一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置制造方法
一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置制造方法
【专利摘要】本发明是有关于一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置,其包括:双层容器、多层塔架及加热组件；其中所述双层容器包括内层容器和外层容器，所述内层容器内盛装有化学刻蚀溶液，所述内层容器是能够相对于所述外层容器转动的设置于所述外层容器内；所述多层塔架固定于所述外层容器上，并浸入所述内层容器内的所述化学刻蚀溶液中；所述加热组件设置于所述内层容器与所述外层容器之间。本发明的化学刻蚀装置能够增加所盛装的化学刻蚀溶液的流动性，并对化学刻蚀溶液进行加热，因此可以增加化学刻蚀溶液的活性，从而可以大幅度的提高剥离超薄硅单晶片所附带的金属层的效率，并且其成本低廉，便于进行大规模化生产。
【专利说明】—种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能光伏【技术领域】，特别是涉及一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置。
【背景技术】
[0002]硅片是现代微电子技术和太阳能光电转换技术的基础，是太阳能光伏电池技术中最昂贵的部分。近年来，尽管硅原料价格已有明显下降，但降低硅片的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力依然至关重要。
[0003]根据理论模拟，若硅片的厚度为40i!m，太阳能光伏电池可达到最佳性倉泛[M.Wolf in Proceeding of the 14thIEEE Photovoltaics Conference, SanDiego, CA, 1980, p674;M.J.Kerr, J.Schmidt, and A.Cuevas, in Proceedings of the 29thIEEE Photovoltaics Specialists Conference, New Orleans,LA, 2002, p438]? 2007 年，比利时Dross等人公布了一项制造太阳能电池用50i!m厚晶体硅片的新方法[F.Drosset al., Appl.Phys.A 89,149(2007)]。其最大的特点在于，不同于以往用线锯切割硅碇的技术，而是利用硅与金属间的热膨胀差异来剥取硅片，因此，不会产生由切屑等造成的不必要的浪费。这种新方法被称作应力诱导剥离方法(stress induced lift-off method,SLiM-Cut)技术[J.Vaes et al., Proc.SPIE 7772, 777212 (2010) ] ?
[0004]通过对基于SLiM-Cut技术制备超薄娃片的方法进行改进，使用价格低廉、工艺成熟的青铜浆和锌浆替代银浆和铝浆，并将退火温度降低至720°C，同样能够制备出30-50 u m的硅片，并且可以有效降低成本。
[0005]在SLiM-Cut技术中，为了去除制备出的超薄硅单晶片所附带的金属层获得超薄硅单晶片，通常是利用化学刻蚀溶液来对制备出的超薄硅单晶片所附带的金属层进行化学刻蚀剥离。
`[0006]有鉴于此，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，使其可以用于对超薄硅单晶片所附带的金属层进行化学刻蚀剥离。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，提供一种新型结构的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，所要解决的技术问题是使其可以盛装化学刻蚀溶液，并且能够容易的对使化学刻蚀溶液进行加热、使化学刻蚀溶液流动，从而可以快速的剥离超薄硅单晶片所附带的金属层，非常适于实用。
[0008]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其包括:双层容器、多层塔架及加热组件；其中所述双层容器包括内层容器和外层容器，所述内层容器内盛装有化学刻蚀溶液，所述内层容器是能够相对于所述外层容器转动的设置于所述外层容器内；所述多层塔架固定于所述外层容器上，并浸入所述内层容器内的所述化学刻蚀溶液中；所述加热组件设置于所述内层容器与所述外层容器之间。
[0009]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0010]前述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，还包括马达，所述内层容器是固定于所述马达的输出轴上而能够相对于所述外层容器转动。
[0011]前述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其中所述化学刻蚀溶液为与三氯化铁溶液。
[0012]前述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其中所述双层容器是聚四氟乙烯容器。 [0013]前述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其中所述多层塔架是聚四氟乙烯多层塔架。
