DE102012214442A1 - Halbleitereinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Halbleitereinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102012214442A1
DE102012214442A1 DE201210214442 DE102012214442A DE102012214442A1 DE 102012214442 A1 DE102012214442 A1 DE 102012214442A1 DE 201210214442 DE201210214442 DE 201210214442 DE 102012214442 A DE102012214442 A DE 102012214442A DE 102012214442 A1 DE102012214442 A1 DE 102012214442A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
gallium
beryllium
semiconductor device
passivation layer
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.)
Withdrawn
Application number
DE201210214442
Other languages
English (en)
Inventor
Tim Boescke
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE201210214442 priority Critical patent/DE102012214442A1/de
Publication of DE102012214442A1 publication Critical patent/DE102012214442A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halbleitereinrichtung, insbesondere Solarzelle auf Silizium-Basis, mit einem mindestens abschnittsweise an der Oberfläche p-dotierten Halbleitersubstrat (10) und einer mindestens auf dem p-dotierten Abschnitt des Halbleitersubstrats angeordneten Passivierungsschicht (12; 21; 22; 31). Sie betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Halbleitereinrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Halbleitereinrichtung, insbesondere Solarzelle auf Silizium-Basis, mit einem mindestens abschnittsweise an der Oberfläche p-dotierten Halbleitersubstrat und einer mindestens auf dem p-dotierten Abschnitt des Halbleitersubstrats angeordneten Passivierungsschicht. Sie betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Halbleitereinrichtung.
  • Stand der Technik
  • Solarzellen auf der Basis von kristallinem Halbleitermaterial, insbesondere mono- oder polykristallinem Silizium, sind in der Effizienz der photovoltaischen Energiewandlung nach wie vor unerreicht und dominieren daher die Stromerzeugung aus Sonnenenergie. Um ihre führende Position gegenüber jüngeren Konzepten, speziell Dünnschicht-Solarzellen, zu behaupten, werden umfangreiche Entwicklungen zur weiteren Steigerung der Effizienz sowie zur Verringerung der Herstellungskosten unternommen.
  • Bei industrieüblichen Solarzellen wird allgemein ein n-dotierter Vorderseitenemitter eingesetzt, welcher mit Siliziumnitrid (SiN) passiviert wird. Insbesondere wenn SiN per PECVD direkt auf Silizium abgeschieden wird, enthält das entstehende Schichtsystem eine hohe Dichte an positiven Ladungen, welche auf der Siliziumoberfläche einen Akkumulationsbereich erzeugen. Dieser Feldeffekt hat positive Auswirkungen auf die Oberflächenpassivierung, da durch ihn Minoritätsladungsträger vom Interface „abgestoßen” werden.
  • Für neuartige Hocheffizienzsolarzellen ist es notwendig, auch p-dotierte Oberflächen zu passivieren. Hier wirken sich die positiven Ladungen des SiN nachteilig aus, da in diesem Fall Minoritätsladungsträger (Elektronen) zur Siliziumoberfläche gezogen werden. Aus diesem Grunde ist es notwendig, dielektrische Schichten mit negativen Ladungen zur Passivierung zu nutzen. Dies ist sowohl bei Bor-dotierten Emittern als auch bei der Rückseitenpassivierung bei sogenannten PERC-Zellen der Fall.
  • Es wurde gezeigt, dass durch Verwendung eines Stapels von SiO/SiN die Passivierung von p-Oberflächen gegenüber reinem SiN deutlich verbessert werden kann. Dabei kann sowohl thermisches als auch chemisches Oxid verwendet werden, vgl. V. D. Mihailetchi et al, Nitric acid pretreatment for the passivation of boron emitters for n-type base silicon solar cells, Appl. Phys. Lett. 92, 063510 (2008). Der Vorteil dieses Schichtsystems gegenüber SiN ist in der Reduktion von Oberflächenzuständen (Dit) und einer Reduktion der positiven Ladungen begründet. Da selbst gutes thermisches Oxid eine positive Festladung besitzt, ist diese Lösung aber immer noch suboptimal.
