DE102009034087A1 - Verfahren zur Herstellung eines selektiven Solarzellenemitters - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines selektiven Solarzellenemitters beschrieben, bei dem Dotierstoffe in einen Bereich an einer Oberfläche eines Halbleiterkörpers eingebracht werden und eine Dotierstoffquelle auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers erzeugt wird. Danach wird die Dotierstoffquelle strukturiert und es werden weitere Dotierstoffe aus der strukturierten Dotierstoffquelle in den Halbleiterkörper eingebracht.

Description

  • Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines selektiven Solarzellenemitters und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines zweistufigen, selektiven Solarzellenemitters.
  • In Solarzellen werden Solarzellenemitter als ein Bereich von zwei unterschiedlich dotierten Bereichen eines ladungstrennenden pn-Übergangs an einer Vorderseite und/oder Rückseite eines lichtabsorbierenden Halbleiterkörpers eingesetzt. Auf einem Solarzellenemitter befindet sich typischerweise ein Kontaktmetallmuster, um einen im Halbleiterkörper fotovoltaisch erzeugten Strom abzuführen. Während das Kontaktmetallmuster auf den Solarzellenemitter einfallendes Licht abschattet, kann einfallendes Licht in nicht vom Kontaktmetallmuster belegten Bereichen in den Halbleiterkörper eindringen und Ladungsträger generieren, die zum fotovoltaisch erzeugten Strom beitragen. Um einerseits an den mit dem Kontaktmetallmuster belegten Stellen des Solarzellenemitters einen geeigneten ohmschen Kontakt herzustellen und andererseits an den nicht mit dem Kontaktmetallmuster belegten Stellen des Solarzellenemitters Rekombinationsverluste gering zu halten, werden bei selektiven Solarzellenemittern mit dem Kontaktmetallmuster belegte Stellen des Solarzellenemitters höher dotiert ausgebildet als die nicht mit dem Kontaktmetallmuster belegten Stellen. Werden die Dotierstoffe des Solarzellenemitters in zwei Schritten, z. B. in zwei Diffusionsschritten, in den Halbleiterkörper eingebracht, so spricht man von einem zweistufigen Solarzellenemitter.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen selektiven Solarzellenemitter anzugeben, der auf einfache Weise und kostengünstig herzustellen ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines selektiven Solarzellenemitters, umfassend Einbringen von Dotierstoffen in einen Bereich an einer Oberfläche, d. h. einen Oberflächenbereich, eines Halbleiterkörpers, Erzeugen einer Dotierstoffquelle auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers und anschließendes Strukturieren der Dotierstoffquelle sowie Einbringen von weiteren Dotierstoffen aus der strukturierten Dotierstoffquelle in den Halbleiterkörper.
  • Bei dem Halbleiterkörper kann es sich beispielsweise um ein Halbleitersubstrat oder eine auf ein transparentes, d. h. lichtdurchlässiges, Substrat wie z. B. Glas aufgebrachte Halbleiterschicht handeln. Der Halbleiterkörper kann beispielsweise aus Silizium gebildet sein, wobei das Silizium in unterschiedlichen kristallinen Zuständen ausgebildet sein kann, z. B. einkristallin, multikristallin oder nanokristallin. Neben Silizium als Material für den Halbleiterkörper können auch andere in Solarzellen verwendete oder für Solarzellen geeignete Materialien gewählt sein.
  • Bei dem Bereich an der Oberfläche kann es sich beispielsweise um einen flächigen in sich geschlossenen Bereich handeln.
