DE102020120424A1 - Sputtervorrichtung, Verfahren, Steuervorrichtung und Halbleiterbauelement - Google Patents

Sputtervorrichtung, Verfahren, Steuervorrichtung und Halbleiterbauelement Download PDF

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Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Sputtervorrichtung (100), aufweisen: ein Rohrmagnetron (102) zum Zerstäuben eines Rohrtargets; ein Planarmagnetron(104), welches ein Gestell (104g) aufweist, das eingerichtet ist, ein erstes Planartarget (204a) und ein zweites Planartarget (204b) in einem Abstand voneinander zu halten, derart, dass diese beim Zerstäuben ein Material zumindest teilweise miteinander austauschen; wobei das Planarmagnetron (104) eingerichtet ist, das Rohrtarget mit dem Material zu beschichten.

Description

  • Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen eine Sputtervorrichtung, ein Verfahren, eine Steuervorrichtung und ein Halbleiterbauelement.
  • Im Allgemeinen können Werkstücke oder Substrate prozessiert, z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden. Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats ist beispielsweise die Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern). Mittels Sputterns kann beispielsweise eine Schicht oder können mehrere Schichten auf einem Substrat abgeschieden werden. Dazu kann mittels einer Kathode ein plasmabildendes Gas ionisiert werden, wobei mittels des dabei gebildeten Plasmas ein abzuscheidendes Material (auch als Targetmaterial bezeichnet) der Kathode zerstäubt werden kann. Das zerstäubte Targetmaterial kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich abscheiden und eine Schicht bilden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine Sputtervorrichtung, ein Verfahren und eine Steuervorrichtung bereitgestellt, welche es erleichtern das Dotieren eines Halbleiters mit einem Dotanten durchzuführen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Halbleiterbauelement bereitgestellt, welches mittels der Sputtervorrichtung, des Verfahrens und/oder der Steuervorrichtung hergestellt werden kann und den mit dem Dotanten dotierten Halbleiters aufweist.
  • Anschaulich wurde erkannt, dass die beim Sputtern verwendeten Targets zwar kostengünstig aus der Schmelze hergestellt werden (auch als Gusstarget bezeichnet) können, dieses Herstellungsverfahren allerdings engen Grenzen bei der Materialauswahl unterworfen ist. Soll das Targetmaterial beispielsweise ein festes Gemisch aufweisen, kann dieses eine Löslichkeitsgrenze aufweisen, oberhalb welcher sich das Gemisch entmischt. Die Entmischung kann zur Bildung von Ausscheidungen führen und so eine ungleichmäßige chemische Zusammensetzung des Targets zur Folge haben. Ein Beispiel für diese Löslichkeitsgrenze ist ein Targetmaterial, das aus gegossenem Silizium (Si) bestehen soll, in welchem Phosphor gelöst ist. Die Löslichkeitsgrenze von Phosphor (P) in Silizium liegt bei ungefähr 0,5 at% P in Si oder weniger. Soll die Löslichkeit des P in Si größer als 0,5 at% sein, kann auf diese kostengünstige Herstellung nicht zurückgegriffen werden.
  • Dieser Anteil oberhalb der Löslichkeitsgrenze ist beispielsweise für die Herstellung von Halbleiterbauelementen von Bedeutung, da für Halbleiterbauelemente häufig dotiertes Halbleitermaterial zum Einsatz kommt. Das dotierte Halbleitermaterial kann zwar herkömmlicherweise auch mittels einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt werden, z.B. einer plasmaunterstützten CVD (PECVD). Bei dieser kommen allerdings giftige Gase zum Einsatz und diese ist auch in der Skalierbarkeit begrenzt.
  • Die Sputtervorrichtung, das Verfahren und die Steuervorrichtung stellen gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereit, dass ein günstiges Gusstarget verwendet werden kann, welches mit dem zuzumischenden chemischen Element (z.B. Phosphor) beschichtet wird. Dies erreicht, dass die schichtbildende chemische Zusammensetzung erst beim Beschichten des Substrats gebildet wird, so dass diese nicht der Löslichkeitsgrenze unterliegt und/oder gezielt eingestellt werden kann. Dies erreicht somit die Flexibilität einer CVD bezüglich der Materialauswahl und Einstellbarkeit, allerdings zu den kostengünstigen und umweltschonenden Bedingungen des Sputterns. Beispielsweise kann die Dotierkonzentration (auch als Grad der Dotierung bezeichnet) in einer abzuscheidenden Schicht eingestellt bzw. variiert werden, beispielsweise wenn eine amorphe phosphordotierte Siliziumschicht mittels Sputterns gebildet wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird das Sputtern (auch als Zerstäuben mittels eines Plasmas bezeichnet) eines Silizium/Phosphorgemischs mit einem Phosphoranteil von mindestens 0.5at% Phosphor erleichtert. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird als Ergebnis des Sputterns des Silizium/Phosphorgemischs eine amorphe phosphordotierte Siliziumschicht (auch als aSiP-Schicht bezeichnet) erhalten.
  • Selbst wenn die Löslichkeitsgrenze kein begrenzender Faktor ist, stellen die Sputtervorrichtung, das Verfahren und die Steuervorrichtung anschaulich bereit, dass die chemische Zusammensetzung der mittels Sputterns gebildeten Schicht, einfacher gestellt und/oder geregelt werden kann. Beispielsweise kann derart gestellt und/oder geregelt werden, dass ein sehr geringer Anteil eines Fremdmaterials in die gebildete Schicht eingebaut wird, ohne zu riskieren, dass das zum Sputtern verwendete Plasma instabil wird.
  • Es zeigen
    • 1 und 2 jeweils eine Sputtervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Seitenansichten oder Querschnittsansichten;
    • 3 eine Vakuumanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
    • 4 ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm;
    • 5 und 6 jeweils ein Halbleiterbauelement gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
    • 7 ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm;
    • 8 und 9 jeweils ein Diagramm gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
    • 10, 11 und 12 jeweils ein Diagramm gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
    • 13 ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „gekoppelt“ oder „Kopplung“ im Sinne einer (z.B. mechanischen, hydrostatischen, thermischen und/oder elektrischen), z.B. direkten oder indirekten, Verbindung und/oder Wechselwirkung verstanden werden. Mehrere Elemente können beispielsweise entlang einer Wechselwirkungskette miteinander gekoppelt sein, entlang welcher die Wechselwirkung ausgetauscht werden kann, z.B. ein Fluid (dann auch als fluidleitend gekoppelt bezeichnet). Beispielsweise können zwei miteinander gekoppelte Elemente eine Wechselwirkung miteinander austauschen, z.B. eine mechanische, hydrostatische, thermische und/oder elektrische Wechselwirkung. Eine Kopplung mehrerer Vakuumkomponenten (z.B. Ventilen, Pumpen, Kammern, usw.) miteinander kann aufweisen, dass diese fluidleitend miteinander gekoppelt sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann „gekuppelt“ im Sinne einer mechanischen (z.B. körperlichen bzw. physikalischen) Kopplung verstanden werden, z.B. mittels eines direkten körperlichen Kontakts. Eine Kupplung kann eingerichtet sein, eine mechanische Wechselwirkung (z.B. Kraft, Drehmoment, etc.) zu übertragen.
  • Als Steuern kann eine beabsichtigte Beeinflussung eines Systems verstanden werden. Dabei kann der momentane Zustand des Systems (auch als Ist-Zustand bezeichnet) gemäß einer Vorgabe (auch als Soll-Zustand bezeichnet) verändert werden. Regeln kann als Steuern verstanden werden, wobei zusätzlich einer Zustandsänderung des Systems durch Störungen entgegengewirkt wird. Anschaulich kann die Steuerung eine nach vorn gerichtete Steuerstrecke aufweisen und somit anschaulich eine Ablaufsteuerung implementieren, welche eine Eingangsgröße (z.B. die Vorgabe) in eine Ausgangsgröße umsetzt. Die Steuerstrecke kann aber auch Teil eines Regelkreises sein, so dass eine Regelung implementiert wird. Die Regelung weist im Gegensatz zu der reinen vorwärts gerichteten Ablaufsteuerung eine fortlaufende Einflussnahme der Ausgangsgröße auf die Eingangsgröße auf, welche durch den Regelkreis bewirkt wird (die sogenannte Rückführung). Mit anderen Worten kann alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung eine Regelung verwendet werden bzw. alternativ oder zusätzlich zu dem Steuern ein Regeln erfolgen. Der Zustand des Systems (auch als Arbeitspunkt bezeichnet) kann von einer oder mehr als einer Regelgröße des Systems repräsentiert werden, deren Ist-Wert den Ist-Zustand des Systems und deren Soll-Wert (auch als Führungswert bezeichnet) den Soll-Zustand des Systems repräsentiert. Bei einer Regelung wird ein Ist-Zustand des Systems (z.B. basierend auf einer Messung ermittelt) mit dem Soll-Zustand des Systems verglichen und die eine oder mehr als eine Regelgröße mittels einer entsprechenden Stellgröße (unter Verwendung eines Stellglieds) derart beeinflusst, dass die Abweichung des Ist-Zustands von dem Soll-Zustand des Systems minimiert wird.
  • Der Begriff „Sputtern“ bezeichnet das Zerstäuben eines Materials (auch als Beschichtungsmaterial oder Targetmaterial bezeichnet) mittels eines Plasmas. Die zerstäubten Bestandteile des Targetmaterials werden somit voneinander separiert und können beispielsweise zum Bilden einer Schicht woanders angelagert werden. Das Sputtern kann mittels einer sogenannten Sputtervorrichtung erfolgen, welche ein oder mehr als ein Magnetsystem aufweisen kann (dann auch als Magnetron bezeichnet). Das Targetmaterial kann mittels eines sogenannten Sputtertargets bereitgestellt sein, welches beispielsweise rohrförmig (dann auch als Rohrtarget bezeichnet) oder plattenförmig (dann auch als Plattentarget oder Planartarget bezeichnet) sein kann. Zum Erzeugen des Plasmas kann an das Sputtertarget (kurz auch als Target bezeichnet) eine Spannung (auch als Sputterspannung bezeichnet) angelegt werden, so dass das Sputtertarget als Kathode betrieben wird. Auch wenn die Sputterspannung eine Wechselspannung aufweist, wird die Begrifflichkeit der Kathode häufig beibehalten.
  • Weist das Magnetron zwei Sputtertargets (z.B. Planartargets) auf (dann auch als Doppel-Magnetron bezeichnet), kann jeweils eines der Sputtertargets als Anode und das andere Sputtertarget als Kathode betrieben werden, so dass die Sputterspannung zwischen den zwei Sputtertargets anliegt. Um beide Sputtertargets zu zerstäuben kann die Sputterspannung zyklisch umgepolt werden, so dass eine Wechselspannung zwischen den zwei Sputtertargets anliegt (auch als AC-Sputtern bezeichnet). Eine Frequenz der Wechselspannung (d.h. mit der das Umpolen der zwei Sputtertargets erfolgt), kann größer sein als ungefähr 1 Hertz (Hz), z.B. größer als ungefähr 10 Hz , z.B. größer als ungefähr 100 Hz , z.B. größer als ungefähr 1 Kilohertz (kHz), z.B. größer als ungefähr 10 kHz, z.B. in einem Bereich von ungefähr 100 kHz (dann auch als MF-Sputtern bezeichnet). Grundsätzlich kann aber auch Gleichspannung als Sputterspannung verwendet werden (auch als DC-Sputtern bezeichnet). Optional kann die Gleichspannung (z.B. bipolar) gepulst werden (auch als gepulstes DC-Sputtern bezeichnet).
  • Zum Sputtern kann das Sputtertarget in einer Vakuum-Prozessierkammer (vereinfacht auch als Vakuumkammer bezeichnet) angeordnet sein, so dass das Sputtern in einem Vakuum erfolgen kann. Dazu können die Umgebungsbedingungen (die Prozessbedingungen) innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer (z.B. Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung, usw.) während Sputterns eingestellt oder geregelt werden. Die Vakuum-Prozessierkammer kann beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden, so dass innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer eine Gasatmosphäre mit einer vordefinierten Zusammensetzung (auch als Arbeitsatmosphäre bezeichnet) oder einem vordefinierten Druck (auch als Arbeitsdruck bezeichnet) bereitgestellt werden kann (z.B. gemäß einem Sollwert). Beispielsweise kann innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer ein Arbeitsgas bereitgestellt sein oder werden, welches das plasmabildende Gas oder das plasmabildende Gasgemisch bezeichnet.
  • Um das Targetmaterial effektiv zu zerstäuben (auch als Sputtern bezeichnet), kann das Rohrtarget um das Magnetsystem herum gedreht werden. Dazu kann das Rohrtarget bzw. dessen Targetmaterial rohrförmig eingerichtet sein, wobei das Magnetsystem im Inneren des Rohrtargets angeordnet sein kann, so dass das Rohrtarget um das Magnetsystem gedreht werden kann. Das Rohrtarget kann beispielsweise ein Rohr aufweisen, auf dem das Targetmaterial als Schicht auf einer äußeren Mantelfläche des Rohrs befestigt sein kann und die Mantelfläche des Rohrs teilweise bedecken kann. Das Rohrtarget kann aber auch aus dem Targetmaterial gebildet sein.
  • Das Rohrtarget kann mittels einer Lagervorrichtung drehbar gelagert sein oder werden, wobei die Lagervorrichtung optional ein Versorgen des Rohrtargets (z.B. mit elektrischer Leistung und Kühlfluid) bereitstellen kann. Beispielsweise kann die Lagervorrichtung zwei so genannte Endblöcke aufweisen, mittels welchen das Rohrtarget an einander gegenüberliegenden Endabschnitten gelagert ist, wobei die Endblöcke ein Versorgen des Rohrtargets (z.B. mit elektrischer Leistung und Kühlfluid) bereitstellen können.
  • Weist die Lagervorrichtung zwei Endblöcke auf, kann jeweils einer der Endblöcke (der sogenannte Antriebsendblock) einen Antriebsstrang aufweisen, der mit einer Antriebsvorrichtung (auch als Targetantrieb bezeichnet) zum Drehen des Rohrtargets gekuppelt ist; und der jeweils andere der Endblöcke (der sogenannte Medienendblock) kann eine Fluidleitung zum Zuführen und Abführen von Kühlfluid (z.B. ein wasserbasiertes Gemisch) aufweisen, welches durch das Target hindurch geleitet werden kann. Die zwei Endblöcke werden beispielsweise an einer Kammerdecke (d.h. einem Kammerdeckel) hängend montiert.
