DE102009010816A1 - Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements Download PDF

Info

Publication number
DE102009010816A1
DE102009010816A1 DE102009010816A DE102009010816A DE102009010816A1 DE 102009010816 A1 DE102009010816 A1 DE 102009010816A1 DE 102009010816 A DE102009010816 A DE 102009010816A DE 102009010816 A DE102009010816 A DE 102009010816A DE 102009010816 A1 DE102009010816 A1 DE 102009010816A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contact layer
layer
contact
semiconductor substrate
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102009010816A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102009010816B4 (de
Inventor
Martin Kutzer
Bernd Dr. Bitnar
Andreas Dr. Krause
Michael Dr. Heemeier
Kristian Schlegel
Torsten Weber
Holger Dr. Neuhaus
Alexander Fülle
Eric Dr. Hillsboro Schneiderlöchner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meyer Burger Germany GmbH
Original Assignee
SolarWorld Innovations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SolarWorld Innovations GmbH filed Critical SolarWorld Innovations GmbH
Priority to DE102009010816A priority Critical patent/DE102009010816B4/de
Priority to US12/714,461 priority patent/US20100219535A1/en
Publication of DE102009010816A1 publication Critical patent/DE102009010816A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102009010816B4 publication Critical patent/DE102009010816B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01014—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01022—Titanium [Ti]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0103—Zinc [Zn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0105—Tin [Sn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1868—Passivation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements (8) mit einer gut lötbaren Kontakt-Struktur (9), umfassend das Bereitstellen eines flächig ausgebildeten Halbleiter-Substrats (1) mit einer ersten Seite (2), einer zweiten Seite (3), einer senkrecht auf diesen stehenden Flächennormalen (4), einer auf mindestens einer der Seiten (2, 3) angeordneten dielektrischen Passivierungs-Schicht (5) und einer auf der Passivierungs-Schicht (5) angeordneten ersten Kontakt-Schicht (6), zumindest bereichsweises Aufbringen mindestens einer zweiten Kontakt-Schicht (7) auf die erste Kontakt-Schicht (6), wobei die mindestens eine zweite Kontakt-Schicht (7) zumindest eine Teilschicht aus einem gut lötbaren Metall, insbesondere aus Nickel und/oder Silber und/oder Zinn und/oder einer Verbindung derselben, umfasst, und Herstellen einer elektrisch leitenden Kontaktierung zwischen der zweiten Kontakt-Schicht (7) und dem Halbleiter-Substrat (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Halbleiter-Bauelement mit einer lötbaren Kontakt-Struktur. Aus der DE 100 46 170 A1 ist eine Solarzelle mit lasergefeuerten Kontakten (LFC-Solarzelle) bekannt. Diese weist auf ihrer Oberfläche eine mehrere Mikrometer dicke Metallschicht aus Aluminium auf, welche lokal mit dem darunterliegenden Halbleiter-Substrat elektrisch leitend verbunden ist. Zur Verschaltung einzelner LFC-Zellen in einem Modul werden diese üblicherweise miteinander verlötet. Bekanntlich ist das Verlöten von Aluminium jedoch sehr problematisch und aufwändig.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements mit einer Kontakt-Struktur, welche gut lötbar ist, zu schaffen. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiter-Bauelement mit einer gut lötbaren Kontakt-Struktur zu schaffen.
  • Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, auf eine erste Kontakt-Schicht mindestens eine weitere Kontakt-Schicht aufzubringen, welche aus einem gut lötbaren Metall ist.
  • Zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der gut lötbaren, zweiten Kontakt-Schicht und dem Halbleiter-Substrat ist vorzugsweise ein Laser-Verfahren vorgesehen.