  • Eine sehr vielversprechende Option ist die Verwendung von Al2O3, welches vorzugsweise per ALD (Atomic-Layer-Deposition) abgeschieden wurde; vgl. dazu B. Hoex, J. Schmidt, R. Bock, P. P. Altermatt, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, Excellent passivation of highly doped p-type Si surfaces by the negative-charge-dielectric Al₂O₃ Appl. Phys. Lett. 91, 112107 (2007), DOI:10.1063/1.2784168. Aluminiumoxid induziert feste negative Ladungen und ist so in der Lage, die Anreicherung von Minoritätsladungsträgern an der Oberfläche zu verhindern. Während der Abscheidung von Al2O3 bildet sich üblicherweise eine dünne SiO2-Schicht zwischen Al2O3 und Si-Substrat. Diese ist notwendig, um die Dichte der Oberflächenzustände zu reduzieren.
  • Es ist auch bekannt, zu dem genannten Zweck einen Stack aus dünnem ALD-Al2O3/PECVD-SiN einzusetzen. Die SiN-Schicht verbessert die Feuerstabilität der Passivierung.
  • Bekannte Passivierungs-Schichtanordnungen sind in den 1 und 2 schematisch dargestellt. Während 1 als einfachste Konfiguration eine Al2O3-Passivierungsschicht 11 auf einem p-dotierten Siliziumsubstrat 10 zeigt, zeigt 2 einen Schichtstapel (Stack) aus einer Al2O3-Schicht 11 und einer darüber liegenden SiN-Schicht 12.
  • Es wurde bereits in der Literatur gezeigt, dass auch mit sehr dünnen ALD-Al2O3 Schichten hinreichend gute Passivierung erreicht werden kann; vgl. N. M. Terlinden et al, Role of field-effect an c-Si surface passivation by ultrathin (2–20 nm) atomic layer deposited Al₂O₃, Appl. Phys. Lett. 96, 112101 (2010). Für die Abscheidung von sehr dünnen Schichten kommt ein Gasphasenprozess üblicherweise ALD (Atomic-Layer-Deposition) zum Einsatz, da es mit diesem Verfahren möglich ist, sehr dünne geschlossene Filme abzuscheiden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Mit der Erfindung wird eine Halbleitereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereitgestellt. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Halbleitereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 vorgeschlagen. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
  • Es ist experimentell ermittelt worden, dass eine Al2O3-Schicht nur dann eine hohe negative Ladung ausbildet, wenn sie im Kontakt zu einer SiO2 Schicht steht. Dieses deutet auf einen Ursprung der negativen Ladungen am Al2O3/SiO2 Interface hin. Es ist also nicht das Al2O3 alleine, sondern die Interaktion, bzw. Durchmischung von Al2O3 und SiO2 für die Ausbildung der Ladung verantwortlich.
  • Der geringe Ionenradius von Al3+ erlaubt es diesem, mit Sauerstoff eine tetrahedrale Konfiguration anzunehmen. In diesem Fall kann Al3 in ein tetrahedrales Si4+-O2– Netzwerk (bei den meisten SiO2-Phasen der Fall) substituiert werden, ohne die Kristallstruktur zu ändern. Durch die unterschiedliche Ionenladung entsteht so ein Überschuss negativer Ladung. Da sich aufgrund der großen Bandlücke in SiO2 bei Raumtemperatur keine beweglichen Ladungsträger befinden, kann diese Ladung nicht direkt durch ein Loch abgesättigt werden, und es entsteht eine effektiv negativ geladene Struktur. Dieser Mechanismus ist als isomorphe Substitution bekannt und spielt eine grundlegende Rolle in der Silikatchemie.
  • Durch diesen Ansatz lässt sich eine negative Ladung in Al3 dotiertem SiO2 erklären. Es ist anzunehmen, dass ein analoger Mechanismus beim Kontakt von Al2O3 zu SiO2 eine Rolle spielt – Al3+ liegt am Interface zu SiO2 teilweise in tetrahedraler Konfiguration vor.