[0014]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置至少具有下列优点及有益效果:本发明能够增加所盛装的化学刻蚀溶液的流动性，并对化学刻蚀溶液进行加热，因此可以增加化学刻蚀溶液的活性，从而可以大幅度的提高剥离超薄硅单晶片所附带的金属层的效率，并且其成本低廉，便于进行大规模化生产。
[0015]综上所述，本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0016]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置的较佳实施例的结构示意图。
[0018]100:双层容器101:内层容器
[0019]102:外层容器200:多层塔架
[0020]300:加热组件400:三氯化铁溶液
[0021]500:马达
【具体实施方式】
[0022]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0023]有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过【具体实施方式】的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。[0024]请参阅图1所示，是本发明一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置的较佳实施例的结构示意图。本发明一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置包括:双层容器
100、多层塔架200及加热组件300。其中双层容器100包括内层容器101和外层容器102，内层容器101内盛装有化学刻蚀溶液，外层容器102用于支撑和保护内层容器101，并且内层容器101是能够相对于外层容器102转动的设置于外层容器102内。多层塔架200用于放置附带金属层的超薄硅单晶片，其中多层塔架200是固定于外层容器102上，并浸入内层容器101内的化学刻蚀溶液中，以与外层容器102形成稳固的整体，在双层容器100的内层容器101相对于外层容器102转动时不受到影响，保持多层塔架200的稳定性。加热组件300设置于内层容器101与外层容器102之间,用于对内层容器101内的化学刻蚀溶液进行加热。
[0025]如图1所示，本发明的化学刻蚀装置还可包括马达500。此时，内层容器101是固定于马达500的输出轴上,在马达500通电后，内层容器101能够以一定的速度相对于外层容器102作高速转动。
[0026]在一具体实施例中，内层容器101内所盛装的化学刻蚀溶液为三氯化铁溶液，其可以对超薄硅单晶片所附带的青铜层和锌层进行化学刻蚀剥离。此时，本发明的化学刻蚀装置的双层容器100可以是由聚四氟乙烯材料制成的聚四氟乙烯容器，以确保其不与三氯化铁溶液发生反应，并同时容易与青铜和锌发生反应。同样，多层塔架200也可以是由聚四氟乙烯材料制成的聚四氟乙烯多层塔架，以提高放置于其上的多个超薄硅单晶片金属层剥离的效率。
[0027]本发明的化学刻蚀装置通过使盛装的化学刻蚀溶液的容器转动加速了化学刻蚀溶液的流动性，并通过加热组件的使用使化学刻蚀溶液的温度升高，从而提高了化学刻蚀溶液的活性，提高了刻蚀速度，因而可以快速的除去超薄硅单晶片所附带的金属层，得到所需的30-50 厚的超薄硅片。由于使用本发明的化学刻蚀装置可以使超薄硅单晶片所附带的金属层的剥离效率大为提高，并且装置结构简单、价格低廉，因此其便于进行大规模生产，具有潜在的市场竞争力。
[0028]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其特征在于其包括:双层容器、多层塔架及加热组件；其中所述双层容器包括内层容器和外层容器，所述内层容器内盛装有化学刻蚀溶液，所述内层容器是能够相对于所述外层容器转动的设置于所述外层容器内；所述多层塔架固定于所述外层容器上，并浸入所述内层容器内的所述化学刻蚀溶液中；所述加热组件设置于所述内层容器与所述外层容器之间。
2.根据权利要求1所述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其特征在于其还包括马达，所述内层容器是固定于所述马达的输出轴上而能够相对于所述外层容器转动。
3.根据权利要求1或2所述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其特征在于其中所述化学刻蚀溶液为与三氯化铁溶液。
4.根据权利要求3所述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其特征在于其中所述双层容器是聚四氟乙烯容器。
5.根据权利要求3所述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其特征在于其中所述多层塔架是聚四氟乙烯多层塔架。
【文档编号】H01L21/18GK103681299SQ201210331993
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月10日 优先权日:2012年9月10日
