CN113169246A - 用于分离具有pn结的半导体器件的方法和具有pn结的半导体器件 - Google Patents

用于分离具有pn结的半导体器件的方法和具有pn结的半导体器件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种半导体器件(1a、1b、1c、1d、1e)，其具有至少一个发射极(2a、2b、2c)、至少一个基极(3a、3b、3c、3d、3e)，其中在发射极和基极(3a、3b、3c、3d、3e)之间构成pn结(4a、4b、4c)，半导体器件还具有至少一个非金属的横向导通层，用于横向引导发射极的多数载流子，其中发射极(2a、2b、2c)包围横向导通层和/或横向导通层平行于发射极(2a、2b、2c)并与发射极导电连接地构成，半导体器件还具有断裂侧，在断裂侧上半导体器件(1a、1b、1c、1d、1e)被分离。重要的是，在断裂侧上构成和设置横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)，使得横向导通性至少以因数10减小，其中横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)垂直于断裂侧并具有在5μm至500μm、特别是10μm至200μm的范围内的深度(TQ)。本发明还涉及一种用于分离半导体器件的方法。

Description

用于分离具有PN结的半导体器件的方法和具有PN结的半导体 器件
技术领域
本发明涉及一种根据方案1的用于分离具有pn结的半导体器件的方法以及一种根据方案13的具有pn结的半导体器件。
背景技术
在制造半导体器件时，通常希望的是，将多个在基体上制成的半导体器件分离，其方式是，在至少一个分离面上将基体分开，从而使半导体器件分离。这样的分离在制造计算处理器时是必要的，因为通常要在一个硅晶片上制造多个计算处理器。此外，光伏太阳能电池的分离得到越来越多的应用：
当前，光伏模块通常由边长约为156mm的硅太阳能电池制成。通过利用导电元件(多数是所谓的单体连接器)通过导电连接来实现互连，所述导电元件分别交替地在正面和背面与太阳能电池连接。这种互连的缺点是，各单个太阳能电池的高电流(高达约10A)的前提条件是单体连接器具有很高的导通性并且由此具有高导体横截面。
用于避免出现这个缺点的一个已知的可能性是，在一个硅晶片上设置两个或更多个太阳能电池，以便相应成比例地减小每个太阳能电池的电流。这些太阳能电池在处理过程结束时才进行分离，以便尽可能长时间地使用大的初始晶片进行生产并且由此可以保持较高的生产率并且可以使用现有的生产设备。
如果太阳能电池仍然如上面所述通过单体连接器电连接，则在太阳能电池之间留出这样的空间，所述空间不是光伏有效的并且因此会导致模块效率的降低。
一种已知的用于避免这个缺点的方法是所谓的太阳能电池的叠瓦设置，其中，将一个太阳能电池的一个端部的上侧直接与下一个电池的下侧连接。为此，需要在太阳能电池分别相对置的边缘上在正面和背面实现外部的触点。由于在太阳能电池中不存在导通性很高的接触元件并且是对于这种基于大的传统太阳能电池的叠瓦设计，因此为了使遮蔽最小化，接触指中的到位于外部的外部触点的电流必须流过的路段变得非常大，在处理太阳能电池之后要将硅晶片切割成窄条，从而由此实现多个具有常规的矩形形状的光伏太阳能电池，以便在叠瓦时使太阳能电池的指状触点中的功率损失最小化。
将在基体、特别是硅晶片上制造的半导体器件分离会导致周长与面积的比例增大并且由此导致由于边缘复合带来的面积标准化
Figure BDA0003075868150000021
功率损失升高。研究显示(J.Dicker,“Analyse und Simulation von hocheffizienten Silizium-Solarzellenstrukturen für industrielle Fertigungstechniken”,Dissertation,
Figure BDA0003075868150000022
Konstanz,2003)，特别是在pn结出现在进行分离的分离面的区域中时会导致功率损失。其原因特别是在发射极和基极的准中性的区域内以及如前面所述特别是在空间电荷区中的边缘复合。此外还出现的是，分离的半导体器件的分离在所产生的边缘上会导致复合率本身的明显提高。当半导体器件在另一个表面上由于钝化层或其他钝化机制而具有高电子品质、特别是具有低复合率时，这种影响是很重要的。
因此存在这样的需求，即对半导体器件进行分离，但不会由于分离面、特别是由于分离面上的复合效应使电子品质明显降低。
为了避免在分离面上出现这种不利的电子特性，已知的是，在分离面的区域内构成强烈的掺杂，所述掺杂完全穿过半导体基体并且接着在这种强掺杂内部执行分离，从而在分离之后在分离面上分别构成强掺杂(W.P.Mulligan,A.Terao,D.D.Smith,P.J.Verlinden,和R.M.Swanson,“Development of chip-size silicon solar cells”,inProceedings of the 28th IEEE Photovoltaic Specialists Conference,Anchorage,USA,2000,pp.158-163)。这种处理方式的缺点是，构成强掺杂是非常耗时的并且因此不适用于工业生产。
此外还已知，构成所谓的发射极窗口(D.
