生表面鈍化層的HF/HNO3蝕刻體系的其他添加劑已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)并在圖2a和2b中示出。這些添加劑包括吡啶和二氯噠嗪-3(2H)-酮。圖2a和2b中的隱開路電壓和少數(shù)載流子壽命在由與獲得圖1的結(jié)果采用的樣品相同的6英寸MC晶圓形成的3cm×3cm樣品上測量。通過將0.1mL的67％HNO3加入到20mL的48％HF形成HF/HNO3體系。通過將0.1mL的67％HNO3和20mL的48％HF加入到2mL99.0％吡啶形成HF/HNO3/吡啶溶液。通過將0.5g的二氯噠嗪-3(2H)-酮加入到0.1mL67％HNO3和20mL48％HF的溶液形成HF/HNO3/二氯噠嗪-3(2H)-酮溶液。通過將0.012g的HIO3加入到由將0.5g的二氯噠嗪-3(2H)-酮加入到0.1mL67％HNO3和20mL48％HF的溶液制得的溶液中形成HF/HNO3/二氯噠嗪-3(2H)-酮/HIO3溶液。如圖1繪制的結(jié)果，樣品使用QSSPC方法進(jìn)行熱處理(表1)后使用SintonWCT-120工具進(jìn)行壽命測量。隱開路Voc和壽命值(參見圖2a和2b)示出，與HF/HNO3體系相比，所得到的層使表面很好地鈍化。HIO3的加入改進(jìn)所得層的表面鈍化并且也限制了所得鈍化層的厚度。由顏色判斷，相對于在HF/HNO3/二氯噠嗪-3(2H)-酮體系中所得鈍化層約250nm的厚度，向HF/HNO3/二氯噠嗪-3(2H)-酮體系加入0.012gHIO3可控制所得鈍化層厚度為約50nm。此處描述的向所有體系中加入HIO3提供了調(diào)整所得鈍化層厚度的可靠的方法；增加[HIO3]降低所得鈍化層厚度。將碘加入到HF(aq)/HNO3(aq)或HF(aq)/HNO3/H2SO4蝕刻溶液提供所得膜鈍化Si表面的能力。在表2所示的結(jié)果是來自在從4個(gè)單晶姐妹晶圓(其在兩個(gè)面上均是磷擴(kuò)散的且具有65Ω/sq的薄層電阻)切下的21個(gè)4cm×4cm樣品上進(jìn)行的測試。利用SintonWCT120QSSPC壽命工具，在除去發(fā)射極后測量樣品的壽命，然后除去所得氧化物后再次測量。為了除去發(fā)射極，使用表3中描述的溶液。將樣品1至21完全浸入在HNO3/HF/H2SO4溶液中，其在不到60秒內(nèi)將發(fā)射極從兩面除去。樣品1至3暴露于表2中所描述的不含有碘源的溶液。樣品4至6暴露于含有HIO3濃度0.00935g/L的溶液；樣品7至9浸泡在含有0.0070的[HIO3]溶液中；如從表2可以看出，3個(gè)樣品在含有增加的[HIO3]溶液中每各試驗(yàn)運(yùn)行被分組(grouped)。由于[HIO3]增加，正如預(yù)期的，氧化物層的厚度變得在視覺上更薄(通過顏色判斷)。含甚至最小濃度的[HIO3]的溶液能夠生長鈍化氧化物，而不含有[HIO3]的溶液得到降低材料的壽命的氧化物。在這些實(shí)驗(yàn)中所用的熱預(yù)算示出在圖3中并通過使用Nabertherm馬弗爐得到。表2正如上面所看到的，表2包含證實(shí)將碘加入到HF(aq)/HNO3(aq)蝕刻體系的有益效果的數(shù)據(jù)。表3表3包含與用于蝕刻表2中樣品的發(fā)射極的溶液配方相關(guān)的數(shù)據(jù)。鹽酸吡哆醇加入到HF/HNO3或HF/HNO3/H2SO4體系已經(jīng)能夠改進(jìn)所得氧化物的表面鈍化性質(zhì)。在一個(gè)測試中，0.5克鹽酸吡哆醇加入到由0.2mL67％HNO3(aq)和20mL48％HF(aq)組成的溶液。從同一磷擴(kuò)散的60ohm/sq多晶晶圓切下六個(gè)4cm×4cm樣品。三個(gè)所述樣品完全浸入在HF/HNO3/C8H11NO3·HCl中60秒以除去磷擴(kuò)散。