  • Die Dotierstoffe können beispielsweise gleichmäßig in den Oberflächenbereich eingebracht werden. In diesem Fall mangelt es an Gebieten über dem Oberflächenbereich wie z. B. einer Maske, die das Einbringen der Dotierstoffe an entsprechenden Stellen in den Oberflächenbereich verhindern, d. h. es befindet sich keine strukturierte Dotierstoffquelle in Teilgebieten über dem zusammenhängenden Oberflächenbereich.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die Dotierstoffquelle auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers während des Einbringens der Dotierstoffe aus einer weiteren Dotierstoffquelle erzeugt. Als Dotierstoff kann beispielsweise Phosphor gewählt werden. Wird Phosphor etwa aus Phosphoroxychlorid (POCl3) als weitere Dotierstoffquelle eingebracht, so bildet sich die Dotierstoffquelle auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers in Form eines Phosphorsilicatglases während des Einbringens des Phosphors aus der weiteren Dotierstoffquelle, d. h. POCl3, aus.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Dotierstoffquelle vor dem Einbringen der Dotierstoffe in den Oberflächenbereich erzeugt, die Dotierstoffe werden aus der Dotierstoffquelle in den Oberflächenbereich eingebracht und die weiteren Dotierstoffe werden aus der strukturierten Dotierstoffquelle in den Halbleiterkörper eingebracht. Hierbei kann die Dotierstoffquelle beispielsweise als Feststoffquelle auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers erzeugt werden. Die Dotierstoffquelle kann beispielsweise durch Sputtern oder Aufschleudern eines geeigneten Materials aufgebracht werden, etwa durch Auftragen einer Dotierstoffpaste. Das Einbringen der Dotierstoffe in den Oberflächenbereich des Halbleiterkörpers erfolgt in dieser Ausführungsform dadurch, dass die Dotierstoffe aus der vorab erzeugten Dotierstoffquelle eingebracht werden, wobei dieselbe Dotierstoffquelle anschließend strukturiert wird und erneut als Quelle zum Einbringen der weiteren Dotierstoffe in den Halbleiterkörper verwendet wird. In dieser Ausführungsform wird der selektive, zweistufige Solarzellenemitter aus einer selben Dotierstoffquelle in zwei Diffusionsschritten vor und nach Strukturierung der Dotierstoffquelle erzeugt.
  • Das Strukturieren der Dotierstoffquelle kann beispielsweise durch Ätzen unter Verwendung einer Ätzmaske erfolgen und die Ätzmaske kann beispielsweise vorab als ein Lackmuster ausgebildet werden.
  • Beim Ätzen unter Verwendung der Ätzmaske werden diejenigen Teile der Dotierstoffquelle entfernt, die nicht von der Ätzmaske bedeckt sind. Das Ätzen kann beispielsweise nasschemisch erfolgen. Ist die Dotierstoffquelle etwa als Phosphorglas ausgebildet, so kann als Ätzmaske etwa ein Flusssäure-resistentes Material oder ein für die Dauer der Ätzung ausreichend ätzresistentes Material gewählt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Strukturieren der Dotierstoffquelle eine Isolationsschicht auf dem Halbleiterkörper erzeugt, z. B. abgeschieden, und es wird die Isolationsschicht an mit dem Lackmuster, d. h. der Ätzmaske, übereinstimmenden Stellen als auch das Lackmuster entfernt. Das Entfernen kann beispielsweise mit einem Lift-off-Prozess erfolgen. Rückständige Teile der Isolationsschicht, die nicht mit dem Lackmuster entfernt wurden, können als Passivierungsschicht während nachfolgender Prozessschritte verbleiben. Die Passivierungsschicht bildet in dieser Ausführungsform einen Teil der fertig gestellten Solarzelle. Als Lackmuster wird beispielsweise ein Lackmaterial gewählt, das seine Struktur nach der Ausbildung der Isolationsschicht in geeigneter Form beibehält, z. B. weiterhin für einen Lift-off-Prozess geeignet ist.
  • Beispielsweise kann die Isolationsschicht als Nitridschicht ausgebildet werden und das Einbringen der weiteren Dotierstoffe in einer Formiergasatmosphäre erfolgen. Hiermit lässt sich einem Austritt von Wasserstoff (H2) aus der Nitridschicht entgegenwirken, wodurch eine die Passivierung fördernde Wirkung von H2 in der Nitridschicht in vorteilhafter Weise aufrechterhalten werden kann.
  • Nach dem Entfernen des Lackmusters wird gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Kontaktmetallmuster galvanisch erzeugt. Als Material für das Kontaktmetallmuster kann beispielsweise Silber oder Nickel verwendet werden. Die galvanische Erzeugung des Kontaktmetallmusters kann beispielsweise selektiv außerhalb der mit der Isolationsschicht bedeckten Bereiche erfolgen, d. h. in den Bereichen der vorab entfernten strukturierten Dotierstoffquelle.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Einbringen der weiteren Dotierstoffe gemeinsam mit dem Erzeugen eines Back Surface Field-Gebiets an einer dem Oberflächenbereich gegenüberliegenden Oberfläche des Halbleiterkörpers. Bei dem Back Surface Field handelt es sich um ein Gebiet, das ein zusätzliches elektrisches Feld erzeugt, um eine Ladungsträgerrekombination an einer Oberfläche des Halbleiterkörpers zu mindern. Das Back Surface Field-Gebiet wird beispielsweise ausgebildet durch Einbringen von Dotierstoffen eines von den Dotierstoffen des Solarzellenemitters verschiedenen Leitungstyps in den Halbleiterkörper. Wird der Solarzellenemitter etwa durch einen n-Typ Dotierstoff wie Phosphor ausgebildet, so kann für das Back Surface Field-Gebiet beispielsweise ein p-Typ Dotierstoff wie Aluminium oder Bor gewählt werden. Beispielsweise können die weiteren Dotierstoffe an einer Vorderseite des Halbleiterkörpers aus der strukturierten Dotierstoffquelle und die Dotierstoffe zur Ausbildung des Back Surface Field-Gebiets aus einer Aluminium-haltigen Dotierstoffquelle auf einer Rückseite des Halbleiterkörpers in einem gemeinsamen Temperschritt in den Halbleiterkörper diffundiert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden die Dotierstoffe und die weiteren Dotierstoffe derart in den Halbleiterkörper eingebracht, dass eine Summe ihrer Konzentrationen an der Oberfläche des Halbleiterkörpers an Stellen, an denen die weiteren Dotierstoffe ausgebildet sind, mehr als 1020 cm–3 beträgt und an Stellen, an denen keine weiteren Dotierstoffe ausgebildet sind, weniger als 5 × 1019 cm–3 beträgt. Mit Stellen, an denen die weiteren Dotierstoffe ausgebildet sind, werden diejenigen Oberflächenabschnitte bezeichnet, unterhalb derer sich im Halbleiterkörper die weiteren Dotierstoffe befinden. Hiermit lässt sich ein selektiver Solarzellenemitter bereitstellen, dessen Abschnitte, in denen die Dotierstoffe als auch die weiteren Dotierstoffe vorhanden sind, eine erhöhte Dotierstoffkonzentration zur Erzielung eines geeigneten ohmschen Kontaktes mit einem Kontaktmetallmuster aufweisen. Ebenso weisen die Abschnitte des Solarzellenemitters, die keine weiteren Dotierstoffe enthalten, eine vergleichsweise niedrigere Dotierstoffkonzentration auf, um Rekombinationsverluste von in diesen Abschnitten durch Absorption von Licht erzeugten Minoritätsladungsträgern gering zu halten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Dotierstoffe derart in den Halbleiterkörper eingebracht, dass ihre Eindringtiefe von der Oberfläche in den Halbleiterkörper an Stellen, an denen die weiteren Dotierstoffe ausgebildet sind als auch an Stellen, an denen keine weiteren Dotierstoffe ausgebildet sind, mehr als 0,6 μm beträgt.
  • Das Einbringen der Dotierstoffe in den Oberflächenbereich kann beispielsweise in einem Temperaturbereich von 800°C bis 900°C erfolgen, während das Einbringen der weiteren Dotierstoffe in einem Bereich von 800°C bis 950°C erfolgen kann, insbesondere dann, wenn Dotierstoffe in Silizium erzeugt werden.
  • Nachfolgend werden beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Abbildungen beschrieben. Die in den Abbildungen dargestellten Elemente sind nicht maßstabsgetreu dargestellt. Sie dienen der Erläuterung wesentlicher Aspekte der Ausführungsformen. Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, sofern eine solche Kombination nicht explizit oder aus technischen Gründen ausgeschlossen ist.
  • 1A bis 1C zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleiterkörpers während der Herstellung eines selektiven Solarzellenemitters gemäß einer Ausführungsform, wobei eine Dotierstoffquelle auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers während des Einbringens von Dotierstoffen aus einer weiteren Dotierstoffquelle in den Halbleiterkörper erzeugt wird.
  • 2A bis 2D zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleiterkörpers während der Herstellung eines selektiven Solarzellenemitters gemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei Dotierstoffe aus einer Dotierstoffquelle in zwei Stufen in den Halbleiterkörper eingebracht werden.
  • 3A bis 3E zeigen schematische Querschnittsansichten eines Halbleiterkörpers während der Herstellung eines selektiven Solarzellenemitters gemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei das Erzeugen einer Isolationsschicht in Herstellungsschritte des Solarzellenemitters eingebunden ist.
  • In den nachfolgend beschriebenen schematischen Querschnittsansichten werden lediglich Elemente und Prozessschritte dargestellt, die dem Verständnis der Ausführungsformen dienen. Zur Herstellung einer Solarzelle sind weitere Prozessschritte notwendig, die in fachüblicher Weise den dargestellten Prozessschritten vor- und nachgelagert sein können bzw. auch zwischen diesen Prozessschritten erfolgen können. Darüber hinaus können auch in den nachfolgend mit Hilfe schematischer Querschnittsansichten erläuterten Prozessschritten nicht dargestellte weitere Elemente erzeugt oder bearbeitet werden, z. B. auf einer dem Solarzellenemitter gegenüberliegenden Seite der Solarzelle.
  • 1A zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Halbleiterkörpers 100 während der Herstellung eines selektiven Solarzellenemitters gemäß einer Ausführungsform. Es werden Dotierstoffe in einen Oberflächenbereich 102 des Halbleiterkörpers 100 eingebracht, wobei während des Einbringens der Dotierstoffe in den Oberflächenbereich 102 eine Dotierstoffquelle 104 auf einer Oberfläche 106 des Halbleiterkörpers 100 erzeugt wird. Die Dotierstoffe werden aus einer nicht dargestellten weiteren Dotierstoffquelle eingebracht.
  • Die Oberfläche 106 kann, wie dargestellt, planar sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Oberfläche auch texturiert gestaltet sein.
  • Die in den Halbleiterkörper 100 in den Oberflächenbereich 102 eingebrachten Dotierstoffe weisen etwa einen Leitfähigkeitstyp auf, der verschieden ist vom Leitfähigkeitstyp des Halbleiterkörpers 100. Beispielsweise sind die in den Oberflächenbereich 102 eingebrachten Dotierstoffe vom n-Leitfähigkeitstyp, d. h. sie bestehen z. B. aus Phosphor, während die Dotierstoffe im Halbleiterkörper 100 vom p-Leitfähigkeitstyp sind, d. h. sie bestehen z. B. aus Bor. Bei der Dotierstoffquelle 104 kann es sich beispielsweise um ein während des Einbringens der Dotierstoffe in den Oberflächenbereich 102 auf der Oberfläche 106 aufwachsendes Silicatglas, z. B. ein Phosphorsilicatglas, handeln. Eine Eindringtiefe d1 der Dotierstoffe in den Halbleiterkörper 100 ausgehend von der Oberfläche 106 kann beispielsweise im Bereich von 100 nm bis 600 nm liegen. Das Einbringen der Dotierstoffe aus einer nicht dargestellten Dotierstoffquelle wie z. B. POCl3 in den Oberflächenbereich kann beispielsweise bei einer Temperatur in einem Bereich von 800°C bis 900°C, insbesondere zwischen 840°C bis 880°C erfolgen. Beispielsweise kann das Einbringen der Dotierstoffe für 20 bis 40 Minuten andauern.
  • Nachfolgend wird, wie in der schematischen Querschnittsansicht in 1B gezeigt, eine Ätzmaske 108, die beispielsweise aus Lack oder einem weiteren Material, das sich mit geeigneter Ätzselektivität zum Material der Dotierstoffquelle 104 ätzen lässt, erzeugt. Die Ätzmaske 108 kann beispielsweise aufgedruckt werden, über eine Maske aufgetragen werden oder auch fotolithografisch strukturiert werden. Nach dem Erzeugen der Ätzmaske 108 werden die nicht von der Ätzmaske 108 bedeckten Bereich der Dotierstoffquelle 104 geätzt, so dass eine strukturierte Dotierstoffquelle 104' resultiert.
  • Nachfolgend werden, wie mit Hilfe der schematischen Querschnittsansicht von 1C erläutert wird, weitere Dotierstoffe aus der strukturierten Dotierstoffquelle 104' in den Halbleiterkörper 100 eingebracht. Die weiteren Dotierstoffe bestehen aus demselben Material wie die vorab eingebrachten Dotierstoffe. Während des Einbringens der weiteren Dotierstoffe in den Halbleiterkörper 100 werden die bereits im Oberflächenbereich 102 vorhandenen Dotierstoffe tiefer in den Halbleiterkörper 100 eingetrieben, so dass ein als Solarzellenemitter wirkender Oberflächenbereich 102', der eine Eindringtiefe d2 > d1 aufweist, resultiert. Im Solarzellenemitter 102' sind die Dotierstoffe und unterhalb der strukturierten Dotierstoffquelle 104' zusätzlich die weiteren Dotierstoffe vorhanden. Die hierin verwendeten Bezeichnungen „Dotierstoffe” und „weitere Dotierstoffe” dienen somit zur Abgrenzung zwischen Dotierstoffen, die in dem in 1A gezeigten ersten Schritt in den Halbleiterkörper 100 eingebracht werden und Dotierstoffen, welche als weitere Dotierstoffe bezeichnet werden und in dem in 1C gezeigten weiteren Schritt aus der strukturierten Dotierstoffquelle 104' in den Halbleiterkörper 100 eingebracht werden. Die Eindringtiefe d2 kann hierbei beispielsweise in einem Bereich von 0,6 μm bis 1,4 μm liegen.
  • Bei dem wie vorhergehend beschrieben hergestellten selektiven Solarzellenemitter handelt es sich um einen zweistufigen selektiven Solarzellenemitter, bei dem aus einer Dotierstoffquelle vor und nach ihrer Strukturierung Dotierstoffe in einen Halbleiterkörper eingebracht werden. Auf diese Weise werden Bereiche mit höherer Dotierstoffkonzentration, die später als Kontaktgebiete zu einem Kontaktmetall dienen, und niedriger dotierte Bereiche, die nach Fertigstellung der Solarzelle als Lichtabsorptionsgebiete mit möglichst niedriger Rekombination dienen, auf einfache Weise erzeugt.
  • Eine weitere Ausführungsform zur Herstellung eines selektiven Solarzellenemitters wird nachfolgend mit Bezug auf die schematischen Querschnittsansichten von 2A bis 2D erläutert.
  • Zunächst wird, wie in der schematischen Querschnittsansicht eines Halbleiterkörpers 200 in 2A gezeigt, eine Dotierstoffquelle 201 auf einer Oberfläche 206 des Halbleiterkörpers 200 erzeugt. Die Dotierstoffquelle kann beispielsweise gedruckt, gesputtert oder auch abgeschieden werden.