  • Es kann allerdings auch genau ein Endblock (auch als Kompaktendblock bezeichnet) verwendet werden, welcher den Antriebsstrang und die Fluidleitung aufweist und somit die Funktionen eines Antriebsendblocks und eines Medienendblocks gemeinsam bereitstellt. Die dem Kompaktendblock gegenüberliegende Seite des Rohrtargets kann beispielsweise frei auskragen (d.h. frei hängen), was als Cantilever-Konfiguration bezeichnet wird. Der Kompaktendblock kann in Cantilever-Konfiguration an einer Seitenwand der Vakuumkammer montiert sein, durch welche hindurch die Drehachse des Rohrtargets hindurch erstreckt ist. Die dem Kompaktendblock gegenüberliegende Seite des Rohrtargets kann aber auch mittels eines Lagerbocks (anschaulich ein Gegenlager) gelagert sein, was als Lagerbock-Konfiguration bezeichnet wird. Der Lagerbock kann auch mittels eines passiven Endblocks bereitgestellt sein, d.h. eines Endblocks, welcher weder Energie noch Material mit dem Rohrtarget austauscht, sondern dieses nur abstützt.
  • Im Fall eines Planartargets, das nicht drehbar gelagert sein muss, kann die Lagervorrichtung ein starres Gestell aufweisen, welches das Planartarget hält. Das Planartarget kann beispielsweise eine oder mehr als eine Platte (z.B. Kachel) aufweisen, wobei mehrere Platten nebeneinander gehalten werden.
  • Die Lagervorrichtung kann optional (z.B. bei einem Rohrtarget und einem Planartarget) einen Träger aufweisen (auch als Magnetträger bezeichnet), welcher zum Halten des Magnetsystems eingerichtet ist. Der Magnetträger kann beispielsweise hohl sein (z.B. ein Rohr aufweisend) und stirnseitig mit einem Endblock, welcher den Magnetträger hält, fluidleitend gekoppelt sein (z.B. mit dessen Fluidleitung), so dass dieses mit dem Endblock das Kühlfluid austauschen kann. Auf der dem Endblock gegenüberliegenden Seite kann das Rohr beispielsweise stirnseitig verschlossen sein und dort eine seitliche Öffnung aufweisen, durch welche das Kühlfluid hindurchtreten kann. Der Magnetträger kann rund sein oder mehreckig, z.B. ein Rundrohr oder ein Kantrohr aufweisend. Der Magnetträger und/oder das Magnetsystem können eine Länge (Ausdehnung entlang der Drehachse) in einem Bereich von 1 m ungefähr bis ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von 2 m ungefähr bis ungefähr 5 m.
  • Das Target und/oder das Kühlfluid können zum Sputtern mit Spannungen größer als ungefähr 50 V beaufschlagt werden. Anschaulich kann zum Sputtern an das Target eine elektrische Spannung (auch als Prozessspannung bezeichnet) angelegt werden, wobei das Kühlfluid mit dem Target elektrisch gekoppelt sein kann, so dass das Kühlfluid und das Target ein im Wesentlichen gleiches elektrisches Potential aufweisen können. Die beim Sputtern umgesetzte elektrische Leistung wird hauptsächlich vom Plasma aufgenommen (auch als Plasmaleistung bezeichnet) und kann daher von der Größe (z.B. der Länge) des Targets abhängen und kann in einem Bereich von ungefähr 1 kW pro Meter bis ungefähr 30 kW pro Meter (des Targets) liegen, wobei optional eine Wechselspannung oder gepulste Gleichspannung als Prozessspannung eingesetzt werden kann.
  • Eine Antriebsvorrichtung kann hierin als Wandler verstanden werden, welche eingerichtet ist, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Eine Antriebsvorrichtung kann beispielsweise einen elektrischen Motor (z.B. mit elektrischen Spulen) aufweisen. Eine Antriebsvorrichtung kann beispielsweise einen Kompressor und einen damit gekoppelten Hubkolben aufweisen. Eine Antriebsvorrichtung kann beispielsweise ein oder mehr als ein Piezoelement aufweisen. Beispielsweise kann die Antriebsvorrichtung eingerichtet sein, die mechanische Energie mittels eines Drehmoments bzw. einer Drehbewegung auszugeben.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird das Herstellen von Kontaktschichten in der kristallinen Photovoltaik, beispielsweise ein dotierte aSi-Schicht (amorphe Siliziumschicht), mittels eines Sputterverfahrens bereitgestellt. Ein hierin verwendeter Dotant kann beispielsweise Phosphor oder Bor sein.
  • Bezüglich einer chemischen Zusammensetzung kann als Maß für eine Konzentration hierin der Stoffmengenanteil verwendet werden. Der Stoffmengenanteil (auch als Molbruch bezeichnet) kann verstanden werden (z.B. gemäß DIN 1310 definiert) als Gehaltsgröße, also eine physikalisch-chemische Größe, welche die Stoffmenge einer betrachteten Mischungskomponente auf die Summe der Stoffmengen aller Mischungskomponenten bezogen angibt. Der Stoffmengenanteil gibt anschaulich den relativen Anteil der Stoffmenge einer betrachteten Mischungskomponente an der Gesamtmasse des Gemisches an. Im Folgenden wird der Stoffmengenanteil angegeben in Atomprozent (at% oder %).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird Bezug genommen auf eine physikalische Dampfphasenabscheidung (PVD) als exemplarischer Beschichtungsprozess, z.B. einen Sputterprozess aufweisend, welche von der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) zu unterscheiden ist. Im Unterschied zur CVD wird bei der PVD ein festes Material zunächst in die Gasphase (auch als gasförmige Phase oder Dampf bezeichnet) überführt und mittels dieser Gasphase eine Schicht gebildet. Die Gasphase des Targetmaterials kann bei der PVD optional chemisch reagiert werden mit einem Reaktivgas zu einer chemischen Verbindung, welches in die Schicht eingebaut wird oder diese bildet. Bei der chemischen Reaktion der PVD werden somit zwei oder mehr Materialien zu der chemischen Verbindung zusammengeführt. Bei der chemischen Gasphasenabscheidung wird eine gasförmige Ausgangsverbindung (auch als Präkursor oder Edukt bezeichnet) in mindestens zwei Reaktionsprodukte aufgespalten, von denen zumindest ein Reaktionsprodukt in die Schicht eingebaut wird und optional ein Reaktionsprodukt als Überschuss dem Beschichtungsprozess entzogen (z.B. mittels einer Pumpe) wird. Optional kann die CVD mittels eines Plasmas erfolgen, in welchem das Aufspalten des Präkursors erfolgt.
  • Ein Plasma kann mittels eines sogenannten Arbeitsgases (auch als plasmabildendes Gas bezeichnet) gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Arbeitsgas ein gasförmiges Material aufweisen, welches reaktionsträge ist, mit anderen Worten welches sich nur an wenigen oder gar keinen chemischen Reaktionen beteiligt. Ein Arbeitsgas kann beispielsweise von dem verwendeten Targetmaterial definiert sein oder werden und an dieses angepasst sein oder werden. Beispielsweise kann ein Arbeitsgas ein Gas oder ein Gasgemisch aufweisen, welches mit dem Targetmaterial nicht zu einem Feststoff reagiert oder diesem gegenüber sogar inert ist. Das Arbeitsgas kann beispielsweise ein Edelgas (z.B. Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon) oder mehrere Edelgase aufweisen. Aus dem Arbeitsgas kann das Plasma gebildet werden, welches beispielsweise im Wesentlichen das Zerstäuben des Targetmaterials bewirkt. Wird ein Reaktivgas verwendet, kann dieses eine höhere chemische Reaktivität als das Arbeitsgas aufweisen, z.B. bezüglich des Targetmaterials. Mit anderen Worten kann das zerstäubte Targetmaterial zusammen mit dem Reaktivgas (wenn vorhanden) schneller reagieren (d.h. mehr Reaktionsprodukt pro Zeit bilden) als zusammen mit dem Arbeitsgas (z.B. wenn es überhaupt mit dem Arbeitsgas chemisch reagiert). Das Reaktivgas und das Arbeitsgas können gemeinsam oder getrennt als Prozessgas (z.B. als Gasgemisch) zugeführt werden, beispielsweise mittels der Gaszuführvorrichtung.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Halbleitermaterial verstanden werden, als ein Material, welches in reinem (d.h. ohne Verunreinigungen) und/oder einkristallinem Zustand elektrisch halbleitend ist. Beispielsweise kann das Halbleitermaterial ein Elementhalbleiter (wie beispielsweise Silizium und Germanium) oder ein Verbindungshalbleiter sein.
  • Elektrisch halbleitend kann verstanden werden als eine elektrische Leitfähigkeit (gemessen bei Raumtemperatur und einer konstanten Richtung eines elektrischen Feldes) aufweisend in einem Bereich von ungefähr 104 S/m bis ungefähr 10-4 S/m. Optional kann das Halbleitermaterial verunreinigt oder dotiert (Einbringen von Fremdatomen) sein. Beispielsweise kann die elektrische Leitfähigkeit mit steigendem Grad der Dotierung zunehmen, so dass das dotierte Halbleitermaterial beispielsweise auch elektrisch leitfähig (und nicht notwendigerweise elektrisch halbleitend) sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann elektrisch leitfähig verstanden werden als eine elektrische Leitfähigkeit (gemessen bei Raumtemperatur und einer konstanten Richtung eines elektrischen Feldes) aufweisend von größer als ungefähr 104 S/m, z.B. größer als ungefähr 106 S/m. Das dotierte Halbleitermaterial wird hierin auch als Halbleitermaterial bezeichnet.
  • Das Halbleitermaterial kann beispielsweise im Gegensatz zu einem Metall primär keine freien Ladungsträger aufweisen, sondern diese werden erst durch Erwärmung gebildet. Elektrisch halbleitend kann daher aufweisen, dass die elektrische Leitfähigkeit mit steigender Temperatur zunimmt, d.h. dass ein Halbleitermaterial einen negativen Temperaturkoeffizient aufweist.
  • Als chemisches Element kann ein Stoff (auch als Reinstoff bezeichnet) verstanden werden, der mit chemischen Methoden nicht mehr in andere Stoffe zerlegt werden kann. Die kleinste mögliche Menge eines chemischen Elements ist das Atom. Alle Atome eines chemischen Elements haben dieselbe Anzahl an Protonen im Atomkern (welche gleich der Ordnungszahl ist). Die Atome desselben chemischen Elements stimmen daher in dem Aufbau der Elektronenhülle überein und verhalten sich folglich auch chemisch gleich.
  • Als Dotieren kann in der Halbleitertechnik das Einbringen von Atomen eines Dotierstoffs (auch als Dotant bezeichnet) in das Grundmaterial eines Halbleiters (auch als Halbleitermaterial bezeichnet) verstanden werden. Beispielsweise kann eine Halbleiterschicht das Halbleitermaterial aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Die bei diesem Vorgang eingebrachte Menge von Atomen des Dotierstoffs (auch als Dotieratome bezeichnet) ist dabei sehr klein im Vergleich zu den Atomen des Grundmaterials (zwischen 0,1 und 10000 ppm, d.h. Teile pro Million). Die Dotieratome können beispielsweise Störstellen im Halbleitermaterial bilden und optional die elektrischen Eigenschaften des Halbleitermaterials, d.h. das Verhalten der Elektronen und damit die elektrische Leitfähigkeit, verändern. Dabei kann bereits eine geringfügige Dichte von Dotieratomen eine sehr große Änderung der elektrischen Leitfähigkeit bewirken.
  • Wird die elektrische Leitfähigkeit des Halbleitermaterials geändert, dann wird zwischen p-Dotierung (d.h. Dotierung mit positiver Polarität) und n-Dotierung (d.h. Dotierung mit negativer Polarität) unterschieden. Bei der p-Dotierung werden Dotieratome eingebracht, die als Elektronen-Akzeptoren wirken. Bei der n-Dotierung werden Dotieratome eingebracht, die als Elektronen-Donatoren wirken.
  • Für die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit eines Halbleitermaterials aus Silizium oder Germanium (oder allgemeiner eines Halbleitermaterials aus der vierten Hauptgruppe) kann für eine p-Dotierung ein Dotierstoff aus der dritten Hauptgruppe verwendet werden, wie beispielsweise Bor, Indium, Aluminium oder Gallium. Für die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit eines Halbleitermaterials aus Silizium oder Germanium (oder allgemeiner eines Halbleitermaterials aus der vierten Hauptgruppe) kann für eine n-Dotierung ein Dotierstoff aus der fünften Hauptgruppe verwendet werden, wie beispielsweise Phosphor, Arsen oder Antimon.
  • Das zu dotierende Halbleitermaterial (z.B. die Halbleiterschicht) kann allerdings auch ein anderes Halbleitermaterial als Silizium oder Germanium aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann die Halbleiterschicht (z.B. auf einem Wafer oder einem anderen geeigneten Träger) bzw. das zu dotierende Halbleitermaterial aus Halbleitermaterialien verschiedener Arten gefertigt sein oder werden, die einen Gruppe-IV-Halbleiter (z.B. Silizium oder Germanium), einen Gruppe III-V-Halbleiter (z.B. Galliumarsenid) oder andere Halbleitertypen, einschließlich von z.B. Gruppe-III-Halbleitern, Gruppe-V-Halbleitern oder Polymeren, umfassen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird das Halbleitermaterial bzw. die Halbleiterschicht (z.B. ein Substrat) aus (z.B. undotiertem) Silizium gefertigt. Als eine Alternative kann ein beliebiges anderes geeignetes Halbleitermaterial, z.B. für die Halbleiterschicht, verwendet werden, z.B. ein Halbleiterverbindungsmaterial, wie z.B. Galliumphosphid (GaP), Indiumphosphid (InP), aber auch ein beliebiges geeignetes ternäres Halbleiterverbindungsmaterial, wie z.B. Indiumgalliumarsenid (InGaAs), oder quaternäres Halbleiterverbindungsmaterial.
  • Allgemeiner gesprochen kann das Halbleitermaterial eine Wertigkeit aufweisen, welche bei einem Elementhalbleiter (z.B. Gruppe-III-Halbleiter oder Gruppe-IV-Halbleitern) dem Wert der Hauptgruppe des Halbleiters entspricht, und welche bei einem Verbindungshalbleiter dem Mittelwert der Hauptgruppen der Bestandteile des Verbindungshalbleiters entspricht. Die Verbindungshalbleiter der Gruppe III-V-Halbleiter können beispielsweise die Wertigkeit 4 aufweisen. Der III-V-Halbleiter Galliumarsenid (GaAs) kann beispielsweise mit einem Dotierstoff wie Kohlenstoff positiv dotiert und Tellur negativ dotiert sein oder werden.
