[發明專利]利用發光成像測試間接帶隙半導體器件的方法和設備

有效

• 申請號: 201610004485.0
• 申請日: 2007-05-04
• 公開（公告）號: CN105675555B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: T·特魯科;R·A·巴多斯
• 申請（專利權）人: BT成像股份有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/66;G01N21/956
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;王紅艷

本發明涉及利用發光成像測試間接帶隙半導體器件的方法和設備。描述了用來識別或確定間接帶隙半導體器件例如太陽能電池中的空間分辨特性的方法和系統的實施例。在一個實施例中，通過從外部激發間接帶隙半導體器件以使所述間接帶隙半導體器件發光(110)、捕獲響應于所述外部激發從間接帶隙半導體器件發出的光的圖像(120)、以及根據在一個或多個發光圖像中的區域的相對強度的比較確定所述間接帶隙半導體器件的空間分辨特性(130)來確定間接帶隙半導體器件的空間分辨特性。

本申請是申請號為201310054248.1、申請日為2007年5月4日、發明名稱為“利用發光成像測試間接帶隙半導體器件的方法和系統”的分案申請的再次分案申請，而申請號為201310054248.1的分案申請是申請號為200780025426.0(國際申請號PCT/AU2007/00595)、申請日為2007年5月4日、發明名稱為“利用發光成像測試間接帶隙半導體器件的方法和系統”的申請的分案申請。

相關申請

本申請要求2006年5月5日提交的澳大利亞臨時專利申請N0.2006902366的權益并且并入其全部內容作為參考。

技術領域

本發明主要涉及利用發光成像的半導體測試，并且更具體地說涉及間接帶隙半導體器件例如硅太陽能電池的測試。

背景技術

太陽能電池的生產從裸露的半導體晶片例如硅晶片開始。在生產期間，通常通過絲網印刷或掩埋接觸工藝將金屬圖案或柵格施加到晶片。所述金屬圖案或柵格的目的是收集響應于通過外部照明源對太陽能電池的半導體結構的激發而產生的電流。所述金屬柵格通常包括電連接到一條或多條母線的多個指狀物。

因為效率原因，一方面，期望使太陽能電池的光收集面積最大。這規定了所述指狀物應當薄、窄并且間隔寬以減小光收集面積的陰影。也因為效率原因，另一方面，期望金屬指狀物在最小電損耗的情況下傳輸電流。這規定了金屬指狀物應當厚、寬并且間隔緊密以使電阻損耗最小。因此太陽能電池設計的主要部分是實現這些對立要求之間的合適折衷。

光電太陽能電池制造通常由未能滿足所需效率規格的設備的顯著廢品率來表征，并且常規測試方法通常不能確定太陽能電池顯示出低效率的原因。

優良的光電設備的區域通過低的串聯電阻橫向并聯連接。光電設備失效的一個特有模式是光電設備中的一些區域變得與所述光電設備中的其它區域電隔離或連接不良。例如，金屬指狀物在太陽能電池的制造期間，尤其是在由非常薄的指狀物來表征的最佳設計的絲網印刷期間斷裂。在該情形下，在鄰近斷裂的指狀物附近產生的電流不能被有效收集，其導致了太陽能電池的效率損失。另一個失效模式由具有增強的接觸電阻的太陽能電池內的高接觸電阻或特定區域引起。從半導體的本體到金屬接觸的電流引起電壓降，所述電壓降由接觸電阻確定。局部增強的接觸電阻降低了太陽能電池的效率。在工業制造的太陽能電池中存在各種這種局部增強的接觸電阻的電勢源。

因此需要能夠識別間接帶隙半導體器件中的不良連接或電隔離區域的方法和系統。也需要能夠識別太陽能電池中斷裂的金屬指狀物、母線以及指狀物和母線之間的連接的方法和系統，其是工業太陽能電池中出現的共同問題。

發明內容

本發明的各個方面涉及用來識別或確定間接帶隙半導體器件的空間分辨特性(spatially resolved property)的方法和系統。

本發明的第一方面提供用來確定間接帶隙半導體器件的空間分辨特性的方法。所述方法包括的步驟為：從外部激發間接帶隙半導體器件以使所述間接帶隙半導體器件發光、捕獲響應于外部激發從間接帶隙半導體器件發出的光的圖像、以及根據對兩個或更多個發光圖像中的區域的相對強度的比較來確定間接帶隙半導體器件的空間分辨特性。

確定空間分辨特性的步驟可以包括空間分辨間接帶隙半導體器件中的電隔離或不良連接區域。