CN103229602B - 用于转换半导体层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于转换半导体层的方法，尤其是用于将非晶硅层转换成晶体硅层的方法，其中转换通过利用等离子体对半导体层进行处理来进行，该等离子体由配备有等离子体喷嘴（1）的等离子体源来产生。此外，本发明还涉及根据该方法制造的半导体层、包括这样的半导体层的电子和光电子产品以及用于执行根据本发明的方法的等离子体源。

Description

用于转换半导体层的方法
技术领域
本发明涉及一种用于转换半导体层的方法、尤其是用于将非晶硅层转换成晶体硅层的方法，涉及这样制造的半导体层、包括这样的半导体层的电子和光电子产品以及等离子体源。
背景技术
在制造硅层时，根据方法首先形成非晶硅。然而，非晶硅在以后在薄膜太阳能电池中的应用中仅达到为约7%的效率。因而，非晶硅常规地事先被转变或被转换为晶体硅。
半导体层的转换可以通过半导体层的能量输送、例如半导体层的通过热处理、通过半导体层的照射、例如通过利用激光辐射或者红外辐射来照射半导体层或者通过半导体层的等离子体处理来实现。
出版文献CN 101724901描述了一种用于制造多晶硅层的方法，其中多层硅系统在炉中在450℃到550℃以及0.2托到0.8托的情况下被回火并且通过添加氢气产生氢等离子体。
出版文献CN 101609796描述了一种用于制造薄膜太阳能电池的方法，其中非晶硅构成的层在100 atm到800 atm的氢气压力下被回火。
在公开文献“Low-temperatur crystallization of amorphous silicon byatmospheric-pressure plasma treatment”（AN 2006:1199072，Japanese Journal ofApplied Physics，第一部分）中描述了通过带有圆柱旋转电极的等离子体源对非晶硅的转换。该转换通过如下方式来实现：布置有要处理的层的反应室被抽空并且接着利用氢气-氦气工艺气体或氢气-氩气工艺气体来填充该反应室，直至达到大气压，其中大气压等离子体通过在旋转电极与衬底之间施加频率为150MHz的高频电压来产生。
US 6,130,397 B1描述了一种用于利用感性耦合地产生的等离子体来处理薄层的在设备方面非常复杂的方法。然而，在那里所描述的方法利用具有非常高的温度（﹥5000K）并且因此不能被用于所有转换工艺的等离子体来工作，因为等离子体的相对应高的温度可导致不均匀的转换。
发明内容
本发明的主题因此是一种用于将非晶半导体层转换成晶体半导体层的方法，该方法避免了上面所描述的缺点，并且其中该转换通过利用由配备有等离子体喷嘴（1）的等离子体源来产生的等离子体处理半导体层来实现，并且其中半导体层被回火到在≥150℃到≤500℃之间的温度上。
半导体层在此尤其是可以被理解为如下层：该层包括至少一个元素半导体，优选地选自由Si、Ge、α-Sn、C、B、Se、Te和其混合物构成的组的至少一个元素半导体，和/或包括至少一个化合物半导体，尤其是选自由如SiGe、SiC 之类的IV-IV族半导体、如GaAs、GaSb、GaP、InAs、InSb、InP、InN、GaN、AlN、AlGaAs、InGaN之类的III-V族半导体、如InSnO、InO、ZnO之类的氧化物半导体、如ZnS、ZnSe、ZnTe之类的II-VI族半导体、如GaS、GaSe、GaTe、InS、InSe、InTe之类的III-VI族半导体、如CulnSe2、CulnGaSe2、CulnS2、CulnGaS2之类的I-III-VI族半导体和其混合物构成的组的化合物半导体，或者由所述至少一个元素半导体和/或所述至少一个化合物半导体组成。
将非晶材料转换成晶体材料在本发明的意义上尤其是可以被理解为将非晶材料转变为晶体材料或将非晶材料变换到晶体材料中。例如在太阳能电池的情况下，通过相对于在实现转换之前的时刻提高光诱导的电荷转移而可测量所实现的转换。通常，材料的转换可以以拉曼光谱方式通过带移（在硅的情况下通过在468cm-1处的特征带的移位）来检验。