其他三個(gè)樣品浸入在由0.2mL67％HNO3(aq)和20mL48％HF(aq)組成的溶液中，所述溶液不含鹽酸吡哆醇添加劑。表1的熱預(yù)算后測量材料的壽命。浸泡在不含有鹽酸吡哆醇添加劑的HF/HNO3體系的材料的平均壽命為1.72μs。暴露于HF/HNO3/C8H11NO3·HCl體系的樣品的平均壽命為5.92μs，或244％的壽命增加。圖4是利用HF(aq)體系的SiOX生長溶液的XPS深度分布圖，所述HF(aq)體系具有溶解在1L的10％HF(aq)溶液中的0.10g銀(I)氧化物(Ag2O)添加劑。對于銀添加劑，已成功地利用銀(I)氧化物(Ag2O)和銀(II)氧化物(AgO)創(chuàng)建SiOX薄膜。如在XPS深度分布圖中可以看出的，銀是遍及所得膜的厚度的SiOX氧化物的一部分。所得薄膜可以用來形成銀金屬化或作為反射膜將光反射回到電池中。HF(aq)或HF(aq)/HNO3(aq)或HF(aq)/HNO3(aq)/H2SO4(aq)體系能夠通過在溶液中包含Ag2O或AgO添加劑形成SiOAg膜。圖5是利用HF(aq)體系的SiOX生長溶液的XPS深度分布圖，所述HF(aq)體系具有溶解在1L的10％HF(aq)溶液中的0.500g的硒酸(40％H2O4Se(aq))添加劑。如在XPS深度分布圖中可以看出的，硒是遍及所得膜的厚度的SiOX氧化物的一部分。硒酸可用在HF(aq)/HNO3(aq)或HF(aq)/HNO3(aq)/H2SO4(aq)體系中以改進(jìn)所得氧化物的表面鈍化性質(zhì)。圖6是利用HF(aq)體系的SiOX生長溶液的XPS深度分布圖，所述HF(aq)體系具有溶解在1L的15％HF(aq)溶液中的0.20g的氧化鉛(PbO)添加劑。如在XPS深度分布圖中可以看出的，鉛是遍及所得膜的厚度的SiOX氧化物的一部分。應(yīng)當(dāng)注意的是，本公開不限于僅使用HF。而是，任何合適的含氟化物的酸化合物，或含氟酸性化合物在本文都可以是有用的。此外，本公開并不限于僅僅使用本文公開的吡啶化合物。而是，在有機(jī)化合物中含吡啶環(huán)結(jié)構(gòu)的廣泛的化合物可以與本公開結(jié)合使用。此外，本公開不限于僅僅使用碘酸(HIO3)。而是，含碘的廣泛的化合物可以與本公開結(jié)合使用。此外，本公開不限于僅僅一個(gè)用于產(chǎn)生的濕化學(xué)膜退火目的熱預(yù)算。而是，廣泛的熱分布可以與本發(fā)明結(jié)合使用。鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明，在一個(gè)實(shí)施方案中，是一種溶液，其包含：(i)一種或多種含氟酸化合物或含氟酸；(ⅱ)硝酸；(iii)一種或多種選自如下物質(zhì)中的一種或多種的額外的化合物：2,4-二羥基吡啶，吡啶，二氯噠嗪-3(2H)-酮，一種或多種含碘酸，硫酸，鹽酸吡哆醇，硒酸，或銀(I)氧化物或銀(II)氧化物；和(iv)水。在一個(gè)實(shí)施方案中，在上述溶液中的組分(i)是氫氟酸。在另一個(gè)實(shí)施方案中，上述的溶液由：(ⅰ)氫氟酸；(ⅱ)硝酸；(ⅲ)2,4-二羥基吡啶；和(iv)水組成。在另一實(shí)施方案中，上述的溶液由：(ⅰ)氫氟酸；(ⅱ)硝酸；(ⅲ)吡啶；和(iv)水組成。在再一實(shí)施方案中，上述的溶液由：(ⅰ)氫氟酸；(ii)硝酸；(ⅲ)二氯噠嗪-3(2H)-酮；和(iv)水組成。在再一實(shí)施方案中，上述的溶液由：(ⅰ)氫氟酸；(ⅱ)硝酸；(iii)硫酸和一種或多種含碘酸；和(iv)水組成。在再一實(shí)施方案中，緊鄰前述溶液的組分(iii)為碘酸。在再一實(shí)施方案中，上述的溶液由：(ⅰ)氫氟酸；(ⅱ)硝酸；(iii)鹽酸吡哆醇；和(iv)水組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，上文詳述的溶液按配方配制以足夠快的速度蝕刻硅，以在小于約80秒內(nèi)除去發(fā)射極。