  • Die zweite Kontakt-Schicht kann ganzflächig auf die erste Kontakt-Schicht aufgebracht werden. Hierdurch wird insbesondere die Querleitfähigkeit der Kontakt-Schicht erhöht, sodass die Dicke der ersten Kontakt-Schicht deutlich reduziert werden kann.
  • Es ist jedoch ebenso möglich, die zweite Kontakt-Schicht in einem unterbrochenen Muster, das heißt in voneinander getrennten Teilbereichen, auf die erste Kontakt-Schicht aufzubringen. Dies hat den Vorteil, dass Schichtspannungen im Schichtstapel reduziert werden und somit einer Verbiegung des Substrates entgegengewirkt werden kann.
  • Zum Aufbringen der zweiten Kontakt-Schicht ist vorzugsweise ein Vakuum-Verfahren, insbesondere ein Aufdampf- und/oder Sputterverfahren vorgesehen. Vorzugsweise ist zur Aufbringung der zweiten Kontakt-Schicht ein entsprechendes Verfahren wie zur Aufbringung der ersten Kontakt-Schicht vorgesehen. Besonders vorteilhaft hieran ist, dass sowohl das Aufbringen der ersten als auch der zweiten Kontakt-Schicht in der gleichen Vakuumkammer durchgeführt werden kann. Hierdurch kann einerseits zusätzliche Prozesszeit durch Einsparung eines zusätzlichen Abpump-Schrittes vermieden werden, andererseits wird eine nachteilhafte, spontane Oxidation der ersten Kontakt-Schicht hierdurch wirksam vermieden, da diese nicht in Kontakt mit Luftsauerstoff kommt.
  • Die zweite Kontakt-Schicht kann auch in Form einer Folie auf die erste Kontakt-Schicht aufgebracht werden. Dies ist besonders einfach durchführbar. Die Folie weist vorzugsweise eine Klebschicht, insbesondere aus leitfähigem Klebstoff auf. Hierdurch wird eine besonders gute elektrische Anbindung der Folie an die erste Kontakt-Schicht hergestellt.
  • Die Folie umfasst eine Schicht aus einem Metall oder einer Metalllegierung. Als besonders brauchbar haben sich Folien mit einer Bimetall-Schicht erwiesen.
  • Das erfindungsgemäße Halbleiter-Bauelement ist besonders wirtschaftlich herstellbar und aufgrund der Eigenschaften der zweiten Kontakt-Struktur auf besonders einfache Weise in einem Solar-Modul verschaltbar.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Halbleiter-Bauelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine Draufsicht auf ein Halbleiter-Bauelement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
  • 3 eine Draufsicht auf ein Halbleiter-Bauelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements 8 mit einer gut lötbaren Kontakt-Struktur beschrieben. „Gut lötbar” meint in diesem Zusammenhang, dass eine Lötung mittels Weichlötverfahren möglich ist. Zunächst wird ein flächig ausgebildetes Halbleiter-Substrat 1 mit einer ersten Seite 2, einer dieser gegenüberliegenden zweiten Seite 3 und einer senkrecht auf dieser stehenden Flächennormalen 4 bereitgestellt. Bei der zweiten Seite 3 handelt es sich insbeson dere um die spätere Rückseite, das heißt die Seite, welche beim Betrieb der Solarzelle die sonnenabgewandte Seite bildet.
  • Als Halbleiter-Substrat 1 dient insbesondere ein Siliziumsubstrat. Als Halbleiter-Substrat 1 kann jedoch ebenso ein anderes Halbleiter-Substrat dienen.
  • Auf der zweiten Seite 3 ist eine elektrische Passivierungs-Schicht 5 angeordnet. Die Passivierungs-Schicht ist beispielsweise aus Siliziumdioxid (SiO2) oder Siliziumnitrid. Die Passivierungs-Schicht 5 hat eine Dicke in Richtung der Flächennormalen 4 im Bereich von 80–150 nm, insbesondere 100 nm.
  • Auf der Passivierungs-Schicht 5 ist eine erste Kontakt-Schicht 6 angeordnet. Die erste Kontakt-Schicht 6 ist vorzugsweise aus Aluminium. Sie dient als Reflexionsschicht und als Leiter-Schicht, welche eine Querleitfähigkeit senkrecht zur Flächennormalen 4 bewirkt. Zum Aufbringen der ersten Kontakt-Schicht ist ein Vakuum-Verfahren, insbesondere ein Aufdampf-Verfahren oder ein Sputter-Verfahren vorgesehen. Das Aufbringen der ersten Kontakt-Schicht 6 geschieht hierbei in einer Vakuum-Kammer. Das Aufbringen geschieht insbesondere unter Ausschluss von Sauerstoff.
