Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Texturieren wenigs ^¬ tens eines Teils einer Oberfläche eines Halbleitermaterials gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen, gegenständlichen Anspruchs.

Bei der Fertigung von Halbleiterbauelementen unter der Verwen ^¬ dung von Halbleitermaterialien kommen sehr häufig nasschemi ^¬ sche Ätzverfahren zum Einsatz, mittels welcher die Oberflächen der Halbleitermaterialien behandelt werden. Unter anderem wer ^¬ den, vor allem bei der Herstellung von Solarzellen, die Ober ^¬ flächen von Halbleitermaterialien texturiert, um eine Reflexi ^¬ on eingestrahlten Lichts an der Oberfläche zu verringern. Im Falle von Solarzellen kann auf diese Weise die Lichteinkopp ^¬ lung in die Solarzelle verbessert und der Wirkungsgrad der So ^¬ larzelle erhöht werden.

Die bei der Fertigung von Halbleiterbauelementen verwendeten Halbleitermaterialien liegen in der Regel als Halbleitersub ^¬ strate vor, worunter flächige Körper mit zwei großflächigen Seiten zu verstehen sind. Zum Teil werden solche Substrate als Halbleiterscheiben, regelmäßig als Wafer bezeichnet. Solch ein Substrat muss nicht zwingend aus einem Vollmaterial bestehen, wie es bei einem Siliziumwafer der Fall ist. Vorliegend wird unter einem Substrat grundsätzlich auch ein Trägersubstrat mit darauf angeordneter Halbleiterschicht verstanden. Liegt das Halbleitermaterial in Form von Substraten vor, so weisen diese Substrate häufig eine gesägte Oberfläche auf. Dies ist insbe ^¬ sondere bei Substraten aus Vollmaterial, wie beispielsweise den genannten Siliziumscheiben beziehungsweise Siliziumwafern, der Fall, da diese im Regelfall von einem Block aus Halb ^¬ leitermaterial heruntergeschnitten werden. Doch auch wenn das Halbleitermaterial in anderer Formgebung vorliegt, ist oftmals eine gesägte Oberfläche vorhanden.

Zum Sägen von Halbleitermaterialien werden üblicherweise

Drahtsägen verwendet. Als Drahtsäge kann ein Draht verwendet werden, welcher in einer Trennmittelsuspension, im englischen Sprachraum als slurry bezeichnet, bewegt wird oder ein mit Di- amanten besetzter Draht. Kommt ein mit Diamanten besetzter

Draht zum Einsatz, wird dies vorliegend als Diamantdrahtsäge beziehungsweise Diamantdrahtsägen bezeichnet. Drahtgesägte Halbleitermaterialien weisen an ihren Schnittflächen eine ge ^¬ wisse Rauigkeit auf. Beim Sägen wird das Halbleitermaterial zum Teil pulverisiert, sodass sich Verluste an Halbleitermate ^¬ rial ergeben. Diese Verluste sind bei dem oben beschriebenen Trennläppverfahren mit dem in der Trennmittelsuspension beweg ^¬ ten Draht größer als bei Diamantdrahtsägen . Aus diesem Grund wird zunehmend die Verwendung von Diamantdrahtsägen ange- strebt.

Bei der industriellen Fertigung von Solarzellen, insbesondere Siliziumsolarzellen, hat sich eine Texturierung der Silizi ^¬ umsubstrate mittels eines nasschemischen Ätzens unter Verwen- dung einer wässrigen Ätzlösung bewährt, welche Fluorwasser ^¬ stoff und Salpetersäure enthält. Hierbei wird die in Folge des Drahtsägens vorhandene, raue Oberfläche, der sogenannte Säge ^¬ schaden, in eine Oberflächenstruktur überführt, welche eine verminderte Reflexion aufweist. Bei mittels des oben beschrie- benen Trennläppverfahrens gesägten Halbleitermaterialien kön ^¬ nen mit diesem Texturierungsverfahren sehr gute Texturen her ^¬ gestellt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei diamant- drahtgesägten Halbleitermaterialien diese Texturierungsverfah ^¬ ren nicht zu dem gewünschten Ergebnis führen. Die Ausbildung einer guten Textur wird scheinbar dadurch behindert, dass der Sägeschaden bei diamantdrahtgesagtem Halbleitermaterial deut ^¬ lich geringer ausgeprägt ist. Alkalische Texturätzlösungen sind bei multikristallinen Materialien nicht zielführend und stellen somit zumindest für diese Halbleitermaterialien keine Alternative dar.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit- tels welchem Halbleitermaterialien mit einer weniger rauen

Oberfläche zuverlässig und hinreichend texturiert werden kön ^¬ nen .

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkma- len des Anspruchs 1.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vor ^¬ richtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand abhängi ^¬ ger Unteransprüche. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Texturieren wenigstens ei ^¬ nes Teils einer Oberfläche eines Halbleitermaterials sieht vor, dass der wenigstens eine Teil der Oberfläche mit einer Ätzlösung in Kontakt gebracht wird. Weiterhin wird der wenigs ^¬ tens eine Teil der Oberfläche elektrisch leitend mit einem Pluspol einer Stromquelle verbunden und als positive Elektrode verwendet. Eine in der Ätzlösung angeordnete Negativelektrode wird elektrisch leitend mit einem Minuspol der Stromquelle verbunden. Indem elektrischer Strom von dem Pluspol zu dem Mi- nuspol geführt wird, wird der wenigstens eine Teil der Ober ^¬ fläche des Halbleitermaterials elektrochemisch geätzt.