尤其是，半导体层可以是硅层。在此，硅层不仅可以被理解为基本上纯的硅层，而且可以被理解为含硅的层、例如基于硅的、此外还包含掺杂材料的层或者包含硅的化合物半导体层。尤其是，通过该方法可以将非晶硅层转换成晶体硅层。
在一种实施形式的范围中，转换可以通过利用由配备有等离子体喷嘴的等离子体源产生的等离子体处理半导体层来实现。这样的等离子体源是间接的等离子体源。在此，间接的等离子体源可以被理解为等离子体源，其中等离子体在具有半导体层的反应区之外被产生。所产生的等离子体在此尤其是在形成一类“等离子体光焰（Plasmafackel）”的情况下可以被吹到要处理的半导体层上。
利用等离子体喷嘴-等离子体源产生的等离子体具有如下优点：实际的等离子体形成不受衬底影响。这样，可以有利地实现高工艺安全性。相对应地制造的等离子体此外还具有如下优点：所述等离子体是零电势的并且因而可以避免由于放电对表面造成的损坏。此外，还可以避免将外来金属引入到表面上，因为该衬底并不用作相反极。
等离子体源尤其是可以具有布置在等离子体喷嘴的空腔中的并且与等离子体喷嘴电绝缘的内电极。通过将工艺气体馈入到等离子体喷嘴的空腔中并且将电势差施加到内电极和等离子体喷嘴上，在这样的等离子体源中在内电极与等离子体喷嘴之间可以通过自维持的气体放电来产生等离子体。等离子体源尤其是可以是高压气体放电等离子体源或光弧等离子体源。
等离子体尤其是可以借助光弧或借助（例如所建立的≥8kV到≤30kV的电压的）高压气体放电而被产生。尤其是，等离子体可以通过高压气体放电等离子体源或光弧等离子体源来产生。例如，等离子体可以通过脉冲电压、例如矩形电压或者交流电压来产生。例如，等离子体可以通过≥15 kHz到≤25 kHz和/或≥0 V到≤400 V的矩形电压、例如≥260V到≤300 V的矩形电压、例如为280 V的矩形电压来产生，和/或利用≥2.2A到≤3.2A的电流强度和/或≥50%到≤100%的等离子体循环（Plasma Cycle）来产生。尤其是，等离子体可以通过高压气体放电在＜45A的电流强度、例如≥0.1A到≤44A的电流强度、例如从≥1.5A到≤3A的电流强度的直流电流的情况下被产生。在此，高压气体放电尤其是可以被理解为在≥0.5巴到≤8巴、例如≥1巴到≤5巴的压力下的气体放电。工艺气体可以在馈入之前由不同的气体、例如一个/多个惰性气体、尤其是氩气和/或氮气和/或氢气被混合。根据气体和其他参数的选择，这样可以产生直至3000K的等离子体温度。等离子体喷嘴的处理宽度可以例如为从≥0.25 mm到≤20 mm、例如从≥1 mm到≤5 mm。适于执行该方法的、配备有等离子体喷嘴的等离子体源（等离子体喷嘴-等离子体源）例如以Plasmatreat GmbH（德国）公司的商品名称Plasmajet或者以Diener GmbH（德国）公司的商品名称Plasmabeam被销售。
在另一实施形式的范围中，等离子体通过频率≤30 kHz、例如从≥15 kHz到≤25kHz、例如为~20 kHz的电压来产生。由于频率低，能量输入有利地是特别低的。低能量输入又具有如下优点：可以避免对半导体层的表面的损坏。
在另一实施形式的范围中，在大气压下实现转换。尤其是，等离子体源可以是大气压等离子体源。这样，有利地可以省去成本高的低压方法或者高压方法。此外，与低压方法或真空方法相比，减小了停留时间，因为在大气压下由于较高的分子密度引起而可以实现较高的能量密度。
工艺气体可以在馈入之前由不同的气体、例如一个/多个惰性气体、尤其是氩气和/或氮气和/或氢气混合。不同的气体在此尤其是可以以可调节的比率彼此混合。
在另一实施形式的范围中，等离子体由如下工艺气体产生：该工艺气体包括惰性气体或者惰性气体混合物、尤其是氩气和/或氮气。