  • Im Vergleich zu üblichen Halbleiter-Bauelementen ist die Dicke der ersten Kontakt-Schicht 6 in Richtung der Flächennormalen 4 reduziert. Sie beträgt höchstens 3 μm, insbesondere höchstens 1 μm, insbesondere höchstens 0,5 μm. Hierdurch wird sowohl Material als auch die zum Aufbringen der ersten Kontakt-Schicht 6 benötigte Prozess-Zeit reduziert.
  • Auf das Halbleiter-Substrat 1 mit der Passivierungs-Schicht 5 und der ersten Kontakt-Schicht 6 wird im Folgenden zumindest bereichsweise mindestens eine zweite Kontakt-Schicht 7 aufgebracht. Die zweite Kontakt-Schicht 7 ist aus einem gut lötbaren Metall, insbesondere aus Nickel und/oder Silber und/oder Zinn und/oder einer Verbindung derselben. Für Details sei auf die DE 10 2008 062 591 verwiesen. Die zweite Kontakt-Schicht 7 ist bis zu einer Temperatur von mindestens 300°C, insbesondere mindestens 400°C, thermisch stabil, d. h. es findet keine Vermischung der Kontaktschichten 6, 7 statt. Die Kontakt-Schichten 6, 7 bilden zusammen eine Kontakt-Struktur 9.
  • Zum Aufbringen der zweiten Kontakt-Schicht 7 ist ebenfalls ein Vakuum-Verfahren, insbesondere ein Aufdampf- und/oder ein Sputter-Verfahren vorgesehen. Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen der zweiten Kontakt-Schicht 7 in derselben Vakuum-Kammer wie das Aufbringen der ersten Kontakt-Schicht 6. In diesem Fall kann die Vakuum-Kammer vorteilhafterweise zwischen dem Aufbringen der ersten und der zweiten Kontakt-Schicht 6, 7 evakuiert bleiben. Ein zusätzlicher Abpumpschritt wird hierdurch vermieden. Somit wird zusätzliche Prozesszeit eingespart. Außerdem wird eine nachteilige, spontane Oxidation der ersten Kontakt-Schicht 6 verhindert, da diese vor dem Aufbringen der zweiten Kontakt-Schicht 7 nicht mit Sauerstoff in Kontakt kommt.
  • Die zweite Kontakt-Schicht 7 steht in elektrischem Kontakt mit der ersten Kontakt-Schicht 6. Sie trägt daher zur Querleitfähigkeit letzterer bei. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die zweite Kontakt-Schicht 7 ganzflächig auf die erste Kontakt-Schicht 6 aufgebracht.
  • Nach dem Aufbringen der zweiten Kontakt-Schicht 7 wird eine elektrisch leitende Kontaktierung zwischen der zweiten Kontakt-Schicht 7 und dem Halbleiter-Substrat 1 hergestellt. Hierzu ist erfindungsgemäß ein Laser-Verfahren vorgesehen. Durch das Laser-Verfahren wird die zweite Kontakt-Schicht 7 lokal durch die Passivierungs-Schicht 5 hindurchgefeuert und dadurch ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontakt-Schichten 6, 7 und dem Halbleiter-Substrat 1 hergestellt. Dabei kann die zweite Kontakt-Schicht 7 lokal eine Legierung mit der ersten Kontakt-Schicht 6 und/oder dem Halbleiter-Substrat bilden.
  • Nach dem Laser-Verfahren zur Herstellung der elektrisch leitenden Kontaktierung zwischen den Kontakt-Schichten 6, 7 und dem Halbleiter-Substrat 1 kann ein Temperschritt zur Verringerung der durch den Laser induzierten Schädigung der Oberfläche des Halbleiter-Bauelements 8 vorgesehen sein.
  • Bei diesem Temperschritt wird das Halbleiter-Bauelement 8 mit den Kontakt-Schichten 6, 7 auf eine Temperatur von mindestens 300°C, insbesondere von etwa 400°C oder insbesondere von etwa 500°C erhitzt. Da die Kontakt-Schichten 6, 7 bis zu dieser Temperatur thermisch stabil sind, werden sie hierdurch nicht beschädigt.
