利用蚀刻与沉积工艺制造改进式薄膜型太阳能电池互连的方法

专利名称：利用蚀刻与沉积工艺制造改进式薄膜型太阳能电池互连的方法
技术领域：
本发明关于一种太阳光电装置(photovoltaic device)，尤其关于一种 于薄膜太阳光电装置中制作改善式互连的系统与方法。
背景技术：
薄膜太阳能模块可提供合理效能以及低制造成本。这些模块是由各种 材料所制成，包含非晶珪(amorphous silicon )、非晶石圭4者(amorphous silicon germanium ) 、 4同4因《家石西(copper indium gallium selenide (CIGS)) 与镉碲(cadmium telluride)。这些太阳能模块的共同特征为沉积作用发 生在诸如玻璃片的大面积绝缘体上。
另一个共同特征在于这些模块使用划线(scribes)与互连，以将大面 积沉积层切割成数个电池(cell)以及/或子电池(sub-cell)。以上述方式 切割的现有模块显示于图1中。如图1所示，模块100是切割成数个电池 102 (即，长条)，其通过互连104而串联(例如，在此图中是以水平方 向电性连接)。通常利用划线与导体而于模块上形成互连。然而，需声明 的是，上述模块100的长度L可为一米或更长。此时，跨过整个模块长度 L的互连宽度(相当于图2中的宽度W)通常约为700- 1000微米，以及 电池的宽度(即，长条)通常约为1公分。如同此领域的技艺人士所知， 图1显示简化、非实际大小的现有模块，且此模块进一步包含其它未显示 于图1中的主动与被动组件，诸如电极、保护二极管与接头(terminal)。 此外，此模块通常亦包含外部接触以及/或可为环境包覆(environmentally encapsulated )。
已知互连104是用以提供不易有连续电阻损耗的高压、低电流输出。 例如， 一个具12%效率的1平方公尺面板可提供120瓦功率。若电池操作 电压为0.6伏特，那么电流为200安培。因为欧姆损耗为^R(其中I表示 电流而R表示电阻)，所以薄导电膜具有相当高的电阻，因此大部分功率
5都浪费。不过，若模块被分成例如三百个长条，那么电压可为180伏特而
电流可为0.56安培。因此，可减少约89000倍的欧姆损耗。
受让予本案的同 一 专利权人的美国专利申请案11/245620
(AMAT-10468)中阐述形成薄膜太阳光电模块的互连的方法，在此以参 考方式纳入该案的内容。该发明的方面包含使用单一激光划线以形成包含 阶梯结构的切口 ，以使底电极(base electrode)显露。该发明的另一个方 面为其产生的互连比现有的较窄，所以为更有效率的模块结构。
在该申请案中所述的工艺是显示于图2A至图2E，其与图1的一部份 互连区域106有关。在图2A的第一步骤中，整个导体、半导体与接触堆 栈202 ~ 206沉积在诸如玻璃的基材208上。在另 一个实施例中，层202 为诸如钼(molybdenum)的金属或i^如氧化锌(ZnO)的透明导电氧化物
(TCO);层204为诸如铜铟镓硒的半导体；以及层206是为诸如氧化锌 的透明导电氧化物。在一些实施例中，整个堆栈的厚度是大约2-3微米。 在图2B所示的下个步骤中，划线210是在底部导体202上。如图2C 所示，第二划线212是以较小切口构成，而显露出导电突出部(ledge)214。 两个划线210与212是以激光或机械划线或由上述二者的组合所构成。
