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1、10申请公布号CN104145323A43申请公布日20141112CN104145323A21申请号201280045443122申请日2012091961/536,24320110919USH01L21/28200601H01L21/20200601H01L21/20520060171申请人班德加普工程有限公司地址美国马萨诸塞州72发明人马西R布莱克乔安妮福齐亚蒂迈克尔朱拉杰夫米勒布赖恩默菲亚当斯坦德利74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人周李军万雪松54发明名称与纳米结构区域的电接触57摘要本发明提供一种接触纳米结构表面的方法。在此方法中，提供在表面上具有纳米结构材料的。
2、基片，基片为导电性，并且纳米结构材料用绝缘材料涂覆。至少部分去除纳米结构材料的一部分。以使得导体通过已至少部分去除纳米结构材料的区域与基片电接触的方式，在基片上沉积导体。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014031886PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0561232012091987PCT国际申请的公布数据WO2013/043730EN2013032851INTCL权利要求书2页说明书9页附图13页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书9页附图13页10申请公布号CN104145323ACN104145323A1/2页21一种方法，所。
3、述方法包括A提供在表面上具有纳米结构材料的基片；B从所述表面的选择部分去除所述纳米结构材料；和C在从中去除了所述纳米结构材料的表面部分内沉积电触点。2一种方法，所述方法包括A提供在表面上具有纳米结构材料的基片，所述基片为导电性，并且所述纳米结构材料用电绝缘材料涂覆；B从所述表面的选择部分至少部分地去除所述纳米结构材料和电绝缘材料；和C以使得所述导体通过已至少部分去除所述纳米结构材料和绝缘材料的所述表面部分与所述基片电接触的方式，在所述基片上沉积导体。3权利要求2的方法，其中所述基片和所述纳米结构材料包含硅。4权利要求3的方法，其中所述纳米结构材料包含多孔硅。5权利要求2的方法，其中所述纳米结构。
4、材料包含纳米线。6权利要求2的方法，其中所述绝缘材料包含二氧化硅。7权利要求2的方法，其中所述绝缘材料包含氧化铝。8权利要求2的方法，其中去除所述纳米结构材料和绝缘材料的步骤包括对其上布置所述纳米结构材料的表面部分施加机械力。9权利要求8的方法，其中所述施加机械力的步骤擦划所述表面。10权利要求8的方法，其中所述施加机械力的步骤包括使所述表面与包含比所述基片材料软的材料的物体接触。11权利要求8的方法，其中所述施加机械力的步骤包括使所述表面与包含铝的物体接触。12权利要求2的方法，其中所述去除纳米结构材料和绝缘材料的步骤包括加热或冷却。13权利要求12的方法，其中所述加热采用跨所述表面扫描的激。
5、光来进行。14权利要求12的方法，其中所述加热产生快速局部膨胀。15权利要求2的方法，其中步骤C包括电沉积或无电镀。16权利要求2的方法，其中所述沉积的导体在步骤B未去除纳米结构材料的表面部分与所述基片没有电接触。17权利要求2的方法，其中所述沉积的导体不含银。18权利要求2的方法，其中所述沉积的导体包含镍。19权利要求2的方法，其中所述沉积导体的步骤包括物理沉积过程。20权利要求19的方法，其中所述物理沉积过程包括溅射或蒸发。21权利要求2的方法，其中步骤C包括丝网印刷。22权利要求2的方法，所述方法进一步包含在步骤C后进行的去除所有或大部分所述纳米结构材料的步骤。23权利要求5的方法，其中。