  • Der Dotierstoff kann allgemeiner gesprochen aus einer Hauptgruppe sein, deren Wert sich von der Wertigkeit des Halbleitermaterials unterscheidet, d.h. kleiner oder größer ist als diese (z.B. um den Wert 1).
  • Das Dotieren kann aufweisen, eine Konzentration (auch als Dotierungskonzentration bezeichnet) der Dotieratome in der Halbleiterschicht zu vergrößern, z.B. auf 1 Dotieratom/107 Halbleiteratome (Atome des Halbleitermaterials) oder mehr, z.B. auf 1 Dotieratom/106 Halbleiteratome oder mehr, z.B. auf 1 Dotieratom/105 Halbleiteratome oder mehr, z.B. auf 1 Dotieratom/104 Halbleiteratome oder mehr, z.B. auf 1 Dotieratom/103 Halbleiteratome oder mehr.
  • Der Dotant kann zumindest das (d.h. genau ein oder mehr als ein) erste chemische Element aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Optional kann das Dotieren aufweisen, den in die Halbleiterschicht eingebrachten Dotierstoff zu aktivieren, z.B. thermisch. Dazu kann die Halbleiterschicht erwärmt werden, z.B. auf ungefähr 200°C oder mehr, z.B. auf ungefähr 300°C oder mehr, z.B. auf ungefähr 400°C oder mehr, z.B. auf ungefähr 500°C oder mehr, z.B. auf ungefähr 1000°C oder mehr.
  • Die Halbleiterschicht kann im Allgemeinen auf einem Substrat gebildet sein oder werden, z.B. als Beschichtung (oder Teil dieser) des Substrats oder diese kann in das Substrat integriert sein oder werden. Das Substrat kann beispielsweise ein Halbleitersubstrat (z.B. Halbleiterwafer) sein. Beispielsweise können sich das Substrat und die Beschichtung (z.B. die Halbleiterschicht) voneinander unterschieden, z.B. in ihrer Kristallstruktur, ihrem Dotierungsgrad (auch als Grad der Dotierung bezeichnet), ihrer chemischen Zusammensetzung, ihrem Halbleitermaterial, ihrer Dicke, oder Ähnlichem.
  • Hierin wird exemplarisch auf Phosphor als zweites chemisches Element und Silizium als erstes chemisches Element Bezug genommen. Es kann verstanden werden, dass das für Silizium Beschriebene in Analogie auch für ein anderes erstes chemisches Element gelten kann bzw. dass das für Phosphor Beschriebene in Analogie auch für ein anderes zweites chemisches Element gelten kann, z.B. für Bor oder Arsen. Im Fall von Bor können das erste Planartarget und/oder das zweite Planartarget beispielsweise Bor aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • 1 veranschaulicht eine Sputtervorrichtung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (mit Blick auf die Drehachse 102a), wobei Ausdehnungen entlang Richtung 105 als Höhe und Richtung 103 auch als Transportrichtung bezeichnet werden sowie Richtung 103 quer zur Transportrichtung ist.
  • Die Sputtervorrichtung 100 weist ein Rohrmagnetron 102 und ein Planarmagnetron 104 (auch als Plattenmagnetron bezeichnet) auf.
  • Das Rohrmagnetron 102 kann eine Lagervorrichtung 1021 aufweisen, die eingerichtet ist, eine rohrförmige Magnetronkathode 102t (auch als Rohrtarget oder Rohrkathode bezeichnet) zu drehbar lagern. Eine rohrförmige Magnetronkathode 102t kann beispielsweise einen rohrförmigen Träger (ein so genanntes Targetgrundrohr) aufweisen, auf dem (z.B. sprödes und/oder zerbrechliches) Targetmaterial befestigt sein kann. Anschaulich kann das Targetmaterial das Targetgrundrohr mantelförmig umgeben. Alternativ kann eine rohrförmige Magnetronkathode 102t ein rohrförmig eingerichtetes Targetmaterial (ein so genanntes Targetrohr) aufweisen (z.B. ein Rohr aus Targetmaterial) oder daraus gebildet sein.
  • Das Targetmaterial des Rohrmagnetrons 102 (auch als erstes Targetmaterial bezeichnet) kann beispielsweise ein Halbleitermaterial sein, z.B. Silizium, z.B. dotiertes Silizium. Das Halbleitermaterial kann ein erstes chemisches Element als Grundmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein, in welches optional ein zweites chemisches Element als dotierender Fremdbestandteil eingebracht ist. Beispielsweise kann das Targetmaterial des Rohrmagnetrons 102 dotiert sein mit dem zweiten chemischen Element. Das Dotieren erreicht, dass das Targetmaterial eine größere elektrische Leitfähigkeit aufweist und so besser gesputtert werden kann.
  • Beispielsweise kann das erste chemische Element Silizium aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann das zweite chemische Element Phosphor, Bor oder Arsen aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Beispielsweise kann eine Konzentration des zweiten chemischen Elements (z.B. Phosphor) in dem ersten Targetmaterial ungefähr 0.5 at% oder weniger sein. Beispielsweise kann das erste Targetmaterial mit Phosphor dotiertes Silizium aufweisen, wobei der Phosphoranteil ungefähr 0.5 at% oder weniger ist.
  • Das Planarmagnetron 104 kann ein Gestell 104g aufweisen, das eingerichtet ist, eine oder mehr als eine plattenförmige Magnetronkathode 204a (auch als Planartarget oder Planarkathode bezeichnet) zu halten. Ein Planartarget 204a kann beispielsweise einen plattenförmigen Träger aufweisen, auf dem (z.B. sprödes und/oder zerbrechliches) das Targetmaterial befestigt sein kann oder das Planartarget 204a kann ein plattenförmig eingerichtetes Targetmaterial aufweisen (z.B. eine Platte aus Targetmaterial) oder daraus gebildet sein.
  • Das Planarmagnetron 104 ist eingerichtet, das Rohrmagnetron 102 (z.B. dessen Rohrtarget 102t) mit dem Targetmaterial des Planarmagnetrons 104 (auch als zweites Targetmaterial bezeichnet) zu beschichten oder zumindest das zerstäubte zweite Targetmaterial zu dem Rohrtarget 102t hin zu emittieren. Dies erreicht, dass die zu zerstäubende Oberfläche des Rohrmagnetrons 102 (z.B. dessen Rohrtarget) chemisch verändert wird. Anschaulich lagert sich das zweite Targetmaterial an dem Rohrtarget 102t an, so dass das von dem Rohrtarget 102t emittierte Material (auch als Beschichtungsmaterial bezeichnet) das erste Targetmaterial und das zweite Targetmaterial aufweist. Die chemische Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials kann eine Funktion des Mengenverhältnisses von zweitem Targetmaterial in dem Beschichtungsmaterials zu erstem Targetmaterial in dem Beschichtungsmaterials sein.
  • Das Targetmaterial des Planarmagnetrons 104 (auch als zweites Targetmaterial bezeichnet) kann beispielsweise ein Dotierstoff-Material (vereinfacht auch als Dotierstoff oder Dotant bezeichnet) aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Dotierstoff-Material kann beispielsweise das zweite chemische Element aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Targetmaterial das erste chemische Element aufweisen, z.B. Silizium.
  • Beispielsweise kann das zweite Targetmaterial das Dotierstoff-Material und optional das erste chemische Element (z.B. eine chemische Verbindung daraus) aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • 2 veranschaulicht eine Sputtervorrichtung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht 200 (mit Blick entlang der Drehachse 102a).
  • Das Planarmagnetron 104 kann das Gestell aufweisen, das eingerichtet ist, mehreren Planartargets voneinander zu halten. Die mehreren Planartargets weisen zumindest ein erstes Planartarget 204a (auch als erstes Hilfstarget 204a bezeichnet) und ein zweites Planartarget 204b (auch als zweites Hilfstarget 204b bezeichnet) auf. Das Gestell des Planarmagnetrons 104 kann eingerichtet sein, das erste Planartarget 204a und das zweite Planartarget 204b in einem Abstand 104d (auch als Plattenabstand 104d bezeichnet) voneinander zu halten, so dass diese mittels eines Spalts räumlich voneinander separiert sind und einander unmittelbar gegenüberliegen (auch als Facing-Target-Konfiguration bezeichnet).
  • Das Planarmagnetron 104 kann eingerichtet sein, im Betrieb ein Plasma bereitzustellen, welches zwischen dem ersten Planartarget 204a und dem zweiten Planartarget 204b angeordnet ist. Mit anderen Worten kann zwischen dem ersten Planartarget 204a und dem zweiten Planartarget 204b der Plasmabildungsbereich 210 des Planarmagnetrons 104 angeordnet sein.
  • Der Plasmabildungsbereich eines Magnetrons kann allgemein gesprochen derjenige Bereich sein, in dem das Plasma des Magnetrons gebildet wird. Zum Sputtern kann das Bilden des Plasmas mittels eines Magnetfeldes unterstützt werden, welches die Ionisationsrate des plasmabildenden Gases (z.B. des Arbeitsgases) beeinflussen kann. Das Magnetfeld kann mittels einer Magnetanordnung (mittels eines Magnetsystems) erzeugt werden, wobei mittels des Magnetfelds beispielsweise ein ringförmiger Plasmabildungsbereich (Plasmakanal), d.h. ein so genannter Race-Track, ausgebildet werden kann, in dem sich das Plasma bilden kann. Zum Sputtern kann das Targetmaterial zwischen dem Plasmabildungsbereich und dem Magnetsystem angeordnet sein oder werden, so dass das Targetmaterial von dem Magnetfeld durchdrungen werden kann und der Plasmabildungsbereich auf dem Targetmaterial, bzw. einer zu zerstäubenden Oberfläche des Targets verlaufen kann. Der Plasmabildungsbereich grenzt jeweils an die zu zerstäubende Oberfläche (auch als Hauptoberfläche bezeichnet) eines Target an.
  • Die Hauptoberfläche des ersten Planartargets 204a und die Hauptoberfläche des zweiten Planartargets 204b können einander zugewandt sein.
  • Der Plasmabildungsbereich 210 des Plattenmagnetrons 104 kann in Richtung zu dem Rohrmagnetron 102 hin freigelegt sein. Dies erreicht, dass im Betrieb des Planarmagnetrons 104 das zerstäubte zweite Targetmaterial zu dem Rohrmagnetron 102 hin emittiert wird.
  • Wie zu sehen ist, ist ein Großteil der möglichen Richtungen in der Ebene 103, 105, die von dem Plasmabildungsbereich 210 ausgehen und in die das zerstäubte zweite Targetmaterial emittiert werden kann (auch als Emissionsrichtungen bezeichnet), von dem ersten Planartarget 204a und dem zweiten Planartarget 204b blockiert. Dies erreicht, dass das erste Planartarget 204a und das zweite Planartarget 204b sich gegenseitig beschichten (d.h. das zweite Targetmaterial untereinander austauschen), so dass nur ein Teil des zerstäubten zweiten Targetmaterials aus dem Spalt heraus gelangt. Damit wird die Rate, mit der das Planarmagnetron 104 das Rohrmagnetron 102 beschichtet, reduziert (auch als Zwischenbeschichtungsrate bezeichnet).
  • Ein kleinerer Teil der möglichen Emissionsrichtungen, die von dem Plasmabildungsbereich 210 ausgehen, führt zwischen dem ersten Planartarget 204a und dem zweiten Planartarget 204b hindurch zu dem Rohrmagnetron 102 hin. Die möglichen Emissionsrichtungen, die von dem Plasmabildungsbereich 210 ausgehen und zwischen dem ersten Planartarget 204a und dem zweiten Planartarget 204b hindurch führen zu dem Rohrmagnetron 102 hin, spannen einen Winkel 104w (auch als Beschichtungswinkel 104w bezeichnet) auf, der von dem ersten Planartarget 204a und dem zweiten Planartarget 204b begrenzt wird.
  • Die Größe des Beschichtungswinkels 104w, der von dem Plasmabildungsbereich 210 ausgeht und zwischen dem ersten Planartarget 204a und dem zweiten Planartarget 204b hindurch zu dem Rohrmagnetron 102 hinführt, kann eine Funktion des Plattenabstands 104d sein. Je kleiner der Plattenabstand 104d ist, desto kleiner kann der Beschichtungswinkel 104w und damit die Zwischenbeschichtungsrate sein.
  • Die Zwischenbeschichtungsrate kann kleiner sein als die Zerstäubungsrate des Rohrmagnetrons. Beispielsweise kann die Zerstäubungsrate des Rohrmagnetrons mehr als das Doppelte der Zwischenbeschichtungsrate sein, z.B. kann die Zerstäubungsrate des Rohrmagnetrons mehr als das Fünffache der Zwischenbeschichtungsrate, z.B. kann die Zerstäubungsrate des Rohrmagnetrons mehr als das Zehnfache der Zwischenbeschichtungsrate sein.
  • Je kleiner die Zwischenbeschichtungsrate ist, desto kleiner ist der Anteil an dem zerstäubten zweiten Targetmaterial, mit der das Rohrmagnetron pro Zeiteinheit beschichtet wird (auch als Zwischenbeschichtungsrate bezeichnet). Eine kleinere Zwischenbeschichtungsrate erreicht, dass das Verhältnis von zweitem Targetmaterial zu erstem Targetmaterial, welches das Beschichtungsmaterial aufweist, kleiner wird. Dies erleichtert es, die chemische Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials (auch als Zielzusammensetzung bezeichnet) bereitzustellen, die besonders arm an dem zweiten Targetmaterial ist.
  • Die Facing-Target-Konfiguration erreicht somit, dass eine sehr kleine Zwischenbeschichtungsrate erreicht werden kann, ohne dass die Zerstäubungsrate des zweiten Targetmaterials (die Rate, mit der das zweite Targetmaterial zerstäubt wird) sehr klein sein muss. Anschaulich kann der Arbeitspunkt des Planarmagnetrons 104 ungünstiger sein, je kleiner die Zerstäubungsrate ist. Zwar kann die Zerstäubungsrate auch reduziert werden, indem die elektrische Leistung, die von dem Plasma aufgenommen wird (auch als Plasmaleistung bezeichnet), reduziert wird. Damit gelangt die Plasmaleistung allerdings näher an die Leistungsschwelle, unterhalb welcher das Plasma erlischt und erhöht damit das Risiko für ein Erlöschen des Plasmas.
  • Die Begrenzung der Zwischenbeschichtungsrate mittels des Plattenabstandes 104d stellt hingegen eine von der Plasmaleistung unabhängige Stellgröße bereit, mittels welcher die chemische Zusammensetzung des Beschichtungsmaterial beeinflusst werden kann.