在一个同时制作划线的实施例中，使用具有偏斜强度轮廓(skewed intensity profile)的激光束，其在左边的密度大于在右边的密度(以附图 的方位而言)。此造成左边的切口比右边的深，而形成突出部(ledge )214。 在另一个实施例中，两个激光源是耦接至单一纤维。其中一个为红外线激 光源，例如波长为1064纳米的钕雅铬(Nd:YAG),因为其光子能量低于 半导体的能带所以可穿透堆栈。其首先切穿导体202。第二个为较短波长 的激光源，例如波长为532纳米的倍频钕雅铬(doubled Nd:YAG )，其切 穿半导体204 (诸如，CIGS)但不会切穿导体202。第二切口的宽度大约 在20至50微米左右，且总宽度W可降至0.01至0.2公分，较现有的更 窄。
如图2D所示，在划线之后，绝缘体216沉积在壁上。在一个较佳实 施例中，以后续的自对准方法以沉积绝缘体216。利用一些现有方式将诸 如聚亚醯胺或光刻胶的光感聚合物涂敷于整个模块上，现有方法例如有喷墨、喷雾或滚轮。由模块背側穿透玻璃后而曝光聚合物。此自对准曝光是 在凹槽中进行(即，除了在凹槽中的部分光刻胶之外，导体层202阻挡所 有光刻胶的曝光)。接着显影聚合物，仅留下涂布层在左壁上(以图中的 方位而言)，而左壁因光线穿透凹槽而曝光。
最后，如图2E所示，导体218沉积在绝缘体216上以连接左电池220 顶部与右电池222底部。此使得电池220与222之间有连续接触。接着以 绝缘与导体材料涂敷整个切口的长度(例如，在图1中模块的切口的长度 L)以形成互连。
虽然该申请案的方法提供可接受的结果与更窄的互连，但是其具有一 些缺点。例如，用于图2B与图2C步骤中的激光剥离(laser ablation )具 有差的选择性，所以其具有窄的工艺条件，其中剥离作用在右侧的下层导 体处停止，同时切穿左侧的玻璃。再者，对具有大量窄长条(其中需要数 百个切口，每个为一米长)的面板而言，激光剥离具有低产量。还有，激 光剥离会造成边缘受损，特别是进行高速率剥离作用时。
共同受让予本案专利权人的申请案(AMAT-10668)中阐述形成棵露 导电阶梯的另一种方法，在此是以参考方式纳入该案的内容。在较佳实施 例中，其使用单一层光刻胶与二次曝光。此实施例中的一个方面为来自背 侧的曝光反射自位于基材上方的镜子，以产生自对准的曝光区域，其可被 侵蚀以形成导电阶梯。然而， 一旦凹槽形状的阶梯形成，即需要数个其它 工艺步骤以绝缘側壁并沉积导体。还有，美国专利6300594、 6559441与 6919530中阐述使用激光划线穿透薄膜太阳光电材料的工艺，而因此避免 上述缺点形成。虽然这些参考文件显示出在隔离凹槽中的绝缘体，但并未 揭露用于完成此绝缘的特定方法，因此不能当作可改善该申请案的工艺。
因此，本发明的目的在克服上述于薄膜太阳光电装置中形成互连方法 所面临的缺点。

发明内容
本发明提供一种在太阳光电模块中形成互连的方法。根据一方面，本 发明方法包含类似制作现有集成电路的工艺。例如，本方法包含屏蔽与蚀刻步骤以形成电池之间的隔离凹槽，以及包含额外蚀刻步骤以形成邻接凹 槽的导电阶梯，该导电阶梯可用于形成电池间的互连。根据另一方面，本 发明用以形成导电阶梯的方法可为自对准，诸如将一镜子定位于模块上方 以及由基材下方以一个角度一次或多次曝光光刻胶，并进行蚀刻以使导电