Figure BDA0003075868150000031
and G.Ebest,“New contactframe design for minimizing losses due to edge recombination and grid-inducedshading”,Solar Energy Materials and Solar Cells,vol.75,no.3-4,pp.381-386,2003)。这里在形成发射极时，通过掩模法和/或选择性施加掺杂源、如例如掺杂膏这样构成发射极，使得pn结没有直接延伸到与分离面相邻接，而是在pn结与分离面之间存在几十微米的距离。但为了构成发射极窗口，需要附加的掩模步骤，从而在制造时出现较高的耗时和较高的成本支出。
此外已知的是，通过激光消融、通过用印刷技术(例如点胶、挤出、丝网印刷、喷印)局部施加蚀刻膏或备选的结构化方法在电池表面上产生绝缘沟，以便使分离面上的高复合区域对半导体器件的影响最小化。所述绝缘沟因此与分离面隔开间距并且将不再能供半导体器件的功能使用的边缘发射极区域与半导体器件内部的组成部分电分离。在这种方法中不利的是，这种过程通常只能在所谓的前端进行并且因此只能在半导体器件、特别是太阳能电池尚未钝化和镀金属的制造过程的阶段进行，因为为了使绝缘沟钝化通常需要高温过程(M.D.Abbott,J.E.Cotter,T.Trupke,and R.A.Bardos,“Investigation of edgerecombination effects in silicon solar cell structures usingphotoluminescence”,Applied Physics Letters,vol.88,no.11,p.114105,2006)。
发明内容
因此，本发明的目的是，给出一种分离具有pn结的半导体器件的方法以及一种具有pn结的半导体器件，从而减小分离面对电子品质的不利影响并且避免或至少减轻在先已知的所述方法的缺点。
所述目的通过根据方案1的方法以及一种根据方案13的半导体器件来实现。在其他方案中给出有利的实施形式。
根据本发明的方法优选设计成用于制造根据本发明的半导体器件、特别是制造所述半导体器件的一个优选实施形式。根据本发明的半导体器件优选通过根据本发明的方法、特别是通过所述方法的一个优选实施形式构成。
根据本发明的用于分离具有pn结的半导体器件的方法具有以下方法步骤：
在方法步骤A进行的是，提供半导体器件，所述半导体器件具有至少一个发射极和至少一个基极，在所述发射极和基极之间构成pn结，所述半导体器件还具有非金属的横向导通层，所述横向导通层用于横向引导所述发射极的多数载流子，所述发射极包围所述横向导通层和/或所述横向导通层平行于所述发射极并与所述发射极导电连接地构成。
在方法步骤B中进行的是，通过在至少一个分离面处将所述半导体器件分离成至少两个分器件来分离所述半导体器件。
重要的是，在方法步骤A和B之间的方法步骤B0中，在所述横向导通层中构成横向导通避免区域，以便将横向导通性至少以因数10减小，并且在方法步骤B中使所述分离面与所述横向导通避免区域相邻接和/或穿过所述横向导通避免区域。
本发明基于这样的认知，一般而言，半导体中的复合，因而也是在分离面上的复合，成比例地取决于空穴和电子的数量的乘积，因此，半导体器件的电子品质的降低，主要是由电子和空穴到分离面的传输机制来确定。如果现在抑制或至少明显限制到分离面的电子流或空穴流，则相应地也避免了或至少明显减弱了由于分离面、特别是由于分离面上的复合活动导致的半导体器件的电子品质的降低。就是说，发射极中的载流子朝向分离面的流受到抑制或至少明显被限制。如果在分离面上缺少相应的与基极互补的复合配对结构，则不会出现复合，或者复合明显减少。
在根据本发明的方法中，现在，在对半导体器件进行分离之前，构成横向导通避免区域，所述横向导通避免区域一直延伸到分离面并且因此至少与所述分离面邻接，特别是由分离面穿过。由于横向导通性以至少因数10的减小，因此如前面所述，通过横向导通避免区域避免了或至少明显减弱了分离面对电子品质的不利影响。
因此有利的是，横向导通避免区域至少以因数10、特别是至少以因数100使横向导通性减小。特别有利的是，完全抑制了发射极载流子在横向导通避免区域中的横向导通。
在具有例如通过掺杂原子扩散或通过注入产生的发射极的多个半导体器件、特别是光伏太阳能电池中，载流子的横向导通主要在发射极中发生。通常横向导通朝金属的接触结构进行，所述接触结构与发射极导电连接，以便供应或(在光伏太阳能电池的情况下)导出多数载流子。
在n掺杂型的发射极中，电子构成多数载流子，相应地在p掺杂型的发射极中，空穴构成多数载流子。
还已知这样的发射极结构，所述发射极结构没有或仅有很少的横向导通性。例如已知使用所谓的异质发射极，在所述异质发射极中，在发射极和基极之间构成薄的本质层。特别是已知这样的太阳能电池结构，其中，异质发射极通过掺杂的由无定形硅制成的发射极层构成。这种掺杂的由无定形硅组成的硅层仅具有很小的横向导通性，因此，通常与发射极层邻接地施加具有高横向导通性、就是说具有低横向导通电阻的层，例如透明的导电的氧化物(TCO，透明导电氧化物)。在这种情况下，由此，发射极多数载流子的横向导通主要在掺杂的发射极层之外实现并且前面所述的TCO层构成横向导通层。
在根据本发明的方法中重要的是，如前面所述，抑制发射极的载流子向分离面的横向导通。相应地，横向导通避免区域的构成至少在横向导通层中实现，并且由此例如对于异质发射极在前面所述的TCO层或者对于扩散或注入的发射极在掺杂的发射极层本身中实现，如前面所述的那样。
根据本发明的方法具有这样的优点，即，这种方法能够在制造过程中经济地实施并且特别是能够用在制造过程的终点进行分离，从而在制造过程可以有利于对基体、特别是硅晶片进行经济的、大面积的加工。
因此，方法步骤B0的执行优选在已经构成发射极之后，并且如果合适的话在构成非金属的横向导通层之后进行，只要所述横向导通层，如例如TCO层位于发射极之外，特别优选在构成钝化层之前进行。附加和/或备选地，优选在施加与发射极导电连接的金属的接触结构之前进行方法步骤B0的执行。
前面所述的目的此外还通过根据方案13的半导体器件来实现。根据本发明的半导体器件具有至少一个发射极和至少一个基极，在所述发射极和所述基极之间构成pn结，所述半导体器件还具有至少一个非金属的横向导通层，所述横向导通层用于横向引导发射极的多数载流子，所述发射极包围所述横向导通层和/或所述横向导通层平行于发射极并与发射极导电连接地构成。所述半导体器件代表具有断裂侧的分离的半导体器件，在所述断裂侧上所述半导体器件被分离。重要的是，在所述断裂侧上构成和设置横向导通避免区域，使得横向导通性至少以因数10减小，所述横向导通避免区域垂直于断裂侧具有在5μm至500μm、特别是10μm至200μm的范围内的深度。
由此实现了前面在根据本发明的方法中提及的优点。
优选地，所述横向导通区域构造成分离沟，通过所述分离沟降低横向导通层的厚度。由此，以简单的方式实现了减小横向导通层的横向导通性并由此提高横向导通电阻，因为较小的厚度会导致较高的横向导通电阻。
优选在所述横向导通避免区域中使所述横向导通层的厚度减小至少一半，优选至少减小80％。
特别有利的是，所述分离沟构造成穿过pn结。由此，附加地避免了pn结以及由此还有空间电荷区与分离面邻接并由此抑制了前面所述的不利效应。
优选所述分离沟具有为所述半导体器件的厚度的至少10％、特别是至少20％、优选至少40％的厚度。由此可以在方法步骤B中以简单的方式实现分离，特别是所述分离沟可以用作预定断裂部位。
为了在方法步骤B之前的处理步骤中防止在分离沟的区域中发生断开，分离沟的端部分别与半导体器件的边缘隔开间距，特别是具有0.25mm至20mm、优选0.5mm至5mm的距离是有利的。由此，在方法步骤B之前，分离沟的端部与分离之前的半导体器件的基体的边缘之间的这些区域使晶片稳定。优选在方法步骤B中，在使半导体器件分离之前，对分离沟进行延长，从而分离沟的端部与半导体器件的边缘具有小于0.3mm、特别是小于0.1mm的距离，特别是使得，分离沟的端部一直延伸到半导体器件的边缘。由此消除了稳定作用并且可以更为简单地实现分离。
特别有利的是，在方法步骤B0和B之间的方法步骤B1中，在分离沟中施加钝化层，所述钝化层至少覆盖与分离沟邻接的pn结。这就避免了pn结与分离面邻接并且由此导致半导体器件的电子品质下降。此外，通过施加钝化层可以避免或至少减轻了pn结与分离沟的表面邻接导致的不利效果。所述钝化层优选是介电层，特别优选是具有位置固定的电荷的层，所述电荷特别优选具有数值大于或等于1012cm-2的电荷面密度。
如前面所述，一些发射极结构仅具有很小的横向导通性，就是说，具有高的横向导通电阻，因此，在这种结构上或中与发射极平行地构成与发射极分开的横向导通层，如例如使用前面所述的TCO层作为横向导通层。在这种情况下，横向导通层因此位于发射极之外。
由此，在一个有利的实施形式中，所述横向导通层平行于发射极设置并且与发射极分开地构成，在这个实施形式中有利的是，所述分离沟构造成使横向导通层的厚度减小，特别是所述分离沟构造成穿过横向导通层。
所述分离沟可以按已知的方式特别是机械地和/或化学地构成。所述分离沟有利地通过激光消融和/或通过局部蚀刻(例如通过印刷技术、湿化学式地或通过备选的蚀刻介质施加的蚀刻膏)构成。
特别有利的是，在构成分离沟之后，执行后处理，以便减少分离沟的壁部上的、特别是在pn结与分离沟邻接的区域中的表面复合。这种后处理优选通过湿化学蚀刻来进行。
在根据本发明的方法的另一个有利的实施形式中，在所述横向导通避免区域中改变横向导通层的材料特性，以减小横向导通性。
这里，由此同样避免或至少减少了发射极的载流子到分离面的横向导通，而不必在横向导通避免区域中去除横向导通层。
有利的是，在横向导通避免区域中改变材料的晶体结构，特别是优选通过局部的热作用、优选通过激光来进行。
备选或附加地，优选在所述横向导通避免区域中将发射极构造成具有提高的层电阻，其方式是，所述发射极在横向导通避免区域中具有较低的有效掺杂浓度。特别优选的是，所述发射极在横向导通避免区域中至少高出因数10的层电阻。
在一个优选设计方案中，横向导通避免区域中发射极层电阻的提高是通过逆向扩散实现的：在所述横向导通避免区域中，用具有与发射极掺杂相反的掺杂类型的掺杂物质进行逆向扩散。由此，降低了横向导通避免区域中有效的掺杂浓度并相应地提高了层电阻。在构成发射极之后进行所述逆向扩散是有利的。
同样在本发明的范围内的是，通过逆向扩散使横向导通避免区域的有效掺杂类型反转成为与发射极的掺杂类型相反的掺杂类型。在这种情况下，横向导通避免区域具有与发射极相反的掺杂类型。此外，在本发明范围内的是，逆向扩散的区域延伸超过发射极深度。
在方法步骤B中半导体器件的分离可以按已知的方式进行，特别是通过一个或多个下面所述的方法进行：
a)通过芯片锯进行分离(W.P.Mulligan,A.Terao,D.D.Smith,P.J.Verlinden,andR.M.Swanson,“Development of chip-size silicon solar cells”,in Proceedings ofthe 28th IEEE Photovoltaic Specialists Conference,Anchorage,USA,2000,pp.158-163)；
b)利用激光连同后续的机械断裂产生沟(M.Oswald,M.Turek,J.Schneider,andS.
Figure BDA0003075868150000091
“Evaluation of silicon solar cell separation techniques foradvanced module concepts”,in Proceedings of the 28th European PhotovoltaicSolar Energy Conference and Exhibition,Paris,France,2013,pp.1807-1812)；
c)热激光分离(TLS)：M.Oswald,M.Turek,J.Schneider,and S.
Figure BDA0003075868150000092
“Evaluation of slicon solar cell separation techniques for advanced moduleconcepts”,in Proceedings of the 28th European Photovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Paris,France,2013,pp.1807-1812；S.Eiternick,F.Kaule,H.-U.Zühlke,T.Kieβling,M.Grimm,S.Schoenfelder,and M.Turek,“High quality half-cell Processing using thermal laser Separation”,Energy Procedia,vol.77,pp.340-345,2015；
d)激光诱导切割(LIC)：S.Weinhold,A.Gruner,R.Ebert,J.Schille,andH.Exner,“Study of fast laser induced cutting of silicon materials”,inProc.SPIE8967,Laser Applications in Microelectronic and OptoelectronicManufacturing(LAMOM),San Francisco,USA,2014,89671J。
研究显示，特别有利的是，在方法步骤B中通过TLS或LIC实施分离特别有利。TLS方法的基础是，通过第一激光束产生短的激光沟，所述激光沟此时基于同时加热(例如通过第二激光束)和冷却(例如通过空气-水混合物)沿要产生的边缘通过沿任意方向引入的热机械应力导致晶片分离。由此，特别是分离面与要分离的晶片的晶体方向无关地实现。LIC法与TLS法很类似，其中，在LIC中，没有在加热(例如通过激光束)之后补充进行有效的冷却。LIC发也以名称LDC法(激光直接切割)已知。
附图说明
下面借助于实施例和附图来说明本发明其他有利的特征和实施形式。其中：
图1用剖视图示出根据本发明的半导体器件的五个实施例；
图2示出半导体晶片从上方观察的俯视图，以便显示分离面的位置；以及
图3示出具有分离沟的半导体晶片从上方观察的俯视图，所述分离沟的端部与半导体器件的边缘隔开间距。
图中显示的是示意图，并非按比例表示。特别是，为了更好的显示，各层的宽度和厚度并不符合实际情况。
附图标记
1a、1b、1c、1d、1e 半导体器件
2a、2b、2c 发射极
2d1、2e1 TCO层
2d2、2e2 a-Si层
2d3、2e3 i-Si层
3a、3b、3c、3d、3e 基极
4a、4b、4c pn结
5a、5b、5c、5d、5e 横向导通避免区域
T 分离面
TQ 横向导通避免区域深度
TG 分离沟的深度
A 到边缘的间距
具体实施方式
图1示出五个实施例a至e。对于每个实施例分别在左栏i)示出在分离之前的状态，在右栏ii)中示出分离之后的状态。
作为实施例，下面说明作为半导体器件的光伏太阳能电池。所示出的半导体器件同样可以在所述实施例的变型方案中构造成晶体管。
参考图1a)中示出的根据本发明的半导体器件1a的第一实施例，下面说明根据本发明的方法的第一实施例：
在方法步骤A中，提供半导体器件1a。所述半导体器件在当前情况下具有通过气相的扩散构成的n掺杂型的发射极2a并且相应地具有基极3a，所述基极用p掺杂型的掺杂物质掺杂。相应地在发射极2a和基极3a之间构成pn结4a。发射极和基极在硅晶片中构成。在这个实施例的一个变型方案中，发射极通过由事先施加的掺杂层的扩散或通过注入构成。同样可以将发射极与基极的掺杂类型互换。
在方法步骤B0中进行的是，在横向导通层中构成横向导通避免区域5a，即在本实施例的发射极2a中构成横向导通避免区域。所述横向导通避免区域5a与分离面T相邻接，接着，应在所述分离面上进行分离。所述横向导通避免区域垂直于断裂侧并且因此垂直于分离面T构成，并具有在5μm至500μm的范围内的、在当前情况下为100μm的深度TQ。
如在图1a，i中示出的那样，在分离面T的两侧对称地构成两个横向导通避免区域5a，所述横向导通避免层在这个状态下构成一个共同的横向导通避免区域，所述横向导通避免区域在分离之后相应地分成两个横向导通避免区域5a。在当前情况下，横向导通避免区域5a构造成分离沟，在所述分离沟中，通过激光消融使发射极2a的厚度减小80％。由此实现了，在横向导通避免区域中、即在发射极变薄的区域内使横向导通电阻以因数100增加，并且由此使横向导通性以因数100减小。
接下来制造太阳能电池的附加的、本身已知的部件：这包括上方的正面上的和下方的背面上的钝化层、正面和背面上的用于导出载流子的金属化结构以及正面以及必要时还有背面上的用于提高吸光率的防反射层。为了更为清楚，这些部件没有示出。
在这个实施例中，由此实现了发射极2a中的多数载流子向正面的金属接触结构(未示出)的横向导通。发射极2a在这种情况下因此也构成横向导通层。
接下来，在方法步骤B中通过前面说明的TLS法在分离面T上执行分离。所述分离面T垂直于图1中的图面并且由此穿过基极3a以及发射极2a。
从背面出发执行TLS法，就是说，首先通过激光在位于下方的背面上在分离线T与背面相交的区域内形成初始沟。初始沟在半导体器件的一个边缘上开始。但所述初始沟不是在半导体器件的整个宽度上延伸。常见的初始沟具有在200μm至4mm的范围内的长度，所述长度通常小于2mm。接着，如前面说明的那样通过同时加热和冷却实现半导体器件的分离。
在图1a，ii中示出了结果：由此产生两个镜像对称的半导体器件，这两个半导体器件分别具有一个横向导通避免区域5a，所述横向导通避免区域与分离面T邻接。
为了避免重复，在说明图1b至1e时仅说明主要的区别：
图1b作为根据本发明的方法的第二实施例示出根据图1a的方法的一个变型方案，其中，构造成分离沟的横向导通避免区域5b完全穿过发射极2b和基极3b之间的pn结4b。因此，在方法步骤B0和方法步骤B之间，就是说在分离之前，执行蚀刻过程，以便避免在分离沟的壁部上出现可能的损伤。此外，通过热氧化在分离沟的壁部上施加氧化硅层，所述氧化硅层由此也在pn结与横向导通避免区域邻接的区域内覆盖pn结4b。由此，进一步提高了电子品质。分离沟具有几个100nm至50μm的深度TG，在当前情况下为20μm，因此，这个深度在半导体器件的厚度为200μm时相当于所述厚度的10％。
在步骤B中在分离面T上进行分离之后的结果在图1b，ii中示出。这里由此也得到两个镜像对称的半导体器件1b。
在图1c所示的根据本发明的方法的第三实施例中，以这样的方式实现一种变型方案，即横向导通避免区域5c在发射极2c中没有构造成分离沟，而是构造成降低发射极掺杂的区域。这是这样来实现的，即，在横向导通避免区域5c中进行逆向扩散：如也在前面的实施例中那样，发射极2c是n掺杂的，基极3c是p掺杂的。通过利用局部扩散由包含掺杂物质的掺杂介质、特别是掺杂膏向横向导通避免区域5c中引入硼原子(通过优选利用激光进行的加热，特别是局部加热)，实现了使发射极在横向导通避免区域5c中的有效掺杂浓度降低，从而相应地实现了以因数100提高发射极的层电阻并由此提高了发射极的横向导通电阻。
由此，在方法步骤B(图1c，ii的图示)中的分离之后，发射极2c中的载流子的到分离面T的电流由于在横向导通避免区域5c中提高的发射极电阻而减小。
在图1d和e中示出第四和第五实施例，其中发射极构造成异质发射极：
在硅晶片中构成基极3d、3e，所述基极在当前情况下是n掺杂的。在正面上施加一个层系统，所述层系统由基极3d、3e出发具有本征硅层(i-Si层)2d3、2e3、无定形硅层(a-Si层)2d2、2e2以及透明氧化物层(TCO层)2d1、2e1。
由此，发射极通过a-Si层和i-Si层构造成异质发射极。a-Si层(2d2、2e2)仅具有很小的横向导通性，就是说具有高横向导通电阻。因此,为了能够通过横向导通导出多数载流子，在a-Si层2d2、2e2的正面上设置TCO层2d1、2e1。在这两个实施例中，TCO层由此构成横向导通层。
相应地，在方法步骤B0中，在TCO层2d1、2e1中构成横向导通避免区域5d、5e。
在根据图1d的第四实施例中，横向导通避免区域5d构造成分离沟，在所述分离沟中已经通过激光消融在横向导通避免区域5d中完整地去除TCO层2d1。如图1d，ii中所示，在分离之后，带有a-Si层2d2和i-Si层2d3的发射极不变地与分离面T邻接，但TCO层2d1与分离面T隔开间距。在这种情况下，由于a-Si层2d2前面说明的较小横向导通性，由此也明显减小了发射极的载流子到分离面的横向导通性。
在根据图1e的第五实施例中，这样构成横向导通避免区域5e，即，通过热作用使TCO的结构发生变化，即以导通性明显减小的形式变化，特别是使晶体结构转化成部分无定形或无定形的结构。在横向导通避免区域5e中TCO层2e1的厚度不变的情况下，以这种方式，横向导通避免区域5e中的TCO层的横向导通电阻也会以因数100增加。
在图1中，为了更为清楚起见，分别仅示出了一个分离面。
在对光伏太阳能电池进行分离时，例如为了根据前面所述的叠瓦技术构成模块时，通常由硅晶片出发对多个太阳能电池进行分离。
在图2中示出硅晶片从上面观察的示意性俯视图，在所述硅晶片中构成多个光伏太阳能电池。在多个、当前是四个分离面T上执行前面所述方法之一，从而在分离之后存在五个半导体器件。
在图3中示出硅晶片从上面观察的示意性俯视图，在所述硅晶片中已构成光伏太阳能电池，以便说明根据图1b)的实施例。构造成分离沟的横向导通避免区域5b与半导体器件的边缘隔开间距，这里间距A为1mm。这使得半导体晶片稳定，尽管分离沟具有为半导体器件的厚度的30％的深度TG。在分离半导体器件之前，继续形成分离沟，直至到达所述边缘，从而分离沟的端部位于边缘上，即由此间距A为0。接下来可以以较低的故障风险简化地进行分离，因为前面描述的稳定作用由于继续构成分离沟而被消除。

Claims (16)

1.用于分离具有pn结(4a、4b、4c)的半导体器件(1a、1b、1c、1d、1e)的方法，具有以下方法步骤：
A.提供半导体器件(1a、1b、1c、1d、1e)，所述半导体器件具有至少一个发射极(2a、2b、2c)和至少一个基极(3a、3b、3c、3d、3e)，在所述发射极(2a、2b、2c)和所述基极(3a、3b、3c、3d、3e)之间构成pn结(4a、4b、4c)，所述半导体器件还具有非金属的横向导通层，所述横向导通层用于横向引导所述发射极(2a、2b、2c)的多数载流子，所述发射极(2a、2b、2c)包围所述横向导通层和/或所述横向导通层平行于所述发射极(2a、2b、2c)并与所述发射极导电连接地构成，
B.通过在至少一个分离面(T)处将所述半导体器件分离成至少两个分器件来分离所述半导体器件(1a、1b、1c、1d、1e)，
其特征在于，在方法步骤A和B之间的方法步骤B0中，在所述横向导通层中构成横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)，以便将横向导通性以因数10减小，并且在方法步骤B中使所述分离面(T)与所述横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)相邻接和/或穿过所述横向导通避免区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)构造成分离沟，通过所述分离沟减小所述横向导通层的厚度，特别是至少减小一半，优选至少减小80％，优选的是，所述分离沟完全穿过所述横向导通层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分离沟构造成穿过所述pn结(4a、4b、4c)，和/或所述分离沟优选具有这样的深度(TG)，所述深度是所述半导体器件的厚度的至少10％、特别是至少20％、优选至少40％。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤B0和B之间的步骤B1中，在所述分离沟中施加钝化层，所述钝化层至少覆盖与所述分离沟邻接的所述pn结(4a、4b、4c)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述横向导通层(2d1、2e1)构造成平行于所述发射极(2a、2b、2c)并且与所述发射极分离地设置，并且所述分离沟构造成使所述横向导通层(2d1、2e1)的厚度减小，特别是所述分离沟构造成穿过所述横向导通层(2d1、2e1)。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述分离沟通过激光消融和/或通过局部蚀刻构成。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述分离沟与所述半导体器件的边缘隔开间距地构成，特别是以在0.25mm至20mm、优选0.5mm至5mm的范围内的距离隔开间距地构成，优选的是，在方法步骤B中，在分离所述半导体器件之前，对所述分离沟进行延长，使得所述分离沟的端部到所述半导体器件的边缘具有小于0.3mm、特别是小于0.1mm的距离，特别是使得所述分离沟的端部一直延伸到半导体器件的边缘。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)中改变横向导通层的材料特性，以减小横向导通性。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)中改变材料的晶体结构，特别是以减小导通性的形式改变，优选从晶体状态改变到部分无定形或无定形状态，优选通过局部的热作用、优选通过激光或粒子辐射来进行改变。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其特征在于，在所述横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)中至少以因数10提高所述发射极的层电阻，优选通过逆向扩散来提高。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在构成所述发射极之后执行方法步骤B0，特别是，在构成钝化层之前执行方法步骤B0，和/或，在施加一个或多个金属的接触结构之前执行方法步骤B0。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤B中，分离是通过热激光分离(TLS、LIC或LDC)进行的。
13.半导体器件(1a、1b、1c、1d、1e)，具有至少一个发射极(2a、2b、2c)和至少一个基极(3a、3b、3c、3d、3e)，在所述发射极(2a、2b、2c)和所述基极(3a、3b、3c、3d、3e)之间构成pn结(4a、4b、4c)，所述半导体器件还具有至少一个非金属的横向导通层，所述横向导通层用于横向引导发射极(2a、2b、2c)的多数载流子，所述发射极(2a、2b、2c)包围所述横向导通层和/或所述横向导通层平行于所述发射极(2a、2b、2c)并与所述发射极导电连接地构成，所述半导体器件还具有断裂侧，在断裂侧上所述半导体器件(1a、1b、1c、1d、1e)被分离，其特征在于，在所述断裂侧上构成和设置横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)，使得横向导通性至少以因数10减小，所述横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)垂直于所述断裂侧并具有在5μm至500μm、特别是10μm至200μm的范围内的深度(TQ)。
14.根据权利要求13所述的半导体器件(1a、1b、1c、1d、1e)，其特征在于，在所述横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)中减小所述发射极(2a、2b、2c)的厚度和/或与所述发射极(2a、2b、2c)的横向导通性相关的层的厚度，特别是所述横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)穿过所述pn结(4a、4b、4c)。
15.根据权利要求13至14中的任一项所述的半导体器件(1a、1b、1c、1d、1e)，其特征在于，在所述横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)中改变所述发射极(2a、2b、2c)和/或与所述发射极(2a、2b、2c)的横向导通性相关的层，特别是，在所述横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)中，所述半导体器件(1a、1b、1c、1d、1e)具有改变的晶体结构，特别是导通性减小的形式的晶体结构、优选是部分无定形或无定形的晶体结构，和/或具有较小的发射极掺杂浓度，优选是层电阻至少以因数10提高。
16.根据权利要求13至15中的任一项所述的半导体器件(1a、1b、1c、1d、1e)，其特征在于，钝化层被设置在在所述横向导通避免区域(5a、5b、5c、5d、5e)中的所述pn结(4a、4b、4c)处。
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