  • Der Beschichtungswinkel kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 4° (Grad) bis ungefähr 10° sein, z.B. in einem Bereich von ungefähr 2° bis ungefähr 20°, z.B. von größer als ungefähr 5° cm und/oder kleiner als ungefähr 10°. Der Plattenabstand 104d kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 4 cm bis ungefähr 12 cm sein. Der Abstand des Rohrmagnetrons 102 von dem Plattenmagnetron 104 kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 5 cm bis ungefähr 50 cm (Zentimeter) sein, z.B. von größer als ungefähr 10 cm und/oder kleiner als ungefähr 25 cm.
  • Im Betrieb der Sputtervorrichtung 100 kann ein mit dem Beschichtungsmaterial zu beschichtendes Substrat 206 an dem Rohrmagnetron 102 vorbei transportiert werden oder zumindest nahe dem Rohrmagnetron 102 angeordnet sein. Der Plasmabildungsbereich 220 des Rohrmagnetrons 102 kann dem Substrat 206 oder zumindest dem Pfad 111, entlang dem das Substrat 206 transportiert wird (auch als Transportpfad 111 bezeichnet), zugewandt sein. Dies erreicht, dass von dem Rohrtarget 102t zerstäubtes Beschichtungsmaterial zu dem Substrat 206 hin emittiert wird. Das Substrat 206 kann beispielsweise mit dem von dem Rohrtarget 102t zerstäubten Beschichtungsmaterial beschichtet werden (auch als Beschichten des Substrats bezeichnet).
  • Optional kann die Sputtervorrichtung 100 ein Gehäuse 222 aufweisen, in welchem das Rohrmagnetron 102 und/oder das Plattenmagnetron 104 angeordnet sind. Das Gehäuse 222 kann beispielsweise zumindest eine Gehäusewand aufweisen, welche zwischen dem Plattenmagnetron 104 und dem Substrat 206 oder zumindest dem Transportpfad 111 angeordnet ist. Dies erreicht, dass das Substrat von dem Plattenmagnetron 104 abgeschirmt wird, was das Risiko einer Kontamination des Substrats 206 reduziert.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Sputtervorrichtung 100 aufweisen, dass zwei einander unmittelbar gegenüberliegende Planartargets 204a, 204b in einer Facing-Target-Konfiguration angeordnet sind.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Sputtervorrichtung 100 aufweisen, dass jedes der zwei einander unmittelbar gegenüberliegende Planartargets eine Silizium/Phosphorverbindung (z.B. SiP) aufweisen oder daraus gebildet sind, z.B. eine Konzentration von Phosphor von 50 at% aufweisend.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Sputtervorrichtung 100 aufweisen, dass die zwei einander unmittelbar gegenüberliegende Planartargets zum Beschichten des Rohrmagnetrons (z.B. dessen Rohrtarget) eingerichtet sind.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Sputtervorrichtung 100 aufweisen, dass das Rohrmagnetron (z.B. dessen Rohrtarget) eine Silizium/Phosphorgemisch (z.B. P:Si) aufweist oder daraus gebildet ist, z.B. eine Konzentration von Phosphor von 0,2 at% oder weniger aufweisend. Die Konzentration von Phosphor von 0,2 at% kann eine Konzentration von 1020 Phosphoratomen pro Kubikzentimeter entsprechen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Betreiben der Sputtervorrichtung 100 aufweisen, dass eine Schicht auf einem Substrat gebildet wird (auch als Beschichten des Substrats oder besputtern bezeichnet), welche das Beschichtungsmaterial aufweist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Betreiben der Sputtervorrichtung 100 aufweisen, dass eine Dotierung (z.B. Phosphordotierung) einer gebildeten Schicht gestellt und/oder geregelt wird, z.B. in einem Bereich von ungefähr 0,2 at% bis ungefähr 2 at%. Die Konzentration von Phosphor von 2 at% kann eine Konzentration von 1021 Phosphoratomen pro Kubikzentimeter entsprechen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Betreiben der Sputtervorrichtung 100 aufweisen, dass die Dotierung (z.B. Phosphordotierung) der gebildeten Schicht gestellt und/oder geregelt wird mittels einer Steuervorrichtung (z.B. eine Regelschleife implementierend), welche eingerichtet ist, eine von der Facing-Target-Konfiguration aufgenommene elektrische Leistung zu verändern basierend auf einem Ergebnis einer Röntgen-Fluoreszenz (z.B. als Prozesskenngröße) der gebildeten Schicht. Beispielsweise kann mittels der Röntgen-Fluoreszenz die Phosphordotierung der auf dem Substrat gebildeten Schicht ermittelt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Sputtervorrichtung 100 aufweisen, dass der Beschichtungswinkel 104w (anschaulich Öffnungswinkel) und/oder der Abstand des Plattenmagnetrons vom Rohrmagnetron (z.B. dessen Rohrtarget) derart eingerichtet ist, dass das aus dem Plattenmagnetrons seitlich austretende zweite Targetmaterial nur auf das Rohrtarget 102t trifft und nicht daran vorbei emittiert wird.
  • Die dem Rohrtarget 102t abgewandte Seite der Facing-Target-Konfiguration kann optional verblendet sein (dort kann natürlich Material verloren gehen) oder an dieser Seite kann ein Gaskanal einmünden, welcher eingerichtet ist, ein Gas (z.B. das Arbeitsgas) zwischen die zwei Plattentargets einzubringen, z.B. zwischen diesen hindurch in Richtung zu dem Rohrmagnetron hin (auch als Spülen zu dem Rohrtarget hin bezeichnet).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen erreicht die Sputtervorrichtung 100 eines oder mehr als eines von Folgendem:
    • - es kann ein niedriger Teilchenstrom eingestellt werden (bei planaren Einzel-Targets wäre eine sehr kleine Leistung nötig, bei der das Plasma unter Umständen nicht stabil brennt), mit dem das Rohrtarget beschichtet wird;
    • - weniger Materialverlust, da der Strom aus zweitem Targetmaterial schon natürlicherweise in die richtige Richtung gelenkt wird,
    • - weniger Materialverlust, da weniger zweites Targetmaterial auf einengende Abschirmungen abgelagert wird (das erste Planartarget beschichtet hauptsächlich das zweite Planartarget und umgekehrt, was weniger Materialverlust an auf Abschirmungen erreicht);
    • - die Facing-Target-Konfiguration weist zwei Targets auf, und kann damit zum DC-Sputtern, gepulsten DC-Sputtern, oder MF-Sputtern verwendet werden;
    • - das Rohrtarget ist kein reines Hilfssubstrat, sondern stellt den Großteil des schichtbildenden Materials (auch als Beschichtungsmaterial bezeichnet) bereit, dessen Zusammensetzung mittels Ansteuerns des Plattenmagnetrons gemäß einer vorgegebenen Schichtstöchiometrie gestellt und/oder geregelt werden kann.
  • 3 veranschaulicht eine Vakuumanordnung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (mit Blick entlang der Drehachse 102a), welche die Sputtervorrichtung 100 aufweist. Die Vakuumanordnung 300 kann eine Vakuumkammer 802 aufweisen, in welcher die Sputtervorrichtung 100 angeordnet ist.
  • Das Beschichten des Substrats 206 kann in der Vakuumkammer 802 (auch als Prozessierkammer bezeichnet) erfolgen. Die Vakuumkammer 802 kann zum Bereitstellen eines Unterdrucks oder eines Vakuums mit einem Pumpensystem 804 (z.B. gasleitend) gekoppelt sein und derart stabil eingerichtet sein, dass diese dem Einwirken des Luftdrucks im abgepumpten Zustand standhält. Die Vakuumkammer 802 kann, wenn verschlossen, beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden. Das Pumpensystem (aufweisend zumindest eine Vakuumpumpe, z.B. eine Hochvakuumpumpe, z.B. eine Turbomolekularpumpe) kann es ermöglichen, einen Teil des Gases aus dem Inneren der Prozessierkammer abzupumpen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vakuumanordnung 300 ein Gaszuführungssystem 1716 (z.B. einen oder mehr als einen Gaskanal aufweisend, der in der Vakuumkammer mündet) aufweisen. Mittels des Gaszuführungssystems 1716 kann der Vakuumkammer 802 ein Arbeitsgas zugeführt werden zum Bilden einer Arbeitsatmosphäre in der Vakuumkammer 802. Der Arbeitsdruck kann sich aus einem Gleichgewicht an Prozessgas bilden, welches mittels des Gaszuführungssystems 1716 zugeführt und mittels des Pumpensystems 804 entzogen wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vakuumkammer derart eingerichtet sein, dass darin ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10 mbar bis ungefähr 1 mbar (mit anderen Worten Grobvakuum) bereitgestellt werden kann oder weniger, beispielsweise ein Druck in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10-3 mbar (mit anderen Worten Feinvakuum) oder weniger, beispielsweise ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10-3 mbar bis ungefähr 10-7 mbar (mit anderen Worten Hochvakuum) oder weniger, beispielsweise ein Druck von kleiner als Hochvakuum, z.B. kleiner als ungefähr 10-7 mbar.
  • Soll das Substrat 206 in der Vakuumkammer 802 transportiert werden, kann die Vakuumanordnung 300 ferner eine Transportvorrichtung 302 aufweisen.
  • Die Transportvorrichtung 302 kann eine Vielzahl von Transportrollen 302r aufweisen, welche zum Transportieren eines plattenförmigen Substrats 206 eingerichtet sind. Das plattenförmige Substrat 206 kann beispielsweise auf den Transportrollen 302r aufliegend und/oder in einen Substratträger (nicht dargestellt) eingelegt transportiert werden. Das plattenförmige Substrat 206 kann beispielsweise einen Wafer oder ein anderes Halbleitersubstrat aufweisen.
  • Alternativ kann die Transportvorrichtung 302 eine Abwickelrolle und eine Aufwickelrolle aufweisen, welche eingerichtet sind, ein bandförmiges Substrat entlang des Transportpfads 111 von der Abwickelrolle zu der Aufwickelrolle umzuwickeln. Optional kann die Transportvorrichtung 302 eine Vielzahl von Führungsrollen aufweisen, welche eingerichtet sind, den Transportpfad 111 ein oder mehrmals umzulenken, so dass das Substrat 206 an der Sputtervorrichtung 100 vorbei transportiert wird. Ein bandförmiges Substrat (Bandsubstrat) kann eine Folie, ein Vlies, ein Band und/oder ein Gewebe aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann ein bandförmiges Substrat eine Metallfolie, eine Metallfolie und/oder eine Kunststofffolie (Polymerfolie) aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • 4 veranschaulicht ein Verfahren 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm, z.B. zum Betreiben der Sputtervorrichtung 100.
  • Das Verfahren 400 weist auf, in 401, Zerstäuben eines Rohrtargets 102t und/oder zumindest eines (d.h. eines oder mehr als eines) Hilfstargets 204a, 204b mittels eines Plasmas. Beispielsweise kann das Verfahren 400 in 401 aufweisen, dass das Rohrtargets 102t und das zumindest eine (d.h. eines oder mehr als eines) Hilfstargets 204a, 204b gleichzeitig zerstäubt werden, z.B. wenn ein Beschichtungsmaterial bereitgestellt werden soll, welches das erste Targetmaterial und das zweite Targetmaterial aufweist. Das zumindest eine Hilfstarget 204a, 204b kann das erste Planartarget 204a und/oder das zweite Planartarget 204b aufweisen.
  • Das Rohrtarget 102t kann das erste Targetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein, welches zerstäubt wird. Das erste Targetmaterial kann ein erstes chemisches Element aufweisen oder daraus gebildet sein, welches beispielsweise dotiert ist, z.B. mit einem zweiten chemischen Element.
  • Das oder jedes Hilfstarget 204a, 204b kann das zweite Targetmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein, welches zerstäubt wird. Das zweite Targetmaterial kann ein zweites chemisches Element (z.B. Halbleiter, z.B. Silizium) oder eine chemische Verbindung des zweiten chemischen Elements aufweisen oder daraus gebildet sein. Das zweite chemische Element kann anschaulich das dem ersten chemischen Element zuzumischende chemische Element sein. Die chemische Verbindung des zweiten chemischen Elements kann beispielsweise eine chemische Verbindung aus dem ersten chemischen Element und dem zweiten chemischen Element sein.
  • Das Beschichtungsmaterial bzw. die daraus auf dem Substrat 206 gebildete Schicht kann das zweite chemische Element und das erste chemische Element aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Beschichtungsmaterial bzw. die daraus auf dem Substrat 206 gebildete Schicht kann beispielsweise das zweite chemische Element in einer Konzentration aufweisen, welche größer ist als die Löslichkeitsgrenze des zweiten chemischen Elements in einer Schmelze des ersten chemischen Elements.
  • Eine Konzentration (z.B. ein Stoffmengenanteil, z.B. gemäß DIN 1310) des ersten chemischen Elements in dem Rohrtarget 102t kann größer sein als eine Konzentration (z.B. ein Stoffmengenanteil, z.B. gemäß DIN 1310) des ersten chemischen Elements in dem zumindest einen Hilfstarget 204a, 204b. Beispielsweise kann das Rohrtarget 102t im Wesentlichen aus dem ersten chemischen Element gebildet sein. Beispielsweise kann das oder jedes Hilfstarget 204a, 204b im Wesentlichen frei von dem ersten chemischen Element sein oder die chemische Verbindung aus dem ersten chemischen Element und dem zweiten chemischen Element aufweisen.
  • Das Verfahren 400 weist auf, in 403, Beschichten des Rohrtargets 102t mittels des Zerstäubens des zumindest einen Hilfstargets 204a, 204b, z.B. mit dem zweiten Targetmaterial. Das Beschichten des Rohrtargets kann aufweisen, das von dem zumindest einen Hilfstarget 204a, 204b zerstäubte zweite Targetmaterial zu dem Rohrtarget 102t zu transferieren.
  • Das Verfahren 400 weist optional auf, in 405, Beschichten eines Substrats 206 mittels des Zerstäubens des Rohrtargets, z.B. mittels des von dem Rohrtarget zerstäubten Beschichtungsmaterials. Das Zerstäuben des Rohrtargets kann aufweisen, das erste Targetmaterial von dem Rohrtarget 102t zu zerstäuben und gleichzeitig dazu das zweite Targetmaterial von dem Planartarget 104 zu zerstäuben, so dass das zerstäubte Beschichtungsmaterial bereitgestellt wird. Das Beschichten des Substrats kann aufweisen, das von dem Rohrtarget 102t zerstäubte Beschichtungsmaterial (das erste Targetmaterial und das zweite Targetmaterial aufweisend) zu dem Substrat 206 zu transferieren.