6、所述纳米结构材料包含纳米线阵列。24权利要求8的方法，其中所述施加机械力的步骤包括使所述表面与在所述表面上留下材料的物体接触。25权利要求15的方法，其中所述电沉积包括电镀。26权利要求2的方法，其中所述提供的基片在两个相反表面上具有纳米结构，并且权利要求书CN104145323A2/2页3其中步骤B和C在所述两个相反表面的每一个上进行。27权利要求2的方法，其中所述绝缘材料提供钝化。28一种光电装置，所述光电装置包括A基片；B在所述基片第一表面上的纳米结构区域；C在所述第一表面上面的电绝缘层；D所述纳米结构区域的区段，其中所述纳米结构至少部分被破坏或去除；E在所述区段上面的任选的覆盖层；和F。
7、在所述绝缘层和任选的覆盖层上面的导体。29权利要求28的光电装置，其中所述覆盖层包含铝。30权利要求28的光电装置，其中所述绝缘层包含氧化铝。31权利要求28的光电装置，其中所述区段包括栅格形状。32权利要求28的光电装置，其中所述导体通过所述覆盖层和所述区段与所述基片产生电接触。33权利要求28的光电装置，其中所述区段包括在所述绝缘层中的多个孔，所述孔具有约25NM约250NM的直径，并使所述基片暴露。34权利要求33的光电装置，其中所述导体通过所述覆盖层和所述绝缘层中的多个孔与所述基片产生电接触。35权利要求33的光电装置，其中所述装置为光伏电池，并且对于AM15G模拟日光它的功率转换效率。
8、为至少约10。36一种光电装置，所述光电装置包括A基片；B在所述基片第一表面上的纳米结构区域；C在所述第一表面上面的钝化层；D所述纳米结构区域的区段，其中在所述钝化层中有多个孔；E在所述区段上面的任选的覆盖层；和F在所述钝化层和任选的覆盖层上面的导体。37一种电镀基片的方法，所述方法包括以下步骤A在所述基片上沉积氧化铝；B使所述氧化铝图案化，以便基本消除在所述基片一部分上氧化铝的存在；C将所述基片置于电镀溶液中，在适合的固定器内；D施加适当电流，以在所述基片上面得到一定厚度的电镀材料，其中电镀仅在或者主要在所述基片中基本消除了氧化铝存在的该部分中进行。权利要求书CN104145323A1/9页。
9、4与纳米结构区域的电接触0001相关申请交叉引用本申请要求2011年9月19提交的美国临时申请序列号61/536,243的优先权，所述申请全文通过引用结合。0002发明背景纳米线阵列正越来越多地用于多种应用。例如，参见美国专利申请号20090256134。示例性硅纳米线阵列可由100NM级直径、数微米级高度且近似圆柱形或截头圆锥形的硅纳米线集合组成。纳米线的轴近似相互平行。各自在末端连接到硅基片，并且很粗略地垂直于基片。0003在硅基片上面的硅纳米线阵列可改变本体硅基片的光电性质。例如，硅纳米线阵列减小硅基片的反射，减小在入射光在出射角上的反射，并以类似于太阳能电池中所用的传统角锥或光捕获机制。
10、的方式增加硅的吸收。0004与本体体硅比较，硅纳米线的一些改变的光电性质对太阳能电池是有益的。然而，为了形成太阳能电池，PN结的两侧需要连接到外界。遗憾的是，接触纳米线不总是容易的。0005用于纳米线太阳能电池的一种装置设计使垂直排列的纳米线置于本体非纳米结构基片的上面。在此设计中，背触点可很容易从基片的背侧制成。然而，更难制作前触点。0006接触面积越小，接触电阻越是增加。如果在纳米线阵列之上产生触点，则仅线的端部与金属接触，因此，接触电阻可能不期望地高。太高的接触电阻不利地影响装置效率。0007对于目前制造的不使用纳米线阵列的太阳能电池类型，一般通过丝网印刷产生触点。丝网印刷稳健，具有高通。
11、过量，并且成本低。一般在单独步骤形成太阳能电池的前触点和背触点。对于典型电池设计，将银施加到前面，将铝施加到背面。对于前面，通过不锈钢或聚酯细金属丝网以通过金属或聚合物滚轴传送的可调节和精细控制的力来挤出糊膏。网限定了梳状指形线阵列NGERLINEARRAY和交叉汇流条CROSSEDBUSBARS图形，其设计用以提供足够导电性，同时使来自金属线的光学遮蔽最大限度地减小。然后，使糊膏在100200的温度干燥，以驱除有机溶剂，并在约800燃烧，以扩散进入金属，建立低接触电阻结。对于背面，在背表面上丝网印刷铝基糊膏，建立电触点，并用作背表面场。铝作为通过细丝网挤出的糊膏而施加，然后在高温燃烧，以驱除。