已表明的是，半导体层可以通过利用由含惰性气体的、尤其是含氩气的和/或含氮气的工艺气体产生的等离子体进行处理而被转换。尤其是，通过利用由含惰性气体的、尤其是含氩气的和/或含氮气的工艺气体来产生的等离子体进行处理可以将非晶硅层转换成晶体硅层。在工艺气体中不是采用惰性气体而是使用含氮气的工艺气体或采用氮气具有如下优点：工艺成本可以明显地被降低，因为氮气比惰性气体、如氩气或者氦气更低廉。
已被证实的是，纯氮气可以被用作工艺气体，以便产生等离子体，该等离子体的等离子体温度适于半导体层的转换。然而，根据待处理的半导体层或其衬底，有意义的可以是将等离子体温度设置得更高或更低。尤其是，在具有高导热性的衬底（例如金属衬底）上的半导体层的情况下可以设置较高的等离子体温度，而在具有低导热性的衬底（例如玻璃衬底、如EAGLE玻璃衬底）上的半导体层的情况下可以设置较低的等离子体温度。
就此而言，已表明的是，由含氮气的工艺气体产生的等离子体的等离子体温度一方面可以通过提高工艺气体压力或工艺气体速度来降低，而相反地可以通过降低工艺气体压力或工艺气体速度来提高。
另一方面，已表明的是，由含氮气的工艺气体产生的等离子体的等离子体温度可以通过添加惰性气体、如氩气或通过提高惰性气体分量来降低，而相反地可以通过降低惰性气体分量来提高。
此外已表明的是，由含惰性气体的工艺气体产生的等离子体的等离子体温度可以通过添加氮气和/或氢气或通过提高氮气分量和/或氢气分量而被提高，而相反地可以通过降低氮气分量和/或氢气分量被降低。
工艺气体压力和工艺气体组成例如可以被调节为使得得到≥750℃的等离子体温度。
用来处理半导体层的温度也还可以通过其他工艺参数来调节。
处理温度例如可以通过增大在等离子体产生的位置与要处理的半导体层之间的距离来降低，而相反地通过减小在等离子体产生的位置与要处理的半导体层之间的距离来提高。
此外，处理温度还可以通过延长利用等离子体的处理时间而被提高，而相反地通过缩短利用等离子体的处理时间而被降低。在该方法的范围中，等离子体可以在半导体层之上、尤其是平行于半导体层地运动。这例如可以通过X/Y绘图仪来实现。在此，处理温度可以通过使等离子体在半导体层之上运动的速度减缓而被提高，并且通过提高等离子体在半导体层之上运动的速度而被降低。
在另一实施形式的范围中，处理气体此外还包括氢气。如已经阐述的那样，这样有利地在需要时可以提高等离子体温度。此外，这样半导体层可以有利地同时被转换并且在转换时可能形成的在表面上和在半导体层内部中的悬空键（英语：dangling bond）利用氢气饱和或被钝化。因而，该方法在该实施形式的范围中尤其是可以被称为用于转换和用于氢气钝化半导体层的方法。通过同时转换和氢气钝化，有利地可以降低工艺步骤的数目以及可以避免不同的工艺步骤，并且由此总体上降低半导体层的制造成本。例如针对太阳能电池，通过相对于在实现的氢气转换之前的时刻提高光诱导的电荷转移可测量该钝化。通常，氢气钝化可以以IR光谱方式通过改变相应半导体的带（对于硅层：通过改变在2000cm-1处的特征带）而被检验。有利地，少的氢气量足以钝化，这对工艺成本产生有利的影响。
原则上，工艺气体可以包括≥0体积%或者直至≤100体积%、尤其是≥50体积%或者≥90体积%或者≥95体积%到≤100体积%或者≤99.9体积%或者≤99.5体积%或者≤95体积%或者≤90体积%、例如≥95体积%到≤99.5体积%的一个/多个惰性气体、尤其是氩气，和/或包括≥0体积%到≤100体积%、尤其是≥50体积%或者≥90体积%或者≥95体积%到≤100体积%或者≤99.9体积%或者≤99.5体积%或者≤95体积%或者≤90体积%、例如≥95体积%到≤99.5体积%的氮气和/或≥0体积%到≤10体积%、尤其是≥0体积%或者≥0.1体积%或者≥0.5体积%到≤10体积%或者≤5体积%的氢气，尤其是其中氮气和/或一个/多个惰性气体的体积百分比值之和总共结果是100体积百分比。