  • In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zweite Kontakt-Schicht 7 mehrschichtig ausgebildet. Es kann insbesondere vorteilhaft sein, zunächst eine Diffusions-Sperrschicht, insbesondere aus Titan oder einer Titan-Verbindung, auf die erste Kontakt-Schicht 6 aufzubringen. Diese Diffusions-Sperrschicht verhindert eine Diffusion von Aluminium beispielsweise in Silber. Hierdurch wird die Stabilität der Kontakt-Schichten 6, 7 bei Temperprozessen gewährleistet.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Kontakt-Schichten 6, 7, insbesondere die zweite Kontakt-Schicht 7 galvanisch oder chemisch, das heißt stromlos, abgeschieden. Im Falle einer galvanischen Abscheidung der zweiten Kontakt-Schicht 7 auf einer Aluminium-Schicht muss zunächst die nicht elektronenleitende Aluminium-Oxid-Schicht (Al2O3-Schicht) auf der Oberfläche der ersten Kontakt-Schicht 6 entfernt werden. Hierzu ist ein abwechselndes Ätzen mit Natriumhydroxid (NaOH) und Salpetersäure (HNO3) vorgesehen. Anschließend erfolgt eine Behandlung mit Zinkatbeize. Hierbei bildet sich durch den Austausch von Aluminium- und Zink-Ionen eine oberflächliche Zinkschicht, auf der weitere Metallschichten elektrochemisch abgeschieden werden können. Es ist ebenfalls möglich und erfindungsgemäß, die beschriebene Vorbehandlung mittels HNO3 und NaOH ausschließlich auf den Bereich, auf dem später die Busbare aufgelötet werden sollen, zu begrenzen. Hierfür bieten es sich beispielsweise an, die Chemikalien durch Tampondruck lokal aufzubringen. Bei der anschließenden elektrochemischen Beschichtung mit beispielsweise Nickel werden dann für die Dauer der Beschichtung oder auf die ersten Sekunden der Beschichtung beschränkt sehr hohe Stromdichten von bis zu 100 A/dm2, insbesondere von 30 A/dm2–50 A/dm2, insbesondere von 40 A/dm2 angelegt. Hierdurch kommt es zu einer massiven Wasserstoffentwicklung, die ein Durchbrechen der verbliebenen Oxidschicht und damit eine lokale Nickelabscheidung bewirkt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, die zweite Kontakt-Schicht 7 als Folie auszubilden. Die Folie umfasst eine Metall-Schicht aus einem Metall oder einer Metalllegierung. Vorzugsweise umfasst die Metall-Schicht ein Bi-Metall. Durch die Leitfähigkeit der Folie wird eine gute Querleitfähigkeit erreicht. Die Dicke der ersten Kontakt- Schicht 6 in Richtung der Flächennormalen 4 kann somit wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erheblich reduziert werden.
  • Vorteilhafterweise ist die Folie zumindest einseitig, insbesondere beidseitig beschichtet.
  • Vorzugsweise weist die Folie eine Kleb-Schicht auf. Die Folie kann mittels der Klebschicht auf besonders einfache Weise auf der ersten Kontakt-Schicht 6 angeordnet und fixiert werden. Hierbei wird vorzugsweise elektrisch leitfähiger Klebstoff verwendet, um die elektrische Anbindung der Folie an die erste Kontakt-Schicht 6 zu verbessern. Durch einen anschließenden Laser-Prozess wird die elektrische Kontaktierung zwischen der Folie, der ersten Kontakt-Schicht 6 und dem Halbleiter-Substrat 1 hergestellt.
  • Gemäß einem weiteren, in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zweite Kontakt-Schicht 7 in einem unterbrochenen Muster, das heißt in voneinander getrennten Teilbereichen, auf die erste Kontakt-Schicht 6 aufgebracht. Sie ist somit nicht ganzflächig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass hierdurch Schichtspannungen im Schichtstapel reduziert werden, wodurch einer Verbiegung des Halbleiter-Substrats 1 entgegengewirkt werden kann. Die Aufbringung in einem unterbrochenen Muster kann beispielsweise durch eine Maske erfolgen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10046170 A1 [0001]
    • - DE 102008062591 [0020]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements (8) mit einer gut lötbaren Kontakt-Struktur (9) umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines flächig ausgebildeten Halbleiter-Substrats (1) mit – einer ersten Seite (2), – einer zweiten Seite (3), – einer senkrecht auf diesen stehenden Flächennormalen (4), – einer auf mindestens einer der Seiten (2, 3) angeordneten dielektrischen Passivierungs-Schicht (5) und – einer auf der Passivierungs-Schicht (5) angeordneten ersten Kontakt-Schicht (6), – zumindest bereichsweises Aufbringen mindestens einer zweiten Kontakt-Schicht (7) auf die erste Kontakt-Schicht (6), – wobei die mindestens eine zweite Kontakt-Schicht (7) zumindest eine Teilschicht aus einem gut lötbaren Metall, insbesondere aus Nickel und/oder Silber und/oder Zinn und/oder einer Verbindung derselben umfasst, und – Herstellen einer elektrisch leitenden Kontaktierung zwischen der zweiten Kontakt-Schicht (7) und dem Halbleiter-Substrat (1).