12、有机溶剂，并扩散进入铝，建立低接触电阻结。虽然连续触点将得到较低电阻，但市售晶片利用具有嵌入式网结构的背触点，以减少糊膏用量，并使在随后高温处理步骤期间的晶片翘曲最大限度地减小。图案在网中通过光刻限定，但对于较小线宽可利用激光切割金属模板。可利用能够以高产量在线连续操作的自动丝网印刷机。这些机器从包、盒或运输线接受晶片，将它们以足够的精确度置于网下，并将印刷的晶片传送到运输线。丝网印刷的详细方法描述于参考文献1。0008对于太阳能电池金属化，还开发了电镀方法作为丝网印刷的替代。方法一般在两个步骤进行。在第一步骤，通过许多方法（包括激光加工，如美国专利号4,726,850所述，或者通过其它机械方。
13、法）将窄槽加工为硅的重度掺杂区域。沉积金属种层，例如镍或铜，金属种层立即接触硅，并选择金属种层以对硅表面具有良好的机械和电接触。在随后步骤，通过说明书CN104145323A2/9页5电镀使线变粗，以增加线导电性。第二层可包含不同的金属，例如银，且可选择各步骤的工艺参数，以优化装置的总体性能。其中没有金属触点的区域可用低掺杂且钝化的发射体覆盖。用于金属种层的激光限定槽的线宽可以为2550微米，相对于丝网印刷方法减小光学遮蔽损失。或者，将氮化硅层用光刻法掩蔽，并蚀刻贯通。去除光致抗蚀剂，SIN用作在下面的硅上电沉积的掩模。然后在蚀刻氮化硅处电沉积金属。遗憾的是，这两种电镀方法都需要光刻或昂贵的图。
14、案化技术。0009需要与表面的纳米结构部分产生电触点的改进技术。0010发明概述在一个实施方案中，提供在表面上具有纳米结构材料的基片。从表面的一部分去除纳米结构材料，并在从中去除了纳米结构材料的表面部分内沉积电触点。0011在一些实施方案中，提供一种接触纳米结构表面的方法。在该方法中，提供在表面上具有纳米结构材料的基片，基片为导电性，并且纳米结构材料用电绝缘材料涂覆。至少部分去除纳米结构材料的一部分。以导体通过已至少部分去除纳米结构材料的区域与基片电接触的方式，在基片上沉积导体。0012在某些实施方案中，经处理的基片和纳米结构材料包含硅。在某些实施方案中，在所公开方法中使用的纳米结构材料包含多。
15、孔硅。在某些实施方案中，在所公开方法中使用的纳米结构材料包括纳米线，可包括纳米线阵列。在某些实施方案中，在所公开方法中使用的纳米结构材料包含二氧化硅。在所公开方法中使用的电绝缘材料可包含氧化铝。0013在一些实施方案中，去除纳米结构材料和绝缘材料的步骤包括对其上布置纳米结构材料的表面部分施加机械力。施加机械力的步骤可包括擦划表面。0014该方法可包括使表面与包含比纳米结构材料软的材料的物体接触。该方法可包括使表面与包含铝的物体接触。该方法可包括使表面与在表面上留下材料的物体接触。0015在一些实施方案中，去除纳米结构材料和绝缘材料的步骤包括加热或冷却。加热可用跨表面扫描的激光进行。加热可产生快。
16、速局部膨胀。0016在一些实施方案中，沉积导体的步骤包括电沉积或无电镀。电沉积可包括例如电镀。例如，通过物理沉积方法，也可进行导体的沉积，可包括例如溅射或蒸发。或者，沉积也可例如包括丝网印刷。0017在一些实施方案中，沉积的导体可只在不去除纳米结构材料的表面部分与基片电接触。沉积的导体可以为多种材料，例如，包含镍或银或铜或铝的材料，或不包含银的材料。0018在沉积后，可在进一步处理步骤中去除所有或大部分纳米结构材料。在一些实施方案中，可使用在两个相反表面上具有纳米结构的基片。去除纳米结构和沉积导体可在两个相反表面的每一个上进行。在一些实施方案中，利用的电绝缘材料可提供钝化。0019在一些实施方。
17、案中，提供一种光电装置，所述光电装置包括基片；在基片第一表面上的纳米结构区域；在第一表面上面的绝缘层；纳米结构区域的区段，其中纳米结构至少部分被破坏或去除；在所述区段上面的任选的覆盖层；和在绝缘层和任选的覆盖层上面的导体。0020在一些实施方案中，覆盖层可包括铝。在一些实施方案中，绝缘层可包括氧化铝。区段可包括栅格形状。导体可通过覆盖层和区段与基片产生电接触。区段可包括在绝缘层中的多个孔。孔可具有约25NM约250NM的直径。它们可使基片暴露。在一些实施方案中，说明书CN104145323A3/9页6导体可通过覆盖层和绝缘层中的多个孔与基片产生电接触。0021光电装置可以为光伏电池。对于AM1。