  • Auf Basis dieses Modells lassen sich weitere Materialien vorhersagen, welche eine negative Ladung in SiO2 oder im Kontakt zu SiO2 ausbilden. Ein für die Passivierung von p-Oberflächen geeignetes Metalloxid sollte folgende Eigenschaften aufweisen:
    • 1. Das Metall muss in ein tetrahedrales Si4+-O2–Netzwerk substituiert werden können.
    • 2. Das Metallion muss eine geringere Valenz als Si4+ besitzen, damit die Effektivladung des Materials negativ wird.
    • 3. Das Metalloxid sollte möglichst nicht durch Si reduziert werden können, da es sonst im Kontakt zu Silizium nicht temperaturstabil ist.
    • 4. Das Metalloxid sollte möglich keine elektronischen Defekte, wie Traps im Bulk oder Interfacetraps, hervorrufen.
  • Bedingungen 1) und 2) lassen sich aus Grundregeln der anorganischen Strukturchemie herleiten – den Pauling Regeln. Die erste Pauling-Regel besagt, dass die Koordinationszahl von Kationen durch den Quotienten der Ionenradien von Kation und Anion bestimmt wird. Für eine Koordinationszahl von 4 muss ein Verhältnis von rkation zu ranion zwischen 0.255 und 0.414 vorliegen. Eine negative Effektivladung entsteht, wenn der Dotant eine Valenz kleiner als 4 besitzt. Diese Bedingung ist für Be2+ erfüllt. Al3+, Ga3+ und Fe3+ liegen nahe des Toleranzbereichs, so dass ebenso eine statistisch signifikante Substitution in SiO2 zu erwarten ist.
  • Bedingung 3) erfordert, dass die Bildungsenthalpie des Metalloxids des Dotanden höher als die von SiO2 ist. Von den vorher genannten Kandidaten wird dieses von Al2O3 und BeO erfüllt. Ga2O3 und Fe2O3 würden bei Mangel an Sauerstoff durch Si reduziert, könnten aber trotzdem teilweise zu einer negativen Effektivladung beisteuern.
  • Bedingung 4) lässt sich nur durch detaillierte Experimente nachweisen. In einer aktuellen Veröffentlichung wurde gezeigt, dass BeO eine im Vergleich zu Al2O3 geringere Dichte an elektronischen Defekten aufweist. Für Ga und Fe ist die Situation unklar.
  • Mit diesem Hintergrund lässt sich vorhersagen, dass BeO mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit in einer p-typ Passivierschicht in Solarzellen eingesetzt werden kann. Ein Vorteil gegenüber Al2O3 besteht, da pro Dotieratom zweimal so viel negative Ladung erzeugt wird. Aus diesem Grunde sind nur sehr geringe Mengen an Beryllium in der Passivierschicht erforderlich. Des Weiteren sind auch Gallium- und Eisenoxid im oben betrachteten Sinne für Passivierschichten vom p-Typ in Solarzellen (und, wo erforderlich, weiteren Halbleitereinrichtungen) grundsätzlich einsetzbar.
  • Folgende Konfigurationen einer Be-, Ga-, Fe-haltigen Passivierschicht sind Gegenstand von Ausführungsformen der Erfindung:
    • – Eine Be-, Ga-, Fe-Oxidschicht wird direkt auf die zu passivierende Si-Oberfläche abgeschieden. Am Interface zu Si befindet sich eine dünne SiO2-Schicht, an welcher negative Ladung entsteht.
    • – Eine Be-, Ga- oder Fe-Oxidschicht wird direkt auf die zu passivierende Si-Oberfläche abgeschieden. Auf der Oxidschicht wird ein Cap aus SiN abgeschieden. Dieses liefert im Falle von Hochtemperaturschritten („Feuern”) Wasserstoff und sättigt so zusätzlich Defekte am Interface zu Silizium ab.
    • – Eine Be-, Ga- oder Fe-dotierte SiO2-Schicht wird abgeschieden. Durch die Substitution von Si durch ein Kation mit niedrigerer Valenz entsteht eine negative Effektivladung.