在另一個(gè)實(shí)施方案中，上文詳述的溶液按配方配制以生長薄膜，該薄膜在向其施加熱預(yù)算后使表面鈍化。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱預(yù)算是包含如下的退火預(yù)算：約400秒的在約350℃至約725℃的溫度下的上升線(ramp-upleg)，隨后約300秒的平穩(wěn)期，然后約400秒的下降至約350℃的溫度的下降線(ramp-downleg)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種包含如下物質(zhì)的溶液：(A)一種或多種含氟酸化合物或含氟酸；(B)一種或多種選自如下物質(zhì)的一種或多種的額外的化合物：2,4-二羥基吡啶，吡啶，二氯噠嗪-3(2H)-酮，一種或多種含碘酸，硫酸，鹽酸吡哆醇，一種或多種含硒酸化合物或含硒酸，或銀(I)氧化物或銀(II)氧化物；和(C)水。在一個(gè)實(shí)施方案中，組分(A)是氫氟酸。在另一個(gè)實(shí)施方案中，上述的溶液由：(A)氫氟酸；(B)銀(I)氧化物；和(C)水組成。在另一實(shí)施方案中，上述的溶液由：(A)氫氟酸；(B)銀(II)氧化物；和(C)水組成。在再一實(shí)施方案中，上述的溶液由：(A)氫氟酸；(B)一種或多種含硒的酸化合物或含硒酸；和(C)水組成。在一個(gè)實(shí)例中，該溶液的組分(B)是硒酸。在一個(gè)實(shí)施方案中，上面詳述的含有組分(A)至(C)的溶液按配方配制以足夠快地蝕刻硅，以在小于約80秒內(nèi)除去發(fā)射極。在另一實(shí)施方案，這些溶液按配方配制以生長薄膜，該薄膜在向其施加熱預(yù)算后使表面鈍化。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱預(yù)算是包含如下的退火預(yù)算：約400秒的在約350℃至約725℃的溫度下的上升線，隨后約300秒的平穩(wěn)期，然后約400秒的下降至約350℃的溫度的下降線。在再一實(shí)施方案中，本發(fā)明包含：(a)約35重量％至約50重量％的一種或多種酸和/或酸性化合物，其中所述一種或多種酸和/或酸性化合物選自如下物質(zhì)的一種或多種：含氟化物的酸化合物或含氟酸性化合物、硝酸、硫酸或這些酸或酸性化合物中的任意兩種的任何組合，或甚至所有三種這些酸或酸性化合物的任何組合；(b)下述額外組分中的至少一種：(b1)約0.005重量％至約25重量％的一種或多種選自2,4-二羥基吡啶、吡啶、二氯噠嗪-3(2H)-酮或鹽酸吡哆醇的添加劑；(b2)約0.00005重量％至約0.25重量％的選自含碘酸、含硒酸或它們的組合的第二酸；或(b3)約0.0005重量％至約0.075重量％的銀(I)氧化物和/或銀(Ⅱ)氧化物；和(c)剩余部分的水。在一個(gè)實(shí)施方案中，組分(a)的一種或多種酸和/或酸性化合物選自氫氟酸、硝酸、硫酸。在一個(gè)實(shí)施方案中，組分(b2)的含碘酸是碘酸。在一個(gè)實(shí)施方案中，組分(b3)的含硒酸是硒酸。圖7是含鈍化的發(fā)射極背面接觸(PERC)結(jié)構(gòu)的光電池的背面?zhèn)鹊膱D示。鑒于此，圖7的結(jié)構(gòu)100包括背面鋁接觸層102，位于背面鋁接觸層102之上的氮化硅層104，和位于氮化硅(SiNx)層104之上的SiOX鈍化層106。如圖7中所示的，貫穿SiOX和SiNx層的開口108允許局部背表面場的形成，或創(chuàng)建。為了創(chuàng)建圖7的這個(gè)PERC結(jié)構(gòu)，使用單面濕式工作臺工具，擴(kuò)散的晶圓將漂浮在RTWCG溶液上以付隨地除去背面擴(kuò)散的材料和生長SiOX鈍化薄膜。接著，將在前后兩面沉積氮化硅。