18、5G模拟日光，电池的功率转换效率可以为至少约10或至少约15。0022在一些实施方案中，光电装置包括基片；在基片第一表面上的纳米结构区域；在第一表面上面的钝化层；纳米结构区域的区段，其中在钝化层中有多个孔；在所述区段上面的任选的覆盖层；和在钝化层和任选的覆盖层上面的导体。0023在一些实施方案中，提供一种电镀基片的方法在该方法中，在基片上沉积氧化铝。使氧化铝图案化，以便基本消除在基片一部分上的氧化铝的存在。将基片置于电镀溶液中，在适合的固定器内。施加适当电流，以在基片上面得到一定厚度的电镀材料。电镀可仅在或者主要在基片中基本消除了氧化铝存在的那部分中进行。0024附图简述图1描绘用氧化铝涂覆的。
19、硅纳米线的侧视扫描电子显微相片。0025图2描绘通过示例性方法2产生的线的俯视扫描电子显微相片。0026图3描绘通过示例性方法2产生的线的传输线检测。0027图4描绘具有由示例性方法2产生的金属电极的二极管的电流电压线。0028图5显示通过示例性方法1产生的线的光学显微相片。0029图6描绘通过示例性方法1产生的线的侧视扫描电子显微相片。0030图7描绘通过示例性方法1产生的线的俯视扫描电子显微相片。0031图8描绘的光学显微相片显示通过由示例性方法3制备的线的上面沉积的光致抗蚀剂的划痕。0032图9描绘的俯视扫描电子显微相片显示由示例性方法3制备的在剥离后通过光致抗蚀剂掩模溅射的金属线。00。
20、33图10描绘用氧化铝涂覆的硅纳米线的侧视扫描电子显微相片，其中部分纳米线已根据本发明的方法去除。0034图11描绘根据本公开的一些实施方案的高层级流程图。0035图12AC示意性且未按比例地描绘在本公开的一些方法中要对其操作的工件的可能外观。0036发明详述在详细描述本发明之前，应了解，本发明不限于具体溶剂、材料或装置结构，因此可以变化。还应了解，本文所用术语只是为了描述具体实施方案，并不旨在为限制性。0037提供一种接触纳米结构表面的方法。在此方法中，提供在表面上具有纳米结构材料的基片，基片为导电性，并且纳米结构材料用绝缘材料涂覆。至少部分去除纳米结构材料的一部分。以导体通过已至少部分去除。
21、纳米结构材料的区域与基片电接触的方式，在基片上沉积导体。0038可用多种方法进行至少部分去除纳米结构材料的步骤。关于选择去除方法的一些考虑如下。0039去除纳米结构材料的一部分的一般方式是使用对纳米结构材料传递剪切应力的机械物体。用于对纳米结构材料提供剪切应力的机械物体期望具有低于基片的硬度，以避免使本体基片材料机械裂开或磨损，或另外影响在纳米结构例如，纳米线及其基底外的说明书CN104145323A4/9页7任何装置结构。0040莫氏矿物硬度标度通过较硬材料擦划较软材料的能力表征不同材料的抗划性。元素结晶硅具有6070的莫氏硬度。铝具有2530的莫氏硬度，而未硬化钢具有4550的硬度。由于钢。
22、和铝的某些合金不如硅硬，因此，它们完全适合用作机械物体以剪切纳米结构，例如纳米线。可能期望使用莫氏硬度为待磨蚀材料硬度的约02至08，或待磨蚀材料硬度的约04至06的材料。不希望受理论限制，相信纳米结构例如，纳米线起几何应力集中体的作用，使得较软材料能够使较硬材料裂开，具体地讲，由于几何结构，使下面的材料例如，本体硅不变形。0041去除纳米结构的区域的形状和尺寸由以下因素决定例如，机械物体的端形状、向基片传送力的方法和传送到基片的力的量。一些端形状是可能的，包括单一的端、4100个端的梳、端阵列、弹簧负载的端、可缩回的端、原子力显微镜端和具有相当大表面的端部。由该方法产生的金属特征可以为简单的。
23、线、线阵列、交叉线阵列或由人工或机器控制的端扫描系统确定的任意形状。可用这种方法获得的尺寸跨越很宽范围，包括用高硬度原子力显微镜端达到的纳米范围，使用不锈钢端达到微米范围，或用大的钝端达到毫米范围。通过在相邻区域使用顺次剪切步骤，可形成暴露基片材料例如，硅的较大区域。可用弹簧负载的端保持机械物体和基片之间的接触，在逐渐磨损情况下纳米结构材料从所述基片去除。可有用地控制端与工件接触所用的力，例如，具有约0110N的力或约0525N的力。0042在制造过程中选择性去除纳米结构的一种方法是，使硅晶片有一侧覆盖在纳米结构硅内置于输送带上，并在金属端梳下移动，金属端梳擦划表面，形成去除纳米结构的行。然后。