Bei diesem Verfahren dient die Ätzlösung gleichzeitig als Elektrolyt, sodass der elektrische Strom durch die Ätzlösung geführt werden kann. Der elektrische Strom vermag das ansons ^¬ ten in Texturierungsät z lösungen enthaltene Oxidationsmittel , häufig Salpetersäure, zu ersetzen, indem er elektrische Löcher an der Oberfläche des Halbleitermaterials bereitstellt. Diese ermöglichen eine Reaktion mit der Ätzlösung und damit die Tex- turierung der Oberfläche des Halbleitermaterials.

Vorzugsweise wird als Ätzlösung eine saure Ätzlösung verwen ^¬ det. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine wässrige Lö- sung, welche Fluorwasserstoff enthält.

Bevorzugt wird multikristallines Halbleitermaterial textu- riert, da alkalische Ätzlösungen bei diesem Material nicht verwendbar sind.

Besonders bewährt hat sich das Verfahren bei der Texturierung von Silizium. Daher wird als Halbleitermaterial vorteilhafter ^¬ weise Silizium, besonders bevorzugt multikristallines Silizi ^¬ um, verwendet .

Der Vorgang des elektrochemischen Ätzens wird nunmehr illus ^¬ triert anhand eines Ausführungsbeispiels, bei welchem Silizium als Halbleitermaterial vorliegt und als Ätzlösung eine wässri ^¬ ge, Fluorwasserstoff enthaltende Lösung Verwendung findet. Wie bereits erläutert werden durch die elektrisch leitende Verbin ^¬ dung des wenigstens einen Teils der Oberfläche mit dem Pluspol der Stromquelle an dem wenigsten einen Teil der Oberfläche elektrische Löcher bereitgestellt. Diese werden im Weiteren kurz als h ⁺ bezeichnet. Der Fluorwasserstoff in der Ätzlösung stellt dort Fluorionen F bereit. An dem wenigstens einen Teil der Oberfläche kommt es sodann zu der Reaktion

Si + 6F- + 4h ⁺ - SiF ₆

Diese stellt den elektrochemischen Ätzvorgang dar. Der elekt ^¬ rische Strom verteilt sich inhomogen auf den wenigstens einen Teil der Oberfläche. Infolgedessen werden Ätzspitzen und Ätz ^¬ täler ausgebildet, was wiederum zur Bildung von Poren führt.

Vorzugsweise wird im Wesentlichen nur eine unterseitige Sei ^¬ tenfläche des Halbleitermaterials texturiert . Zu diesem Zweck wird im Wesentlichen nur diese unterseitige Seitenfläche, wel ^¬ che nachfolgend zum Teil kurz lediglich als Unterseite be- zeichnet wird, mit der Ätzlösung in Kontakt gebracht. In ande ^¬ ren Worten könnte die genannte unterseitige Seitenfläche als nach unten weisende Oberfläche des Halbleitermaterials be ^¬ zeichnet werden. Mittels der beschriebenen Vorgehensweise kann eine einseitige Texturierung des Halbleitermaterials erreicht werden. Dies ermöglicht gegenüber einer vollflächigen oder beidseitigen Texturierung des Halbleitermaterials eine Redu ^¬ zierung des Texturierungsaufwands infolge geringeren Chemika ^¬ lien- und Stromverbrauchs. Zudem hat sich eine einseitige Tex ^¬ turierung bei verschiedenen Halbleiterbauelementfertigungsver- fahren, insbesondere Solarzellenherstellungsverfahren, be ^¬ währt .

Vorzugsweise wird wenigstens ein Teil einer Oberfläche eines Substrats, vorzugsweise eines Solarzellensubstrats, textu- riert . Was vorliegend unter einem Substrat zu verstehen ist und dass das Substrat nicht zwingend aus einem Vollmaterial bestehen muss, sondern auch ein Trägersubstrat mit darauf an ^¬ geordneter Halbleiterschicht ein solches Substrat darstellt, wurde bereits oben dargelegt. Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich bei der Texturierung von Substraten besonders be ^¬ währt .

Bevorzugt wird mittels des elektrochemischen Ätzens eine mak ^¬ roporöse Halbleitermaterialstruktur ausgebildet. Dessen Struk ^¬ turen weisen eine Größe im Bereich von 0,2 bis 3 pm auf. Mit derartigen makroporösen Strukturen konnten Texturen mit sehr niedrigen Reflexionswerten realisiert werden. Grundsätzlich können alternativ auch mikro- oder mesoporöse Strukturen aus ^¬ gebildet werden, sofern dies im jeweiligen Anwendungsfall sinnvoll ist .

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine Ätzlösung zu ver ^¬ wenden, welche wenigstens ein Tensid enthält. Beispielsweise kann als Tensid ein Produkt mit dem Handelsnamen Suract C125 verwendet werden. Mittels des Tensidsgehalts in der Ätzlösung kann auf eine Form der bei dem elektrochemischen Ätzen ausge ^¬ bildeten Strukturen Einfluss genommen werden. Insbesondere kann die Größe gebildeter Poren beeinflusst werden.

Bevorzugt wird das Halbleitermaterial von einem Halbleiterma ^¬ terialkörper mittels einer Drahtsäge abgeschnitten und nach ^¬ folgend eine Schnittfläche des Halbleitermaterials texturiert. Es hat sich gezeigt, dass derartige Schnittflächen zuverlässig und gut texturiert werden können. Besonders bevorzugt wird als Drahtsäge eine Diamantdrahtsäge verwendet. In dieser Verbin ^¬ dung hat sich das erfindungsgemäße Verfahren als besonders vorteilhaft erwiesen, da auch bei Diamantdrahtsägen resultie ^¬ rende Schnittflächen, welche eine verringerte Rauigkeit auf ^¬ weisen, zuverlässig und gut texturiert werden können. Was vor ^¬ liegend unter einer Diamantdrahtsäge zu verstehen ist, wurde einleitend dargelegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante wird das Halbleiter ^¬ material in einer Durchlaufanläge durch mehrere in einer

