[发明专利]抑制背景镀覆

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制背景镀覆的方法。更具体地，本发明涉及一种用具有高透光率的相变阻挡物(phase change resist)抑制背景镀覆的方法。 

发明背景 

在工件不期望被镀覆的区域的镀覆有时被称为背景镀覆。该背景镀覆对需要进行选择性镀覆的工件的功能性或美观性通常是有害的，比如，在有镀覆的高精度电气元件的制造中。这种背景镀覆会导致工件中的电短路和使用该工件的电气设备的失效。另外，背景镀覆还导致镀覆材料的浪费。这种浪费增加了生产和最终产品的成本。如果被镀覆的具体材料，正好是金、银、铂或钯等贵重金属，增加的成本可能非常可观。即使在这些情况下，其中背景镀覆的区域的金属回收是令人满意的和可行的，然而金属回收增加了制造最终产品的整个工艺的复杂性和成本。 

许多传统的选择性镀覆方法需要多个步骤。当使用固体掩模，例如，来覆盖工件不需要镀覆的区域时，该掩模施加到工件上，该工件然后被选择性镀覆，剥离掩模。然而，伴随着制备，施加和从工件剥离掩模的是费用和复杂性。另外，固体掩模未必总是很容易或能够施加和从工件表面移除。工件中确实存在着难以到达或难以接近的需要被屏蔽的区域。此类工件的例子是是光伏器件，其中在覆盖导体或半导体材料的介电层中的瑕疵、裂缝或针孔是背景镀覆发生的位置。此类的缺陷很小因而掩模不能施加到这些位置。另外，这些缺陷由于其微观级尺寸而常常是肉眼不可见，工人通常直至金属被镀覆后才能发现这些缺陷。得到的产品因而不适用于商业使用。 

光伏器件，比如太阳能电池，通常包括半导体晶片，其形成一个单独的大的PN结。电磁辐射比如太阳光入射到该PN结上在器件中产生载流子，形成电流，其被收集和传送到外部电路。所形成的电流大致与入射辐射成比例。与PN结两边欧姆连接的金属图案收集电流。这种金属图案需要提供低电阻路径从而 最小化所产生的电流的电阻损失。该金属图案必须限制其物理尺度，特别是在器件的正面表面，从而最小化阻挡入射辐射能的表面区域，即，最小化以产生电流为目的的能量的损失。通常地，该正面金属图案包括高导电性材料的窄带。在导电材料窄带之间是覆盖掺杂的半导体材料、比如掺杂的硅的介电材料薄层。该介电层可能具有200nm到500nm的厚度。该介电层可作为太阳能电池的减反射层。此类介电材料的例子是二氧化硅和氮化硅。 

在光伏器件的制备过程中，在为该设备形成金属图案之前，介电层形成在掺杂的半导体材料上。介电层的形成可以通过化学气相沉积或物理气相沉积来实施。一旦介电层被沉积，通过传统成像方法形成图案，使用传统方法将金属沉积在图案中使其导电。在金属化该图案时，由于介电层上的缺陷，不需要的背景镀覆可能会出现，导致产品不适用于商业使用。如上所述的这种缺陷通常直到金属化后才能被发现。 

缺陷，比如裂缝、瑕疵或针孔，暴露出了半导体的掺杂发射层，并成为背景镀覆的场所，因而有害于所预期的选择性镀覆。据信，此类的缺陷是，在制备过程和装卸该半导体时的一个或多个步骤中由于介电层的脆性和薄度而产生。因为缺陷微小，许多是显微尺寸，施加传统的固体掩模去解决这些背景镀覆问题是不可行的。许多固体掩模不能与介电层形成界面接触，从而背景镀覆可能在形成于掩模和介电层之间的空隙处发生。另外，此类的掩模无法允许足够的光线通过和到达掺杂半导体，从而在光诱导和光辅助工艺中不能提供足够的电流用于金属镀覆。固体掩模一般是由不允许光通过的不透光材料制成。 

U.S.4,217,183公开了一种无掩模方法，其在集成电路和电路板中的晶片的金属化中，使导电表面比如阴极的背景镀覆最小化。该阴极可以是金属，光电导体或由绝缘体和导体构成的复合结构。该专利公开了在镍或铜电解质中放置阴极和阳极，聚焦能量束如氩激光，通过电解质到达阴极的需要被镀覆的选择区域，在阳极和阴极之间建立电势。虽然该专利公开了一种最小化背景镀覆的无掩模方法，这种方法仍然可能不适用于解决由半导体介电层的缺陷引起的背景镀覆。一般地，这些缺陷不能够被肉眼发现。因而，选择性运用能量束试图避免缺陷是不可行的。另外，即使有引导能量束的图案形成在工件上并隔绝介电材料，在图案的边界处光束中的足够的能量可能与介电层中的微观缺陷重叠，导致有害的背景镀覆。因而，工业上仍旧存在着对在半导体上抑制背景镀覆的 方法的需要。 

发明内容