24、，可将晶片旋转90，并送过另一个金属端梳，从而产生暴露硅的交叉线阵列，一个实例是栅格图形。或者可将它们旋转60一次或两次，从而产生部分或完全的六边形栅格。然后，硅晶片可具有通过例如电镀沉积于暴露硅表面上的金属。0043在本公开的一个方面，可通过热能传送剪切力。在纳米结构材料中的快速热变化可另外促使基底裂开。在纳米结构和非纳米结构本体材料之间实现温度变化的一种方式是将用于裂开的机械物体保持在与表面不同的高20、30或50的温度。可例如用扫描激光局部传送热能梯度。热能可与机械压力组合使用，或者单独用于使纳米结构材料裂开。或者，用于使纳米结构材料裂开的机械物体可具有暂时波动的温度分布。0044在本公。
25、开的一个方面，基片和纳米结构包含不同于硅的材料。预期在结构上产生纳米结构的多种方法，包括蒸气液体固体方法、激光化学气相沉积、反应离子蚀刻和金属增强蚀刻例如，如以下示例性方法中所述。另外，金属化方法不限于任何单一方法，可包括溅射、丝网印刷、电镀和蒸发。对于一些金属沉积方法，可进行掩蔽沉积或在金属沉积后掩蔽蚀刻。在此情况下，局部去除绝缘材料从纳米结构材料的裂开处去除决定金属接触硅的区域，但掩模决定在何处沉积金属，并且可因此在绝缘材料上面的一些区域内沉积。0045镀覆尤其很好地适用于本发明，包括将金属无电沉积和电化学沉积于暴露的硅或其它基片上。一般镀覆方法只沉积在导电的区域上。因此，具有绝缘覆盖物的。
26、硅的区域将没有金属沉积，而去除了纳米结构硅并且硅被暴露的区域有金属沉积。因此，在这种情况下，图案化金属触点不需要另外的掩蔽或光刻。0046在本公开的一个方面，可调节沉积触点的工艺参数，使得通过多个剪切活动产生的硅表面中的相邻开口在硅表面上通过较宽金属线电连接。因此，例如在硅上的氧化铝说明书CN104145323A5/9页8涂覆硅纳米线的情况下，纳米线在其基底附近裂开。因此在线去除处硅被暴露，留下约50100NM直径的暴露硅圆形截面。可调节电沉积，以便其沉积在暴露的硅上，然后沉积在氧化铝上，以形成连续线。0047根据要制造的装置，可沉积多种材料。本发明不旨在限于使用某些材料。可用所述方法沉积的一。
27、些薄膜装置组件包括用于太阳能电池的金属电极、用于太阳能电池的互连和母线、和用于传感器、薄膜电池和晶体管的电极。在本公开的另一方面，提供一种光电装置。所述光电装置包括A基片；B在基片第一表面上的纳米结构区域；C在第一表面上面的电绝缘层；D纳米结构区域的区段，其中纳米结构至少部分被破坏；E在所述区段上面的任选的覆盖层；和F在绝缘层和任选的覆盖层上面的导体。导体可通过覆盖层和区段与基片产生电接触。区段可例如为栅格的形式。0048图12AC示意性且未按比例地描绘在本公开的一些方法中要对其操作的工件的可能外观。图12A描绘要对其操作的工件。在那张图中，100表示基片。在基片上有纳米结构，110为纳米结构。
28、的实例。在纳米结构上面有电绝缘层120。在工件的一个区段132中，纳米结构将至少部分被破坏，而在别的地方130它们将不被破坏。图12B描绘通过物体的边缘150在区段132去除纳米结构和电绝缘层。在此图中，显示部分去除。图12C描绘在去除后沉积导体140的结果。在此图中，导体140有些延伸到区段132外。0049此实施方案的示例性装置描绘于图10中。此装置的一部分的高度示意图显示于图12C中。在那张图中，100表示基片。在基片上面有纳米结构，110为纳米结构的实例。在纳米结构上面有电绝缘层120。在装置的一个区段132中，纳米结构至少部分被破坏，而在别的地方130它们则不被破坏。导体140存在于。