  2. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der elektrisch leitenden Kontaktierung zwischen der zweiten Kontakt-Schicht (7) und dem Halbleiter-Substrat (1) ein Laser-Verfahren vorgesehen ist.
  3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Kontakt-Schicht (7) ganzflächig auf die erste Kontakt-Schicht (1) aufgebracht wird.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine Diffusions-Sperrschicht, insbesondere aus Titan oder einer Titan-Verbindung, auf die erste Kontakt-Schicht (6) aufgebracht wird.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Kontakt-Schicht (7) in einem unterbrochenen, Muster auf die erste Kontakt-Schicht (6) aufgebracht wird.
  6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Kontakt-Schicht (7) mittels eines Vakuum-Verfahrens, insbesondere eines Aufdampf- und/oder eines Sputter-Verfahrens aufgebracht wird, wobei das Aufbringen in einer Vakuum-Kammer erfolgt.
  7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die erste Kontakt-Schicht (6) als auch die mindestens eine zweite Kontakt-Schicht (7) mittels eines Vakuum-Verfahrens aufgebracht werden, wobei das Aufbringen in einer Vakuum-Kammer erfolgt.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der mindestens einen zweiten Kontakt-Schicht (7) in derselben Vakuum-Kammer wie das Aufbringen der ersten Kontakt-Schicht (6) erfolgt, wobei die Vakuum-Kammer zwischen dem Auf bringen der ersten Kontakt-Schicht (6) und der mindestens einen zweiten Kontakt-Schicht (7) evakuiert bleibt.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Kontakt-Schicht (7) mittels eines galvanischen und/oder stromlosen, chemischen Verfahrens aufgebracht wird.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontakt-Schicht (7) eine Folie umfasst.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mindestens einseitig beschichtet ist.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie und/oder deren Beschichtung aus einem Metall, insbesondere einem Bi-Metall, oder einer Metalllegierung ist, insbesondere aus Nickel und/oder Silber und/oder Zinn und/oder einer Verbindung derselben.
  13. Halbleiter-Bauelement (8) umfassend a) Ein flächig ausgebildetes Halbleiter-Substrat (1) mit i. einer ersten Seite (2), ii. einer zweiten Seite (3) und iii. einer senkrecht auf diesen stehenden Flächennormalen (4), b) eine auf mindestens einer der Seiten (2, 3) angeordnete dielektrische Passivierungs-Schicht (5), c) eine auf der Passivierungs-Schicht (5) angeordnete erste Kontakt-Schicht (6) und d) mindestens eine zumindest bereichsweise auf der ersten Kontakt-Schicht (6) angeordnete zweite Kontakt-Schicht (7), e) wobei die mindestens eine zweite Kontakt-Schicht (7) gut lötbar ist.
  14. Halbleiter-Bauelement (8) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Kontakt-Schicht (7) bis zu einer Temperatur von mindestens 300°C, insbesondere mindestens 400°C, thermisch stabil ist.
DE102009010816A 2009-02-27 2009-02-27 Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements Expired - Fee Related DE102009010816B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009010816A DE102009010816B4 (de) 2009-02-27 2009-02-27 Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements
US12/714,461 US20100219535A1 (en) 2009-02-27 2010-02-27 Method for producing a semiconductor component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009010816A DE102009010816B4 (de) 2009-02-27 2009-02-27 Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009010816A1 true DE102009010816A1 (de) 2010-09-09
DE102009010816B4 DE102009010816B4 (de) 2011-03-10