    • – Eine Be-, Ga- oder Fe-dotierte SiO2-Schicht wird abgeschieden. Auf der Oxidschicht wird ein Cap aus SiNx abgeschieden. Dieses liefert im Falle von Hochtemperaturschritten („Feuern”) Wasserstoff und sättigt, so zusätzlich Defekte am Interface zu Silizium ab.
    • – Eine Be-, Ga- oder Fe-dotierte Si3N4-Schicht wird abgeschieden. Durch die Substitution von Si durch ein Kation mit niedrigerer Valenz entsteht eine negative Effektivladung.
    • – Eine Be-, Ga- oder Fe-dotierte Si3N4-Schicht wird abgeschieden. Auf der ersten Schicht wird ein Cap aus SiNx abgeschieden. Dieses liefert im Falle von Hochtemperaturschritten („Feuern”) Wasserstoff und sättigt so zusätzlich Defekte am Interface zu Silizium ab.
  • Folgende Verfahren zur Abscheidung einer Be-, Ga- oder Fe-Oxidschicht, einer Be-, Ga- oder Fe-dotierten SiO2 Schicht oder einer Be-, Ga- oder Fe-dotierten SiNx Schicht sind Gegenstand von Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens:
    • – Die Abscheidung mit einer PVD-Methode, z. B. reaktives-Sputtern. Dabei wäre ein Compound-Target oder das Sputtern von mehreren Targets in einer Sauerstoff- oder Stickstoffhaltigen Atmosphäre erforderlich.
    • – Die Abscheidung per ALD, insbesondere für Oxide. Durch Kombination von unterschiedlichen Precursoren lässt sich die gewünschte Schichtzusammensetzung erreichen.
    • – Die Abscheidung der genannten Schichtsysteme per PECVD.
    • – Die Abscheidung einer Be-, Ga-, Fe-Oxidschicht aus einer wässrigen Lösung.
  • Das letztgenannte Verfahren weist in Ausgestaltungen insbesondere folgende Aspekte auf:
    In einer Ausführung wird zur Bildung der Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen enthaltenden Schicht ein Aluminiumionen enthaltendes Prozessbad eingesetzt. Speziell enthält hierbei das Prozessbad eine wässrige Lösung eines Aluminiumsalzes, insbesondere Aluminiumnitrat, Aluminiumchlorid oder Aluminiumsulfat oder ähnliches. Des Weiteren ist in Ausführungen der Erfindung vorgesehen, dass zur Bildung der Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen enthaltenden Schicht ein die Metallionen mit einer Konzentration zwischen 1 μmol/l und 0,1 mol/l, insbesondere zwischen 10 μmol/l und 10 mmol/l, enthaltendes Prozessbad eingesetzt wird.
  • In weiteren Ausführungen der Erfindung wird die Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen enthaltende Schicht in einem Temperaturbereich zwischen 0°C und 100°C, insbesondere zwischen 25°C und 60°C, und zwar bevorzugt mit einer Prozesszeit im Bereich zwischen 1 min und 60 min, insbesondere zwischen 2 min und 10 min, gebildet. Weiter bevorzugt wird die Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen enthaltende Schicht in einem Prozessbad bei einem pH-Wert zwischen 4 und 11, insbesondere zwischen 5 und 8, gebildet.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen enthaltende Schicht in einem Prozessbad gebildet, welches eine oxidierende Komponente zur Förderung der Bildung von Silanolgruppen auf der Substratoberfläche, insbesondere HNO3, H2O2, ein Perchclorat, ein Permanganat und/oder gelöstes Ozon, enthält. Weitere Ausführungen der Erfindung sehen vor, dass die Bildung der Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen enthaltenden Schicht nach einer Vorreinigung, insbesondere mit SC2, HNO3, H2O2 oder einer O3-haltigen Lösung, erfolgt.
  • Je nach vorgesehener Solarzellenkonfiguration bzw. -kontaktierung kann eine Bildung der Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen enthaltenden Schicht als Batch-Prozess in einem Tauchbad, insbesondere gleichzeitig auf beiden Hauptoberflächen eines Halbleiterwafers, oder aber im Durchlauf durch eine Benetzungsanlage, insbesondere einseitig auf einer Hauptoberfläche eines Halbleiterwafers, zweckmäßig sein.