  • Das Beschichten des Substrats 206 kann aufweisen, eine Schicht auf dem Substrat zu bilden welche das Beschichtungsmaterial aufweist oder daraus gebildet ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 206 zumindest eines von Folgendem aufweisen oder daraus gebildet sein: eine Keramik, ein Glas, einen Halbleiter (z.B. einen amorphen, polykristallinen oder einkristallinen Halbleiter, z.B. Silizium), ein Metall (z.B. Aluminium, Kupfer, Eisen, Stahl, Platin, Gold, etc.) ein Polymer (z.B. Kunststoff) und/oder eine Mischung verschiedener Materialien, wie z.B. ein Verbundwerkstoff (z.B. Kohlenstofffaser-verstärkter-Kohlenstoff, oder Kohlenstofffaser-verstärkter-Kunststoff).
  • Das Zerstäuben des Rohrtargets 102t und des zumindest einen Hilfstargets 204a, 204b bzw. das Beschichten des Substrats 206 können im Vakuum erfolgen, z.B. bei dem vordefinierten Druck (auch als Arbeitsdruck bezeichnet). Das Bereitstellen des Vakuums kann in der Vakuumkammer 802 erfolgen.
  • Das Verfahren 400 weist optional auf, in 407, Versorgen des Plasmas mit einem Arbeitsgas. Das Arbeitsgas kann beispielsweise ein Inertgas aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Arbeitsgas kann beispielsweise Krypton aufweisen oder daraus gebildet sein. Dies erreicht, dass das Zerstäuben des Beschichtungsmaterials mittels Krypton erfolgt, was sich auf die elektrischen Eigenschaften der Schicht auswirkt, wie später noch genauer beschrieben wird.
  • Das Zerstäuben des Rohrtargets 102t und des zumindest einen Hilfstargets 204a, 204b bzw. das Beschichten des Substrats 206 können beispielsweise nur in dem Arbeitsgas erfolgen, z.B. bei dem Arbeitsdruck. Das Bereitstellen des Arbeitsgases bei dem Arbeitsdruck kann in einer Vakuumkammer erfolgen, wie später noch genauer beschrieben wird. Der Arbeitsdruck ist beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10-2 mbar bis ungefähr 10-4 mbar oder weniger.
  • Optional kann die auf dem Substrat gebildete Schicht eine Halbleiterschicht sein, beispielsweise eine dotierte Halbleiterschicht.
  • Optional kann die auf dem Substrat gebildete Schicht amorph sein. Beispielsweise können die Atome der Halbleiterschicht (d.h. die Halbleiteratome) keine geordneten Strukturen, sondern ein unregelmäßiges Muster bilden und lediglich über Nahordnung, nicht aber Fernordnung verfügen.
  • Ein erstes Anwendungsbeispiel weist auf, dass das zweite Targetmaterial einen Dotanten als zweites chemisches Element aufweist, mit dem das erste Targetmaterial dotiert werden kann. Mit anderen Worten kann das zweite chemische Element der Dotant sein. In dem Fall wird das zweite Targetmaterial auch als Dotierstoff haltiges Material bezeichnet. Beispielsweise kann das zweite Targetmaterial den Dotanten oder eine chemische Verbindung des Dotanten aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Ein zweites Anwendungsbeispiel weist auf, dass das mit dem Beschichtungsmaterial beschichtete Substrat erwärmt wird (auch als Wärmebehandlung bezeichnet), z.B. mittels einer Heizvorrichtung. Dies begünstigt, dass sich das erste Targetmaterial und das zweite Targetmaterial miteinander vermischen und/oder eine chemische Verbindung bilden. Weist das zweite Targetmaterial den Dotanten als zweites chemisches Element auf, kann das Erwärmen begünstigen, dass das erste Targetmaterial mittels des Dotanten elektrisch verändert wird (auch als Aktivieren der Dotierung bezeichnet).
  • Ein drittes Anwendungsbeispiel weist auf, dass das zweite Targetmaterial Phosphor (P) als zweites chemisches Element aufweist oder daraus gebildet ist. Phosphor kann als Dotierstoff für das erste Targetmaterial verwendet werden, z.B. wenn das erste Targetmaterial Silizium aufweist oder daraus gebildet ist. Anschaulich kann es die bereitgestellte Sputtervorrichtung erleichtern, ein Beschichtungsmaterial bereitzustellen, das Phosphor und Silizium aufweist, bzw. das Substrat mit einer Schicht zu beschichten, die Phosphor dotiertes Silizium aufweist. Phosphor-dotiertes Silizium kann beispielsweise nur schwer oder gar nicht als Rohrtarget bereitgestellt werden. Beispielsweise sind die Kosten für ein Rohrtarget aus Phosphor-dotiertem Silizium größer als die Kosten für ein Planartarget aus Phosphor-dotiertem Silizium. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird anschaulich erreicht, dass dem Silizium des Rohrmagnetrons das Phosphor des Planarmagnetrons zugemischt werden kann. Beispielsweise kann die chemische Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials bzw. der Schicht aufweisen, dass der Anteil von P (d.h. die Phosphorkonzentration) größer ist als 0.5 at% und/oder kleiner ist als 50 at%, z.B. größer ist als 1 at% und/oder kleiner ist als 10 at%.
  • Ein viertes Anwendungsbeispiel weist auf, dass das zweite Targetmaterial eine Silizium/Phosphorverbindung (z.B. Siliziumphosphid - SiP) aufweist oder daraus gebildet ist, z.B. wenn das erste Targetmaterial im Wesentlichen aus Silizium gebildet ist. Die Zwischenbeschichtungsrate kann kleiner sein als die Zerstäubungsrate des Rohrmagnetrons. Beispielsweise kann die Zerstäubungsrate des Rohrmagnetrons mehr als das Doppelte der Zwischenbeschichtungsrate sein, z.B. kann die Zerstäubungsrate des Rohrmagnetrons mehr als das Fünffache der Zwischenbeschichtungsrate, z.B. kann die Zerstäubungsrate des Rohrmagnetrons mehr als das Zehnfache der Zwischenbeschichtungsrate sein. Dies erreicht anschaulich, dass die Silizium/Phosphorverbindung verdünnt wird mit dem Silizium des Rohrmagnetrons. Beispielsweise kann die chemische Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials aufweisen, dass der Anteil von P in Si größer ist als 0.5 at% und/oder kleiner ist als 50 at%%, z.B. größer ist als 1 at% und/oder kleiner ist als 10 at%.
  • Ein fünftes Anwendungsbeispiel weist auf, dass die Silizium/Phosphorverbindung des vierten Anwendungsbeispiels eine Konzentration des Phosphors von ungefähr 50 at% aufweist.
  • Ein sechstes Anwendungsbeispiel weist auf, dass ein Rohrtarget 102t aus einem Silizium/Phosphorgemisch mittels des Planarmagnetrons mit Phosphor und/oder optional mit Silizium beschichtet wird. Das Rohrtarget 102t bzw. das Silizium/Phosphorgemisch kann eine Konzentration des Phosphors aufweisen von weniger als ungefähr 0,5 at%, z.B. weniger als ungefähr 0,2 at%.
  • Das sechste Anwendungsbeispiel weist beispielsweise auf, dass das Rohrtarget 102t aus einem Silizium/Phosphorgemisch mit niedriger Phosphorkonzentration (beispielsweise derart, dass das Rohrtarget elektrisch leitfähig ist für das DC-Sputtern) gesputtert wird und eine Schicht auf das Substrat deponiert wird. Der Massenanteil von Si und/oder P können angepasst werden mittels des Teilchenstroms auf die Oberfläche des Rohrtargets 102t, der von einer zusätzlichen Sputterquelle (z.B. dem Planartarget) emittiert wird, die in diesem Fall die Silizium/Phosphorverbindung, z.B. SiP (z.B. 50at% P und 50at% Si) sputtert. Die zusätzliche Sputterquelle weist eine Facing-Target-Konfiguration auf, so dass zwei Planartargets gesputtert werden, beispielsweise mittels DC-Sputterns (z.B. gepulsten DC-Sputterns) oder AC-Sputterns (z.B. MF-Sputtern).
  • Mittels des Planarmagnetrons in Facing-Target-Konfiguration kann anschaulich ein relativ kleiner Teilchenstrom erreicht werden, um die Phosphorkonzentration von 50 at% auf 1 at% oder weniger zu verringern (auch als Verdünnen bezeichnet). Mittels einer höheren Plasmaleistung kann allerdings auch eine höhere Phosphorkonzentration auf dem Rohrtarget erreicht werden.
  • Die Facing-Target-Konfiguration erreicht ferner, dass die Emissionsrichtung in Richtung zu dem Rohrtarget 102t hin natürlicherweise begrenzt ist, was den Verlust des zweiten Targetmaterials (z.B. Dotierstoff) auf Blenden oder anderen Teilen der Umgebung verringert, da sich die Plattentargets gegenseitig besputtern.
  • Optional können die Plasmen (anschaulich elektrische Entladungen aufweisend) des Rohrmagnetrons und des Plattenmagnetrons zusammen erzeugt werden, z.B. so dass diese Energie miteinander austauschen. Dies vereinfacht die Konstruktion der Sputtervorrichtung und wird beispielsweise erreicht, indem die Plasmen des Rohrmagnetrons und des Plattenmagnetrons nicht notwendigerweise räumlich und atmosphärisch getrennt voneinander sind. Die räumliche und atmosphärische Trennung ist beispielsweise dann nicht unbedingt nötig, wenn kein Reaktivgas verwendet wird, d.h. wenn das Sputtern nur im Inertgas erfolgt.
  • Die Phosphorkonzentration des Beschichtungsmaterials bzw. das Beschichten des Rohrtargets mit Phosphor kann mittels Ansteuerns der Plasmaleistung des Rohrmagnetrons und/oder des Plattenmagnetrons gestellt und/oder geregelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Phosphorkonzentration der auf dem Substrat gebildeten Schicht (z.B. einer gesputterten aSi:P-Schicht) mittels Ansteuerns der Plasmaleistung des Rohrmagnetrons und/oder des Plattenmagnetrons gestellt und/oder geregelt werden.
  • Eine Erhöhung der Phosphorkonzentration des Beschichtungsmaterials bzw. der Schicht kann beispielsweise mittels einer Erhöhung der Plasmaleistung des Plattenmagnetrons erfolgen. Wenn die Plasmaleistung des Rohrmagnetrons erhöht wird (was dessen Zerstäubungsrate erhöht) kann die Phosphorkonzentration des Beschichtungsmaterials bzw. der Schicht verringert werden. Dem kann entgegengewirkt werden, indem die Plasmaleistung des Planarmagnetrons nachgeführt wird. Beispiele für zusätzliche Stellgrößen, welche die Phosphorkonzentration des Beschichtungsmaterials bzw. der Schicht beeinflussen, können aufweisen: die Drehzahl des Rohrtargets und der Arbeitsdruck (beeinflusst den Transfer des zweiten Targetmaterials vom Plattenmagnetron zu dem Rohrtarget).
  • Beispiele der Regelgröße (z.B. Messgröße) zum Stellen und/oder Regeln der Phosphorkonzentration weist auf: eine optische Emission des Plasmas des Rohrmagnetrons (z.B. dessen Spektrum), eine Röntgenfluoreszenz (XRF) der auf dem Substrat 206 gebildeten Schicht (z.B. dessen Spektrum). Die auf dem Substrat 206 gebildete Schicht kann beispielsweise zur Röntgenfluoreszenz angeregt werden. Das erfasste Spektrum kann beispielsweise eine erste Intensität der für Phosphor charakteristischen Röntgenfluoreszenz und eine zweite Intensität der für Silizium charakteristischen Röntgenfluoreszenz aufweisen. Als Regelgröße kann somit auch ein Verhältnis der ersten Intensität zur zweiten Intensität verwendet werden. Als Regelgröße kann alternativ oder zusätzlich auch ein Verhältnis von P zu Si verwendet werden, das basierend auf der Röntgenfluoreszenz ermittelt wird, z.B. basierend auf dem Verhältnis der ersten Intensität zur zweiten Intensität.
  • 5 veranschaulicht ein Halbleiterbauelement 500 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (mit Blick entlang der Transportrichtung), welches mittels der Sputtervorrichtung 100 bzw. mittels des Verfahrens 400 hergestellt ist.
  • Das Halbleiterbauelement 500 kann einen n-dotierten Siliziumwafer als Substrat 206 aufweisen. Das Halbleiterbauelement 500 kann ferner einen Schichtstapel 502 aufweisen, mit dem das Substrat einseitig oder beidseitig beschichtet ist. Der Schichtstapel 502 kann beispielsweise eine erste Schicht aus Siliziumnitrid (SiN) und eine zweite Schicht aus amorphem Silizium (aSi), z.B. von 100 Nanometern (nm) Dicke, aufweisen, welche zwischen dem Substrat 206 und der ersten Schicht angeordnet ist. Die erste Schicht kann optional auch weggelassen werden.
  • Das Halbleiterbauelement 500 kann optional eine sogenannte Tunneloxid-passivierter-Kontakt-Solarzelle, auch bezeichnet als TOPCon-(Tunnel Oxide Passivated Contact)-Solarzelle, oder zumindest deren Arbeitsprobe sein. Das Halbleiterbauelement 500 kann dann zwischen dem Schichtstapel 502 und dem Substrat 206 eine Tunneloxidschicht, z.B. von 1,5 Nanometern Dicke, aufweisen. Die Arbeitsprobe kann beispielsweise verwendet werden, um die Lebensdauer der Ladungsträger zu ermitteln (dann auch als Lebensdauerprobe bezeichnet), wie später noch genauer erläutert wird.
  • Die zweite Schicht aus amorphem Silizium (aSi) kann mittels der Sputtervorrichtung 100 bzw. mittels des Verfahrens 400 hergestellt werden, wie vorstehend beschrieben ist. Beispielsweise kann die zweite Schicht eine mit Phosphor dotierte amorphe Siliziumschicht sein.
  • 6 veranschaulicht ein Halbleiterbauelement 600 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht (mit Blick entlang der Transportrichtung), welches mittels der Sputtervorrichtung 100 bzw. mittels des Verfahrens 400 hergestellt ist.