阶梯露出。根据本发明另一个方面，工艺可包含在模块中形成网格线(grid line)的步骤，以改善结构中的电流传导。
在本发明的这些与其它目的中， 一种用于在薄膜太阳光电模块中形成 互连的方法包含制备太阳光电模块层的堆栈于基材的顶表面上；形成具 有完全穿透堆栈的第一与第二实质平行边缘的隔离凹槽；同时留下邻接该 凹槽的第一与第二边缘的光刻胶于堆栈的顶部；曝光邻接该凹槽的第一边 缘的光刻胶区域；以及，通过该曝光的光刻胶以蚀穿堆栈的一或多层而形 成邻接该凹槽的第一边缘的接触阶梯。
在 一 些实施例中，此方法更包含在邻接该凹槽第二边缘的堆栈的顶部 导体与接触阶梯之间的连接体(connector)。在一些其它实施例中，形成 连接体的步骤包含于形成接触阶梯之后，以一角度沉积导电材料，通过 沉积而遮蔽邻接该接触阶梯的堆栈壁。在一些其它实施例中，形成连接体 的步骤包含在形成接触阶梯之后，提供另一层光刻胶；由下方穿透凹槽 而照射基材，由此使位于凹槽上方且邻接凹槽的第一与第二边缘的额外光 刻胶曝光；移除曝光的额外光刻胶，同时留下未曝光的额外光刻胶；沉积 导电材料于基材上；以及，移除未曝光的额外光刻胶，由此留下包含连接 体的导电材料。


本发明附图如下
图1是以互连分割的现有薄膜太阳光电电池模块的上视图； 图2A至图2E显示根据共同申请案的薄膜太阳光电电池间的互连形成 工艺；
图3A至图3G显示根据本发明较佳实施例的薄膜太阳光电电池间的互 连形成工艺；图4A至图41显示根据本发明另一个较佳实施例的薄膜太阳光电电池 间的互连形成工艺；以及
图5A至图5J显示根据本发明另一个较佳实施例的薄膜太阳光电电池 间的互连形成工艺。
主要组件符号说明
202金属204半导体
206透明导电氧化物208基材
210第一划线212第二划线
214导电突出部216绝缘体
218导体220第一电池
222下个电池300堆栈
302顶部导体层304半导体层
306下垫导体308基材
310屏蔽312光刻胶层
316隙缝318隔离凹槽
320绝缘体322反射体
324接触阶梯326金属
328清洁薄膜330側壁
332连接体400堆栈
402顶部导体层404半导体层
406下垫层408基材
410屏蔽412光刻胶层
416隙缝418隔离凹槽
422反射体424接触阶梯
428清洁薄膜430绝缘体
432额外光刻胶层434金属
500堆栈502半导体层
504下垫导体506基材508顶部导体层510屏蔽
512光刻胶层516隙缝
518隔离凹槽522反射体
524接触阶梯528清洁薄膜
530绝缘体532额外光刻胶层
534金属536额外光刻胶层
具体实施例方式
本发明将参照附图进行详细说明，附图是用以使此领域的技艺人士能 了解的范例。需声明的是，以下附图与范例并非用以限定本发明，其它各 种经替换本文中所述组件的实施例亦落入本发明。再者，本发明的一些组 件可部分或全部使用已知的组件替代，在本说明书中仅针对有助于了解本 发明的组件做说明，而省略说明其它可能会模糊本发明的组件。在本说明 书的实施例中虽显示单一个组件，但其并非用以限定本发明，本发明亦包 含使用数个组件的等效实施例，反之亦然，除非有特别声明组件的数量。 再者，除非有特别陈述，申请人在说明书或权利要求中所使用的词句并非 特意或非普通的意义。还有，本发明包含现在以及未来可能使用的均等物。