Transportrichtung nacheinander angeordnete, die Ätzlösung ent ^¬ haltende Becken transportiert. Dabei kann der Transport derart erfolgen, dass das Halbleitermaterial vollständig in die in den Becken enthaltene Ätzlösung eingetaucht ist, oder derart, dass lediglich ein Teil der Oberfläche des Halbleitermaterials mit der in den Becken angeordneten Ätzlösung in Kontakt ge ^¬ bracht wird. Letzteres ermöglicht insbesondere ein im Wesent- liehen einseitiges Texturieren des Halbleitermaterials. Wäh ^¬ rend des Transportierens des Halbleitermaterials durch die mehreren Becken wird der wenigstens eine Teil der Oberfläche des Halbleitermaterials zeitweise gleichzeitig mit der Ätzlö ^¬ sung aus zwei in der Transportrichtung nacheinander angeordne- ten Becken in Kontakt gebracht. Während des Bestehens des gleichzeitigen Kontakts mit der Ätzlösung aus den genannten zwei Becken wird zumindest zeitweise eine in einem ersten der genannten zwei Becken in der Ätzlösung angeordnete positive Elektrode mit dem Pluspol der Stromquelle elektrisch leitend verbunden sowie darüber hinaus auch in einem zweiten der ge ^¬ nannten zwei Becken die in der Ätzlösung angeordnete negative Elektrode mit dem Minuspol der Stromquelle elektrisch leitend verbunden und der elektrische Strom von der in dem ersten Be ^¬ cken angeordneten, positiven Elektrode über das Halbleiterma- terial zu der in dem zweiten Becken angeordneten, negativen Elektrode geführt.

Auf diese Weise kann das Verfahren in industriellem Maßstab in einer Durchlaufanläge durchgeführt werden. Während des Beste- hens des beschriebenen gleichzeitigen Kontakts wird über den Kontakt mit der Ätzlösung in dem ersten Becken der mit der in der Ätzlösung aus dem zweiten Becken in Kontakt stehende Be ^¬ reich zur positiven Elektrode in dem zweiten Becken. Infolge ^¬ dessen kann in dem zweiten Becken der oben beschriebene, elektrochemische Ätzvorgang ablaufen und in dem zweiten Becken elektrochemisch geätzt werden. Die Kontaktierung des wenigs ^¬ tens einen Teils der Oberfläche des Halbleitermaterials er ^¬ folgt dabei ohne bewegliche Teile komfortabel über die in dem ersten Becken angeordnete Ätzlösung. Der Wartungsaufwand für die Kontaktierungsvorrichtung ist daher gering. Zudem wird vermieden, dass übliche Kontaktmechanismen, wie beispielsweise Schleifkontakte oder dergleichen, durch der Ätzlösung entstam ^¬ mende, aggressive Dämpfe, wie beispielsweise Fluorwasserstoff- dämpfe, angegriffen werden. Ausfall- und Wartungszeiten von zur Durchführung des Verfahrens eingesetzten Anlagen können auf diese Weise verringert werden.

Bei einer Weiterbildung wird in einem in der Transportrichtung betrachtet am Anfang der Durchlaufanläge angeordneten Becken der genannten mehreren Becken und in einem in der Transport ^¬ richtung am Ende der Durchlaufanläge angeordneten Becken der genannten mehreren Becken die elektrische Stromführung, welche von in diesen Becken angeordneten Elektroden ausgeht oder zu ihnen hinführt, in Abhängigkeit von der Position des Halb ^¬ leitermaterials geschalten. Die Stromflüsse in dem am Anfang der Durchlaufanläge angeordneten Becken und dem am Ende der Durchlaufanläge angeordneten Becken werden somit in Abhängig ^¬ keit von der Position des Halbleitermaterials an- oder abge- schalten. Auf diese Weise können Inhomogenitäten in der ausge ^¬ bildeten Textur ausgeglichen werden, die sich daraus ergeben, dass ein Kopf des Halbleitermaterials, beziehungsweise des Substrats, zuerst durch das am Anfang der Durchlaufanläge an ^¬ geordnete Becken hindurchgeführt werden muss, ehe der Kopf das zweite Becken erreicht und das elektrochemische Ätzen in Gang gesetzt werden kann. Es werden somit die noch in dem am Anfang der Durchlaufanläge angeordneten Becken befindlichen, hinteren Abschnitte des Halbleitermaterials, beziehungsweise des Sub ^¬ strats, texturiert, wohingegen der Kopfbereich zunächst untex- turiert geblieben ist. In dem am Ende der Durchlaufanläge an ^¬ geordneten Becken der genannten mehreren Becken ergibt sich eine analoge Ungleichheit in der Behandlung des Kopfes und der hinteren Abschnitte. Nach Durchlaufen der Durchlaufanläge ist das Halbleitermaterial, beziehungsweise das Substrat, somit in einem mittleren Bereich unterschiedlich lange elektrochemisch geätzt worden als in einem Kopfbereich und in einem Endbe ^¬ reich. Diese Ungleichheiten können ausgeglichen werden, indem die elektrische Stromzuführung in dem am Anfang angeordneten und dem am Ende angeordneten Becken in der oben beschriebenen Weise in Abhängigkeit von der Position des Halbleitermaterials geschalten wird.

Eine andere Möglichkeit, die beschriebenen Ungleichheiten aus- zugleichen, besteht darin, die Führung des elektrischen Stro ^¬ mes derart zu steuern oder zu regeln, dass in jedem der ge ^¬ nannten mehreren Becken ein Verhältnis von in einem jeweiligen Becken mit der Ätzlösung in Kontakt stehender Fläche des we ^¬ nigstens einen Teils der Oberfläche des Halbleitermaterials zu einem in dem jeweiligen Becken fließenden, elektrischen Strom konstant ist. Diese Konstanzbedingung wird dabei für das je ^¬ weilige Becken während Zeiten erfüllt, in welchen der wenigs ^¬ tens eine Teil der Oberfläche mit der in dem jeweiligen Becken enthaltenen Ätzlösung in Kontakt steht. Betrachtet man ein einzelnes Becken der genannten mehreren Becken, so bedeutet dies für dieses einzelne Becken folgendes: Wenn die in diesem einzelnen Becken enthaltene Ätzlösung mit dem wenigstens einen Teil der Oberfläche des Halbleitermaterials in Kontakt steht, wird für dieses Becken die Konstanzbedingung erfüllt. Dabei besagt die Konstanzbedingung für dieses einzelne Becken, dass das Verhältnis der mit der in diesem einzelnen Becken enthal ^¬ tenen Ätzlösung in Kontakt stehenden Fläche des wenigstens ei ^¬ nen Teils der Oberfläche des Halbleitermaterials zu dem in diesem einzelnen Becken fließenden, elektrischen Strom kon ^¬ stant ist.

Bei den voranstehend erläuterten, unterschiedlich langen Zei- ten des elektrochemischen Ätzens wurde der Einfachheit halber davon ausgegangen, dass bei jedem Becken der mehreren Becken die in diesem Becken angeordnete Ätzlösung zeitweise gleich ^¬ zeitig mit dem wenigstens einen Teil der Oberfläche des Halb ^¬ leitermaterials in Kontakt gebracht wird wie eine in einem be- nachbarten Becken der mehreren Becken angeordneten Ätzlösung. Dies ist zwar nicht zwingend erforderlich, doch ermöglicht es eine vergleichsweise einfache und aufwandsgünstige Verfahrens ^¬ führung . Umso mehr benachbarte Beckenpaare vorhanden sind, in welchen bei gleichzeitigem Kontakt mit den darin enthaltenen Ätzlösun ^¬ gen elektrochemisch geätzt wird, desto geringer fallen die be ^¬ schriebenen Ungleichheiten in den elektrochemischen Ätzzeiten aus. Auch durch eine Erhöhung einer Transportgeschwindigkeit , mit welcher die Halbleitermaterialien in der Transportrichtung durch die Durchlaufanläge transportiert werden, können die be ^¬ schriebenen Ungleichheiten verringert werden. Bei angestreb ^¬ ten, kurzen Prozesszeiten und infolgedessen hohen Stromdichten an dem wenigstens einen Teil der Oberfläche des Halbleiterma- terials sind die beschriebenen Ungleichheiten dennoch nicht vernachlässigbar. Eine alternative Möglichkeit, die beschrie ^¬ benen Ungleichheiten auszugleichen, besteht darin, die Längen des am Anfang der Durchlaufanläge und des am Ende der Durch ^¬ laufanlage angeordneten Beckens der mehreren Becken anzupas- sen. Der Begriff der Länge bezeichnet dabei die Länge der in

Rede stehenden Becken in der Transportrichtung. Diese Möglich ^¬ keit wird nachfolgend noch näher beschrieben werden. Bei einer alternativen Ausführungsvariante wird das Halb ^¬ leitermaterial in einer Durchlaufanläge durch ein die Ätzlö ^¬ sung enthaltendes Becken transportiert, in welchem die negati ^¬ ve Elektrode angeordnet ist. Der wenigstens eine Teil der Oberfläche des Halbleitermaterials wird dabei mit der Ätzlö ^¬ sung in Kontakt gebracht. Währenddessen wird zumindest zeit ^¬ weise der wenigstens eine Teil der Oberfläche elektrisch lei ^¬ tend mit dem Pluspol der Stromquelle verbunden und elektri ^¬ scher Strom wird von dem Pluspol zu dem Minuspol geführt. Die elektrisch leitende Verbindung des wenigstens einen Teils der Oberfläche des Halbleitermaterials mit dem Pluspol kann dabei grundsätzlich auf jede an sich bekannte Weise realisiert wer ^¬ den, beispielsweise mittels Schleifkontakten oder in der

Durchlaufanläge mitgeführten Kontaktarmen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren laufen die elektrochemi ^¬ schen Ätzvorgänge verglichen mit einem an sich bekannten nass ^¬ chemischen Texturierungsverfahren unter Verwendung von einer Ätzlösung enthaltend Fluorwasserstoff und Salpetersäure ver- gleichsweise langsam ab. Vorzugsweise wird daher länger als acht Minuten elektrochemisch geätzt.

Vor diesem Hintergrund hat sich eine Weiterbildung des erfin ^¬ dungsgemäßen Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, bei welchem der wenigstens eine Teil der Oberfläche des Halbleitermateri ^¬ als zunächst in einer der oben beschriebenen Weisen elektro ^¬ chemisch geätzt wird. Nachfolgend wird der wenigstens eine Teil der Oberfläche des Halbleitermaterials mittels einer wässrigen Texturät z lösung geätzt, welche Fluorwasserstoff, und Salpetersäure enthält. Auf diese Weise können insbesondere bei diamantdrahtgesägten Halbleitermaterialien bei reduzierter Verfahrensdauer gute Texturen erzeugt werden. Ätzzeiten von ein bis zwei Minuten haben sich in diesem Zusammenhang bei dem anfänglichen, elektrochemischen Ätzen bewährt. Besonders bevorzugt wird nach dem Ätzen mittels der beschrie ^¬ benen, wässrigen Texturät z lösung erneut elektrochemisch ge ^¬ ätzt. Auch bei diesem elektrochemischen Ätzschritt haben sich Ätzzeiten von ein bis zwei Minuten bewährt. Wie sich herausge ^¬ stellt hat, können mittels dieses erneuten elektrochemischen Ätzens Reflexionen eingestrahlten Lichts an dem wenigstens ei ^¬ nen Teil der Oberfläche des Halbleitermaterials weitergehend reduziert werden.

Bei einer alternativen Ausführungsvariante des erfindungsgemä ^¬ ßen Verfahrens wird vor dem elektrochemischen Ätzen der we ^¬ nigstens eine Teil der Oberfläche des Halbleitermaterials mit ^¬ tels einer wässrigen Texturät z lösung geätzt, welche Fluorwas- serstoff und Salpetersäure enthält. Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise in geeigneten Anwendungsfällen ebenfalls eine Verkürzung der Verfahrensdauer mit zufriedenstellenden Textu ^¬ ren, insbesondere auf diamantdrahtgesägtem Halbleitermaterial, verknüpft werden kann. Bevorzugt wird bei dieser Ausführungs- Variante während einer Dauer von ein bis zwei Minuten elektro ^¬ chemisch geätzt.

Im Übrigen hat sich herausgestellt, dass in einzelnen Anwen ^¬ dungsfällen es vorteilhaft sein kann, das elektrochemische Ät- zen mit dem Ätzen mittels der genannten wässrigen Texturätzlö ^¬ sung in einer der beschriebenen Weisen zu kombinieren, um si ^¬ cherzustellen, dass ein auf dem Halbleitermaterial vorhandener Sägeschaden vollständig entfernt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Transportvorrich ^¬ tung auf, mittels welcher zu behandelnde Objekte in einer Transportrichtung transportierbar sind. Weiterhin sind mehrere in der Transportrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Becken vorgesehen, welche jeweils eine Behandlungsflüssigkeit enthal ^¬ ten, in welcher wenigstens eine Elektrode angeordnet ist.

Mittels dieser Vorrichtung kann das erfindungsgemäße Verfahren als Durchlauf erfahren durchgeführt werden. Als Behandlungs ^¬ flüssigkeit kann eine Ätzlösung vorgesehen sein, vorzugsweise eine saure Ätzlösung und besonders bevorzugt eine Fluorwasser ^¬ stoff enthaltende Ätzlösung. Eine Weiterbildung sieht vor, dass in jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgend angeordneten Becken der in der Transport ^¬ richtung aufeinanderfolgend angeordneten mehreren Becken die einem ersten Becken dieser zwei unmittelbar aufeinanderfolgend angeordneten Becken zugehörige wenigstens eine Elektrode eine erste Polarität aufweist und die einem zweiten Becken dieser zwei unmittelbar aufeinanderfolgend angeordneten Becken zuge ^¬ hörige wenigstens eine Elektrode eine der ersten Polarität entgegengesetzte, zweite Polarität aufweist. Dass zwei der mehreren Becken unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet sind, ist dabei dahingehend zu verstehen, dass kein anderes der mehreren Becken zwischen ihnen angeordnet ist. Andere Bau ^¬ teile, wie beispielsweise Transportrollen, können durchaus zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend angeordneten Be ^¬ cken vorgesehen sein. Bei dieser Ausgestaltungsvariante kann ein Abschnitt des zu behandelnden Objekts bei einem elektro ^¬ chemischen Ätzen als Elektrode verwendet werden. Auf konventi ^¬ onelle Kontaktierungsvorrichtungen, wie beispielsweise

Schleifkontakte, kann verzichtet werden. Vorteilhafterweise weisen ein in der Transportrichtung be ^¬ trachtet erstes Becken der mehreren in der Transportrichtung aufeinander folgend angeordneten Becken und ein in der Trans ^¬ portrichtung betrachtet letztes Becken der mehreren in der Transportrichtung aufeinander folgend angeordneten Becken sich in der Transportrichtung erstreckende Längen auf, welche von sich in der Transportrichtung erstreckenden Längen der übrigen der mehreren in der Transportrichtung aufeinander folgend an ^¬ geordneten Becken abweichen. Vorzugsweise sind diese Längen des ersten und des letzten Beckens verlängert. Auf diese Weise kann der oben beschriebene Effekt, dass unterschiedliche Be ^¬ reiche des zu behandelnden Objekts unterschiedlich lange elektrochemisch geätzt werden, mit geringem Mehraufwand ausge ^¬ glichen werden. Abgesehen von dem ersten und letzten Becken der mehreren in der Transportrichtung aufeinanderfolgenden Be ^¬ cken haben alle Becken der mehreren in der Transportrichtung aufeinander folgend angeordneten Becken besonders bevorzugt eine einheitliche Länge. Der Fertigungsaufwand kann auf diese Weise verringert werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante weisen, abgesehen von dem ersten Becken und dem letzten Becken, alle Becken der mehreren in Transportrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Becken eine einheitliche, sich in der Transportrichtung er- streckende Länge sowie eine einheitliche, sich in der Trans ^¬ portrichtung erstreckende lichte Öffnungslänge P auf. Zwei un ^¬ mittelbar aufeinander folgend angeordnete Becken der genannten mehreren Becken sind jeweils um eine Länge T voneinander beab ^¬ standet. Eine lichte Öffnungslänge des ersten und des letzten Beckens ist gegenüber den übrigen der genannten mehreren Be ^¬ cken verlängert um eine Differenzlänge L. Diese berechnet sich bei einem zu behandelnden Objekt mit einer sich in der Trans ^¬ portrichtung erstreckenden Länge 0 gemäß L = 0 - 2T - P - C.

C ist dabei ein prozess- und/oder materialabhängig derart ge ^¬ wählter Parameter, dass jeder Punkt einer zu behandelnden Flä ^¬ che des Substrats gleich lange behandelt wird. Es hat sich ge- zeigt, dass mit dieser Vorrichtung die beschriebenen Ungleich ^¬ heiten in den Behandlungszeiten, beziehungsweise Zeiten des elektrochemischen Ätzens weitgehend kompensiert werden können. Für den Parameter C haben sich die Werte 0 und 2 bewährt, ins ^¬ besondere bei der Behandlung von Siliziumsubstraten und Sili ^¬ ziumsolarzellensubstraten .