  • Das Halbleiterbauelement 600 kann einen p-dotierten Siliziumwafer als Substrat 206 aufweisen. Das Halbleiterbauelement 600 kann ferner einen ersten Schichtstapel 502, mit dem das Substrat unterseitig beschichtet ist, und einen zweiten Schichtstapel 602, mit dem das Substrat oberseitig beschichtet ist, aufweisen. Der erste Schichtstapel 502 kann beispielsweise eine erste Schicht aus Metall und die zweite Schicht aus mit Bor dotiertem amorphem Silizium (B:aSi), z.B. von 50 Nanometern (nm) Dicke, aufweisen, welche zwischen dem Substrat 206 und der ersten Schicht angeordnet ist.
  • Der zweite Schichtstapel 602 kann beispielsweise eine zusätzliche erste Schicht aus Siliziumnitrid (SiN) und eine zusätzliche zweite Schicht aus n-dotiertem Silizium (n-Si) aufweisen, welche zwischen dem Substrat 206 und der zusätzlichen ersten Schicht angeordnet ist.
  • Das Halbleiterbauelement 600 kann eine oder mehr als eine Kontaktierung 604 aufweisen, welche den zweiten Schichtstapel 602 durchdringt und und/oder ein in dem Substrat eingebetteten hoch-n-dotierten Bereich kontaktiert.
  • Das Halbleiterbauelement 600 kann optional eine Tunneloxid-passivierter-Kontakt-Solarzelle sein. Dann kann das Halbleiterbauelement 600 zwischen dem ersten Schichtstapel 502 und dem Substrat 206 eine Tunneloxidschicht aus Siliziumoxid, z.B. von 1,5 Nanometern Dicke, aufweisen.
  • Die zusätzliche zweite Schicht aus n-dotiertem Silizium (n-Si) kann mittels der Sputtervorrichtung 100 bzw. mittels des Verfahrens 400 hergestellt werden, wie vorstehend beschrieben ist. Beispielsweise kann die zusätzliche zweite Schicht aus n-dotiertem Silizium (n-Si) eine mit Phosphor dotierte amorphe Siliziumschicht sein.
  • 7 veranschaulicht das Verfahren 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 700 in einem schematischen Ablaufdiagramm, z.B. zum Betreiben der Sputtervorrichtung 100, wobei das zu 4 Beschriebene in Analogie gelten kann.
  • Das Verfahren 400 weist auf, in 701, Zerstäuben eines Halbleitermaterials (z.B. als erstes Targetmaterial) mittels eines Plasmas. Das Halbleitermaterial kann beispielsweise mittels eines Rohrtargets 102t und/oder mittels zumindest eines Planartargets 204a bereitgestellt sein oder werden, so dass das Verfahren 400 aufweist, dass das Rohrtarget 102t oder das zumindest eine Planartarget 204a zerstäubt 401 werden, z.B. gleichzeitig.
  • Wie vorstehend beschrieben kann das Halbleitermaterial Teil des Beschichtungsmaterials sein, welches optional einen Dotanten aufweist. Das Beschichtungsmaterial kann beispielsweise ein Gemisch (auch als Stoffgemisch bezeichnet) oder eine Verbindung (auch als chemische Verbindung bezeichnet) aufweisen, welche das Halbleitermaterial und den Dotanten (z.B. Phosphor) aufweisen.
  • Beispielsweise können das erste Targetmaterial und/oder zweite Targetmaterial den Dotant (z.B. Phosphor) aufweisen, so dass das Halbleitermaterial dotiert ist oder wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen muss nicht notwendigerweise das zweite Targetmaterial zerstäubt werden, bzw. muss die Sputtervorrichtung nicht notwendigerweise mehrere Targets aufweisen. Beispielsweise kann das Halbleitermaterial von einem Rohrtarget oder einem Planartarget zerstäubt werden, wobei das Halbleitermaterial optional dotiert ist. Allerdings kann wie vorstehend beschrieben, das erste Targetmaterial und optional gleichzeitig dazu das zweite Targetmaterial von dem Rohrtarget zerstäubt werden.
  • Wird das Rohrtargets 102t und das zumindest eine Planartarget 204a zerstäubt, kann das Verfahren optional aufweisen, dass das Beschichten 403 des Rohrtargets 102t mittels des von dem einen Hilfstarget 204a zerstäubten zweiten Targetmaterial erfolgt. Das erste Targetmaterial des Rohrtargets 102t und das zweite Targetmaterial, mit dem das erste Targetmaterial beschichtet wird, können beispielsweise zusammen das Beschichtungsmaterial bilden.
  • Das Verfahren 400 weist auf, in 405, das Beschichten eines Substrats 206 mittels zumindest des zerstäubten Halbleitermaterials. Beispielsweise kann das Halbleitermaterial, das zerstäubt wird, dotiert sein, z.B. mit Phosphor. Das Zerstäuben des Halbleitermaterials kann beispielsweise aufweisen, das erste Targetmaterial und optional das zweite Targetmaterial von dem Rohrtarget 102t zu zerstäuben. Das Beschichten des Substrats kann beispielsweise aufweisen, das von dem Rohrtarget 102t zerstäubte Beschichtungsmaterial (das Halbleitermaterial und optional den Dotanten aufweisend) zu dem Substrat 206 zu transferieren.
  • Das Beschichten des Substrats 206 kann aufweisen, eine Schicht auf dem Substrat zu bilden, welche das Beschichtungsmaterial aufweist oder daraus gebildet ist.
  • Das Verfahren 400 weist optional auf, in 707, Versorgen des Plasmas mit einem Arbeitsgas, das Krypton aufweist oder daraus gebildet ist. Dies erreicht, dass das Plasma, mit dem das Halbleitermaterial zerstäubt wird, Krypton aufweist. Das Versorgen des Plasmas mit einem Arbeitsgas kann aufweisen, dem Plasma das Arbeitsgas zuzuführen. Beispielsweise kann dem Plasma beständig hochreines Krypton (z.B. mehr 99.99 at% Krypton aufweisend) zugeführt werden, z.B. aus einem Gasreservoir heraus.
  • Nachfolgend wird die Verwendung eines Plasmas, das Krypton aufweist, zum Sputtern eines Halbleitermaterials näher erläutert.
  • 8 veranschaulicht ein Diagramm 800 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, in welchem die elektrischen Eigenschaften verschiedener Arbeitsproben (kurz auch als Proben bezeichnet) dargestellt sind, von denen jede Probe ein mittels der Sputtervorrichtung 100 bzw. mittels des Verfahrens 400 beschichtetes Substrat aufweist. Das Substrat 206 kann beispielsweise ein p-dotierter Wafer sein.
  • Auf Achse 801 ist die implizierte Leerlaufspannung (iVoc - implied open circuit voltage) aufgetragen als Repräsentant für die Lebensdauer der Ladungsträger der Probe. Je größer die iVoc, desto größer die Lebensdauer der Ladungsträger. Auf Achse 803 ist die Nummer der Probe (z.B. einer Lebensdauerprobe oder einer Solarzelle) aufgetragen, deren Leerlaufspannung ermittelt wurde.
  • Die Leerlaufspannung ist die maximale Spannung, die von der Probe erzeugt wird bei Nullstrom. Die Leerlaufspannung entspricht dem Betrag der Vorwärtsspannung aufgrund der Vorspannung des Solarzellenübergangs mit den vom Licht erzeugten Ladungsträgern. Zum Ermitteln der Leerlaufspannung kann das beschichtete Substrat mittels eines Blitzes belichtet und die Leitfähigkeit der Probe erfasst werden. Basierend auf dem zeitlichen Verlauf der Leitfähigkeit der Probe kann die Lebensdauer der Ladungsträger bzw. die implizierte Leerlaufspannung ermittelt werden.
  • Dargestellt ist die Leerlaufspannung für Probengruppe 1 (PG1), für Probengruppe 2 (PG2) und Probengruppe 3 (PG3). Bei Probengruppe 1 wurde Argon als Arbeitsgas zum Bilden des Plasmas verwendet, mittels dessen das Halbleitermaterial zerstäubt (gesputtert) wurde. Bei Probengruppe 2 wurde Helium als Arbeitsgas zum Bilden des Plasmas verwendet, mittels dessen das Halbleitermaterial zerstäubt (gesputtert) wurde. Bei Probengruppe 3 wurde Krypton als Arbeitsgas zum Bilden des Plasmas verwendet, mittels dessen das Halbleitermaterial zerstäubt (gesputtert) wurde.
  • Das Bilden einer dotierten aSi-Schicht mittels Sputterns für die Anwendung in einer TOPCon-Konfiguration ermöglicht, eine gute Skalierbarkeit und den Verzicht auf giftige Gase, wie sie in der PECVD verwendet werden müssen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass zum einen die Sputterbedingungen großen Einfluss auf die Lebensdauer der Ladungsträger (auch als Ladungsträgerlebensdauer bezeichnet) haben, zum anderen aber auch der in die aSi-Schicht parasitär eingebaute Sauerstoff.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird Krypton als Arbeitsgas verwendet. Das Sputtern mittels Krypton (Kr) kann eine deutlich größere Ladungsträgerlebensdauer erreichen als mittels Helium oder mittels Argon. Ebenso wurde erkannt, dass Zellprocursoren eine deutlich bessere Passivierungswirkung der mit Krypton gesputterten Schichten aufweisen, die beispielsweise nahe an die mittels PECVD hergestellten Vergleichsproben kommen.
  • Beim Bilden einer solchen aSiP-Schicht mittels Sputterns konnte schließlich aus einer Vielzahl von Versuchen, in denen unterschiedliche Stellgrößen, wie beispielsweise Plasmaleistung, Arbeitsdruck, Target-zu-Substratabstand (TSD), variiert wurden, die spezifische dynamische Rate (DDR) als aussagekräftige Prozesskenngröße identifiziert werden, welche das Optimieren der iVoc erlaubt. Dies wird nachfolgend erläutert.
  • 9 veranschaulicht ein Diagramm 900 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, in welchem die Eigenschaften verschiedener Proben, die mittels der Sputtervorrichtung 100 bzw. mittels des Verfahrens 400 hergestellt wurden, dargestellt sind. Auf Achse 801 ist die implizierte Leerlaufspannung (iVoc) aufgetragen als Repräsentant für die Lebensdauer der Ladungsträger. Auf Achse 803 ist Beschichtungsrate aufgetragen, d.h. die Rate mit der das Substrat beschichtet wurde. Auf Achse 805 der Sauerstoffgehalt der Probe aufgetragen. Die Proben wiesen beispielsweise mit aSiP beschichte n-dotierte Wafer auf und wurden nach dem Beschichten getempert.
  • Die Beschichtungsrate ist als sogenannte spezifische dynamische Rate (DDR) angegeben, was den Vergleich von verschiedenen Herstellungsbedingungen vereinfacht. Die DDR gibt die mittlere Beschichtungsrate als Volumenzuwachsrate (beispielsweise Dickenzuwachsrate mal beschichteter Fläche) an normiert auf die Plasmaleistung (z.B. in Angström · Quadratmillimeter / (Watt · Sekunde)).
  • Die Beschichtungsrate ist eine Funktion der Folgenden Stellgrößen: der Plasmaleistung, des Arbeitsdrucks und des Abstands des Substrats vom Target (auch als TSD bezeichnet). Die Beschichtungsrate wurde variiert, indem eine oder mehr als eine dieser Stellgrößen verändert wurde.
  • Anhand der Abhängigkeit der iVoc sowie des Sauerstoffgehalts ist zu erkennen, dass die iVoc mit sinkender Beschichtungsrate zunimmt. Allerdings liegt der Trend nur vor, so lange anschaulich wenig Sauerstoff in die Schicht eingebaut wird. Denn es ist zu erkennen, dass die sinkende Beschichtungsrate auch den Einbau von Sauerstoff (auch als Sauerstoffeinbau bezeichnet) in die Schicht begünstigt.
  • Sauerstoff wird beim Sputtern unter bestimmten Prozessbedingungen beim Bilden der Schicht mit in diese eingebaut. Grundlegend kann dem entgegengewirkt werden, indem die Arbeitsatmosphäre besonders rein ist. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem der Basisdruck der Vakuumanordnung besonders niedrig ist. Der Basisdruck ist der niedrigste Druck, der in der Vakuumkammer erzeugt werden kann und repräsentiert damit den maximalen Grad an möglicher Verunreinigung der Arbeitsatmosphäre. Beispielsweise kann die Arbeitsatmosphäre zu mehr als 90 at% (z.B. als 99 at%) Krypton aufweisen.
  • Die Rate des Sauerstoffeinbaus nimmt mit zunehmendem Arbeitsdruck zu, mit zunehmendem TSD zu, und im Wesentlichen linear ab mit zunehmender Plasmaleistung. Allerdings ist der Sauerstoffeinbauselbst bei einem geringsten möglichen Basisdruck nicht zu verhindern.
  • Anhand des Vergleichs zwischen PG3 und PG1 ist zu erkennen, dass das Sputtern mittels Krypton den Trend der zunehmenden iVoc mit sinkender Beschichtungsrate weiter fortsetzt und so eine höhere iVoc ermöglicht, als das Sputtern mittels Argon. Anschaulich hemmt das Sputtern mittels Krypton den Einbau von Sauerstoff, so dass bei einer geringeren Beschichtungsrate gesputtert werden kann.
  • 10 veranschaulicht ein Diagramm 1000 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, in welchem die Eigenschaften verschiedener Proben, die mittels der Sputtervorrichtung 100 bzw. mittels des Verfahrens 400 hergestellt wurden, dargestellt sind. Auf Achse 807 ist der Flächenwiderstand des Substrats aufgetragen als Repräsentant für die Leitfähigkeit der dotierten Schicht. Auf Achse 803 ist Beschichtungsrate aufgetragen, d.h. die Rate mit der das Substrat beschichtet wurde. Auf Achse 805 ist der Sauerstoffgehalt der Probe aufgetragen. Der Basiswiderstand des Wafers liegt ungefähr bei Punkt 807b, d.h. ungefähr in dem Bereich des Flächenwiderstands von PG1. Daran ist zu erkennen, dass Krypton ebenfalls einen sehr positiven Einfluss auf den Schichtwiderstand nach dem Tempern hat. Während mit Argon anschaulich kaum elektrisch leitfähige Schichten erzeugt werden, sind mittels Krypton gesputterte Schichten (siehe PG3) sehr viel leitfähiger.
  • 11 veranschaulicht ein Diagramm 1100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, in welchem die Eigenschaften verschiedener Proben, die mittels der Sputtervorrichtung 100 bzw. mittels des Verfahrens 400 hergestellt wurden, dargestellt sind. Auf Achse 809 ist der Sauerstoffgehalt der Schicht aufgetragen. Auf Achse 813 ist eine Prozessgröße aufgetragen, welche das Produkt aus dem Arbeitsdruck, einer Funktion der Plasmaleistung und dem TSD repräsentiert.