在本发明中有关于薄膜太阳光电装置中形成互连的方法是使用类似制
造现有IC的工艺。这样的工艺不需要或不包含激光剥离，以及因使用激光
剥离所产生的缺点也可因此避免。再者，本发明平衡自对准以及一些因使
用IC制造工艺而存在的优点。
图3A至图3G显示用于形成互连的工艺流程的方法可包含在薄膜太阳 光电模块的电池间形成接触阶梯。需说明的是，这些附图并非真实大小， 在一些工艺步骤中显示的层与组件的相对大小是放大或缩小，以凸显本发 明的方面。虽然各层与特征的尺寸将在说明书中特定说明，但是附图仅供 说明的用而并非用以限定本发明。
如图3A所示，在实施例中的工艺流程是始于沉积堆栈300于基材308 (例如，3毫米厚的玻璃)上。在此实施例中，堆栈300包含0.1微米厚 的层306,其相当于不透光金属电极一通常为钼(molybdenum )—与玻璃基材308接触，以及1微米厚的层302,相当于透明电极—通常为掺杂氧 化锌的铝一于顶表面上。此工艺亦可与其它种类的薄膜模块一同使用，例 如非晶硅(a:Si)、微晶硅(inC:Si)与微型态(micromorph ),其中透明 电极可与玻璃接触且金属辅助电极(counter-electrode)是在顶部。以此 工艺流程来说，半导体层304是2微米厚的铜铟镓硒层，其位于0.07微米 厚的硫化镉(CdS )緩沖层下方，但是其它合适的材料包含硒化铜铟(CIS )、 非晶硅、微晶硅、碲化镉(CdTe)或多种材料的堆栈亦可当作半导体层使 用，且可不必包含緩沖层。
需注意的是，诸如二氧化硅的其它层可加在堆栈的顶部以保护氧化锌。 亦可使用其它保护层材料，诸如底部抗反射层(BARC )或苯环丁烯(BCB )。
工艺流程中的第 一个步骤是在玻璃上制造隔离切口 。在一个较佳实施 例中，此是以蚀刻工艺完成而不是激光或机械划线。例如，在图3B所示 的实施例中，使用喷雾、浸泡(dip)或滚轮工艺以涂布光刻胶层312至模 块上。光刻胶层的厚度可为1至10微米。利用接触基材或在其上方10微 米(显示)的具有相对应隙缝316 (aperture)的屏蔽310以在光刻胶中 曝光出30微米宽的线。
图3C中，使用湿式或干式蚀刻以显影光刻胶并将隔离切口 318蚀刻 至玻璃上。在范例的阶段湿式蚀刻工艺中，以氢氯酸(HCI)或醋酸 (CH3COOH )溶液蚀穿氧化锌层，接着以硫酸+硝酸(H2S04 + HN03 ) 工艺蚀穿铜铟镓硒层，接着以磷酸+醋酸+硝酸(H3P04 + CHsCOOH + HN03)(通常称做PAN蚀刻)工艺蚀穿钼金属层。需注意的是，铜铟镓 硒层蚀刻工艺是为独特且新颖的，而各种进行此工艺的方法范例是阐述于 申请案(AMAT-10936)中，在此是以参考方式納入该案的内容。再者， 将于下文中阐述的本发明的方面是将隔离切口 318当作屏蔽的隙缝，以供 后续的自对准工艺使用。在蚀刻玻璃之后，绝缘体320是利用诸如具有碳 或氟气体的电浆工艺沉积，以产生四氟化碳化合物。虽然蚀刻工艺为较佳 选择，但是其它实施例可使用机械或激光划线工艺。
下一个步骤显示于图3D中，其根据一较佳实施例而开始形成一导电 阶梯或接触阶梯。根据阐述在共同受让的申请案AMAT-10668中的技术，反射体或镜子322是非常接近顶表面(例如，50微米)以及光线是以一个 角度由玻璃基材308的下侧入射。由镜子反射的光使邻接已成形的划线 318的光刻胶区域曝光。因此，此曝光是自对准至存在的划线上，以及产 生具有一宽度(根据共同申请案中所阐述的公式)的阶梯。
最好使镜子与基材之间的距离维持固定。在一个实施例中，镜子具有 软的间隔物(spacer)，其提供固定距离而不会损害基材。在另一个实施 例中，透明膜328是散布在基材表面的上方，使得曝光光线由膜的顶表面 反射。例如，膜328可为密拉膜(mylar)且顶表面可具有包含诸如铝的反 射涂层322以增强来自顶表面的反射。另一个实施例为，可利用不具有反 射涂层的干净密拉膜328当作在不同反射物或镜子322的均匀间隔物。
在曝光与显影之后，进行蚀刻以形成导电阶梯324。此蚀刻步骤可为 湿式或干式蚀刻，或二者的组合。如同先前形成凹槽318的蚀刻步骤，可 改变蚀刻化学品以选择性地蚀穿每层电池堆栈。在一些实施例中，当到达 底层导体时，停止蚀刻(在CIGS例子中，钼为底层；或在a:Si或)iC:Si 例子中，氧化锌为底层)。在其它例子中，蚀刻可在半导体层停止。例如， 在非晶硅或微晶硅的例子中，半导体在底部有很多掺杂，且接触此严重掺 杂的底部是可接受的。
在图3E中，由另一方向入射至凹槽318邻近区域左边(相对图中的 方向而言)的清洁光刻胶的光是重复曝光穿透凹槽318。显影堆栈300顶 部区域中的光刻胶并移除该光刻胶之后，可进行清洁步骤以确保堆栈300 的表面可提供与互连金属的良好接触。
如图3F所示，金属326使用诸如蒸发的方向性工艺以沉积。例如， 使用汽相沉积以大约450角沉积铝金属。剩下的光刻胶312是当作掩膜 (shadow mask),使得金属仅沉积在左边电池的顶部(相对附图的方向 而言)，沿左侧壁向下，并沉积在导电阶梯324上。由于掩膜，所以右側 壁330并未覆盖材料。
移除光刻胶之后的最后结构是显示于图3G中。如图3G所示，金属互 连332由隔离凹槽318上的电池顶部左侧(相对附图而言)延伸至电池右 侧的导电阶梯324。留在凹槽318中的绝缘体320可因此进一步提供在电
12池之间的绝缘。
需注意的是在图3E中所示的步骤，亦可能由顶部穿透掩膜以进行第 二次曝光而形成网格线。在此范例中，屏蔽可以目视调整。例如，光线穿 透基材可强调已有的网格线。在一个实施例中，使光通过屏蔽的穿透最大 化，使屏蔽与网格线对准，其中屏蔽具有与凹槽线图案重叠的开口。当屏 蔽完全与凹槽图案重叠时，可达成此最大化。在一个范例中，网格线以实
质垂直凹槽318的方向切穿顶部氧化锌/透明导电氧化物层，完全由电池一
端至每个长条中的另一端，因此降低在电池中的传导。每条网格线之间大
约分隔3毫米。
第二个范例工艺实施例将参照图4A至图4G加以阐述。 在图4A与图4B中形成隔离凹槽于堆栈400中的工艺步骤可与图3A 与图3B相关。在前述的实施例中，堆栈400包含相当于不透光金属电极 层406 通常为钼一与玻璃基材408接触，以及相当于透明电极层402 通常为掺杂氧化锌的金属铝—于顶表面上。半导体层404可为任何合适的
材料铜铟镓硒、硒化铜铟、非晶硅、微晶硅、碲化镉或多种材料的堆栈。 如同前述的实施例，另一层二氧化硅层可加至堆栈的顶部以保护氧化锌。 亦可能使用其它保护层材料，诸如底部抗反射层或苯环丁烯。
然而，相较于前述的实施例，在图4B的工艺完成之后并未沉积绝缘 体。反而，使用有角度的微影以形成导电阶梯，此部分将在下文中阐述。