29、绝缘层之上。在图12C中，未显示任选的覆盖层。0050覆盖层可以是由于纳米结构破坏过程（例如，由进行此过程的工具磨损）沉积的层。覆盖层可以是导电的。覆盖层可改进导体的电触点。作为所用制造方法的副作用或有意由该方法的设计所造成，覆盖层可扩散进入基片，例如，铝扩散进入硅。如果此扩散发生，可形成选择性发射体。0051以下描述本发明的示例性方法。提出以下实施例为本领域的普通技术人员提供如何实施本发明的更完全公开和描述，且不旨在限制发明人认为是其发明的范围。虽然已努力保证与数字例如量、温度等有关的精确度，但应考虑一些误差和偏差。0052示例性方法1图11以下述示例性方法的流程图形式提供高层级视图1100。
30、。步骤可概括于图中所示的以下6个程序块程序块1102在基片上形成纳米结构。程序块1104进行掺杂，以产生PN结。程序块1106通过溅射形成背侧触点。程序块1108通过ALD沉积氧化铝，用于纳米结构钝化。程序块1110使“刮刀（SCALPEL）”在钝化的纳米结构表面上通过，从而去除一些钝化物和纳米结构。程序块1112在钝化的纳米结构表面上电镀金属，从而接触发生去除的区域。0053选择具有100晶体学取向表面的具有1OHMCM电阻率的N型硅材料。0054第一步骤是沉积50170银，银用于金属增强蚀刻。将晶片装入溅射室，并以24/S的速率、1E6TORR的底压和2E3TORR的氩压力溅射银。0055。
31、下一步骤是在氧/HF浴中形成纳米线。在从溅射室去除样品后，将样品放入稀氢说明书CN104145323A6/9页9氟酸HF浴。该浴包含10份体积水1份体积HF。将样品在HF浴中浸蚀10分钟，在此期间，用穿孔的塑料管使氧剧烈鼓泡通过HF。将样品在去离子水DI中清洗3次后。0056然后去除银，并在一系列湿浴中清洗样品。第一浴是PIRANHA清洗液，由4ML硫酸H2SO41ML30重量过氧化氢H2O2组成，处于70。在将晶片放入PIRANHA之前，将其搅拌2分钟。然后开始搅拌，并将晶片浸入15分钟。在PIRANHA浸蚀后，用DI水清洗晶片3次。0057然后将样品放入稀HF经历30秒。该HF溶液具有24。
32、1体积比的水与49HF，并且处于室温。然后用DI水清洗晶片3次。0058下一步进行传统的10分钟SC1清洗。这是511体积比的水、30重量氢氧化铵NH4OH和30重量过氧化氢的浴液，并且处于70。再次用DI水清洗晶片3次。0059在SC1清洗后，对晶片进行SC2清洗。该清洗是在70下在511体积比的水、37重量盐酸HCL和30重量过氧化氢中浸泡10分钟。然后在DI水中清洗样品3次。0060在形成太阳能电池中的下一步骤是掺杂样品，以产生PN结。对于此掺杂过程，首先将掺杂剂放在两个源晶片上。一个源晶片将掺杂晶片的前（纳米线）侧，并且具有硼掺杂。另一个源晶片将具有磷，并且掺杂样品晶片的背侧。所述源晶。
33、片用于掺杂样品晶片。0061为了制备两个源晶片，首先将它们如上所述用PIRANHA、HF、SC1和SC2清洗液清洗。0062用硼膜旋涂扩散剂B153FILMTRONICS使硼旋涂于一个源晶片上。采用以500RPM预旋涂5秒然后以5000RPM旋涂15秒，旋涂掺杂剂将FILMTRONICS磷膜旋涂扩散剂P506的小微型斑点滴到第二源晶片上。然后将两个源晶片在热板上在250烘烤10分钟。0063下一步形成用于掺杂样品晶片的晶片堆叠。将硼源硼晶片以硼侧向上置于石英盘上。然后在晶片边缘上放置三个525微米厚硅间隔体。然后，将样品晶片以纳米线侧向下置于硼源晶片上，将另外的三个间隔体放在晶片的边缘上，最后。
34、源晶片磷掺杂源晶片以磷侧向下面向样品晶片的非纳米线侧放置。0064然后，将包括两个源晶片、间隔体和样品晶片的完全堆叠推入有以2000标准立方厘米/分钟SCCM流动的氩气的炉管，在1分30秒内从室温达到1050。然后将炉在2000SCCM氩流速和1050温度保持5分钟，在此时向流加500SCCMS氧，温度以6/分钟坡道下降15分钟。15分钟后，关掉氧，同时使氩保持打开，并使炉冷却到745。然后将堆叠拉出，并在大气中冷却到室温。从堆叠中移出样品。下一步骤是背触点。首先将样品晶片在具有4ML水1MLHF的HF浸液中浸洗10分钟，然后清洗三次。在HF清洗后，将样品面向上放入溅射工具，并沉积2000钨、。