  • Für PG1 ist gestrichelt der Fall hohen Basisdrucks (anschaulich ein verunreinigtes Vakuum) und durchgezogen der Fall niedrigen Basisdrucks (anschaulich ein möglichst reines Vakuum) im Vergleich dargestellt. Der Basisdruck hat trotz fast zwei Größenordnungen Unterschied kaum Einfluss auf den Sauerstoffeinbau. Der Unterschied zwischen Argon und Krypton als Arbeitsgas ist über der gewählten Prozessgröße hingegen deutlicher (weniger Sauerstoffeinbau bei Kr), wenn auch nicht sehr groß. Wird diese Datenlage anders dargestellt, ist dieser Unterschied allerdings deutlicher, wie nachfolgend erläutert wird.
  • 12 veranschaulicht ein Diagramm 1200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, in welchem die Eigenschaften verschiedener Proben, die mittels der Sputtervorrichtung 100 bzw. mittels des Verfahrens 400 hergestellt wurden, dargestellt sind. Auf Achse 805 ist der Sauerstoffgehalt der Schicht aufgetragen. Auf Achse 803 ist die Beschichtungsrate aufgetragen. Die Beschichtungsrate ist als spezifische dynamische Rate (DDR) angegeben. Für PG1 ist gestrichelt der Fall hohen Basisdrucks (anschaulich ein verunreinigtes Vakuum) und durchgezogen der Fall niedrigen Basisdrucks (anschaulich ein möglichst reines Vakuum) zum Vergleich dargestellt.
  • Wie zu sehen ist, hat der höhere Basisdruck (auch als schlechterer Restgasdruck bezeichnet) einen geringeren Einfluss auf den Sauerstoffeinbau als der Austausch von Argon als Arbeitsgas gegen Krypton als Arbeitsgas. Für Krypton als Arbeitsgas wird ein deutlich größerer DDR-Bereich erhalten, in dem der Sauerstoffeinbau gering bleibt. Dies kann beim Bilden einer dotierten aSi-Schicht mittels Sputtern ausgenutzt werden. Beispielsweise kann die aSi-Schicht ohne erhöhte Temperatur abgeschieden werden, z.B. bei Standardtemperatur, und/oder nachfolgend getempert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Zerstäuben eines halbleitenden Targets mittels eines Plasmas (auch als Sputtern bezeichnet), wobei das Plasma Krypton aufweist, und das Beschichten eines Substrats mittels des von dem Target zerstäubten Beschichtungsmaterials erfolgen.
  • Das Beschichten des Substrats kann beispielsweise aufweisen, eine Halbleiterschicht zu bilden, z.B. eine dotierte und/oder amorphe Halbleiterschicht, z.B. eine dotierte und/oder amorphe Siliziumschicht.
  • Das Beschichten eines Substrats kann beispielsweise aufweisen, eine passivierende und elektrisch leitfähige Schicht zu bilden, z.B. in einer Tunneloxid-passivierter-Kontakt-Solarzelle.
  • Wie in 9 erläutert, wurde erkannt, dass mit abnehmender spezifischer dynamischer Rate (DDR) die iVoc nach dem Tempern der gebildeten Schicht steigt bis zu einem Maximum, ab dem deutliche Anteile Sauerstoff in die Schicht eingebaut werden. Der Sauerstoffeinbau führt zum Sinken der iVoc. Wie in 10 erläutert, kann nach Tempern eine Widerstandserniedrigung des Wafer-Schicht-Verbundes nur bei Sputtern mit Krypton erreicht werden. Allerdings kann der elektrische Widerstand ansteigen, wenn die Sauerstoffkonzentration in der Schicht steigt. Beim Sputtern mit Argon wird hauptsächlich der Basiswiderstand des Wafers reproduziert, das heißt, die gebildete Schicht trägt auch nach dem Tempern nicht zur Leitfähigkeit des Schicht-Substrat-Verbundes bei. Daher führt das Sputtern mit Krypton zu einer besseren Beherrschbarkeit des Sputterprozesses mit weiterem Parameterraum sowie zur Herstellung einer nach dem Tempern elektrisch leitfähigen Schicht.
  • Grundsätzlich kann verstanden werden, dass der hierin beschriebene Einfluss von Krypton auf die elektrischen Eigenschaften der gebildeten Schicht kontinuierlich verändert werden kann. Beispielsweise kann das Arbeitsgas, wenn der Bedarf besteht, auch aus einem Gemisch von Krypton und einem anderen Inertgas (z.B. Argon) bestehen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren aufweisen, eine in-situ-dotierte aSi-Schicht mit guter Passivierungswirkung (iVoc nach Tempern) sowie guter Leitfähigkeit (Rs nach Tempern) zu bilden.
  • 13 veranschaulicht das Verfahren 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1300 in einem schematischen Ablaufdiagramm, z.B. zum Betreiben der Sputtervorrichtung 100, wobei das zu 4 und/oder 7 Beschriebene in Analogie gelten kann.
  • Das Verfahren 400 weist auf, in 1301, Verändern einer Rate, mit der das Beschichten des Substrats erfolgt (auch als Beschichtungsrate bezeichnet); und in 1303, Ermitteln eines Arbeitspunkts für das Zerstäuben eines Halbleitermaterials, bei dem eine Ladungsträgerlebensdauer maximal wird, basierend auf einem Resultat des Veränderns der Rate.
  • Das Verändern der Beschichtungsrate kann aufweisen, die Plasmaleistung, den Arbeitsdruck und/oder den Abstand des Substrats vom Target (z.B. Rohrtarget) zu verändern.
  • Das Resultat des Veränderns der Rate kann beispielsweise erfasst werden, indem ein beschichtetes Substrat, welches optional ferner getempert (wärmebehandelt) wird, optisch und/oder elektrisch erfasst wird. Das elektrische Erfassen des Substrats kann aufweisen, eine elektrische Eigenschaft des Substrats zu erfassen, welche die Ladungsträgerlebensdauer repräsentiert. Die elektrische Eigenschaft des Substrats kann beispielsweise ein elektrischer Widerstand des Substrats und/oder der zeitliche Verlauf des elektrischen Widerstands des Substrats aufweisen. Der zeitliche Verlauf des elektrischen Widerstandes kann beispielsweise erfasst werden, nachdem das Substrat mittels eines Lichtblitzes bestrahlt wurde.
  • Das Ermitteln eines Arbeitspunkts kann aufweisen, dass mehrere Substrate beschichtet werden, von denen jedes bei einem anderen Arbeitspunkt beschichtet wird, und für jedes Substrat das Resultat des Veränderns der Rate ermittelt wird. Anhand der so gewonnenen Paare aus Arbeitspunkt und Resultat des Veränderns der Rate (z.B. elektrische Eigenschaft des Substrats) kann derjenige Arbeitspunkt ausgewählt werden, dessen Resultat des Veränderns der Rate einem vordefinierten Kriterium genügt. Das Kriterium kann beispielsweise aufweisen, dass die elektrische Eigenschaft des Substrats eine maximale Ladungsträgerlebensdauer repräsentiert oder zumindest oberhalb einer Schwelle liegt.
  • Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
  • Beispiel 1 ist eine Sputtervorrichtung, aufweisend: ein Rohrmagnetron zum Zerstäuben eines (z.B. dotierten und/oder halbleitenden) Rohrtargets (z.B. ein erstes Material aufweisend oder daraus gebildet); ein Planarmagnetron, welches ein Gestell aufweist, das eingerichtet ist, ein erstes Planartarget und ein zweites Planartarget (z.B. jeweils ein zweites Material aufweisend) in einem Abstand voneinander zu halten, derart, dass diese beim Zerstäuben ein Material (beispielsweise das zweite Targetmaterial) zumindest teilweise miteinander austauschen und/oder dass diese einen gemeinsamen Emissionskanal bilden; wobei das Planarmagnetron eingerichtet ist, das Rohrtarget mit dem Material zu beschichten, wobei beispielsweise das erste und/oder zweite Planartarget einen Dotant mit einem Anteil von größer als ungefähr 5 at% (z.B. als 10 at%, z.B. als 25 at%) aufweist, wobei beispielsweise das Rohrtarget einen Dotant mit einem Anteil von weniger als 0,2 at% (z.B. als 0,1 at%, z.B. als 0,05 at%) aufweist.
  • Beispiel 2 ist die Sputtervorrichtung gemäß Beispiel 1, wobei das Gestell eingerichtet ist, das erste Planartarget und das zweite Planartarget derart zu halten, dass deren Hauptoberflächen (zu zerstäubende Oberflächen) einander zugewandt sind.
  • Beispiel 3 ist die Sputtervorrichtung gemäß Beispiel 1 oder 2, wobei das Gestell eingerichtet ist, das erste Planartarget und das zweite Planartarget derart zu halten, dass diese mittels eines Spalts voneinander räumlich separiert sind, wobei der Spalt in Richtung zu dem Rohrmagnetron hin freigelegt ist.
  • Beispiel 4 ist die Sputtervorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 3, ferner aufweisend: eine Gasleitung, welche in dem Spalt zwischen dem ersten Planartarget und dem zweiten Planartarget mündet und/oder zumindest eingerichtet ist, ein Gas in den Spalt zwischen dem ersten Planartarget und dem zweiten Planartarget zu emittieren, z.B. in Richtung zu dem Rohrmagnetron hin.
  • Beispiel 5 ist die Sputtervorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 4, wobei das Planarmagnetron eingerichtet ist, eine Spannung (beispielsweise die Sputterspannung) zwischen das erste Planartarget und das zweite Planartarget anzulegen, wobei die Spannung beispielsweise eine Wechselspannung aufweist.
  • Beispiel 6 ist die Sputtervorrichtung gemäß Beispiel 5, ferner aufweisend: einen Generator, welcher eingerichtet ist, die Spannung bereitzustellen.
  • Beispiel 7 ist die Sputtervorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, wobei das Rohrmagnetron eine Lagervorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, das Rohrmagnetron drehbar zu lagern.
  • Beispiel 8 ist die Sputtervorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 7, wobei das Rohrmagnetron eine Antriebsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, dem Rohrmagnetron ein Drehmoment zuzuführen.
  • Beispiel 9 ist die Sputtervorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 8, ferner aufweisend: das Rohrtarget und/oder zumindest ein Planartarget, wobei das zumindest eine Planartarget das erste Planartarget und/oder das zweite Planartarget aufweist.
  • Beispiel 10 ist die Sputtervorrichtung gemäß Beispiel 9, wobei das Rohrtarget eine größere Konzentration eines ersten chemischen Elements (z.B. eines Halbleiters, z.B. Silizium) aufweist als das zumindest eine Planartarget.
  • Beispiel 11 ist die Sputtervorrichtung gemäß Beispiel 9 oder 10, wobei das Rohrtarget eine kleinere Konzentration eines zweiten chemischen Elements (z.B. Dotierstoff, z.B. Phosphor) aufweist als das zumindest eine Planartarget.
  • Beispiel 12 ist die Sputtervorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 11, ferner aufweisend: eine Steuervorrichtung, welche eingerichtet ist, ein Stellglied anzusteuern, mittels welchem das Rohrmagnetron und/oder das Planarmagnetron versorgt werden, basierend auf einer Prozessgröße, welche eine chemische Zusammensetzung (z.B. Dotierung, z.B. Dotierungsgrad) des Rohrmagnetrons (z.B. dessen Oberfläche) repräsentiert, wobei die Prozessgröße beispielsweise eine chemische Zusammensetzung eines Beschichtungsmaterials ist, das von dem Rohrmagnetrons emittiert wird; und/oder wobei die Prozessgröße beispielsweise eine chemische Zusammensetzung einer Schicht ist, die mittels des Rohrmagnetrons gebildet wird.
  • Beispiel 13 ist die Sputtervorrichtung gemäß Beispiel 12, wobei das Stellglied ein Ventil aufweist, mittels welchem das Rohrmagnetron und/oder das Planarmagnetron mit einem Arbeitsgas (z.B. Krypton) versorgt werden, und/oder wobei das Stellglied einen Generator aufweist, mittels welchem das Rohrmagnetron und/oder das Planarmagnetron elektrisch versorgt werden (z.B. mit der Sputterspannung).
  • Beispiel 14 ist eine Vakuumanordnung, aufweisend: eine Vakuumkammer, eine Sputtervorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 13, deren Rohrmagnetron und/oder Gestell in der Vakuumkammer angeordnet sind.
  • Beispiel 15 ist die Vakuumanordnung gemäß Beispiel 14, ferner aufweisend: eine Transportvorrichtung, die eingerichtet ist, ein Substrat entlang eines Transportpfades in der Vakuumkammer zu transportieren; wobei das Rohrmagnetron eingerichtet ist, beim Zerstäuben eines Rohrtargets gebildetes Material zu dem Transportpfad hin zu emittieren.
  • Beispiel 16 ist die Sputtervorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 15, ferner aufweisend: eine oder die Steuervorrichtung, welche eingerichtet ist, ein Stellglied anzusteuern basierend auf einer Prozessgröße, welche eine chemische Zusammensetzung (z.B. Dotierung, z.B. Dotierungsgrad) des Rohrtargets repräsentiert, wobei die Prozessgröße beispielsweise eine chemische Zusammensetzung eines Beschichtungsmaterials ist, das von dem Rohrmagnetron emittiert wird; und/oder wobei die Prozessgröße beispielsweise eine chemische Zusammensetzung einer Schicht ist, die mittels des Rohrmagnetrons gebildet wird, wobei das Stellglied beispielsweise eingerichtet ist, eine dem Rohrmagnetron zugeführte elektrisch Leistung und/oder eine dem Planarmagnetron zugeführte elektrische Leistung zu verändern (z.B. in Antwort auf das Ansteuern).
  • Beispiel 17 ist ein Verfahren (z.B. zum Betreiben einer Sputtervorrichtung bzw. Vakuumanordnung gemäß einem der Beispiele 1 bis 16), aufweisend: gleichzeitiges Zerstäuben eines (z.B. halbleitendend und/oder dotierten) Rohrtargets und eines Hilfstargets (z.B. Planartargets) mittels eines Plasmas, und Beschichten des Rohrtargets mittels des Zerstäubens des Hilfstargets.
  • Beispiel 18 ist das Verfahren gemäß Beispiel 17, wobei das Rohrtarget ein halbleitendes Rohrtarget ist.
  • Beispiel 19 ist das Verfahren gemäß Beispiel 17 oder 18, wobei das Rohrtarget ein erstes chemisches Element (z.B. Halbleiter, z.B. Silizium) und/oder wobei das Hilfstarget das erste chemische Element (z.B. Halbleiter, z.B. Silizium) aufweisen.