【发明者】李国岭, 周锋子, 徐力, 郭金娥, 徐信富 申请人:洛阳鼎晶电子科技有限公司
【专利摘要】本发明是有关于一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置,其包括:双层容器、多层塔架及加热组件；其中所述双层容器包括内层容器和外层容器，所述内层容器内盛装有化学刻蚀溶液，所述内层容器是能够相对于所述外层容器转动的设置于所述外层容器内；所述多层塔架固定于所述外层容器上，并浸入所述内层容器内的所述化学刻蚀溶液中；所述加热组件设置于所述内层容器与所述外层容器之间。本发明的化学刻蚀装置能够增加所盛装的化学刻蚀溶液的流动性，并对化学刻蚀溶液进行加热，因此可以增加化学刻蚀溶液的活性，从而可以大幅度的提高剥离超薄硅单晶片所附带的金属层的效率，并且其成本低廉，便于进行大规模化生产。
【专利说明】—种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能光伏【技术领域】，特别是涉及一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置。
【背景技术】
[0002]硅片是现代微电子技术和太阳能光电转换技术的基础，是太阳能光伏电池技术中最昂贵的部分。近年来，尽管硅原料价格已有明显下降，但降低硅片的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力依然至关重要。
[0003]根据理论模拟，若硅片的厚度为40i!m，太阳能光伏电池可达到最佳性倉泛[M.Wolf in Proceeding of the 14thIEEE Photovoltaics Conference, SanDiego, CA, 1980, p674;M.J.Kerr, J.Schmidt, and A.Cuevas, in Proceedings of the 29thIEEE Photovoltaics Specialists Conference, New Orleans,LA, 2002, p438]? 2007 年，比利时Dross等人公布了一项制造太阳能电池用50i!m厚晶体硅片的新方法[F.Drosset al., Appl.Phys.A 89,149(2007)]。其最大的特点在于，不同于以往用线锯切割硅碇的技术，而是利用硅与金属间的热膨胀差异来剥取硅片，因此，不会产生由切屑等造成的不必要的浪费。这种新方法被称作应力诱导剥离方法(stress induced lift-off method,SLiM-Cut)技术[J.Vaes et al., Proc.SPIE 7772, 777212 (2010) ] ?
[0004]通过对基于SLiM-Cut技术制备超薄娃片的方法进行改进，使用价格低廉、工艺成熟的青铜浆和锌浆替代银浆和铝浆，并将退火温度降低至720°C，同样能够制备出30-50 u m的硅片，并且可以有效降低成本。
[0005]在SLiM-Cut技术中，为了去除制备出的超薄硅单晶片所附带的金属层获得超薄硅单晶片，通常是利用化学刻蚀溶液来对制备出的超薄硅单晶片所附带的金属层进行化学刻蚀剥离。
`[0006]有鉴于此，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，使其可以用于对超薄硅单晶片所附带的金属层进行化学刻蚀剥离。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，提供一种新型结构的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，所要解决的技术问题是使其可以盛装化学刻蚀溶液，并且能够容易的对使化学刻蚀溶液进行加热、使化学刻蚀溶液流动，从而可以快速的剥离超薄硅单晶片所附带的金属层，非常适于实用。
[0008]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其包括:双层容器、多层塔架及加热组件；其中所述双层容器包括内层容器和外层容器，所述内层容器内盛装有化学刻蚀溶液，所述内层容器是能够相对于所述外层容器转动的设置于所述外层容器内；所述多层塔架固定于所述外层容器上，并浸入所述内层容器内的所述化学刻蚀溶液中；所述加热组件设置于所述内层容器与所述外层容器之间。
[0009]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0010]前述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，还包括马达，所述内层容器是固定于所述马达的输出轴上而能够相对于所述外层容器转动。
[0011]前述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其中所述化学刻蚀溶液为与三氯化铁溶液。
[0012]前述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其中所述双层容器是聚四氟乙烯容器。 [0013]前述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其中所述多层塔架是聚四氟乙烯多层塔架。