35、30,000银和4,000钨的金属堆叠。0065再次将样品晶片在41HF浸液中清洗，此次时间为30秒，并在DI水中清洗3次。0066下一步骤是在纳米线阵列上布置铝钝化物。这利用氧化铝的原子层沉积ALD，其在纳米线阵列上提供电钝化，并用作电沉积的绝缘掩模。将样品放在ALD室内。ALD系统可以为例如CAMBRIDGENANOTECHSAVANNAHS200。在装入我们的样品之前，将ALD室预热到250。在装载样品后，将室用粗泵泵抽，同时将20SCCM的恒定N2流引入室中。此过程压力为约2200MTORR。设定程序使过程等待，直至加热器处于250。一旦温度在250，程序等待另外60秒并用水脉冲，然后。
36、用三甲基铝TMA。执行原子脉冲控制程序，在水和TMA说明书CN104145323A7/9页10之间交替总共275个循环。0067图1描绘用氧化铝涂覆的硅纳米线的侧视扫描电子显微相片。切开的边缘图示说明氧化铝涂层。0068下一步骤是，通过用模板STENCIL引导刀片可将该刀片称为“刮刀”，以磨锋利的铝刀片刮擦晶片的纳米线侧，使纳米线行裂开。通过用钢将从片切割出的铝碎片磨锋利，制备铝刀片。刀片人工控制。用可变的施加力跨基片产生数个划痕。0069样品用铜线在背侧接触，并且银涂到钨背触点上。将此用聚硅氧烷粘合的特氟龙绝缘带覆盖。将样品放入电镀溶液。0070使用购自TRANSENECODANVERS,M。
37、A的氨基磺酸镍SN10，以20MA/CM2恒电流密度在50经1小时进行镍电镀。0071在暴露硅的区域中电镀镍后，将样品在形成气体中在390退火1小时。0072对于这个具体样品，经确定镍太薄，因此，将样品放回到前述氨基磺酸镍，并在相同条件镀覆另外1小时。0073图2描绘通过这种示例性方法产生的镍线的俯视扫描电子显微相片。0074图3描绘通过这种示例性方法产生的线的传输线检测。接触电阻为00014CM2。0075图4描绘具有通过这种示例性方法产生的金属电极的二极管的电流电压线。已显示这种二极管对于AM15G模拟日光的功率转换效率超过17。0076示例性方法2利用对前述方法的变化，其中用不锈钢剃刀片。
38、代替铝“刮刀”擦划纳米线。剃刀人工控制，通过在基片上放置的激光切割不胀钢模板引导。用可变的施加力跨基片产生数个划痕。0077图5显示通过这种示例性方法产生的线的光学显微相片。标尺显示金属线小于15微米宽。0078图6描绘通过这种示例性方法产生的镍线的侧视扫描电子显微相片。划痕宽度内水平尺寸为73微米宽，金属线为约13微米宽，并且升高到高于纳米线顶表面2微米。0079图7描绘通过这种示例性方法产生的镍线的俯视扫描电子显微相片。金属线为约23微米。0080示例性方法3也可用前述方法的替代方法将溅射涂覆用于金属沉积。在形成氧化铝涂覆的纳米线中，这种方法与示例性方法1相同地开始。0081使光致抗蚀剂M。
39、ICROCHEMSF9PMGI,P/NG113109旋涂于氧化铝涂覆的硅纳米线表面上。然后将基片在180烘烤20分钟，以驱除溶剂。0082下一步用不锈钢剃刀片擦划纳米线。剃刀人工控制，通过在基片上放置的激光切割模板引导。可用可变的施加力跨基片产生数个划痕。0083图8描绘光学显微相片，显示通过在这种示例性方法制备的线的上面沉积的光致抗蚀剂的划痕。擦划区域为约10微米宽。0084下一步骤是从晶片的擦划区段清洗光致抗蚀剂，在25用紫外臭氧清洗60秒。随后，在HF中浸洗30秒，以从擦划区域浸蚀氧化物。在开始浸蚀反应之前，由氧通过HF鼓泡，调节HF溶液。HF的浓度为约9重量。说明书CN10414532。
40、3A108/9页110085下一步，用阴影掩模使650NM银溅射到样品晶片上，用有机溶剂剥离光致抗蚀剂，在擦划的区域只留下银。0086图9描绘的俯视扫描电子显微相片显示由这种示例性方法制备的在剥离后通过光致抗蚀剂掩模溅射的金属线。0087在一个供选的实施方案中，可利用560秒标准KOH浸蚀在金属步骤后浸蚀掉纳米线阵列。这在最终产品中不需要纳米线阵列时具有效用。0088D应用可用本发明的方法和装置设计接触用于光电装置的硅纳米线阵列。它们可用于利用光电或光伏效应的装置，例如，太阳能电池、光电检测器、光电二极管、光电晶体管、光电倍增管和光学集成电路。0089可用本发明的方法和设计制造由多晶硅制成或包。