  • Beispiel 20 ist das Verfahren gemäß Beispiel 19, wobei das Rohrtarget eine größere Konzentration des ersten chemischen aufweist als das Hilfstarget.
  • Beispiel 21 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 17 bis 20, wobei das Rohrtarget ein zweites chemisches Element (z.B. Dotierstoff, z.B. Phosphor) und/oder wobei das Hilfstarget das zweite chemische Element (z.B. Dotierstoff, z.B. Phosphor) aufweisen.
  • Beispiel 22 ist das Verfahren gemäß Beispiel 21, wobei das Rohrtarget eine kleinere Konzentration des zweiten chemischen Elements aufweist als das Hilfstarget.
  • Beispiel 23 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 17 bis 22, ferner aufweisend: Beschichten eines Substrats mittels des Zerstäubens des Rohrtargets, wobei das Beschichten beispielsweise aufweist, eine Schicht auf dem Substrat zu bilden, welche das zweite chemische Element in einer Konzentration aufweist, die größer ist als die Löslichkeitsgrenze des zweiten chemischen Elements in einer Schmelze des ersten chemischen Elements.
  • Beispiel 24 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 17 bis 23, wobei das Rohrtarget ein Gemisch aus dem zweiten chemischen Element und dem ersten chemischen Element aufweist, wobei beispielsweise das zweite chemische Element in dem ersten chemischen Element gelöst ist, und/oder wobei das Hilfstarget eine chemische Verbindung aus dem zweiten chemischen Element und dem ersten chemischen Element aufweist.
  • Beispiel 25 ist ein Verfahren (z.B. zum Betreiben einer Sputtervorrichtung bzw. Vakuumanordnung gemäß einem der Beispiele 1 bis 16 und/oder gemäß dem Verfahren gemäß einem der Beispiele 17 bis 24), aufweisend: Ermitteln einer Prozesskenngröße, welche eine chemische Zusammensetzung (z.B. Dotierung, z.B. Dotierungsgrad) einer Halbleiterschicht, welche mittels eines Rohrmagnetrons, das mittels eines Planarmagnetrons beschichtet wird, gebildet wird, repräsentiert (z.B. abbildet); Ansteuern eines Stellglieds (z.B. basierend auf einem Ergebnis einer Röntgen-Fluoreszenz-Messung), mittels welchem ein Arbeitspunkt, bei dem die Halbleiterschicht gebildet wird, verändert wird, basierend auf der Prozesskenngröße; wobei beispielsweise das Stellglied ein Ventil aufweist, mittels welchem das Rohrmagnetron und/oder das Planarmagnetron mit einem Arbeitsgas (z.B. Krypton) versorgt werden, wobei beispielsweise das Stellglied einen Generator aufweist, mittels welchem das Rohrmagnetron und/oder das Planarmagnetron elektrisch versorgt werden (z.B. mit der Sputterspannung); wobei beispielsweise das Stellglied eingerichtet ist, eine dem Rohrmagnetron zugeführte elektrisch Leistung und/oder eine dem Planarmagnetron zugeführte elektrische Leistung zu verändern (z.B. in Antwort auf das Ansteuern); das Verfahren optional ferner aufweisend: Ermitteln einer chemischen Zusammensetzung (z.B. Dotierung) einer mittels des Rohrmagnetrons gebildeten Schicht, wobei das Ansteuern des Stellglieds beispielsweise auf der ermittelten chemischen Zusammensetzung erfolgt, wobei das Ermitteln der chemischen Zusammensetzung optional auf einem Ergebnis einer Röntgen-Fluoreszenz-Messung der mittels des Rohrmagnetrons gebildeten Schicht erfolgt.
  • Beispiel 26 ist eine Steuervorrichtung, eingerichtet zum (z.B. Durchführen des Verfahrens gemäß Beispiel 25): Ermitteln einer Prozesskenngröße, welche eine chemische Zusammensetzung (z.B. Dotierung, z.B. Dotierungsgrad) einer Halbleiterschicht, welche mittels eines Rohrmagnetrons, das mittels eines Planarmagnetrons beschichtet wird, gebildet wird, repräsentiert (z.B. abbildet); Ansteuern eines Stellglieds (z.B. basierend auf einem Ergebnis einer Röntgen-Fluoreszenz-Messung), mittels welchem ein Arbeitspunkt, bei dem die Halbleiterschicht gebildet wird, verändert wird, basierend auf der Prozesskenngröße; wobei beispielsweise das Stellglied ein Ventil aufweist, mittels welchem das Rohrmagnetron und/oder das Planarmagnetron mit einem Arbeitsgas (z.B. Krypton) versorgt werden, wobei beispielsweise das Stellglied einen Generator aufweist, mittels welchem das Rohrmagnetron und/oder das Planarmagnetron elektrisch versorgt werden (z.B. mit der Sputterspannung); wobei beispielsweise das Stellglied eingerichtet ist, eine dem Rohrmagnetron zugeführte elektrisch Leistung und/oder eine dem Planarmagnetron zugeführte elektrische Leistung zu verändern (z.B. in Antwort auf das Ansteuern); die Steuervorrichtung optional ferner eingerichtet zum: Ermitteln einer chemischen Zusammensetzung (z.B. Dotierung) einer mittels des Rohrmagnetrons gebildeten Schicht, wobei das Ansteuern des Stellglieds beispielsweise auf der ermittelten chemischen Zusammensetzung erfolgt, wobei das Ermitteln der chemischen Zusammensetzung optional auf einem Ergebnis einer Röntgen-Fluoreszenz-Messung der mittels des Rohrmagnetrons gebildeten Schicht erfolgt.
  • Beispiel 27 ist ein Verfahren (z.B. zum Betreiben einer Sputtervorrichtung bzw. Vakuumanordnung gemäß einem der Beispiele 1 bis 16 und/oder gemäß dem Verfahren gemäß einem der Beispiele 17 bis 26), aufweisend: Zerstäuben eines Halbleitermaterials (welches beispielsweise Bestandteil eines Rohrtargets des Rohrmagnetrons ist) mittels eines Plasmas, wobei das Plasma Krypton aufweist oder daraus gebildet ist; Beschichten eines Substrats mittels des zerstäubten Halbleitermaterials.
  • Beispiel 28 das Verfahren gemäß Beispiel 27, wobei das Halbleitermaterial mit einem Dotierstoff dotiert ist, oder wobei das Halbleitermaterial Teil eines Gemischs oder einer chemischen Verbindung ist, wobei das Gemisch oder die chemische Verbindung ferner den Dotierstoff aufweisen.
  • Beispiel 29 das Verfahren gemäß Beispiel 27 oder 28, wobei das Substrat ein zusätzliches Halbleitermaterial aufweist und/oder dotiert ist (z.B. mit einer dem Halbleitermaterial entgegengesetzten Dotierung).
  • Beispiel 30 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 29, wobei das Substrat ein Solarzellensubstrat ist.
  • Beispiel 31 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 30, ferner aufweisend: Bilden einer Solarzelle unter Verwendung des Substrats.
  • Beispiel 32 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 31, wobei das Beschichten aufweist, eine amorphe Schicht auf dem Substrat zu bilden, wobei beispielsweise die amorphe Schicht das Halbleitermaterial aufweist oder daraus gebildet ist.
  • Beispiel 33 das Verfahren einem der Beispiele 27 bis 32, wobei das Halbleitermaterial anorganisch und/oder dotiert ist.
  • Beispiel 34 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 33, wobei das Halbleitermaterial elektrisch leitfähig oder elektrisch halbleitend ist.
  • Beispiel 35 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 34, wobei das Halbleitermaterial Silizium aufweist oder daraus gebildet ist, oder wobei das Halbleitermaterial dotiertes Silizium aufweist oder daraus gebildet ist.
  • Beispiel 36 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 35, wobei das Beschichten aufweist, eine Halbleiterschicht auf dem Substrat zu bilden, welche das Halbleitermaterial aufweist oder daraus gebildet ist.
  • Beispiel 37 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 36, ferner aufweisend: Bilden einer Tunneloxidschicht auf dem Substrat, z.B. an die Halbleiterschicht angrenzend.
  • Beispiel 38 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 37, ferner aufweisend: Versorgen des Plasmas mit Krypton (z.B. indem Kryptongas zugeführt wird) und/oder Argon.
  • Beispiel 39 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 38, wobei das Plasma mehr Krypton als Argon aufweist.
  • Beispiel 40 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 39, wobei das Plasma einem Druck ausgesetzt ist, derart, dass eine Vergrößerung des Drucks eine Erhöhung einer Rate, mit der beim Beschichten des Substrats Sauerstoff (in die Schicht) eingebaut wird, bewirkt.
  • Beispiel 41 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 40, wobei das Plasma mit einem Arbeitsgas versorgt wird, welches einen Anteil Krypton aufweist derart, dass eine Verringerung des Anteils Krypton eine Erhöhung einer Rate, mit der beim Beschichten des Substrats Sauerstoff (in die Schicht) eingebaut wird, bewirkt.
  • Beispiel 42 das Verfahren gemäß einem der Beispiele 27 bis 41, ferner aufweisend: Verändern einer Rate, mit der das Beschichten des Substrats erfolgt; Ermitteln eines Arbeitspunkts für das Zerstäuben des Halbleitermaterials, bei dem eine Ladungsträgerlebensdauer maximal wird, basierend auf einem Resultat des Veränderns der Rate.
  • Beispiel 43 ist ein Halbleiterbauelement (z.B. eine Solarzelle, z.B. eine Tunneloxid-passivierter-Kontakt-Solarzelle), aufweisend: ein Halbleitersubstrat; eine mittels Sputterns gebildete Siliziumschicht in oder über dem Halbleitersubstrat, wobei die Siliziumschicht dotiert ist mit einem Dotant, wobei eine Konzentration des Dotants in der Siliziumschicht größer ist als ungefähr 0,2 at% (z.B. als 0,5 at%) und/oder kleiner ist als ungefähr 50 at%, größer ist als ungefähr 0,75 at% und/oder kleiner ist als ungefähr 10 at% (z.B. als ungefähr 5 at%, als ungefähr 2 at%).

Claims (17)

  1. Sputtervorrichtung (100), aufweisend: • ein Rohrmagnetron (102) zum Zerstäuben eines Rohrtargets, ein erstes Material aufweisend; • ein Planarmagnetron (104), welches ein Gestell (104g) aufweist, das eingerichtet ist, ein erstes Planartarget (204a) und ein zweites Planartarget (204b), jeweils ein zweites Material aufweisend, in einem Abstand voneinander zu halten, derart, dass diese beim Zerstäuben einen gemeinsamen Emissionskanal bilden; • wobei das Planarmagnetron (104) eingerichtet ist, das Rohrtarget mit dem zweiten Material zu beschichten.
  2. Sputtervorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, wobei das Gestell (104g) eingerichtet ist, das erste Planartarget (204a) und das zweite Planartarget (204b) derart zu halten, dass deren zu zerstäubende Oberflächen einander zugewandt sind.
  3. Sputtervorrichtung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Gestell (104g) eingerichtet ist, das erste Planartarget (204a) und das zweite Planartarget (204b) derart zu halten, dass diese mittels eines Spalts voneinander räumlich separiert sind, wobei der Spalt in Richtung zu dem Rohrmagnetron (102) hin freigelegt ist.
  4. Sputtervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste und/oder zweite Planartarget einen Dotant mit einem Anteil von größer als ungefähr 5 at% aufweist.
  5. Sputtervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Rohrtarget einen Dotant mit einem Anteil von weniger als 0,2 at% aufweist.
  6. Sputtervorrichtung (100) gemäß Anspruch 5, wobei das Rohrtarget ein Halbleitermaterial aufweist.
  7. Sputtervorrichtung (100) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei das Rohrtarget mit einem Dotant dotiert ist, wobei das das zumindest eine Planartarget (204a) den Dotant oder eine chemische Verbindung des Dotants aufweist.
  8. Sputtervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: eine Steuervorrichtung, welche eingerichtet ist, ein Stellglied anzusteuern, mittels welchem das Rohrmagnetron (102) und/oder das Planarmagnetron versorgt werden, basierend auf einer Prozessgröße, welche eine chemische Zusammensetzung einer Oberfläche des Rohrtargets (102t), repräsentiert.
  9. Verfahren, aufweisend: · gleichzeitiges Zerstäuben eines halbleitenden und/oder dotierten Rohrtargets und eines Hilfstargets mittels eines Plasmas; und • Beschichten des Rohrtargets mittels des Zerstäubens des Hilfstargets.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: • Beschichten eines Substrats mittels des Zerstäubens des Rohrtargets.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das Hilfstarget einen Dotanten des Rohrtargets aufweist.
  12. Verfahren, aufweisend: • Ermitteln einer Prozesskenngröße, welche die Dotierung einer Halbleiterschicht abbildet, welche mittels eines Rohrmagnetrons (102), das mittels eines Planarmagnetrons beschichtet wird, gebildet wird; • Ansteuern eines Stellglieds, mittels welchem ein Arbeitspunkt, bei dem die Halbleiterschicht gebildet wird, verändert wird, basierend auf der Prozesskenngröße.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Stellglied eingerichtet ist, eine dem Planarmagnetron zugeführte elektrische Leistung zu verändern.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, ferner aufweisend: • Ermitteln einer Dotierung einer mittels des Rohrmagnetrons gebildeten Schicht basierend auf einem Ergebnis einer Röntgen-Fluoreszenz-Messung der mittels des Rohrmagnetrons gebildeten Schicht; • wobei das Ansteuern es Stellglieds basierend auf der ermittelten Dotierung erfolgt.
  15. Steuervorrichtung, eingerichtet zum: • Ermitteln einer Prozesskenngröße, welche eine Dotierung einer Halbleiterschicht, welche mittels eines Rohrmagnetrons (102), das mittels eines Planarmagnetrons beschichtet wird, gebildet wird; • Ansteuern eines Stellglieds, mittels welchem ein Arbeitspunkt, bei dem die Halbleiterschicht gebildet wird, verändert wird, basierend auf der Prozesskenngröße.
  16. Halbleiterbauelement (600), aufweisend: • ein Halbleitersubstrat (206); • eine mittels Sputterns gebildete Siliziumschicht in oder über dem Halbleitersubstrat (206), wobei die Siliziumschicht dotiert ist mit einem Dotant, wobei eine Konzentration des Dotants in der Siliziumschicht größer ist als ungefähr 0,2 at% und kleiner ist als ungefähr 5 at%.
  17. Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 16, wobei die Konzentration des Dotants in der Siliziumschicht kleiner ist als ungefähr 2 at%.
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