在此不仅可能的是，工艺气体是含惰性气体的、但并不含氮气，而且可能的是，工艺气体是含氮气的、但并不含惰性气体。此外还可能的是，工艺气体包括总共≥0体积%或者直至≤100体积 %、尤其是≥50体积%或者≥90体积%或者≥95体积%至≤100体积%或者≤99.9体积%或者≤ 99.5体积%或者≤95体积%或者≤90体积%、例如≥95体积%到≤99.5体积%的一个/多个惰性气体和氮气。例如，工艺气体可以包括≥0体积%到≤100体积%、尤其是≥50体积%到≤90体积%的氮气和/或≥0体积%到≤50体积%或者≤40体积%的一个/多个惰性气体、尤其是氩气。附加地，工艺气体可以包括≥0体积%或者≥0.1体积%到≤10体积%、例如≥0.5体积%到≤5体积%的氢气。在此，氮气、一个/多个惰性气体和/或氢气的体积百分比值之和优选地总共结果是100体积百分比。
尤其是，工艺气体可以由＞0体积%到≤100体积%、尤其是≥50体积%或者≥90体积%或者≥95体积%到≤100体积%或者≤99.9体积%或者≤99.5体积%或者≤95体积%或者≤90体积%、例如≥90体积%或者≥95体积%到≤99.9体积%或者≤99.5体积%的一个/多个惰性气体、尤其是氩气和/或氮气组成，例如由≥50体积%到≤90体积%的氮气和/或≥0体积%到≤50体积%、尤其是≥5体积%到≤40体积%的一个/多个惰性气体和≥0体积%到≤10体积%、尤其是≥0.5体积%到≤5体积%的氢气组成，尤其是其中氮气、一个/多个惰性气体、尤其是氩气和氢气的体积百分比值之和总共结果是100体积百分比。具有这样的组成的工艺气体尤其是已被证明为有利于转换半导体层。
在另一实施形式的范围中，工艺气体包括≥90体积%到≤99.9体积%、例如≥95体积%到≤99.5体积%的一个/多个惰性气体、尤其是氩气和/或氮气（即一个/多个惰性气体或者氮气或者一个/多个惰性气体和氮气一起）和≥0.1体积%到≤10体积%、例如≥0.5体积%到≤5体积%的氢气，尤其是其中氮气、一个/多个惰性气体和氢气的体积百分比值之和总共结果是100体积百分比。
在另一实施形式的范围中，处理温度通过调节工艺气体的组成被调节。例如，等离子体温度和由此也为处理温度可以通过添加惰性气体、如氩气或通过提高惰性气体分量而被降低，而相反地可以通过降低惰性气体分量而被提高。通过用氢气分量替换惰性气体分量，可以提高等离子体温度，并且由此也可以提高处理温度，而相反地通过用惰性气体分量来替换氢气分量和/或氮气分量可以降低等离子体温度和处理温度。尤其是，氮气、惰性气体、尤其是氩气和氢气的比例可以在前面所描述的范围之内变化，用于调节等离子体温度和处理温度。
在另一实施形式的范围中，处理温度通过调节工艺气体压力或工艺气体速度而被调节。例如，工艺气体压力可以在从≥0.5巴到≤8巴、例如≥1巴到≤5巴的范围之内变化。在此，等离子体温度和由此处理温度也随着工艺气体压力升高或工艺气体速度升高而降低，并且随着工艺气体压力降低或工艺气体速度减低而升高。
在另一实施形式的范围中，处理温度通过调节在等离子体产生的位置与要处理的半导体层之间的距离、例如在等离子体喷嘴与半导体层之间的距离而被调节。在此，处理温度在该距离增大时降低，而在该距离缩小时升高。例如，在等离子体喷嘴与要处理的半导体层之间的距离可以在从50μm到50mm、优选地从1mm到30mm、尤其是优选地从3mm到10mm的范围中被调节。
为了实现特别良好的转换，从喷嘴射出的等离子体束优选地在5°到90°、优选地80°到90°、特别优选地85°到90°的角度中（在后者情况中：基本上垂直于平面衬底的衬底表面）被转向到位于衬底上的半导体层上。
点喷嘴（Spitzduesen）、扇形喷嘴或者旋转喷嘴适于作为光弧等离子体源的喷嘴，其中优选地采用点喷嘴，所述点喷嘴具有如下优点：实现较高的点状能量密度。
在另一实施形式的范围中，处理温度通过调节处理时间、尤其是等离子体在半导体层之上运动的处理速度而被调节。在此，处理温度在处理时间缩短或等离子体在半导体层之上运动的处理速度提高时降低，并且在处理时间延长或等离子体在半导体层之上运动的处理速度减低时升高。当处理速度（确定为每单位时间的半导体层的被处理的路段）在为1mm到15mm的处理宽度的情况下为0.1mm/s到500mm/s时，尤其是对于喷嘴距要处理的半导体层的上述距离实现了特别良好的转换。根据要处理的半导体表面，回火此外还加速了转换。为了提高处理速度，可以相继地连接多个等离子体喷嘴。
在稳定态的方法导向的情况下，等离子体喷嘴的处理宽度为优选地0.25mm到20mm、优选为1mm到5mm，用于实现良好的转换。
通过在≥150℃到≤500℃之间、例如在≥200℃到≤400℃之间的温度下对半导体层回火可以均匀地执行转换，并且加速半导体层的转换以及必要时加速半导体层的钝化。然而，≥600℃的温度是不利的，因为这些温度可导致衬底的熔融。原则上，回火通过使用炉、被加热的辊、加热板、红外或者微波辐射等等来实现。但是，特别优选地，回火由于接着得到的低开销而利用加热板或者利用被加热的辊以卷到卷（Rolle-zu-Rolle）方法被执行。
本方法也能够实现多个相叠的半导体层的同时处理。例如，不同掺杂度（p/n掺杂）的半导体层或者未掺杂的半导体层可以利用本方法被转换并且必要时被钝化。该方法在此例如良好地适于转换并且必要时钝化多个相叠的层，这些层的层厚度分别在10nm到3μm之间的范围中，其中在10 nm到60nm之间、在200 nm到300 nm之间和在1μm到 2μm之间的层厚度是优选的。
就根据本发明的方法的其他特征和优点而言，以此明确地参阅结合根据本发明的等离子体源和附图描述的阐述。
本发明的另一主题是通过根据本发明的方法来制造的半导体层。
就根据本发明的半导体层的其他特征和优点而言，以此明确地参阅结合根据本发明的方法、根据本发明的等离子体源和附图描述的阐述。
本发明的另一主题是包括根据本发明的半导体层的电子或者光电子产品、例如光伏设备、晶体管、液晶显示器、尤其是太阳能电池。
就根据本发明的产品的其他特征和优点而言，以此明确地参阅结合根据本发明的方法、根据本发明的等离子体源和附图描述的阐述。
本发明的另一主题是等离子体源，该等离子体源包括：等离子体喷嘴、布置在等离子体喷嘴的空腔中的并且与等离子体喷嘴电绝缘的内电极和气体和电压供给设备，用于将工艺气体馈入到等离子体喷嘴的空腔中并且用于将电势差、尤其是高压施加到内电极和等离子体喷嘴上，以便在内电极与等离子体喷嘴之间通过自维持的气体放电或光弧产生等离子体。在此，气体和电压供给设备包括至少两个、例如至少三个气体端子，用于馈入不同气体种类、尤其是一个/多个惰性气体、尤其是氩气和/或氮气和/或氢气，并且包括用于将来自不同气体种类的工艺气体混合的气体混合单元。
这样的等离子体源有利地适于执行根据本发明的方法。这样，等离子体可以借助光弧或借助高压气体放电、例如所建立的≥8kV到≤30kV的电压来产生。因而，等离子体源也可以被称为光弧等离子体源或高压气体放电等离子体源。此外，这样的等离子体源有利地是间接等离子体源。有利地，等离子体源此外还可在大气压下运行。
优选地，气体混合单元被设计用于将不同气体种类按可调节的比率彼此混合。这样构造的等离子体源已被证明为特别有利于执行根据本发明的方法。气体混合单元不仅可以被集成到气体和电压供给设备中，而且可以被连接到气体和电压供给设备上。
该等离子体源尤其是可以被设计用于通过脉冲电压、例如矩形电压或者交流电压来产生等离子体。例如，等离子体源可以被设计用于通过从≥15kHz到≤25kHz的矩形电压来显出（erzeigen）等离子体。这已被证明为有利于执行根据本发明的方法。
优选地，该等离子体源被设计用于通过频率为＜30kHz、例如≥15kHz到≤25kHz、例如~20kHz的电压来产生等离子体。这已被证明特别有利于执行根据本发明的方法。
在根据本发明的等离子体源的其他特征和优点方面，以此明确地参阅结合根据本发明的方法和附图描述的阐述。
附图说明
根据本发明的主题的其他优点和有利的扩展方案通过附图和实例来阐明并且在随后的描述中予以阐述。在此要注意的是，附图和实例仅仅具有描述性特征并且不应被视为以任意形式限制本发明。其中：
图1示出了通过根据本发明的带有等离子体喷嘴的等离子体源的实施形式的示意性横截面；
图2示出了通过根据本发明的带有等离子体喷嘴的等离子体源的另一实施形式的示意性横截面；
图3示出了硅层的在执行根据本发明的方法的第一实施形式之前和之后的拉曼光谱；
图4示出了硅层的在执行根据本发明的方法的第二实施形式之前和之后的拉曼光谱；
图5a示出了硅层的在执行根据本发明的方法的第三实施形式之前和之后的拉曼光谱；
图5b示出了图5a中的硅层的在执行根据本发明的方法的第三实施形式之前和之后的IR光谱；以及
图6示出了硅层的在执行根据本发明的方法的第四实施形式之后的拉曼光谱。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的并且适于执行根据本发明的方法的配备有等离子体喷嘴的大气压等离子体源。图1示出了，等离子体源包括等离子体喷嘴1和布置在等离子体喷嘴1的空腔中的并且与等离子体喷嘴1通过绝缘体3电分离的内电极2。气体可以由气体和电压供给设备10通过气体管路4被引导到等离子体喷嘴1的空腔中。内电极2通过电线路5与气体和电压供给设备10电连接。等离子体喷嘴1通过另一电线路6与气体和电压供给设备10电连接并且用作零电势的电极。
图1图示了，气体和电压供给设备10具有两个气体端子Ar/N2、H2，用于馈入不同气体种类、如氮气和/或一个/多个惰性气体、尤其是氩气和/或氢气。尤其是图1示出了气体和电压供给设备10具有惰性气体端子和/或氮气端子、尤其是氩气端子、Ar/N2和氢气端子H2。此外，气体和电压供给设备10还具有气体混合单元（未示出），用于将来自不同气体种类的工艺气体混合。优选地，气体混合单元被设计用于将不同气体种类、尤其是一个/多个惰性气体、尤其是氩气和/或氮气和/或氢气按可调节的比率彼此混合。
此外，气体和电压供给设备10还具有用于将气体和电压供给设备10连接到电网上的电源端子。此外，气体和电压供给设备10被设计用于产生（高）电压并且将所述（高）电压施加到内电极2和等离子体喷嘴1上，以便在内电极2和等离子体喷嘴1之间通过自维持的气体放电来产生等离子体。
通过在内电极2与等离子体喷嘴之间施加电势差并且通过给等离子体喷嘴1供给工艺气体，在构造光弧或自维持的气体放电、尤其是高压气体放电的情况下，在等离子体喷嘴1之内产生大气压等离子体P，并且由等离子体喷嘴1被吹到要处理的衬底上。
在图2中所示的实施形式与在图1中所示的实施形式主要不同在于：气体和电压供给设备10具有三个气体端子N2、Ar、H2，用于馈入不同气体种类、如氮气和/或一个/多个惰性气体、尤其是氩气和/或氢气。尤其是，图1示出了气体和电压供给设备10具有氮气端子N2、惰性气体端子、尤其是氩气端子Ar和氢气端子H2。在本实施形式的范围中，气体和电压供给设备10此外还具有气体混合单元（未示出），用于将来自不同气体种类的工艺气体混合。优选地，该气体混合单元被设计用于将不同气体种类、尤其是一个/多个惰性气体、尤其是氩气和/或氮气和/或氢气按可调节的比率彼此混合。
实例
借助旋涂方法曾制造多个涂有含氢硅烷（Hydridosilan）的衬底。涂有含氢硅烷的衬底曾被放置在陶瓷加热板上并且Plasmatreat GmbH公司的配备有圆形喷嘴的Plasmajet（FG3002）以限定的距离被定位在其上。紧接着，被涂层的衬底在大气压下利用由不同的工艺气体产生的等离子体被处理。在此，Plasmajet具有大约800W的功率、21kHz的频率、280V的电压和2.3A的电流强度。在实例2和3中，工艺气体曾在气体混合单元中由不同气体种类混合并且混合地被输送给Plasmajet。
四个不同等离子体处理的工艺条件被总结在如下表1中：
*在实例3中，Plasmajet利用XY绘图仪在硅层之上曾被引导。
在所有实例中，在根据本发明的处理之后的硅层已展现出用肉眼可见的蓝绿着色，该蓝绿着色可以被评判为成功转换的第一指示。
在等离子体处理之前和/或之后，实例1至4的硅层已借助拉曼光谱学被测定。实例3的硅层此外还已借助IR光谱学被测定。
图3、4和5a分别示出了实例1、2和3的硅层在等离子体处理之前（1）和在等离子体处理之后（2）的拉曼光谱的比较。470cm-1到520cm-1的带移示出，在实例1、2和3中已进行了非晶硅到晶体硅的转换。
图5b示出了实例3的硅层在等离子体处理之前（1）和之后（2）的IR光谱的比较。在为2000cm-1的波数处的峰值上升表明：在实例3中（除了非晶硅向晶体硅的转换之外）已进行利用氢气使悬空键饱和（氢气钝化）。
图6示出了实例4的硅层在等离子体处理之后（2）的拉曼光谱。在520cm-1处的带示出，在实例4中也已进行从非晶硅到晶体硅的转换。

Claims (14)

1.一种用于同时将非晶半导体层转换成晶体半导体层并且氢气钝化该半导体层的方法，其中，
转换通过利用等离子体对半导体层进行处理来实现，该等离子体由配备有等离子体喷嘴（1）的等离子体源来产生，并且其中半导体层被回火到在≥150℃到≤500℃之间的温度上，其中所述等离子体源具有布置在所述等离子体喷嘴（1）的空腔中的并且与所述等离子体喷嘴（1）通过绝缘体（3）电绝缘的内电极，以通过自维持的气体放电来产生等离子体，其中所述等离子体喷嘴（1）用作零电势的电极，
其中等离子体由工艺气体产生，该工艺气体包括≤40体积%的一个/多个惰性气体、≥50体积%到≤90体积%的氮气和≤10体积%的氢气，其中氮气、一个/多个惰性气体和/或氢气的体积百分比值之和总共结果是100体积百分比。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，等离子体通过具有＜30 kHz的频率的电压来产生。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，转换在大气压下进行。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该工艺气体包括惰性气体混合物。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，该工艺气体包括氩气和/或氮气。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，
处理温度通过调节工艺气体的组成、和/或调节工艺气体压力或工艺气体速度、和/或调节在等离子体喷嘴与半导体层之间的距离、和/或调节处理时间而被调节。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，
处理温度通过调节等离子体在半导体层之上运动的处理速度而被调节。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述半导体层为硅层。
9.一种半导体层，其根据权利要求1至8之一所述的方法来制造。
10.一种电子或者光电子产品，其包括根据权利要求9所述的半导体层。
11.根据权利要求10所述的电子或者光电子产品，其中，所述电子或者光电子产品构造为太阳能电池。
12.一种在根据权利要求1至8之一所述的用于同时将非晶半导体层转换成晶体半导体层并且氢气钝化该半导体层的方法中使用的等离子体源，其包括：
等离子体喷嘴（1），
布置在等离子体喷嘴（2）的空腔中的并且与等离子体喷嘴（1）电绝缘的内电极（2），
气体和电压供给设备（10），用于将工艺气体馈入到等离子体喷嘴（1）的空腔中并且用于将电势差施加到内电极（2）和等离子体喷嘴（1）上，以便在内电极（2）与等离子体喷嘴（1）之间通过自维持的气体放电产生等离子体，
其中气体和电压供给设备（10）包括至少两个气体端子，用于馈入不同气体种类，并且气体和电压供给设备（10）包括气体混合单元，用于将来自不同气体种类的工艺气体混合，其中气体混合单元被设计用于将不同气体种类按可调节的比率彼此混合。
13.根据权利要求12所述的等离子体源，其中，所述气体和电压供给设备（10）包括至少三个气体端子，用于馈入不同气体种类。
14.根据权利要求12或13所述的等离子体源，其中，所述等离子体源是间接等离子体源。
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