[0014]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置至少具有下列优点及有益效果:本发明能够增加所盛装的化学刻蚀溶液的流动性，并对化学刻蚀溶液进行加热，因此可以增加化学刻蚀溶液的活性，从而可以大幅度的提高剥离超薄硅单晶片所附带的金属层的效率，并且其成本低廉，便于进行大规模化生产。
[0015]综上所述，本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0016]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置的较佳实施例的结构示意图。
[0018]100:双层容器101:内层容器
[0019]102:外层容器200:多层塔架
[0020]300:加热组件400:三氯化铁溶液
[0021]500:马达
【具体实施方式】
[0022]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0023]有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过【具体实施方式】的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。[0024]请参阅图1所示，是本发明一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置的较佳实施例的结构示意图。本发明一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置包括:双层容器
100、多层塔架200及加热组件300。其中双层容器100包括内层容器101和外层容器102，内层容器101内盛装有化学刻蚀溶液，外层容器102用于支撑和保护内层容器101，并且内层容器101是能够相对于外层容器102转动的设置于外层容器102内。多层塔架200用于放置附带金属层的超薄硅单晶片，其中多层塔架200是固定于外层容器102上，并浸入内层容器101内的化学刻蚀溶液中，以与外层容器102形成稳固的整体，在双层容器100的内层容器101相对于外层容器102转动时不受到影响，保持多层塔架200的稳定性。加热组件300设置于内层容器101与外层容器102之间,用于对内层容器101内的化学刻蚀溶液进行加热。
[0025]如图1所示，本发明的化学刻蚀装置还可包括马达500。此时，内层容器101是固定于马达500的输出轴上,在马达500通电后，内层容器101能够以一定的速度相对于外层容器102作高速转动。
[0026]在一具体实施例中，内层容器101内所盛装的化学刻蚀溶液为三氯化铁溶液，其可以对超薄硅单晶片所附带的青铜层和锌层进行化学刻蚀剥离。此时，本发明的化学刻蚀装置的双层容器100可以是由聚四氟乙烯材料制成的聚四氟乙烯容器，以确保其不与三氯化铁溶液发生反应，并同时容易与青铜和锌发生反应。同样，多层塔架200也可以是由聚四氟乙烯材料制成的聚四氟乙烯多层塔架，以提高放置于其上的多个超薄硅单晶片金属层剥离的效率。
[0027]本发明的化学刻蚀装置通过使盛装的化学刻蚀溶液的容器转动加速了化学刻蚀溶液的流动性，并通过加热组件的使用使化学刻蚀溶液的温度升高，从而提高了化学刻蚀溶液的活性，提高了刻蚀速度，因而可以快速的除去超薄硅单晶片所附带的金属层，得到所需的30-50 厚的超薄硅片。由于使用本发明的化学刻蚀装置可以使超薄硅单晶片所附带的金属层的剥离效率大为提高，并且装置结构简单、价格低廉，因此其便于进行大规模生产，具有潜在的市场竞争力。
[0028]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其特征在于其包括:双层容器、多层塔架及加热组件；其中所述双层容器包括内层容器和外层容器，所述内层容器内盛装有化学刻蚀溶液，所述内层容器是能够相对于所述外层容器转动的设置于所述外层容器内；所述多层塔架固定于所述外层容器上，并浸入所述内层容器内的所述化学刻蚀溶液中；所述加热组件设置于所述内层容器与所述外层容器之间。
2.根据权利要求1所述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其特征在于其还包括马达，所述内层容器是固定于所述马达的输出轴上而能够相对于所述外层容器转动。
3.根据权利要求1或2所述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其特征在于其中所述化学刻蚀溶液为与三氯化铁溶液。
4.根据权利要求3所述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其特征在于其中所述双层容器是聚四氟乙烯容器。
5.根据权利要求3所述的用于制作超薄硅单晶片的化学刻蚀装置，其特征在于其中所述多层塔架是聚四氟乙烯多层塔架。
【文档编号】H01L21/18GK103681299SQ201210331993
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月10日 优先权日:2012年9月10日
【发明者】李国岭, 周锋子, 徐力, 郭金娥, 徐信富 申请人:洛阳鼎晶电子科技有限公司
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