  • Nachfolgend werden, wie in der schematischen Querschnittsansicht von 2B gezeigt, Dotierstoffe aus der Dotierstoffquelle 201 in einen Oberflächenbereich 202des Halbleiterkörpers 200 bis in eine Eindringtiefe d1, ausgehend von der Oberfläche 206, eingebracht. Im Gegensatz zu der weiter oben mit Bezug auf die schematischen Querschnittsansichten von 1A bis 1C erläuterte Ausführungsform, bei welcher die Dotierstoffquelle 104 während des Eindringens der Dotierstoffe aus einer weiteren Quelle erzeugt wird, wird die Dotierstoffquelle 201 in dieser Ausführungsform zunächst auf der Oberfläche 206 des Halbleiterkörpers 200 erzeugt und danach werden die Dotierstoffe aus dieser Dotierstoffquelle in den Halbleiterkörper 200 eingebracht. Die in der vorherigen mit Bezug auf 1A bis 1C beschriebenen Ausführungsform erforderliche weitere Dotierstoffquelle ist in dieser Ausführungsform nicht erforderlich.
  • Im Zusammenhang mit den in den schematischen Querschnittsansichten der 2C und 2D gezeigten Prozessschritten wird auf die Beschreibung der übereinstimmenden Prozessschritte der Querschnittsansichten zu den 1B und 1C der vorherigen Ausführungsform verwiesen. Ein mit dem Bezugskennzeichen 2xy, z. B. 208, in den 2C und 2D gekennzeichnetes Element entspricht dem in den 1B und 1C mit dem Bezugskennzeichen 1xy, z. B. 108, bezeichneten Element.
  • Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform zum Herstellen eines selektiven Solarzellenemitters mit Bezug auf die schematischen Querschnittsansichten in den 3A bis 3D beschrieben.
  • Im Zusammenhang mit den in den 3A und 3B gezeigten Prozessschritten wird auf die Beschreibung der übereinstimmenden Prozessschritte in den Querschnittsansichten der in 1A und 1B gezeigten Ausführungsform verwiesen.
  • Nachfolgend wird, wie in der schematischen Querschnittsansicht von 3C gezeigt, eine Isolationsschicht 310 auf dem Oberflächenbereich 302 sowie auf der Ätzmaske 308 erzeugt. Bei der Isolationsschicht 310 kann es sich beispielsweise um eine isolierende Passivierungsschicht wie etwa Siliziumnitrid handeln.
  • Nachfolgend werden, wie in der schematischen Querschnittsansicht der 3D gezeigt, die Ätzmaske 308 und die auf der Ätzmaske 308 ausgebildeten Teile der Isolationsschicht 310 entfernt, z. B. mit einem Lift-off-Prozess. Mittels der Ätzmaske 308 wird somit eine strukturierte Isolationsschicht 310' selbstjustiert ausgebildet.
  • Nachfolgend werden, wie in der schematischen Querschnittsansicht von 3E gezeigt, weitere Dotierstoffe aus der strukturierten Dotierstoffquelle 304' in den Halbleiterkörper 300 eingebracht. Die bereits in der Oberflächenschicht 302 vorhandenen Dotierstoffe werden durch diesen Prozessschritt tiefer in den Halbleiterkörper eingetrieben, so dass ein als Solarzellenemitter wirkender Oberflächenbereich 302' mit einer Eindringtiefe der Dotierstoffe von d2 > d1 resultiert. Mit dem Einbringen der weiteren Dotierstoffe in den Oberflächenbereich 302' können auch Dotierstoffe aus einer anderen Dotierstoffquelle an einer der Oberfläche 306 gegenüberliegenden Oberfläche 312 in den Halbleiterkörper eingebracht werden, z. B. zum Erzeugen eines rückseitigen Back Surface Field-Gebiets.
  • Die selbstjustierte Isolationsschicht 310' kann nach Fertigstellung der Solarzelle als Passivierungsschicht verbleiben.
  • Den in den vorherigen Ausführungsformen mit Bezug auf schematische Querschnittsansichten beschriebenen Prozessschritten können weitere fachübliche Prozessschritte zur Fertigstellung der Solarzelle folgen. In den schematischen Querschnittsansichten der 1A bis 3E ist die Eindringtiefe d2 vereinfacht gleich groß gewählt für Gebiete unterhalb der strukturierten Dotierstoffquellen 104', 204', 304' und außerhalb hiervon. Die Eindringtiefe d2 kann unterhalb der strukturierten Dotierstoffquelle jedoch vergleichsweise größer sein als auf den benachbarten Gebieten.
  • Eine weitere Ausführungsform kombiniert die mit Bezug auf 2A und 2B beschriebenen Prozessschritte mit den mit Bezug auf 3C bis 3D beschriebenen Prozessschritten. Es wird auf die entsprechenden Stellen der Figurenbeschreibungen verwiesen.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Herstellung eines selektiven Solarzellenemitters, umfassend: Einbringen von Dotierstoffen in einen Bereich an einer Oberfläche eines Halbleiterkörpers; Erzeugen einer Dotierstoffquelle auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers; und danach: Strukturieren der Dotierstoffquelle; und Einbringen von weiteren Dotierstoffen aus der strukturierten Dotierstoffquelle in den Halbleiterkörper.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierstoffe gleichmäßig in den Bereich an der Oberfläche eingebracht werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierstoffquelle auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers während des Einbringens der Dotierstoffe aus einer weiteren Dotierstoffquelle erzeugt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierstoffquelle vor dem Einbringen der Dotierstoffe in den Bereich an der Oberfläche erzeugt wird, die Dotierstoffe aus der Dotierstoffquelle in den Bereich an der Oberfläche eingebracht werden und die weiteren Dotierstoffe aus der strukturierten Dotierstoffquelle in den Halbleiterkörper eingebracht werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierstoffquelle als Feststoffquelle flächig auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers erzeugt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturieren der Dotierstoffquelle durch Ätzen mittels einer Ätzmaske erfolgt und die Ätzmaske vorab als ein Lackmuster ausgebildet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Strukturieren der Dotierstoffquelle eine Isolationsschicht auf den Halbleiterkörper aufgebracht wird und die Isolationsschicht an mit dem Lackmuster übereinstimmenden Stellen beim Entfernen des Lackmusters in einem Lift-off Prozess geöffnet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass rückständige Teile der Isolationsschicht eine Passivierungsschicht bilden, die während nachfolgender Prozessschritte verbleibt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht als Nitridschicht ausgebildet wird und das Einbringen der weiteren Dotierstoffe in einer Formiergasatmosphäre erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen des Lackmusters ein Kontaktmetallmuster galvanisch erzeugt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der weiteren Dotierstoffe gemeinsam mit dem Erzeugen eines Back Surface Field-Gebiets an einer der Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche des Halbleiterkörpers erfolgt.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierstoffe und die weiteren Dotierstoffe derart in den Halbleiterkörper eingebracht werden, dass die Summe ihrer Konzentrationen an der Oberfläche des Halbleiterkörpers an Stellen, an denen die weiteren Dotierstoffe ausgebildet sind, mehr als 1 × 1020 cm–3 beträgt und an Stellen, an denen keine weiteren Dotierstoffe ausgebildet sind, weniger als 5 × 1019 cm–3 beträgt.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierstoffe derart in den Halbleiterkörper eingebracht werden, dass ihre Eindringtiefe von der Oberfläche in den Halbleiterkörper an Stellen, an denen die weiteren Dotierstoffe ausgebildet sind und an Stellen, an denen keine weiteren Dotierstoffe ausgebildet sind, mehr als 0,6 μm beträgt.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der weiteren Dotierstoffe in einem thermischen Eintreibschritt erfolgt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der weiteren Dotierstoffe in einem Durchlaufofen erfolgt.
  16. Solarzelle, gekennzeichnet durch einen Solarzellenemitter, der durch ein Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche hergestellt wurde.
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US4152824A (en) * 1977-12-30 1979-05-08 Mobil Tyco Solar Energy Corporation Manufacture of solar cells
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DE102008017647A1 (de) * 2008-04-04 2009-10-29 Centrotherm Photovoltaics Technology Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit einer zweistufigen Dotierung

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Title
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