更明确而言，在图4B与图4C中，通过具有隙缝416的屏蔽410而 被曝光的光刻胶412部分是被显影且被蚀刻至基材以形成凹槽418。可使 用在前述实施例中所述的多步骤蚀刻工艺，其中此工艺是调整成每层。然 而，需注意的是，在每个实施例中，氧化锌底切口都是个问题。因此，可 在蚀刻氧化锌后，进行后烘烤(postbake)以使氧化锌上的光刻胶下陷。
接着，如图4D所示，类似前述实施例，以一个角度穿透凹槽418的 反射光是离开镜子422 (例如，在密拉膜428表面的反射体)以曝光光刻 胶412的邻接部分。
在图4E中，移除光刻胶，且进行直达金属层406的蚀刻，并留下导 电阶梯424。如同前述实施例，可进行多阶段蚀刻向下至金属层406。接
13着，提供薄(例如，0.1微米厚)绝缘体430。此可为聚合物膜、诸如二氧 化硅或氮化硅的CVD介电质、或数层其它层。类似用以覆盖MOSFET工 艺的栅极侧之间隔物工艺，使用湿式或干式蚀刻工艺以蚀刻绝缘体。如图 4F所示，此留下绝缘体残留物于垂直壁上，进而提供绝缘。
再次提供光刻胶层432于结构上，且如图4G所示，光由背侧穿过凹 槽418以曝光光刻胶。在此步骤，2微米厚的剥离光刻胶层(例如，ProLift 100，为Brewer Science的商标且可于此购得)可用于层432，在下文中 将显而易知。然而，在此范例中，光的入射角度范围很广，由此曝光位于 开口上的光刻胶与邻近光刻胶，如图4G与图4H所示。当基材位于灯上方 的传送带轨道上时，上述曝光可利用来自下方的非准直光源(诸如，汞蒸 气灯)而完成。在一些范例中，较佳地为过度啄光光刻胶以增加曝光的横 向范围。此宽广的开口可达成清洁光刻胶的效果，该光刻胶的范围由电池 的顶部延伸至凹槽418的左侧(相对附图的方向而言)与导电阶梯424的 左边缘顶部。
接着，如图4H中所示，诸如0.3微米厚的铝金属434是沉积在基材 上，如图41所示，剩下的光刻胶432是剥除以由光刻胶覆盖的区域中剥离。 此留下连接左边电池顶部至右边顶部的金属，如图4I所示。较佳地为使用 賊镀以沉积导体，因为较具经济效益。此迫使使用上述的剥离光刻胶，以 确保在光刻胶临界处的涂布有破裂，以获得干净的剥离。然而，在一些实 施例中，是使用金属蒸汽。
最后结构是显示于图4I中。如图4I所示，绝缘体430留在电池的壁 上至凹槽418左側(相对附图中的方向而言)，因此避免在曝光边缘的金 属使电池短路。
另一个实施例是显示在图5A至图5I中。
在图5A至图5C的形成隔离凹槽于堆栈500中的工艺步骤是与图4A 至图4C相关。在此实施例中，堆栈500包含相当于不透光金属电极层 504—通常为钼一与玻璃基材506接触。然而在此实施例中的阶段> 没有 层会相当于顶表面上的透明电极。半导体层502可为任何材料铜铟镓硒、 硒化铜铟、非晶硅、微晶硅、碲化镉或多种材料的堆栈。在图5B与图5C中，通过具有隙缝516的屏蔽510而曝光的光刻胶 512部分是被显影且被蚀刻至基材上以形成凹槽518。接着，如图5D所示， 类似前述的实施例，以一个角度穿透凹槽518的反射光射离镜子522 (例 如，涂布或位于干净密拉膜528顶部的反射体)以曝光光刻胶512的邻近 部分。
