[發(fā)明專利]在半導(dǎo)體上進(jìn)行光引發(fā)的鍍覆的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910159463.1
• 申請(qǐng)日: 2009-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN101630703A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·哈姆;D·L·雅克斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 朱黎明;周承澤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體上進(jìn)行光引發(fā)的鍍覆的方法。更具體來說，本發(fā)明涉及在半 導(dǎo)體上進(jìn)行光引發(fā)的鍍覆的方法，其中，首先施加有限時(shí)間量的高強(qiáng)度光，然后在鍍 覆周期的剩余時(shí)間里減小光強(qiáng)度。

背景技術(shù)

對(duì)光生伏打電池和太陽能電池之類的半導(dǎo)體進(jìn)行金屬鍍覆的工藝包括在半導(dǎo)體 的正面和背面形成導(dǎo)電性的觸點(diǎn)。所述金屬涂層必須能夠與半導(dǎo)體形成歐姆接觸，以 確保載荷子能夠在不受影響的情況下脫離半導(dǎo)體進(jìn)入導(dǎo)電觸點(diǎn)。為了避免電流損失， 鍍覆金屬的接觸點(diǎn)格子必須具有足夠的電流傳導(dǎo)性，即高電導(dǎo)率和足夠高的導(dǎo)體跡線 橫截面積。

目前已有大量能夠滿足上述要求的工藝，可以用來在太陽能電池的背面涂覆金 屬。例如，為了改進(jìn)太陽能電池背面的電流傳導(dǎo)，加強(qiáng)直接位于背面下方的p摻雜。 人們經(jīng)常將鋁用于該目的。例如，人們通過以下方式施加鋁：通過氣相沉積，或者通 過印刷在背面之上，驅(qū)使其進(jìn)入背面，或者通過合金化使其進(jìn)入背面之內(nèi)。在對(duì)正面 即光入射面進(jìn)行金屬涂覆的時(shí)候，目標(biāo)是使得對(duì)活性半導(dǎo)體表面的遮蔽量最小，以使 得盡可能多的表面用于俘獲光子。

使用厚膜技術(shù)的金屬涂覆是用來對(duì)導(dǎo)體跡線進(jìn)行金屬鍍覆的常規(guī)方法。使用的糊 料包含金屬顆粒，因此是導(dǎo)電性的。這些糊料通過絲網(wǎng)印刷法、掩模法、壓印法或糊 料書寫法施涂。一種常用的方法是絲網(wǎng)印刷法，在此方法中，制備了最小線寬為80-100 微米的指形金屬涂層跡線。即使在此格子寬度下，與純金屬結(jié)構(gòu)相比，電導(dǎo)性損失也 很顯著。這會(huì)對(duì)串聯(lián)電阻帶來負(fù)面影響，從而對(duì)太陽能電池的占空系數(shù)和效率帶來負(fù) 面作用。對(duì)于較小的印刷導(dǎo)體線寬來說，這種影響更為顯著，因?yàn)樵摴に嚂?huì)導(dǎo)致導(dǎo)電 跡線變得更平。金屬顆粒之間的非導(dǎo)電性氧化物和玻璃組分是導(dǎo)致所述導(dǎo)電性降低的 根本原因。

更復(fù)雜的制造正面觸點(diǎn)的工藝使用激光技術(shù)或光刻技術(shù)限定導(dǎo)體跡線結(jié)構(gòu)。然后 對(duì)導(dǎo)體跡線進(jìn)行金屬鍍覆。一般來說，人們經(jīng)常采用各種金屬涂覆步驟來施涂金屬涂 層，以期得到為了獲得導(dǎo)電性所需的足夠的粘著強(qiáng)度和所需的厚度。例如，當(dāng)采用濕 法化學(xué)金屬涂覆工藝的時(shí)候，使用鈀催化劑將第一細(xì)小金屬涂層沉積在電路跡線上。 經(jīng)常通過無電沉積鎳對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化。為了提高導(dǎo)電性，可以通過無電沉積或電解沉積 技術(shù)在鎳上沉積銅。然后可以在銅上涂覆細(xì)小的錫層或銀層，對(duì)銅進(jìn)行保護(hù)，使其免 于被氧化。

或者，可以如美國(guó)專利第5,543,333號(hào)所述，采用光引發(fā)的鍍覆工藝，對(duì)電流 跡線進(jìn)行金屬鍍覆。所述金屬鍍覆工藝包括首先采用常規(guī)方法對(duì)太陽能電池的背面進(jìn) 行金屬鍍覆，該常規(guī)方法包括在惰性氣氛中印刷和燒結(jié)導(dǎo)電性糊料。然后通過光引發(fā) 的鍍覆在正面的電流跡線上鍍覆鎳。將太陽能電池放置在鎳鍍?cè)≈校瑢?duì)太陽能電池施 以光照，在大約1-2分鐘之后，在半導(dǎo)體基片上產(chǎn)生鎳層。可以直接在鎳層上形成其 他的金屬層，以用于強(qiáng)化。在1-3分鐘的沉積時(shí)間之后，可以得到厚度為0.2-2微米的 鎳層。

盡管現(xiàn)在已經(jīng)有了采用光引發(fā)的鍍覆在半導(dǎo)體上沉積鎳之類的金屬的方法，但是 本領(lǐng)域的工人發(fā)現(xiàn)大量與半導(dǎo)體上進(jìn)行光引發(fā)的鍍覆有關(guān)的問題。一個(gè)問題是在需要 較薄的層(例如20-300納米)的時(shí)候達(dá)到均勻的覆蓋。在工業(yè)中，在此低厚度的情況 下，鎳的覆蓋的均一性經(jīng)常是令人無法接受的。在半導(dǎo)體的一些區(qū)域上，鎳鍍覆的引 發(fā)比其他的區(qū)域更快，使得在一些區(qū)域內(nèi)，在要求的極短的周期時(shí)間內(nèi)，沒有足夠的 時(shí)間開始鍍敷，以沉積所需的鎳厚度。發(fā)現(xiàn)與在無光照情況下進(jìn)行鍍覆的相同部件相 比，如果在無電鍍鎳的過程中對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行光照，鎳的覆蓋會(huì)更為均勻。但是，如果 將光保持在確保鍍鎳以均勻的方式開始所需的強(qiáng)度，會(huì)導(dǎo)致鍍覆速率加快，造成受力 的鎳沉積，顯著增加鎳與半導(dǎo)體的粘著性降低的可能性。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)方面，一種方法包括：提供摻雜的半導(dǎo)體，該半導(dǎo)體包括正面和背面，所 述正面是n摻雜的，具有減反射層，所述減反射層包括圖案化的開口，使得減反射層 之下的半導(dǎo)體的n摻雜的正面的一部份裸露，所述背面具有金屬涂層；使得所述摻雜的 半導(dǎo)體與鎳鍍覆組合物接觸；以初始光強(qiáng)度對(duì)摻雜的半導(dǎo)體進(jìn)行光照射預(yù)定的時(shí)間量， 然后在鍍覆周期的剩余的時(shí)間內(nèi)將初始強(qiáng)度減小至預(yù)定的量，從而在摻雜的半導(dǎo)體的 n摻雜的正面的裸露部分沉積鎳。