  • Zeichnungen
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
  • 1 und 2 bekannte Passivierungs-Schichtanordnungen auf p-dotiertem Silizium und
  • 3 bis 7 beispielhafte Passivierungsschichten bzw. -schichtanordnungen auf p-dotiertem Silizium.
  • 3 zeigt schematisch in Art einer Querschnittsdarstellung einen Ausschnitt einer Solarzelle (als Beispiel eine Halbleitereinrichtung), bei der auf einem p-dotierten Siliziumsubstrat (oder p-dotierten Bereich 10) zur Oberflächen-Passivierung eine einzelne Berylliumoxidschicht 21 abgeschieden ist. An Stelle von Berylliumoxid kann auch Gallium- oder Eisenoxid vorgesehen sein.
  • 4 zeigt eine Abwandlung dieser Anordnung, bei der auf die Berylliumoxidschicht 21 eine Siliziumnitridschicht 12 als Abdeckschicht („Cap”) abgeschieden ist. Die Beryllium-, Gallium- oder Eisenoxidschicht 21 kann durch eine mit Beryllium- Gallium oder Eisen dotierte Siliziumoxidschicht ersetzt sein.
  • 5 zeigt eine weitere Halbleitereinrichtung, bei der auf dem p-dotierten Siliziumsubstrat 10 ein dreischichtiger Passivierungs-Stapel abgeschieden ist, der eine direkt auf dem Substrat 10 befindliche dünne SiO2-Schicht 22, eine hierauf angeordnete Beryllium-, Gallium- oder Eisenoxidschicht 21 und schließlich eine Siliziumnitrid-Deckschicht 12 umfasst. Die Beryllium-, Gallium- oder Eisenoxidschicht 21 kann wieder durch eine mit Beryllium-, Gallium- oder Eisen-dotierte Siliziumoxidschicht ersetzt sein.
  • 6 stellt schematisch eine weitere Halbleitereinrichtung dar, bei der auf dem p-dotierten Siliziumsubstrat 10 als Einzelschicht eine Beryllium-, Gallium- oder Eisen-dotierte Si(O)N:H-Schicht 31 zur Passivierung vorgesehen ist.
  • 7 zeigt eine Modifikation dieser Ausführung, bei der zwischen dem p-dotierten Si-Substrat 10 und der Beryllium-, Gallium- oder Eisen-dotierten Nitridschicht eine dünne SiO2-Schicht 22 vorgesehen ist.
  • Hinsichtlich der Funktionen/Wirkungen der einzelnen Schichten wird auf die Ausführungen weiter oben verwiesen.
  • Im Rahmen fachmännischen Handelns ergeben sich weitere Ausgestaltungen und Ausführungsformen des hier nur beispielhaft beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung.
  • 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 Nicht-Patentliteratur
    • V. D. Mihailetchi et al, Nitric acid pretreatment for the passivation of boron emitters for n-type base silicon solar cells, Appl. Phys. Lett. 92, 063510 (2008) [0005]
    • B. Hoex, J. Schmidt, R. Bock, P. P. Altermatt, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, Excellent passivation of highly doped p-type Si surfaces by the negative-charge-dielectric Al₂O₃ Appl. Phys. Lett. 91, 112107 (2007), DOI:10.1063/1.2784168 [0006]
    • N. M. Terlinden et al, Role of field-effect an c-Si surface passivation by ultrathin (2–20 nm) atomic layer deposited Al₂O₃, Appl. Phys. Lett. 96, 112101 (2010) [0009]

Claims (13)

  1. Halbleitereinrichtung, insbesondere Solarzelle auf Silizium-Basis, mit einem mindestens abschnittsweise an der Oberfläche p-dotierten Halbleitersubstrat (10) und einer mindestens auf dem p-dotierten Abschnitt des Halbleitersubstrats angeordneten Passivierungsschicht (12; 21; 22; 31), wobei die Passivierungsschicht Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen aufweist.