Family

ID=42538387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009010816A Expired - Fee Related DE102009010816B4 (de) 2009-02-27 2009-02-27 Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20100219535A1 (de)
DE (1) DE102009010816B4 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009041184A1 (de) 2009-09-14 2011-09-15 Solarworld Innovations Gmbh Beschichtungs-Vorrichtung und -Verfahren
DE102011002280A1 (de) * 2011-04-27 2012-10-31 Solarworld Innovations Gmbh Solarzellen und Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
DE102018105450A1 (de) * 2018-03-09 2019-09-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung einer photovoltaischen Solarzelle und photovoltaische Solarzelle
DE102011050089B4 (de) 2010-07-08 2023-12-07 Maxeon Solar Pte. Ltd. Verfahren zum Herstellen von elektrischen Kontakten an einer Solarzelle, Solarzelle und Verfahren zum Herstellen eines Rückseiten-Kontaktes einer Solarzelle

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2100157A2 (de) * 2007-01-02 2009-09-16 Wisconsin Alumni Research Foundation Kontrastverstärkte mra mit stark eingeschränkter rückprojektions-rekonstruktion unter verwendung eines phasenkontrast-verbundbildes
KR101873563B1 (ko) 2012-10-04 2018-07-03 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 태양 전지 셀의 제조 방법
DE102013219560A1 (de) * 2013-09-27 2015-04-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Photovoltaische Solarzelle und Verfahren zum Herstellen einer metallischen Kontaktierung einer photovoltaischen Solarzelle
DE102016210908A1 (de) * 2016-06-19 2017-12-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Verschaltung von Solarzellen
DE102016210910A1 (de) * 2016-06-19 2017-12-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Verschaltung von Solarzellen, die Aluminiumfolie als Rückkontakt aufweisen

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10046170A1 (de) 2000-09-19 2002-04-04 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Metallkontaktes durch eine dielektrische Schicht
DE102005040871A1 (de) * 2005-04-16 2006-10-19 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Rückkontaktierte Solarzelle und Verfahren zu deren Herstellung
DE102006046726A1 (de) * 2006-10-02 2008-04-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Solarzelle mit strukturierter Rückseitenpassivierungsschicht aus SIOx und SINx sowie Verfahren zur Herstellung
DE102006044936B4 (de) * 2006-09-22 2008-08-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Metallisierung von Solarzellen und dessen Verwendung
US20090050202A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Industrial Technology Research Institute Solar cell and method for forming the same
EP2031659A1 (de) * 2007-08-30 2009-03-04 Applied Materials, Inc. Verfahren zur Erzeugung eines metallischen Rückkontaktes eines Halbleiterbauelements, insbesondere einer Solarzelle
DE102008062591A1 (de) 2008-08-08 2010-03-04 Deutsche Cell Gmbh Halbleiter-Bauelement

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5421165A (en) * 1977-07-18 1979-02-17 Nec Corp Semiconductor device
DE3313150C1 (de) * 1983-04-12 1984-10-04 Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg Duennschicht-Feuchtsensor zur Messung der absoluten Feuchte und Verfahren zu seiner Herstellung
US5739579A (en) * 1992-06-29 1998-04-14 Intel Corporation Method for forming interconnections for semiconductor fabrication and semiconductor device having such interconnections
US7253017B1 (en) * 2002-06-22 2007-08-07 Nanosolar, Inc. Molding technique for fabrication of optoelectronic devices

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10046170A1 (de) 2000-09-19 2002-04-04 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Metallkontaktes durch eine dielektrische Schicht
DE102005040871A1 (de) * 2005-04-16 2006-10-19 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Rückkontaktierte Solarzelle und Verfahren zu deren Herstellung
DE102006044936B4 (de) * 2006-09-22 2008-08-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Metallisierung von Solarzellen und dessen Verwendung
DE102006046726A1 (de) * 2006-10-02 2008-04-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Solarzelle mit strukturierter Rückseitenpassivierungsschicht aus SIOx und SINx sowie Verfahren zur Herstellung
US20090050202A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Industrial Technology Research Institute Solar cell and method for forming the same
EP2031659A1 (de) * 2007-08-30 2009-03-04 Applied Materials, Inc. Verfahren zur Erzeugung eines metallischen Rückkontaktes eines Halbleiterbauelements, insbesondere einer Solarzelle
DE102008062591A1 (de) 2008-08-08 2010-03-04 Deutsche Cell Gmbh Halbleiter-Bauelement

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009041184A1 (de) 2009-09-14 2011-09-15 Solarworld Innovations Gmbh Beschichtungs-Vorrichtung und -Verfahren
DE102011050089B4 (de) 2010-07-08 2023-12-07 Maxeon Solar Pte. Ltd. Verfahren zum Herstellen von elektrischen Kontakten an einer Solarzelle, Solarzelle und Verfahren zum Herstellen eines Rückseiten-Kontaktes einer Solarzelle
DE102011002280A1 (de) * 2011-04-27 2012-10-31 Solarworld Innovations Gmbh Solarzellen und Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
DE102018105450A1 (de) * 2018-03-09 2019-09-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung einer photovoltaischen Solarzelle und photovoltaische Solarzelle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009010816B4 (de) 2011-03-10
US20100219535A1 (en) 2010-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009010816B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements
EP2151869A2 (de) Halbleiter-Bauelement
DE102007031958A1 (de) Kontakt-Struktur für ein Halbleiter-Bauelement sowie Verfahren zur Herstellung desselben
DE102018202513B4 (de) Verfahren zur Metallisierung eines Bauelements
DE112009001684B4 (de) Brennstoffzellenseparator und Brennstoffzelle
EP2394305A2 (de) Siliziumsolarzelle
DE112013001641T5 (de) Solarzelle und Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
EP2561557B1 (de) Verfahren zur herstellung einer solarzelle
DE102011115581B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle
WO2014128032A1 (de) Halbleiterbauelement, insbesondere solarzelle und verfahren zum herstellen einer metallischen kontaktierungsstruktur eines halbleiterbauelements
DE112016004360T5 (de) Leitfahige streifenmaske zur metallisierung von halbleiterbauelementen
DE102012111245A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Anschlussbereichs eines optoelektronischen Halbleiterchips
EP2786420A2 (de) Solarzelle und verfahren zum herstellen einer solarzelle
DE102004034435B4 (de) Halbleiterbauelement mit einem auf mindestens einer Oberfläche angeordneten elektrischen Kontakt
WO2015044022A1 (de) Verfahren zur strukturierung von schichten oxidierbarer materialien mittels oxidation sowie substrat mit strukturierter beschichtung
DE102008049220A1 (de) Halbleiterbauelement mit Kontakten aus einlegierten Metalldrähten
DE102009061071B3 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE102011086302A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer metallischen Kontaktierungsstruktur auf einer Oberfläche einer Halbleiterstruktur und photovoltaische Solarzelle
DE102020132245A1 (de) Rückseitenkontaktierte Solarzelle und Herstellung einer solchen
DE102008033223A1 (de) Kontaktstruktur mit selektivem Emitter
DE102009038141A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Emitter-Elektrode auf eine kristalline Siliziumsolarzelle und entsprechende Siliziumsolarzelle
EP1732123A2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Metall-Halbleiter-Kontakts bei Halbleiterbauelementen
EP2028686B1 (de) Verfahren zum galvanischen Aufbringen eines Metalls, insbesondere von Kupfer, und Verwendung dieses Verfahrens
DE102016106563A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, mit dem Verfahren hergestellte Solarzelle und Substratträger
DE102008015452A1 (de) Korrosionsschutzschicht für Halbleiter-Bauelemente

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R020 Patent grant now final

Effective date: 20110702

R082 Change of representative
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MEYER BURGER (GERMANY) GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SOLARWORLD INNOVATIONS GMBH, 09599 FREIBERG, DE

Owner name: SOLARWORLD INDUSTRIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SOLARWORLD INNOVATIONS GMBH, 09599 FREIBERG, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MEYER BURGER (GERMANY) GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SOLARWORLD INDUSTRIES GMBH, 53175 BONN, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee