[發(fā)明專利]用于局部接觸半導(dǎo)體元件的基于激光的方法和加工臺

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380052669.9
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN104737300A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·納卡爾達(dá);A·羅德費里;A·布蘭德;M·格拉夫;R·普羅伊
• 申請（專利權(quán)）人: 弗朗霍夫應(yīng)用科學(xué)研究促進(jìn)協(xié)會
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的、用于局部接觸/接通/觸點接通半導(dǎo)體元件的方法，該半導(dǎo)體元件是光伏太陽能電池的一部分或在光伏太陽能電池制造過程中的前體/產(chǎn)物母體/先質(zhì)的一部分，本發(fā)明還涉及一種用于實施這種方法的加工臺。

背景技術(shù)

在光伏太陽能電池中，載流子一般通過金屬結(jié)構(gòu)排出。在此已知金屬結(jié)構(gòu)，它們?nèi)砻娴亟佑|半導(dǎo)體元件的一側(cè)。為了在運行中面對入射光的太陽能電池一側(cè)上應(yīng)用和/或為了減小在接觸面上的復(fù)合損失而使用了金屬結(jié)構(gòu)，該金屬結(jié)構(gòu)具有一個或多個到半導(dǎo)體元件的局部電接觸區(qū)域。

在最簡單的形式中，半導(dǎo)體元件由具有p型摻雜區(qū)域和n型摻雜區(qū)域的半導(dǎo)體層組成。半導(dǎo)體層可以包括附加的絕緣層。

因此，借助于金屬的接觸結(jié)構(gòu)局部接觸的半導(dǎo)體元件是光伏太陽能電池的一部分或者是光伏太陽能電池在制造過程中的前體，其中太陽能電池可以具有多個半導(dǎo)體層。

為了局部接觸光伏太陽能電池已知，借助于剝離工藝產(chǎn)生金屬結(jié)構(gòu)。

例如在2009年德國漢堡第24屆歐洲光伏太陽能會議上Knorz、A.、A.Grohe、和R.Preu的激光燒蝕耐刻蝕的結(jié)構(gòu)和剝離過程中描述了一種方法，其中在硅襯底上首先施加電絕緣的鈍化層并且在其上施加剝離層。接著，借助于激光局部地打開剝離層，并且在另一步驟中，借助于濕式化學(xué)腐蝕在之前已經(jīng)剝離露出的區(qū)域中打開絕緣層。因此在濕式化學(xué)腐蝕中剝離層用作掩膜層。

接著全表面地施加金屬層，因此金屬層遮蓋剝離層并且在局部露出的區(qū)域中遮蓋硅襯底。在濕式化學(xué)去除剝離層并因此也去除位于剝離層上的金屬層以后，在硅襯底表面上在之前局部露出的絕緣層區(qū)域中保留金屬結(jié)構(gòu)。

此外備選地已知，借助于絲網(wǎng)印刷工藝產(chǎn)生金屬結(jié)構(gòu)：

例如在康斯坦茨大學(xué)Hoerteis、M.的2009年的論文“在太陽能電池晶體硅上印刷細(xì)線觸點”中描述了一種方法，在其中膏體通過絲網(wǎng)印刷在半導(dǎo)體元件上并且借助于高溫步驟構(gòu)成與位于其下面的發(fā)射極的電接觸。

按照現(xiàn)有技術(shù)的方法的缺陷是，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致顯著的陰影，尤其在太陽能電池的正面上，并且由于必須的導(dǎo)電性使用銀產(chǎn)生高的材料成本。

此外由DE?10?2006?040?352?B3已知，將金屬粉末施加在半導(dǎo)體襯底上并且局部地借助于激光射束燒結(jié)和/或熔化該粉末，用于構(gòu)成金屬的接觸結(jié)構(gòu)。這種方法比上述的缺陷更大的缺點在于，對金屬粉末顆粒的熱影響難以計量并且相應(yīng)地只能不準(zhǔn)確地給出金屬結(jié)構(gòu)的幾何形狀。尤其存在以下隱患：穿過借助于金屬接觸結(jié)構(gòu)接觸的發(fā)射極，由此對太陽能電池的效率產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種用于局部接觸半導(dǎo)體元件的方法，該方法的應(yīng)用尤其在導(dǎo)電性和粘附性方面改善了接觸特性，減少了陰影，同時該方法的工藝復(fù)雜性低。此外本發(fā)明提供一種用于實施這種方法的加工臺。

該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法并通過根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于實施這種方法的加工臺得以實現(xiàn)。在權(quán)利要求2至13中給出本方法的有利設(shè)計方案。在權(quán)利要求15和16中給出用于實施本方法的加工臺的有利設(shè)計方案。為此在說明書中通過明確的參考引入權(quán)利要求的內(nèi)容。

按照本發(fā)明的方法用于產(chǎn)生局部電接觸的金屬結(jié)構(gòu)，即，半導(dǎo)體元件的金屬接觸結(jié)構(gòu)。所述半導(dǎo)體元件是光伏太陽能電池或在制造過程中的光伏太陽能電池的前體并且包括至少一個半導(dǎo)體層。在此在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所述半導(dǎo)體層設(shè)計為半導(dǎo)體襯底、尤其是硅晶片。