  2. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Passivierungsschicht eine Beryllium-, Gallium- oder Eisenoxidschicht (21) aufweist, die direkt auf die Oberfläche des Halbleitersubstrats (10) abgeschieden ist.
  3. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Passivierungsschicht eine Beryllium-, Gallium- oder Eisen-dotierte Oxidschicht (21) des Materials des Halbleitersubstrats, insbesondere Siliziumoxidschicht, aufweist, die direkt auf die Oberfläche des Halbleitersubstrats (10) abgeschieden ist.
  4. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Passivierungsschicht eine Beryllium-, Gallium- oder Eisen-dotierte Nitridschicht des Materials des Halbleitersubstrats, insbesondere Siliziumnitridschicht, aufweist, die direkt auf die Oberfläche des Halbleitersubstrats abgeschieden ist.
  5. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei auf der Beryllium-, Gallium- oder Eisenoxidschicht (21) oder der Beryllium-, Gallium- oder Eisen-dotierten Oxidschicht (31) oder Nitridschicht eine Nitridschicht (12), insbesondere Siliziumnitridschicht, abgeschieden ist.
  6. Halbleitereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Passivierungsschicht (12; 21; 22; 31) eine Dicke im Bereich zwischen 0,1 und 10 Monolagen aufweist.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abscheidung der Passivierungsschicht (12; 21; 22; 31) die Anwendung eines PVD-Verfahrens, insbesondere des reaktiven Sputterns, mit mehreren Targets oder einem Compound-Target in einer sauerstoff- bzw. stickstoffhaltigen Atmosphäre umfasst.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abscheidung der Passivierungsschicht (12; 21; 22; 31) die Anwendung eines Atomic-Layer-Deposition-Verfahrens umfasst.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abscheidung der Passivierungsschicht (12; 21; 22; 31) die Anwendung eines PECVD-Verfahrens umfasst.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abscheidung der Passivierungsschicht (12; 21; 22; 31) aus einer wässrigen Lösung ausgeführt wird, wobei ein die Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen, insbesondere mit einer Konzentration zwischen 1 μmol/l und 0,1 mol/l, insbesondere zwischen 10 μmol/l und 10 mmol/l, enthaltendes Prozessbad eingesetzt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen enthaltende Schicht (21; 31) in einem Temperaturbereich zwischen 0°C und 100°C, insbesondere zwischen 25°C und 60°C und/oder mit einer Prozesszeit im Bereich zwischen 1 min und 60 min, insbesondere zwischen 2 min und 10 min, und/oder in einem Prozessbad bei einem pH-Wert zwischen 4 und 11, insbesondere zwischen 5 und 8, gebildet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Bildung der Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen enthaltenden Schicht (21; 31) als Patch-Prozess in einem Tauchbad, insbesondere gleichzeitig auf beiden Hauptoberflächen eines Halbleiterwafers, ausgeführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Bildung der Beryllium-, Gallium- oder Eisenionen enthaltenden Schicht (21; 31) im Durchlauf durch eine Benetzungsanlage, insbesondere einseitig auf einer Hauptoberfläche eines Halbleiterwafers, ausgeführt wird.
DE201210214442 2012-08-14 2012-08-14 Halbleitereinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung Withdrawn DE102012214442A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210214442 DE102012214442A1 (de) 2012-08-14 2012-08-14 Halbleitereinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210214442 DE102012214442A1 (de) 2012-08-14 2012-08-14 Halbleitereinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012214442A1 true DE102012214442A1 (de) 2014-02-20

Family

ID=50029557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210214442 Withdrawn DE102012214442A1 (de) 2012-08-14 2012-08-14 Halbleitereinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012214442A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112424951A (zh) * 2018-03-09 2021-02-26 埃因霍芬理工大学 光伏电池及用于制造所述光伏电池的方法
EP3783668A4 (de) * 2018-06-22 2022-02-16 Jingao Solar Co., Ltd. Kristalline siliziumsolarzelle und verfahren zu ihrer herstellung und fotovoltaische anordnung

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. Hoex, J. Schmidt, R. Bock, P. P. Altermatt, M. C. M. van de Sanden, and W. M. M. Kessels, Excellent passivation of highly doped p-type Si surfaces by the negative-charge-dielectric Al₂O₃ Appl. Phys. Lett. 91, 112107 (2007), DOI:10.1063/1.2784168
N. M. Terlinden et al, Role of field-effect an c-Si surface passivation by ultrathin (2-20 nm) atomic layer deposited Al₂O₃, Appl. Phys. Lett. 96, 112101 (2010)
V. D. Mihailetchi et al, Nitric acid pretreatment for the passivation of boron emitters for n-type base silicon solar cells, Appl. Phys. Lett. 92, 063510 (2008)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112424951A (zh) * 2018-03-09 2021-02-26 埃因霍芬理工大学 光伏电池及用于制造所述光伏电池的方法
EP3783668A4 (de) * 2018-06-22 2022-02-16 Jingao Solar Co., Ltd. Kristalline siliziumsolarzelle und verfahren zu ihrer herstellung und fotovoltaische anordnung
US11444212B2 (en) 2018-06-22 2022-09-13 Jingao Solar Co., Ltd. Crystalline silicon solar cell and preparation method therefor, and photovoltaic module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2329528B1 (de) Heterosolarzelle und verfahren zu deren herstellung
DE102006046726A1 (de) Solarzelle mit strukturierter Rückseitenpassivierungsschicht aus SIOx und SINx sowie Verfahren zur Herstellung
EP2443669B1 (de) Halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren einer halbleitervorrichtung
EP2220689B1 (de) Verfahren zum herstellen einer solarzelle mit einer oberflächenpassivierenden dielektrikumdoppelschicht und entsprechende solarzelle
EP1792348B1 (de) Verfahren zum aufbringen einer zinksulfid-pufferschicht auf ein halbleitersubstrat mittels chemischer badabscheidung, insbesondere auf die absorberschicht einer chalkopyrit-dünnschicht-solarzelle
DE69317970T2 (de) Festoxidbrennstoffzellen
DE102011003713A1 (de) Lösung zum stromlosen Abscheiden zum Bereitstellen einer Solarzellenelektrode
DE102010017155B4 (de) Solarzelle
DE102012101456A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
DE102013104616A1 (de) Auf einem Metall basierende Lösungsbehandlung einer CIGS-Absorberschicht bei Dünnfilm-Solarzellen
EP2539486A2 (de) Badabscheidungslösung zur nasschemischen abscheidung einer metallsulfidschicht und zugehörige herstellungsverfahren
DE102010031741A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Herstellung von supraleitenden Schichten auf Substraten
DE102015115298A1 (de) Herstellungsverfahren für einen Separator einer Brennstoffzelle
DE102012214442A1 (de) Halbleitereinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
Shafi et al. Synthesis of CZTS kesterite by pH adjustment in order to improve the performance of CZTS thin film for photovoltaic applications
DE102012216026B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Photovoltaik-Dünnschichtzelle mit einer Eisendiffusionsbarriereschicht und flexible Photovoltaik-Dünnschichtzelle mit einer Eisendiffusionsbarriereschicht
DE102013210092A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle
DE102016202607A1 (de) Verfahren zur Fertigung einer Schicht mit perowskitischem Material und Vorrichtung mit einer solchen Schicht
Sidali et al. Investigation of gallium redistribution processes during Cu (In, Ga) Se2 absorber formation from electrodeposited/annealed oxide precursor films
EP1169492B1 (de) Verfahren zur herstellung dünner, schwer löslicher beschichtungen
DE102011077526A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung
DE102011001946A1 (de) Herstellungsverfahren einer Wafersolarzelle und Wafersolarzelle
EP3114712A2 (de) RÜCKSEITENKONTAKTIERTE Si-DÜNNSCHICHT-SOLARZELLE
DE10026911A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer halbleitenden Nanostruktur und Aggregat davon
DE102013113590A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Passivierungsschichten mit Punktkontakten für Dünnschichtsolarzellen

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination