[發(fā)明專利]用于以半導(dǎo)體材料薄層覆蓋的碳帶以及淀積這樣的薄層的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680021732.2
• 申請(qǐng)日: 2006-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN101199061A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·貝洛特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 索拉爾福斯公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;C23C2/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所
• 代理人: 楊曉光;李崢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于以半導(dǎo)體材料薄層覆蓋的碳帶，并涉及一種在碳帶構(gòu)成的基底上淀積這樣的層的方法。

背景技術(shù)

光伏電池包括半導(dǎo)體材料薄板，目前最廣泛使用的材料是多晶硅。更具體而言，本發(fā)明適用于拉拔在制備光伏電池時(shí)所使用的硅帶，因此，下面的說(shuō)明涉及硅，應(yīng)該理解本發(fā)明同樣適用于其他半導(dǎo)體材料例如鍺和具有同成分或準(zhǔn)同成分熔化(congruent?or?quasi-congruent?melting)的GaAs族的III-V類型半導(dǎo)體化合物。優(yōu)選通過(guò)拉拔基底通過(guò)熔化的硅的熔體(bath)，由這樣的硅層來(lái)獲得硅板，所述硅層形成了在碳基底上淀積的膜。基底具有帶的形式。

圖1是總體圖，示出了稱為在臨時(shí)基底上的帶(RTS)方法的現(xiàn)有技術(shù)方法。具有加熱器裝置(未示出)的坩堝10包含液體形式的熔化的硅的熔體12。坩堝的底部有縫14。使用拉拔裝置(未示出)、以基本上恒定的速度、沿箭頭18的方向、基本上垂直朝上地拉拔小厚度(約200微米(μm)至350μm的量級(jí))的碳帶16通過(guò)硅熔體。起初以熱解碳24(厚度約1μm至5μm)的薄層覆蓋帶的兩個(gè)面20和22。熔化的硅潤(rùn)濕帶的兩個(gè)面20和22，并在帶的每一個(gè)面上形成液體硅的彎月面26，具有位于距帶的中心部分中的熔體的表面約6.8mm處的固體-液體連接線28。然后在碳帶的兩個(gè)面20和22中的每一個(gè)面上形成硅薄層30-32。調(diào)整縫14的形狀和尺寸以首先允許碳帶16穿透到坩堝中，其次避免熔化的硅通過(guò)縫流出。雖然同時(shí)獲得兩個(gè)硅膜30和32是有利的，在帶的每一個(gè)面上的一個(gè)膜，但是也可以使用這樣的技術(shù)，在該技術(shù)中通過(guò)阻止硅淀積在兩個(gè)面中的一個(gè)面上來(lái)僅僅獲得一個(gè)膜。

例如，在專利FR?2386359和FR?2561139中描述了RTS方法。

然而該拉拔方法卻遇到了鄰近碳帶16的每一個(gè)邊緣34-36的液體硅彎月面不穩(wěn)定的問(wèn)題。已發(fā)現(xiàn)在自每一個(gè)邊緣的約5mm的寬度的范圍內(nèi)，固體-液體連接線28趨向于相對(duì)于在帶的邊緣處的硅熔體的表面從約6.8mm典型地下降至2mm至4mm。結(jié)果，在碳帶的每一個(gè)面上淀積的硅層30或32的厚度朝邊緣34和36向下減小至實(shí)際上零的值。

圖2是示出了通過(guò)圖1中所示出的現(xiàn)有技術(shù)方法獲得的半導(dǎo)體層的邊緣上的逐漸減薄的圖。在截面中示出的沒有熱解碳層24的碳帶16的剖面基本上為矩形的形狀。分別在帶的兩個(gè)面20和22上同時(shí)淀積兩個(gè)半導(dǎo)體層30和32。在分別鄰近帶的兩個(gè)邊緣34和36的區(qū)域38-40和42-44中，在典型地約5mm的距離上該層的厚度逐漸減小。因此，以該方法制造的半導(dǎo)體膜在邊緣處特別易碎。另外，發(fā)現(xiàn)源自小尺寸晶粒的成核在膜的側(cè)部中傳播，因此降低了硅膜的光伏性能。

在專利FR?2568490和FR?2550965中提出了解決上述問(wèn)題的方案。這些解決方案在于在接近帶的邊緣設(shè)置的外部裝置的幫助下，提高碳帶的邊緣處的固體-液體線的高度(level)。因此，上述的第一專利使用了通過(guò)毛細(xì)作用局部升高熔化的硅的熔體的高度的板，以及上述的第二專利提出在具有硅帶的每一個(gè)邊緣的儲(chǔ)存器(register)中設(shè)置槽，其同樣用于局部升高熔化的硅的熔體的高度。這些解決方案使制造拉拔結(jié)構(gòu)和拉拔操作本身復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種針對(duì)上述問(wèn)題的解決方案，所述解決方案不使用外部裝置。所述解決方案在于調(diào)整用作用于半導(dǎo)體層的臨時(shí)支撐的碳帶的邊緣的形狀，以便增加在所述邊緣上淀積的所述半導(dǎo)體層的厚度。

更具體而言，本發(fā)明提供一種在碳帶的兩個(gè)面中的至少一個(gè)面上淀積半導(dǎo)體材料層的方法，所述帶具有兩個(gè)邊緣，在所述方法中逐漸朝上基本上垂直地拉拔所述帶縱向通過(guò)熔化的半導(dǎo)體材料的熔體的水平平衡表面，當(dāng)拉拔所述碳帶時(shí)，通過(guò)潤(rùn)濕所述面淀積所述熔化的半導(dǎo)體材料的熔體。所述方法的特征在于其在于改變所述帶的所述邊緣的形狀以便增加在所述帶的所述邊緣上淀積的所述半導(dǎo)體材料層的厚度。

在特定的實(shí)施中，將突出的形狀給予所述帶的所述邊緣中的每一個(gè)邊緣，例如所述形狀可以是張開的(flared)、矩形的、或三角形的。

在優(yōu)選的實(shí)施中，在所述帶的兩個(gè)面上同時(shí)淀積半導(dǎo)體材料層，以及將雙邊框(rim)的形狀給予所述帶的所述兩個(gè)邊緣中的每一個(gè)邊緣。

例如，通過(guò)成形、通過(guò)連續(xù)朝向彼此地鐓鍛(upsetting)所述帶的所述邊緣來(lái)獲得形狀的改變。

當(dāng)所述半導(dǎo)體材料是硅時(shí)，有利地以在其上淀積所述硅層的熱解碳層覆蓋所述碳帶。