更类似前述的实施例，在图5E中，移除光刻胶，且进行直达金属层 502的蚀刻，留下导电阶梯524。接着，提供薄绝缘体530。此可为聚合 物膜、诸如二氧化硅或氮化硅的化学汽相沉积(CVD)介电质、或数层其 它层。类似用以覆盖MOSFET工艺的栅极侧之间隔物工艺，使用湿式或干 式蚀刻工艺以蚀刻绝缘体。如图5F所示，此留下绝缘体残留物于垂直壁上， 进而提供绝缘。进一步显示于图5F中，沉积0.7微米的透明导电氧化物层 508 (例如，氧化锌)。
提供光刻胶层532 (例如，诸如Shipley 3612的正光刻胶)至结构上 并使光以一个角度由背侧穿过凹槽518而曝光光刻胶，如图5G所示。接 着显影光刻胶且向下蚀刻穿透下层氧化锌并再向下蚀刻导电阶梯524。接 着剥除剩下的光刻胶。需注意的是，此步骤可能需要两道曝光， 一道用以 清洁凹槽518以用于后续的有角度曝光。在另一个工艺(非自对准)，原 本的屏蔽是偏移且剥除在右上方的氧化锌，而剩下的氧化锌是在边电池与 导电突出之间形成连接(相对附图中的方向而言)。
如图5H所示，下一个步骤包含提供新的光刻胶层536 (例如，位于 剥离光刻胶层(诸如ProLift 100 )顶部的正光刻胶(诸如Shipley 3612 )) 并进行穿透凹槽518的额外曝光。在此例子中，光是以广范围角度入射， 例如上述利用非准直光源的照射，由此曝光位于开口与邻接光刻胶上方的 光刻胶，如图5H与图5I所示。在一些范例中，是较佳地过度曝光光刻胶 以增加曝光的横向范围。此宽广开口可达成的效果为清洁由电池顶部至凹 槽518左边的光刻胶(相对附图的方向而言)以及导电阶梯524的左边缘 顶部。
最后，如图5I中所示，是沉积诸如0.3微米厚的铝金属层534在基材 上，且接着如图5J所示，光刻胶536是剥除以由光刻胶覆盖的区域中剥离。此留下连接左边电池的顶部至右边底部的金属，如图5J所示。较佳地 是使用溅镀以沉积导体，因为此较具经济效益。此使得利用上述的剥离光 刻胶，以确保在光刻胶临界处的涂布有破裂，以获得干净的剥离。然而， 在一些实施例中，是使用金属蒸汽。
最后结构是显示于图5J中。如图5J所示，绝缘体530留在电池側壁 上至凹槽518左側(相对附图中的方向而言)，因此避免导体使电池短路。 在側壁上的绝缘体亦可保护曝光的接面边缘并使曝光的边缘平坦化。
本发明是以上述的较佳实施例揭露，可了解的是现有此技艺者可轻易 以其它等效实施例或组件取代而仍不会悖离本发明的精神。此外，许多修 饰与变更仍不会脱离本发明所教示的范围。因此，本发明并不限定上述揭 露的最佳实施例，而应以后附的权利要求所界定。
权利要求
1. 一种在薄膜太阳光电模块中形成互连的方法，包含制备太阳光电模块层的堆栈于基材的顶表面上；形成隔离凹槽，其具有完全穿透该堆栈的第一与第二实质平行的边缘，同时在邻接该凹槽的该第一与该第二边缘处留下光刻胶于该堆栈的顶部；曝光邻接该凹槽的该第一边缘的光刻胶区域；以及利用该曝光的光刻胶来蚀穿该堆栈的一或多层，以形成邻接该凹槽的该第一边缘的接触阶梯。
2. 如权利要求1所述的方法，其中该曝光步骤包含 设置反射体于该堆栈上；以及由下方以角度穿过该凹槽以照射该基材，由此使光反射离开该反射体 并曝光邻接该第 一 边缘的该光刻胶。
3. 如权利要求1所述的方法，更包含沉积绝缘体于该凹槽中。
4. 如权利要求1所述的方法，其中形成该隔离凹槽的步骤包含 提供该光刻胶于该堆栈的顶部；利用光微影技术曝光并显影该光刻胶部分；以及 利用该未显影光刻胶当作屏蔽层以蚀穿该堆栈。
5. 如权利要求1所述的方法，更包含由下方以第二角度穿透该凹槽以第二次照射该基材，由此使光反射离 开该反射体并曝光邻接该第二边缘的该光刻胶；以及移除该曝光的光刻胶以于该堆栈顶部上形成邻接该凹槽的该第二边缘 的接触区域。
6. 如权利要求1所述的方法，其中该堆栈包含导体层，该导体层具有底表面邻接该基材，以及其中该蚀刻步骤在该导体层的顶表面停止。
7. 如权利要求1所述的方法，其中该堆栈包含导体层与半导体材料层， 该导体层具有底表面邻接该基材，该半导体材料层位于该导体层的顶表面 上方，以及其中该蚀刻步骤于到达该下层导体的顶表面前即于该半导体材 料层中停止。
8. 如权利要求1所述的方法，更包舍以实质垂直该凹槽的方向形成网 格线于该堆栈的顶部导体层中。
9. 如权利要求1所述的方法，其中该蚀刻步骤包含湿式蚀刻。
10. 如权利要求1所述的方法，更包含 于形成该接触阶梯之后，沉积覆盖层绝缘体；进行顶部蚀刻，由此留下对应该凹槽与该接触阶梯的绝缘体部分于该 堆栈的壁上。
11. 如权利要求10所述的方法，更包含 于进行该顶部蚀刻之后，沉积顶部导体层；以及图案化该顶部导体层，以移除该凹槽与该接触阶梯上方的部分。
12. 如权利要求1所述的方法，更包含形成连接体于邻接该凹槽的该第二边缘的该堆栈的顶部导体与该接触 阶梯之间。
13. 如权利要求12所述的方法，其中形成连接体的步骤包含于形成 该接触阶梯之后，以角度沉积导电材料，由此通过沉积以遮蔽邻接该接触 阶梯的堆栈壁。
14. 如权利要求13所述的方法，其中是利用蒸发方式以沉积该导电材料。
15. 如权利要求14所述的方法，其中是利用溅镀方式以沉积该导电 材料。
16. 如权利要求14所述的方法，其中该导电材料为一金属。
17. 如权利要求12所述的方法，其中形成该连接体的步骤包含 于形成该接触阶梯之后，提供一层的额外光刻胶；由下方穿透该凹槽以照射该基材，由此曝光位于该凹槽上方且邻接该 凹槽的该第一与第二边缘的该额外光刻胶；移除该曝光的额外光刻胶，同时留下未曝光的额外光刻胶； 沉积导电材料于该基材上；以及移除该未啄光的额外光刻胶，由此留下包含该连接体的导电材料。
18. 如权利要求17所述的方法，其中该额外光刻胶包含至少两层， 以及其中移除该未曝光额外光刻胶的步骤包含剥离工艺。
19. 如权利要求17所述的方法，其中该照射步骤包含过度曝光该额 外光刻胶。
20. 如权利要求12所述的方法，其中该顶部导体层包含透明导体。
全文摘要
本发明提供一种在太阳光电模块内形成互连的方法。根据本发明的一个方面，该方法包含类似制作现有集成电路的工艺步骤。例如，该方法可包含屏蔽与蚀刻以在电池之间形成隔离凹槽，以及额外的蚀刻以形成邻接该凹槽的导电阶梯，其中该导电阶梯可形成电池之间的互连。根据本发明的另一个方面，用以形成导电阶梯的方法可为自对准，诸如将一镜子定位于模块上方以及由基材下方以一角度曝光光刻胶一或多次，并蚀刻以显露出该导电阶梯。根据另一个方面，该工艺可包含于模块中形成网格线的步骤，以改善在结构中的电流传导。
文档编号G03F7/00GK101438207SQ200780012119
公开日2009年5月20日 申请日期2007年3月29日 优先权日2006年3月31日
发明者P·G·伯登 申请人:应用材料股份有限公司