41、含多晶硅的装置。本发明包括可利用任何结晶取向的硅（包括多晶硅）的方法和设计。多晶硅是一种比结晶硅便宜的材料，但由于晶粒的无规取向，一般比单晶硅更难组织化和结构化。本发明的方法和设计可同样用于接触非晶硅纳米线。0090在纳米结构能够吸收并松弛此应力或应变的情况下，可在硅经受应力或应变的应用中使用硅纳米线阵列。例如，纳米线可在本体硅和上面生长的与其晶格不匹配的另一种材料之间用作界面层。0091在本申请中所述的方法也适用于锂离子电池技术。由于低放电电势和高充电容量，硅已被视为锂离子电池中阳极材料的理想候选。由于与离子嵌入和离子脱出相关的大体积变化，在过去它的应用受到限制。在硅中的建立的大量应力和应变。
42、导致硅层劣化，造成很短的运行寿命。由于经受这些应力和应变的能力，已寻求使用纳米线。多孔硅纳米孔或微米孔也可通过本申请中所述方法接触的事实使得能够制造另一种能够经受锂离子电池应用的离子嵌入/脱出的应力和应变的阳极几何结构。0092可用本申请中所述的方法和设计接触纳米结构，使硅成为中间带光伏材料IBPV。硅具有用于IBPV的极佳带结构，只要可增强特定电子跃迁的强度。进行的一种方式是采用对线直径、掺杂和晶体学取向的具体控制来形成密集硅纳米线阵列。可用本申请中所述的方法和设计接触这些纳米线阵列。0093可用本申请中所述的方法和设计接触为了能够通过这些方法和设计产生电触点而形成的纳米结构，即使在形成电触。
43、点后不需要那些纳米结构。0094以下参考文献可与本申请相关1ITOBIAS,CDELCANIZO,JALONSO,“CRYSTALLINESILICONSOLARCELLSANDMODULES“晶硅太阳能电池和模块,CHAPTER7INALUQUE,HANDBOOKOFPHOTOVOLTIACSCIENCEANDENGINEERINGJOHNWILEYSONS20032SAMIFRANSSILA,INTRODUCTIONTOMICROFABRICATION微制造简介2DEDJOHNWILEYSONS20103KKANG,WCAI,“SIZEANDTEMPERATUREEFFECTSONTHEF。
44、RACTUREMECHANISMSOFSILICONNANOWIRESMOLECULARDYNAMICSSIMULATIONS“对硅纳米线破碎机制的尺寸和温度影响分子动力学模拟,INTERNATIONALJOURNALOFPLASTICITY26,1387140120104BAGOZENOBOZDOGANLAR,“AROTATINGTIPBASEDMECHANICALNANOMANUFACTURINGPROCESSNANOMILLING“基于旋转端的机械纳米制造方法纳米研磨,NANOSCALERESEARCH说明书CN104145323A119/9页12LETTERS5,14031407201。
45、05授予MODAWAR等的美国公布专利申请2012/181502号。0095本申请中提到的所有专利、专利申请和出版物全文通过引用结合到本文中。然而，在包含表达定义的专利、专利申请或出版物通过引用结合到时，应将那些表达定义理解为适用于它们所在的结合的专利、专利申请或出版物，而不适用于本申请文本的其余部分，特别是本申请的权利要求。说明书CN104145323A121/13页13图1说明书附图CN104145323A132/13页14图2说明书附图CN104145323A143/13页15图3说明书附图CN104145323A154/13页16图4说明书附图CN104145323A165/13页17图5说明书附图CN104145323A176/13页18图6说明书附图CN104145323A187/13页19图7说明书附图CN104145323A198/13页20图8说明书附图CN104145323A209/13页21图9说明书附图CN104145323A2110/13页22图10说明书附图CN104145323A2211/13页23图11说明书附图CN104145323A2312/13页24图12A图12B说明书附图CN104145323A2413/13页25图12C说明书附图CN104145323A25。