利用激光燒蝕可以創(chuàng)建貫穿電介質(zhì)堆疊的開口。前和后金屬化通過絲網(wǎng)印刷實(shí)現(xiàn)，最后電池將在燒成爐中燒制。作為一種選擇地，圖8是不含淀積在SiOX鈍化膜上的氮化硅的PERC結(jié)構(gòu)的圖示。鑒于此，圖8的結(jié)構(gòu)200包括背面鋁接觸層202和位于背面鋁接觸層202之上的SiOX鈍化層206。如圖8中所示的，貫穿SiOX鈍化層的開口208允許局部背表面場的形成，或創(chuàng)建。在這種情況下，為創(chuàng)建圖8的這個(gè)結(jié)構(gòu)，RTWCG溶液將生長適當(dāng)厚度的SiOX膜以阻擋鋁并使得局部背表面場形成。為了創(chuàng)建這個(gè)PERC結(jié)構(gòu)，使用單面濕式工作臺工具，擴(kuò)散的晶圓將為漂浮在RTWCG溶液上以付隨地除去背面擴(kuò)散的材料和生長SiOX鈍化薄膜。接著，將僅在前面沉積氮化硅。利用激光燒蝕可以創(chuàng)建貫穿SiOX的開口。前和后金屬化通過絲網(wǎng)印刷實(shí)現(xiàn)，然后使用燒成爐燒制?？衫美缭趫D4中描述的富銀SiOX膜創(chuàng)建例如在圖9中描述的結(jié)構(gòu)。如圖9中所示，結(jié)構(gòu)300含有底層310，其由在例如基材312的下側(cè)上形成的富銀SiOX層形成?；?12可以是太陽能電池和/或半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員已知可用作基底形成材料的任何合適的硅基材。如在太陽能電池和/或半導(dǎo)體領(lǐng)域已知的，基底312可以通過任何合適的技術(shù)被蝕刻，或圖案化，以在基底312內(nèi)，或上形成特征，隨后可使用本發(fā)明的一種或多種溶液將所述基底填充有富銀SiOX材料314。為此目的，一個(gè)非限制性的實(shí)例是一種或多種技術(shù)掩蔽技術(shù)，所述掩蔽技術(shù)可以被采用以將富銀SiOX的點(diǎn)或線314生長到硅基底312中。作為一種選擇地，或額外地，可通過使用單面化學(xué)工作臺將基底漂浮在RTWCG溶液上來在整個(gè)面上生長富銀SiOX層310。這使得被使用的技術(shù)為光電池創(chuàng)建集合柵格。在基底的整個(gè)面生長富銀SiOX層310將通過反射光線回到硅基底中提高光捕獲。雖然圖9示出了富銀SiOX層310在基底312的“背面”上完全生長的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明不限于此。而是，如果需要，富銀SiOX層310可以使用上述的技術(shù)在基底的任何期望的表面上生長。應(yīng)當(dāng)注意的是，在所附的權(quán)利要求書中所利用的標(biāo)號是僅用于方便起見，并且在閱讀和理解本說明書包含的公開內(nèi)容的基礎(chǔ)上，將認(rèn)識說明書中的各種標(biāo)號方案如何與在所附的權(quán)利要求書中利用的標(biāo)號相關(guān)。雖然已經(jīng)詳細(xì)示出和描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方案以說明本發(fā)明的應(yīng)用和原理，但是應(yīng)當(dāng)理解，這并不意味著本發(fā)明限制于此，并且在不脫離這樣的原理的情況下本發(fā)明可以以其他方式實(shí)施。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的某些特征在沒有其他特征的相應(yīng)使用的情況下有時(shí)可有利地使用。因此，所有這些變化和實(shí)施方案適當(dāng)?shù)芈淙霗?quán)利要求的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3