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläu ^¬ tert. Soweit zweckdienlich, sind hierin gleichwirkende Elemen ^¬ te mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispie ^¬ le beschränkt - auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Die bisherige Beschreibung wie auch die nachfolgende Figuren ^¬ beschreibung enthalten zahlreiche Merkmale, die in den abhän ^¬ gigen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wie auch alle übrigen oben und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung offenbarten Merk ^¬ male wird der Fachmann jedoch auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfügen. Insbesondere sind alle genannten Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem Verfahren und/oder der Vorrich ^¬ tung der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Es zeigen:

Figur 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Verfahrens wie auch der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung

Figur 2 Schematische Darstellung eines zweiten Ausführungs ^¬ beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie auch des erfindungsgemäßen Verfahrens

Figur 3 Ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Verfahrens in schematischer Darstellung Prinzipdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens

Prinzipdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens

Prinzipdarstellung eines sechsten Ausführungsbei ^¬ spiels des erfindungsgemäßen Verfahrens Figur 1 illustriert anhand einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die darge ^¬ stellte Durchlaufanläge 1 besitzt eine Transportvorrichtung, welche als wesentlichen Bestandteil Transportrollen 59 auf ^¬ weist, auf welchen die Objekte, im vorliegenden Ausführungs ^¬ beispiel Siliziumsolarzellensubstrate 2, in einer Transport ^¬ richtung 57 durch die Durchlaufanläge 1 transportierbar sind. Übrige, an sich bekannte Bestandteile der Transportvorrichtung sind der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. In der Transportrichtung 57 aufeinanderfolgend sind mehrere Becken 42a bis 42f vorgesehen. Diese enthalten jeweils eine Behandlungsflüssigkeit, bei welcher es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Fluorwasserstoff enthaltende Ätz- lösung 6 handelt, in welcher wiederum Elektroden 14, 18 ange ^¬ ordnet sind. Dabei weisen jeweils zwei benachbarte Becken 42a bis 42f Elektroden 14, 16 unterschiedlicher Polarität auf. Auf die negative Elektrode 14 in Becken 42a folgt somit eine posi ^¬ tive Elektrode 18 in dem Becken 42b. Gleiches gilt für die üb- rigen Becken 42c bis 42f . Die negativen Elektroden 14 sind mittels Zuleitungen 12 zu einem Minuspol mit einem Minuspol 10 einer Stromquelle 8 verbunden. Entsprechend sind die positiven Elektroden über Zuleitungen 11 zum Pluspol mit einem Pluspol 9 der Stromquelle 8 verbunden. Je nach Anwendungsfall und Pro- zessführung kann bei den Zuleitungen 11, 12 eine separate Zu ^¬ leitung für jede Elektrode 14, 18 vorgesehen sein, oder mehre ^¬ re Elektroden 14, 18 gleicher Polarität werden mittels einer gemeinsamen Zuleitung gespeist. Die Stromzuführung wird mit- tels einer mit der Stromquelle 8 verbundenen Steuerungsvor ^¬ richtung 20 gesteuert, wobei die Steuerungsvorrichtung 20 auch als Regelungsvorrichtung ausgeführt sein kann.

Die Durchlaufanläge 1 ist für eine einseitige Behandlung, ge- nauer für eine einseitige Texturierung, der Siliziumsolarzel ^¬ lensubstrate 2 ausgelegt. Unterseitige Seitenflächen 4 der Si ^¬ liziumsolarzellensubstrate 2, oder kurz deren Unterseite, wird mit der in den Becken 42a bis 42f enthaltenen Ätzlösung 6 in Kontakt gebracht. Zu diesem Zweck wird fortwährend Ätzlösung aus einem Auffangbecken 40 mittels einer Fluidpumpe 55 über Rohrleitungen 56 in die Becken 42a bis 42f gepumpt. Infolge ^¬ dessen stellt sich in den Becken 42a bis 42f verglichen mit dem Auffangbecken 40 ein höher gelegener Flüssigkeitsspiegel 53 ein, welcher mit der unterseitigen Seitenfläche 4 der Sili- ziumsolarzellensubstrate 2 in Kontakt gebracht wird. Überlau ^¬ fende Ätzlösung 51 läuft aus den Becken 42a bis 42f in das Auffangbecken 40 und kann von dort erneut wieder den Becken 42a bis 42f zugeführt werden. Die in den Becken 42a bis 42f angeordnete Ätzlösung wirkt als Elektrolyt und bewirkt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der unterseitigen Seitenfläche 4 der Siliziumsolar ^¬ zellensubstrate 2 und den in den Becken 42a bis 42f angeordne ^¬ ten Elektroden 14, 18 und somit letztlich mit dem Minuspol 10 beziehungsweise dem Pluspol 9 der Stromquelle 8. Werden die

Siliziumsolarzellensubstrate in der Transportrichtung 57 durch die Durchlaufanläge 1 transportiert, so werden die unterseiti ^¬ gen Seitenflächen 4 der Siliziumsolarzellensubstrate zeitweise gleichzeitig mit der Ätzlösung 6 aus zwei in der Transport- richtung 57 nacheinander angeordneten Becken 42a bis 42f in Kontakt gebracht. Die Darstellung der Figur 1 illustriert ei ^¬ nen solchen Zeitpunkt. Rechte Abschnitte der unterseitigen Seitenflächen 4 der Siliziumsolarzellensubstrate befinden sich in Kontakt mit den Ätzlösungen aus den Becken 42b, 42d und 42f, während linke Abschnitte die Ätzlösungen aus den Becken 42a, 42c und 42e kontaktieren. Die rechten Abschnitte der un ^¬ terseitigen Seitenflächen 4 verbinden die Siliziumsolarzellen ^¬ substrate über die Ätzlösung 6 elektrisch leitend mit den po- sitiven Elektroden 18 und folglich mit dem Pluspol 9 der

Stromquelle. Infolgedessen dienen die linken Abschnitte der unterseitigen Seitenflächen in den Becken 42a, 42c, 42e als positive Elektroden 16. Elektrischer Strom wird somit von dem Pluspol 9 der Stromquelle 8 über die Siliziumsolarzellensub- strate 2 zu dem Minuspol 10 der Stromquelle 8 geführt und die unterseitige Seitenfläche 4 wird in den als positive Elektrode dienenden Abschnitten 16 elektrochemisch geätzt. Dabei wird eine makroporöse Halbleiterstruktur ausgebildet. Grundsätzlich können alternativ auch mikro- oder mesoporöse Strukturen aus- gebildet werden. Diese Strukturen stellen eine Textur dar, so ^¬ dass die unterseitige Seitenfläche 4 der Siliziumsolarzellen ^¬ substrate texturiert wird.

Wird ein Siliziumsolarzellensubstrat 2 in der Darstellung der Figur 1 von links kommend in die Durchlaufanläge 1 hinein ^¬ transportiert, so wird dessen unterseitige Seitenfläche 4 zu ^¬ nächst nur mit der Ätzlösung 6 aus dem Becken 42a in Kontakt gebracht. Solange das Siliziumsolarzellensubstrat 2 keine elektrisch leitende Verbindung zu dem Pluspol 9 der Stromquel- le 8 erhält, stellt sich kein elektrochemischer Ätzvorgang ein. Erst wenn der rechte Teil des Siliziumsolarzellensub ^¬ strats 2 das Becken 42b erreicht, kann Strom von dem Pluspol 9 durch das Becken 42a zu dem Minuspol 10 geleitet werden und der elektrochemische Ätzvorgang ablaufen. Infolgedessen wird der rechte Teil des Siliziumsolarzellensubstrats, der auch als Kopf bezeichnet werden könnte, im Becken 42a nicht elektroche ^¬ misch geätzt. Eine analoge Ungleichheit in dem Ätzen, ver ^¬ schiedener Abschnitte der unterseitigen Seitenfläche 4 ergibt sich im letzten Becken 42f . Um diese Ungleichheit auszuglei ^¬ chen, sind im Ausführungsbeispiel der Figur 1 das erste Becken 42a und das letzte Becken 42f gegenüber den übrigen Becken 42b bis 42e, welche eine einheitliche Länge und eine einheitliche lichte Öffnungslänge P 22 aufweisen, verlängert um eine Diffe- renzlänge L 26. Diese berechnet sich aus einer Länge 0 28 der zu behandelnden, genauer zu texturierenden, Siliziumsolarzel ^¬ lensubstrate 2, einem Abstand T 24 der gleichmäßig voneinander beabstandeten Becken 42a bis f der genannten lichten Öffnungs ^¬ länge P 22 gemäß

L = 0 - 2T - P - C .

C ist dabei ein in der oben beschriebenen Weise geeignet ge ^¬ wählter Parameter. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 wurde für ihn der Wert 0 gewählt.

Der Abstand T zwischen zwei benachbarten Becken 42a bis 42f bewirkt, dass in dem Bereich zwischen zwei Becken 42a bis 42f die unterseitige Seitenfläche 4 der Siliziumsolarzellensub- strate 2 nicht mit Ätzlösung 6 in Kontakt steht. Auf diese Weise kann ein Kurzschluss zwischen benachbarten Becken 42a bis 42f vermieden werden. Um die Kurzschlusssicherheit zu er ^¬ höhen, ist im Ausführungsbeispiel der Figur 1 nach jedem der Becken 42a bis 42f ein optionales Luftmesser 61 vorgesehen, mittels welchem verbliebene Ätzlösung abgeblasen werden kann.

Figur 2 illustriert ein weiteres Ausführungsbeispiel des er ^¬ findungsgemäßen Verfahrens wie auch der erfindungsgemäßen Vor ^¬ richtung. Die dargestellte Durchlaufanläge 30 unterscheidet sich von der Durchlaufanläge 1 aus Figur 1 dadurch, dass Be ^¬ cken 62a bis 62f einheitlicher Länge vorgesehen sind. Zudem sind Positiondetektionsvorrichtungen 32a, 32f vorgesehen, wel ^¬ che mittels der Steuerungsvorrichtung 20 verbunden sind. Auf eine Darstellung dieser Verbindungen wurde der besseren Über ^¬ sichtlichkeit halber in Figur 2 verzichtet. Mittels der ge ^¬ nannten Positiondetektionsvorrichtungen 32a, 32f werden Posi ^¬ tionen der Siliziumsolarzellensubstrate 2 detektiert und in Abhängigkeit von deren Position mittels der Stromsteuerung 20 der Fluss des elektrischen Stromes in den Becken 62a und 62f geschaltet. Auf diese Weise kann die oben beschriebene Un ^¬ gleichheit in dem elektrochemischen Ätzen, beziehungsweise Texturieren, von linken, mittleren und rechten Bereichen der Siliziumsolarzellensubstrate in den Becken 62a und 62f kompen- siert werden.

Figur 3 illustriert in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Gegensatz zu den Beispielen aus den Figuren 1 und 2 ist hier lediglich ein Becken 72 vorgesehen. Dieses wird wiederum mittels einer Fluidpumpe aus dem Auffangbecken 74 gespeist, sodass auch hier die überlaufende Ätzlösung 51 vorliegt. Auf eine Darstellung der Fluidpumpe und zugehörigen Rohrleitungen wurde der besseren Übersichtlichkeit wegen in Figur 3 verzich- tet . Figur 3 zeigt eine Durchlaufanläge, in welcher die Sili ^¬ ziumsolarzellensubstrate 2 und somit auch deren unterseitige Seitenflächen 4 mittels der Zuleitungen 11 zum Pluspol mit dem Pluspol 9 der Stromquelle verbunden werden. Allerdings ist im Gegensatz zu den Durchlaufanlagen aus den Figuren 1 und 2 für jedes Siliziumsolarzellensubstrat 2 eine Kontaktvorrichtung erforderlich. Hierfür bestehen grundsätzlich mehrere an sich bekannte Möglichkeiten, sodass die Kontaktvorrichtung in Figur 3 nicht detailliert dargestellt ist. Beispielsweise können mit den Siliziumsolarzellensubstraten 2 mitlaufende Kontaktarme oder Schleifkontakte vorgesehen werden. Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 wird bei angeschalteter Stromquelle 8 stets elektrischer Strom von dem Pluspol 9 zu dem Minuspol geführt, sofern sich wenigstens ein Siliziumsolarzellensubstrat wenigs- tens zum Teil über dem Becken 72 befindet.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfah ^¬ rens illustriert die Prinzipdarstellung der Figur 4. Bei die ^¬ sem Ausführungsbeispiel werden zunächst Siliziumsolarzellen- Substrate mittels einer Diamantdrahtsäge von einem Silizium ^¬ körper, beispielsweise einem Siliziumblock, abgeschnitten 80. Nachfolgend wird eine Schnittfläche der Siliziumsolarzellen ^¬ substrate elektrochemisch texturiert 82. Dies kann beispiels ^¬ weise mittels einem der in den Ausführungsbeispielen der Figu- ren 1 bis 3 beschriebenen Verfahren erfolgen. Dabei können die in den jeweiligen Ausführungsbeispielen schematisch darge ^¬ stellten Durchlaufanlagen 1, 30, 70 Verwendung finden. Das er ^¬ findungsgemäße Verfahren wie auch die erfindungsgemäße Vor ^¬ richtung haben sich beim Texturieren von mittels Diamant- drahtsägen geschnitten Halbleitermaterialien, insbesondere Si ^¬ liziumsolarzellensubstraten, als besonders vorteilhaft erwie ^¬ sen .

Wie oben erläutert wurde, sind Ätzraten bei dem elektrochemi- sehen Ätzen gemäß der Erfindung vergleichsweise niedrig. Bei dem in der Prinzipdarstellung der Figur 5 wiedergegebenen Aus ^¬ führungsbeispiel ist daher vorgesehen, zunächst ein bis zwei Minuten lang elektrochemisch zu ätzen 84. Dies kann beispiels ^¬ weise mit den anhand der Figuren 1 bis 3 erläuterten Verfahren und Vorrichtungen realisiert werden. Im Weiteren schließt sich ein Texturätzen 86 mit einer wässrigen Texturätzlösung an, welche Fluorwasserstoff und Salpetersäure enthält. Mit dieser Verfahrensvariante können auch bei diamantdrahtgesägten Halb ^¬ leitermaterialien zuverlässig Texturen mit geringer Reflexion erzeugt werden. Für eine weitergehende Reduktion der Reflexion sieht das Ausführungsbeispiel der Figur 5 einen optionalen Schritt erneuten elektrochemischen Ätzens 88 während einer Dauer von ein bis zwei Minuten vor. Analog wie das anfängliche elektrochemische Ätzen kann auch dieser Verfahrensschritt mit den anhand der Figuren 1 bis 3 erläuterten Verfahrens- und Vorrichtungsbeispielen durchgeführt werden.

Figur 6 illustriert anhand einer Prinzipdarstellung ein weite ^¬ res Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dies unterscheidet sich von demjenigen der Figur 5 im Wesentlichen darin, dass zunächst mit der wässrigen Texturätzlösung textur ^¬ geätzt wird 90, ehe ein bis zwei Minuten lang elektrochemisch geätzt wird 92. Wiederum kann dieses elektrochemische Ätzen beispielsweise mit den anhand der Figuren 1 bis 3 erläuterten Verfahren und Vorrichtungen durchgeführt werden.

Bezugszeichenliste

1 Durchlaufanläge

2 Siliziumsolarzellensubstrat

4 unterseitige Seitenfläche

6 Ät z lösung

8 Stromquelle

9 Pluspol

10 Minuspol

11 Zuleitungen Pluspol

12 Zuleitungen Minuspol

14 negative Elektrode

16 als positive Elektrode dienender Abschnitt

18 positive Elektrode

20 SteuerungsVorrichtung

22 lichte Öffnungslänge P

24 Beckenabstand T

26 Differenzlänge L

28 Länge 0 des Siliziumsolarzellensubstrats

30 Durchlaufanläge

32a PositiondetektionsVorrichtung

32f PositiondetektionsVorrichtung

40 Auffangbecken

42a- ^■ 42f Becken

51 überlaufende Ätzlösung

53 Flüssigkeitsspiegel

55 Fluidpumpe

56 Rohrleitungen

57 Transportriehtung

59 Transportrolle

61 Luftmesser

62a- 62f Becken 70 Durchlaufanläge

72 Becken

74 Auffangbecken 80 Siliziumsolarzellensubstrate mittels Diamantdrahtsäge von Siliziumkörper schneiden

82 elektrochemisches Texturieren einer Schnittfläche

84 1 bis 2 Minuten lang elektrochemisch Ätzen

86 Texturätzen mit wässriger Texturät z lösung

88 1 bis 2 Minuten lang elektrochemisch Ätzen

90 Texturätzen mit wässriger Texturät z lösung

92 1 bis 2 Minuten lang elektrochemisch Ätzen