DE102021003446A1

DE102021003446A1 - Verfahren zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für eine Siliziumsolarzelle mit passivierten Kontakten

Info

Publication number: DE102021003446A1
Application number: DE102021003446.5A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Mandlmeier; Philipp Noack; Bianca Wattenberg; Mirza Corda; Peter Wohlfahrt; Simon Hübner
Original assignee: Singulus Technologies AG
Current assignee: Singulus Technologies AG
Priority date: 2021-07-02
Filing date: 2021-07-02
Publication date: 2023-01-05
Also published as: WO2023274784A1; CN117693825A; EP4292133A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für eine Siliziumsolarzelle mit passivierten Kontakten, eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens sowie auf ein bei dem Verfahren entstehendes Zwischenprodukt.

Description

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für eine Siliziumsolarzelle mit passivierten Kontakten, auf eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens sowie auf ein bei dem Verfahren entstehendes Zwischenprodukt.
Bei Solarzellen auf Basis kristalliner Siliziumwafer, die die Technologie der sogenannten „passivierten Kontakte“ nutzen, ist die Erzeugung einer dünnen Siliziumoxidschicht erforderlich (vgl. zum Beispiel F. Feldmann et al., Solar Energy Materials and Solar Cells 120, 270 (2014)). Diese Tunneloxid- bzw. Ladungsträgertransportschichten haben typischerweise eine Dicke zwischen 1,4 nm und 6 nm. Kostengünstige Verfahren zu deren Herstellung sind die nasschemische Oxidation in wässriger Lösung sowie die thermische Oxidation in der Gasphase bei erhöhten Temperaturen von typischerweise größer als 150°C und kleiner als 600°C.
Das nasschemische Verfahren ist dabei besonders vorteilhaft, da bei diesem Verfahren die Substratoberfläche in ein und derselben Anlage, unmittelbar nach der Reinigung und Oberflächenstrukturierung, kontaminationsfrei chemisch passiviert werden kann. Das Umladen in einen Rohrofen und damit verbundene mögliche Kontaminationen der blanken Siliziumoberfläche werden so vermieden.
Die nasschemisch erzeugten Schichten mit einer Dicke von typischerweise 1,4 nm bis 1,8 nm sind jedoch im Vergleich zu den thermischen Schichten oftmals nicht ausreichend stabil, um nachfolgenden thermischen Hochtemperaturprozessen mit langer Dauer standzuhalten. Die nasschemisch erzeugten Siliziumoxid-Tunnelschichten verlieren bei hoher thermischer Belastung einige ihrer bei der Fertigung von Solarzellen nützlichen elektronischen Eigenschaften wie zum Beispiel Passivierung und Barriere gegen Diffusion von Fremdstoffen (vgl. zum Beispiel R. van der Vossen, Energy Procedure, 124 (2017), 448-454).
Zur Herstellung von passivierten Kontakten ist jedoch ein späterer thermischer Prozess aus zwei Gründen notwendig. Zum einen muss eine später auf das Tunneloxid aufgebrachte amorphe Siliziumschicht umkristallisiert werden, um die gewünschten polykristallinen Strukturen zu erzielen. Zum anderen muss der Dotierstoff, der entweder direkt mit der folgenden Siliziumschicht aufgebracht oder später aus der Gasphase oder mittels einer weiteren aufzubringenden, hochdotierten Schicht zur Verfügung gestellt wird, mithilfe des thermischen Prozesses durch die Oxidschicht in den darunterliegenden Halbleiter eingetrieben werden.
Darüber hinaus kann es - abhängig von der Art des Herstellungsprozesses der Tunneloxidschicht, von Wartezeiten zwischen der Erzeugung und des Tunneloxids und dem nachfolgenden Prozessschritt, d.h. dem Aufbringen der polykristallinen Siliziumschicht, und den dabei vorherrschenden Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Reinheit der Umgebungsluft - zu einer ungewünschten Veränderung der Eigenschaften der Tunneloxidschicht kommen. Ihre Oberfläche kann z.B. durch Staub oder Aerosole kontaminiert werden. Im Fall einer sehr dünnen Tunneloxidschicht kann deren Dicke durch unkontrollierte weitere Oxidation zunehmen. Die Funktion des passivierten Kontakts kann daher entweder aufgrund von ungewünschten Störstellen durch Kontamination oder aufgrund ungewünschten Veränderungen der Struktur oder Dicke der Tunneloxidschicht beeinträchtigt werden.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für eine Siliziumsolarzelle mit passivierten Kontakten bereitzustellen, wobei mithilfe des verbesserten Verfahrens insbesondere die thermische Stabilität der Siliziumoxidschicht erhöht werden soll. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verfahren dahingehend zu verbessern, dass die Dicke, die Struktur und die Reinheit der Siliziumoxidschicht im Vergleich zu bestehenden Verfahren besser kontrolliert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 14 gelöst. Anspruch 17 richtet sich auf ein entsprechend verbessertes Zwischenprodukt bei der Herstellung eines Ausgangsmaterials für eine Siliziumsolarzelle mit passivierten Kontakten.
Dementsprechend richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für eine Siliziumsolarzelle mit passivierten Kontakten, bei welchem zunächst ein Siliziumwafer mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite bereitgestellt wird, wobei der Siliziumwafer auf mindestens der ersten Seite eine erste Siliziumoxidschicht aufweist. Diese erste Siliziumoxidschicht auf der ersten Seite des Siliziumwafers wird dann, optional nach einer zusätzlich in-situ Plasma-Zwischenbehandlung, mit einer zweiten Siliziumoxidschicht mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung beschichtet. Besonders bevorzugt sind dabei eine Beschichtung mittels Kathodenzerstäubung (Sputtern) oder plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PE-CVD). Anschließend wird die zweite Siliziumoxidschicht mit mindestens einer dritten Schicht beschichtet, die amorphes Silizium und/oder polykristallines Silizium und/oder nanokristallines Silizium aufweist.
Sowohl die optionale Zwischenbehandlung als auch die Abscheidung der zweiten Siliziumoxidschicht und der dritten Schicht werden bevorzugt in einer einzigen Durchlaufanlage, bevorzugt im dynamischen inline-Verfahren, ausgeführt, was weiter unten noch detailliert erläutert werden wird.
Die auf der ersten Seite des Siliziumwafers vorhandene Siliziumoxidschicht kann dabei durch Oxidieren von mindestens der ersten Seite eines Siliziumwafers durch thermische und/oder nasschemische Oxidation und/oder durch ein Plasmaverfahren erzielt werden. Alternativ kann es sich auch um eine native Siliziumoxidschicht handeln, die beispielsweise während der Lagerung des Siliziumwafers an Luft entstanden ist.
Mit anderen Worten soll erfindungsgemäß die thermische Stabilität der Siliziumoxidschicht erhöht werden, indem beispielsweise nach der nasschemischen Oxidation nochmals eine zweite Siliziumoxidschicht mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung aufgebracht wird, um die Gesamtdicke des Siliziumoxids (bestehend aus erster und zweiter Siliziumoxidschicht) zu erhöhen. Hierdurch steigert sich nicht nur die thermische Stabilität der so gebildeten Siliziumoxidschicht. Vielmehr kann durch genaues Einstellen der Dichte und der Dicke der zweiten Siliziumoxidschicht die Barrierewirkung der Gesamt-Siliziumoxidschicht für das Eindringen von Dotierstoffen in den Siliziumwafer aus benachbarten Schichten gezielt angepasst werden. Zusätzlich kann die zweite Siliziumoxidschicht mit Fremdstoffen aus der dritten und/oder fünften Hauptgruppe dotiert werden, um, optional unterstützt durch einen nachfolgenden thermischen Prozess, die Dotierstoffkonzentration in der amorphen Siliziumschicht und/oder in der an die Tunneloxidschicht angrenzende Schicht des Siliziumsubstrats anzupassen.
In einer alternativen Ausführung kann die erste Siliziumoxidschicht vor dem Aufbringen der zweiten Siliziumoxidschicht mit einem Plasmaprozess behandelt werden. Diese zusätzliche Plasmabehandlung dient, zum Beispiel im Fall einer ungewünschten Kontamination oder Oberflächenveränderung der ersten Oxidschicht, der Reinigung und/oder Aktivierung der Oberfläche der ersten Siliziumschicht und damit einer Verringerung von Störstellen, die eine Ladungsträgerrekombination und damit eine Verminderung der Solarzelleneffizienz bewirken würden. Im Falle einer ungewollt zu dick aufgebrachten ersten Oxidschicht kann die intermediäre Plasmabehandlung auch zur Reduktion der Dicke der ersten Oxidschicht und/oder der Aktivierung der Oberfläche verwendet werden.
Je nach gewünschter Anwendung kann der intermediäre Plasmaprozess sanfter oder abrasiver gestaltet werden. Durch Auswahl des Prozessgases, des Prozessdrucks und der Plasmadichte kann von einer leichten Oberflächenaktivierung bis zum reaktiven Ionenätzen die Wirkung des Verfahrens den Anforderungen angepasst werden.
Insgesamt lassen sich durch die Kombination der ersten Oxidschicht, der optionalen intermediären Plasmabehandlung und des Aufbringens der zweiten Oxidschicht in Kombination mit dem Aufbringen der dotierten Siliziumschicht (dritte Schicht) die Eigenschaften des passivierten Kontakts gezielt einstellen.
Die erste Siliziumoxidschicht weist bevorzugt eine Dicke von 0,5 nm bis 3 nm, stärker bevorzugt von 1,0 nm bis 2,5 nm und besonders bevorzugt von 1,0 nm bis 2,0 nm auf. Die zweite Siliziumoxidschicht weist bevorzugt eine Dicke von 0,1 nm bis 5 nm und stärker bevorzugt von 0,5 nm bis 2 nm auf.
Die Dicke der ersten Siliziumoxidschicht kann dabei, abhängig von dem für die Oxidation gewählten Verfahren, insbesondere durch geeignete Wahl von Konzentration und Einwirkzeit des oxidierenden Mediums eingestellt werden: Je höher die Konzentration des oxidierenden Mediums und dessen Einwirkzeit, desto dicker und dichter wird die SiO₂-Schicht. Auch durch eine Erhöhung der Temperatur lassen sich Dicke und Dichte der Schicht verbessern, wobei allerdings bei einigen Verfahren die Temperatur nur bedingt zur Einstellung geeignet ist, da z.B. bei Verwendung von Ozon als oxidierendem Medium die Temperatur nur begrenzt erhöht werden kann (max. auf 50 °C), weil ansonsten die Ozonkonzentration zu gering wird.
Besonders bevorzugt erfolgt das Ausbilden der ersten Siliziumoxidschicht auf mindestens der ersten Seite des Siliziumwafers durch nasschemische Oxidation bei einer Temperatur von mindestens 40°C und/oder einer Ozonkonzentration von mindestens 30 ppm.
Die Dicke der zweiten Siliziumoxidschicht lässt sich durch die Rate sowie die Dauer der Gasphasenabscheidung gezielt einstellen. Bei planparallelen Siliziumoxidschichten lässt sich deren Dicke beispielsweise mittels Ellipsometrie bestimmen und die Verfahrensparameter der Gasphasenabscheidung lassen sich dann entsprechend anpassen. Bei texturierten Siliziumwafern kann die Einstellung der gewünschten Dicke beispielsweise durch Skalierung von Rate und/oder Dauer der Gasphasenabscheidung entsprechend dem Verhältnis der vergrößerten texturierten Oberfläche zur planparallelen Oberfläche ermittelt werden. Die Dicke der Siliziumoxidschicht soll dabei im Kontext der vorliegenden Erfindung immer senkrecht zur lokalen Oberflächennormalen definiert sein, so dass beispielsweise im Falle einer Pyramidentextur die Dicke der Siliziumoxidschicht der Schichtdicke gemessen senkrecht zur Seitenfläche der Pyramide entspricht. Wenn die Schichtdicke variiert, wie dies bei solchen Pyramidentexturen regelmäßig der Fall ist, soll sich die erfindungsgemäße Schichtdicke auf die über die gesamte Oberfläche gemittelte Dicke beziehen.
Bevorzugt wird der Siliziumwafer mit der ersten Siliziumoxidschicht vor der optionalen intermediären Plasmabehandlung und dem Beschichten mit der zweiten Siliziumoxidschicht (das heißt gegebenenfalls nach beispielsweise einer nasschemischen Oxidation) gespült und getrocknet.
Auch das Beschichten der zweiten Siliziumoxidschicht mit mindestens der dritten Schicht erfolgt bevorzugt mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung und besonders bevorzugt mittels Kathodenzerstäubung oder plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PE-CVD).
Die dritte Schicht weist bevorzugt einen Dotierstoff auf, welcher bevorzugt ein Element aus der dritten oder fünften Hauptgruppe ist.
Die erfindungsgemäße Tunneloxidschicht kann auch auf beiden Seiten des Siliziumwafers vorgesehen sein. Dementsprechend kann der bereitgestellte Siliziumwafer auf der ersten Seite und der zweiten Seite jeweils eine erste Siliziumoxidschicht aufweisen. Bei diesen beiden ersten Siliziumoxidschichten kann es sich wiederum um beispielsweise native Oxidschichten handeln. Alternativ kann gleichzeitig mit dem Oxidieren von mindestens der ersten Seite auch die zweite Seite des Siliziumwafers durch thermische und/oder nasschemische Oxidation und/oder durch ein Plasmaverfahren zur Erzielung einer ersten Siliziumoxidschicht auf der zweiten Seite oxidiert werden. Letzteres ist insbesondere von Vorteil, da üblicherweise bei thermischer oder nasschemischer Oxidation (etwa durch Eintauchen im Batch- und/oder Inline-Verfahren) die gesamte Oberfläche des Siliziumwafers oxidiert wird.
Ferner kann entsprechend auch die erste Siliziumoxidschicht auf der zweiten Seite sowohl optional mit einem intermediären Plasmaverfahren behandelt als auch mit einer zweiten Siliziumoxidschicht beschichtet werden. Auch hierfür kommt bevorzugt physikalische oder chemische Gasphasenabscheidung und besonders bevorzugt Kathodenzerstäubung oder PE-CVD zum Einsatz.
Ferner kann auch die erste Siliziumoxidschicht auf der zweiten Seite oder die zweite Siliziumoxidschicht auf der zweiten Seite mit mindestens einer dotierten Siliziumschicht beschichtet werden, die bevorzugt ein Element aus der dritten oder fünften Hauptgruppe aufweist. Bevorzugt ist die Dotierung dieser dotierten Siliziumschicht entgegengesetzt zur dritten Schicht auf der ersten Seite des Siliziumwafers.
Auch diese dotierte Siliziumschicht wird bevorzugt (gegebenenfalls gemeinsam mit den Dotierstoffen) mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung und besonders bevorzugt mittels Kathodenzerstäubung oder PE-CVD aufgebracht.
Sowohl die optionale Zwischenbehandlung als auch die Abscheidung der zweiten Siliziumoxidschicht und der dritten Schicht auf der zweiten Seite des Siliziumwafers werden bevorzugt in einer einzigen Durchlaufanlage, bevorzugt im dynamischen inline-Verfahren, ausgeführt. Besonders bevorzugt werden beide Seiten des Siliziumwafers in einer einzigen Durchlaufanlage, bevorzugt im dynamischen inline-Verfahren, behandelt.
Bevorzugt weist das Verfahren ferner das Tempern des beschichteten Siliziumwafers bei einer Temperatur von mindestens 700°C auf. Dieses Tempern bewirkt bevorzugt, dass in dem Siliziumwafer auf der ersten Seite unterhalb der ersten Siliziumoxidschicht eine dotierte Siliziumschicht ausgebildet wird und/oder dass in dem Siliziumwafer auf der zweiten Seite unterhalb der ersten Siliziumoxidschicht eine dotierte Siliziumschicht ausgebildet wird. Der Dotiergrad der ausgebildeten dotierten Siliziumschicht(en) hängt dabei bevorzugt von der Dicke und/oder der Dichte der zweiten Siliziumoxidschicht auf der ersten bzw. zweiten Seite ab.
Bevorzugt findet das Tempern des beschichteten Siliziumwafers in Kombination mit dem Plasmabehandeln und der Beschichtung in einer Anlage statt, die aus mehreren Sektionen bestehen kann.
Die vorliegende Erfindung richtet sich ferner auf eine Anlage zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist diese Anlage ein Becken zur nasschemischen Oxidation eines Siliziumwafers sowie eine Kathodenzerstäubungseinheit oder eine PE-CVD-Einheit zur Beschichtung mit einer Siliziumoxidschicht auf. Ferner ist eine optionale Plasmabehandlungseinheit sowie eine weitere Kathodenzerstäubungseinheit oder PE-CVD-Einheit zur Beschichtung mit amorphem Silizium und/oder polykristallinem Silizium und/oder nanokristallinem Silizium vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung richtet sich ferner auf ein Zwischenprodukt bei der Herstellung eines Ausgangsmaterials für eine Siliziumsolarzelle mit passivierten Kontakten. Das Zwischenprodukt weist einen Siliziumwafer mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, eine erste Siliziumoxidschicht auf mindestens der ersten Seite und eine zweite Siliziumoxidschicht direkt auf der ersten Siliziumoxidschicht auf. Ferner ist eine dritte Schicht direkt auf der zweiten Siliziumoxidschicht vorhanden, welche amorphes Silizium und/oder polykristallines Silizium und/oder nanokristallines Silizium aufweist.
Die erste Siliziumoxidschicht hat bevorzugt eine Dicke von 0,5 nm bis 3 nm, stärker bevorzugt von 1,0 nm bis 2,5 nm und besonders bevorzugt von 1,0 nm bis 2,0 nm. Die zweite Siliziumoxidschicht hat bevorzugt eine Dicke von 0,1 nm bis 5 nm und stärker bevorzugt eine Dicke von 0,5 nm bis 2 nm. Die Dicken der ersten und zweiten Siliziumoxidschicht lassen sich dabei (durch Vergleich mit einer Eichschicht) mittels Ellipsometrie bestimmen.
Die zweite Siliziumoxidschicht weist bevorzugt eine Dichte von 2,10 g/cm³ bis 2,65 g/cm³, stärker bevorzugt von 2,20 g/cm³ bis 2,40 g/cm³ auf.
Die dritte Schicht weist bevorzugt einen Dotierstoff auf, der bevorzugt ein Element aus der dritten oder fünften Hauptgruppe ist. Die Dichte sowie die Dicke der zweiten Siliziumoxidschicht sind bevorzugt derart eingestellt, dass die zweite Siliziumoxidschicht bei einer Temperatur von 1100°C für den Dotierstoff der dritten Schicht einen Diffusionskoeffizienten von größer 1 × 10^-18 cm²/s, bevorzugt größer 5 × 10^-17 cm²/s aufweist. Grundsätzlich gilt, dass der Diffusionskoeffizient umso kleiner ist, je dichter und je dicker die zweite Siliziumoxidschicht ist. Daher lässt sich der Diffusionskoeffizient gezielt über den entsprechenden Beschichtungsprozess einstellen.
Wie oben bereits anhand des Verfahrens erläutert, kann der Siliziumwafer auf der ersten Seite und der zweiten Seite jeweils eine erste Siliziumoxidschicht aufweisen. Ferner kann auch auf der ersten Siliziumoxidschicht auf der zweiten Seite des Siliziumwafers eine zweite Siliziumoxidschicht vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann auf der zweiten Seite auch eine dotierte Siliziumschicht vorgesehen sein, die bevorzugt ein Element aus der dritten oder fünften Hauptgruppe aufweist, wobei die Dotierung bevorzugt entgegengesetzt zur Dotierung der dritten Schicht auf der ersten Seite des Siliziumwafers ist.
Durch die erfindungsgemäße Kombination zweier Oxidschichten kann die resultierende Gesamt-Tunneloxidschicht optimal an die Anforderungen einer Solarzelle mit passivierten Kontakten angepasst werden. Zum einen bleibt die Schicht auch nach dem Verstärken des beispielsweise nasschemisch erzeugten Oxids mit der zweiten Oxidschicht so dünn, dass sie als Tunneloxid- bzw. als dünne Ladungsträgertransportschicht agieren kann. Zum anderen wird das beispielsweise nasschemisch erzeugte Oxid durch die zweite Oxidschicht so stabilisiert, dass die Passivierungseigenschaften der Gesamtschicht durch eine nachfolgende thermische Behandlung erhalten bleiben. Ferner können durch das Einstellen der Dichte und der Dicke der zweiten Siliziumoxidschicht die Diffusionseigenschaften des resultierenden Tunneloxids für einen Dotierstoff (zum Beispiel Phosphor oder Bor) so eingestellt werden, dass der Dotierstoff bei den nachfolgenden thermischen Prozessen in genau einstellbarer Konzentration in den unter der Oxidschicht liegenden Siliziumkristall eingetrieben werden kann. Letzteres ist beispielsweise im Falle einer Beschichtung mittels Kathodenzerstäubung („Sputtering“) durch Variation des Prozessdrucks, der Spannung und der Substrattemperatur möglich. Durch Anpassen der Dichte und der Dicke der PVD-Schicht können die Diffusionseigenschaften der gesamten Oxidschicht eingestellt werden.
Die Dicke und die Oberflächenbeschaffenheit der ersten Siliziumoxidschicht kann darüber hinaus mit einem optionalen, intermediären Plasmabehandlungsschritt weiterhin so optimiert werden, dass die Gesamtoxidschicht nach dem Abscheiden der zweiten Siliziumoxidschicht in ihrer Funktion als Tunneloxid für passivierte Kontakte optimal abgestimmt werden kann. Mit dieser optionalen Plasmabehandlung kann, je nach Eigenschaft der ersten Siliziumoxidschicht, entweder deren Reinigung und Oberflächenaktivierung oder durch ein aggressiveres Rückätzen zusätzlich eine Reduktion deren Dicke erreicht werden.
Ein Vorteil dieser Prozessabfolge ist es, dass die Oberfläche des Siliziumwafers, der vor der Abscheidung der ersten Oxidschicht gereinigt wurde, durch die unmittelbar nach dem Reinigen z.B. nasschemisch aufgebrachte erste Oxidschicht geschützt und die guten Oberflächeneigenschafen des Wafers erhalten werden. Diese Schutzfunktion der Oxidschicht wirkt durch die Erfindung unabhängig von deren angestrebter Funktion als Tunnelbarriere. Die Erfindung erlaubt es, die erste, schützende Oxidschicht sowohl mit Hilfe der optionalen intermediären Plasmabehandlung als auch durch das Auftragen der zweiten Oxidschicht mittels PVD oder PE-CVD in eine für das Gesamtsystem optimal angepasste Tunneloxidschicht umzuwandeln.
Die Verwendung physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD), insbesondere der Kathodenzerstäubung (Sputtern), zur Erhöhung der Dicke der Siliziumoxidschicht ist besonders kostengünstig. Zudem kann sie unmittelbar vor der PVD-Beschichtung des Wafers mit amorphem Silizium, wie dies für Zellarchitekturen, die passivierte Kontakte einsetzen, notwendig ist, erfolgen. Somit kann eine einzelne Anlage sowohl zur Erhöhung der thermischen Belastbarkeit der Tunneloxidschicht als auch zur Beschichtung mit amorphem Silizium eingesetzt werden.
Das Sputterverfahren bietet sich zur gezielten Abscheidung von dünnen, homogenen Mehrschichtsystemen an. Somit können die kombinierten Eigenschaften des Schichtstapels durch genau eingestellte Einzelschichten (Silizium-, Barriere- und Dotierstoffschichten) eingestellt werden. Sputtern ist einfach steuerbar und wirkt einseitig, was bei der Herstellung von passivierten Kontakten ein Vorteil ist.
Alternativ zum Sputtern können die Oxide und die Siliziumschichten auch mit Hilfe der PE-CVD aufgebracht werden. Beides sind plasmabasierte Vakuum-Dünschicht-Abscheideverfahren, die sich durch geringe Kontamination, sowie im Inline-Durchlaufverfahren auch durch hohe Schichtgleichmäßigkeit und hohen Durchsatz auszeichnen. Darüber hinaus können beide Beschichtungsverfahren gut gesteuert oder geregelt und mit anderen Plasmaverfahren, wie zum Beispiel dem Plasmaätzen, der Plasmaoxidation, der Plasmareinigung oder der Plasmaaktivierung, sowie mit vor- oder nachgelagerten Temperprozessen kombiniert werden.
Eine nasschemische Oxidation ist insofern von Vorteil, als eine nasschemische Anlage zur Reinigung und Texturierung der Siliziumsubstrate am Anfang ihres Herstellungsprozesses von kristallinen Siliziumsubstratzellen nötig ist. Somit lassen sich Reinigung, Texturierung und Ausbilden einer Siliziumoxidschicht in einer einzigen nasschemischen Anlage kombinieren. Das nasschemisch erzeugte Tunneloxid schützt dabei die frisch gereinigte Zelloberfläche vor ungewünschten Verunreinigungen.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm für Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die korrespondierenden Zwischenprodukte;
2 eine schematische Illustration eines Oxidationsschrittes unter Verwendung einer Schutzschicht; und
3 eine schematische Illustration unterschiedlicher Ausführungsformen zum Aufbringen der Siliziumoxidschichten.

Die linke Seite von 1 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens. Auf der rechten Seite von 1 ist das nach dem jeweiligen Verfahrensschritt erhaltene Zwischenprodukt zu sehen.
Demnach erfolgt zunächst eine optionale nasschemische Vorbehandlung 10 eines Siliziumwafers, die bspw. eine nasschemische Reinigung und/oder eine nasschemische Texturierung umfasst, beispielsweise auf Basis von eines alkalischen oder sauren Ätzverfahrens. Während dieser Vorbehandlung wird vom Substrat Material abgetragen. Das Ergebnis einer solchen nasschemischen Reinigung ist ein Siliziumwafer 1 mit einer frisch gereinigten und gegebenenfalls texturierten Zelloberfläche.
Anschließend, möglichst unmittelbar nach der Vorbehandlung, wird eine thermische und/oder nasschemische Oxidation 20 des Siliziumwafers 1 durchgeführt, womit auf einer oder auf beiden Seiten des Wafers die erste Siliziumoxidschicht 2 aufgebracht wird, die die gereinigte Oberfläche schützt und, zumindest auf der ersten Waferoberfläche, die Basis des späteren Tunneloxids bildet. Hierfür wird der Siliziumwafer 1 beispielsweise einige Minuten in ein saures oder alkalisches Bad eingetaucht, welches ein Oxidationsmittel wie z.B. Ozon, Wasserstoffperoxid oder Salpetersäure enthält. Anschließend ist, wie dies in 1 (rechte Seite) angedeutet wird, die gesamte Oberfläche des Siliziumwafers 1 mit der ersten Siliziumoxidschicht 2 versehen. Alternativ werden die Siliziumwafer bei einer Temperatur von ca. 600 °C in sauerstoffhaltiger Atmosphäre für ca. 10 Minuten thermisch oxidiert. Durch die nasschemische oder thermische Oxidation diffundiert Sauerstoff in die Substratoberfläche hinein und oxidiert die oberste Schicht des Siliziumwafers. Die Dicke des vorbehandelten Siliziumwafers d1 (vgl. 3) ändert sich durch diese Oxidation nicht. Vorbehandelte Solarwafer haben eine Dicke von ca. 120 bis 170 µm, in Zukunft werden auch dünnere Wafer verwendet werden. Die Dicke des Tunneloxids beträgt nur ca. 1 bis 2 nm, so dass die Waferdicke für die Abscheidung des Tunneloxids irrelevant ist.
Alternativ zur thermischen oder nasschemischen Oxidation kann die erste Siliziumoxidschicht 2 auch auf dem vorbehandelten Siliziumsubstrat 1 direkt durch ein rein oxidatives, nicht abscheidendes Plasmaverfahren erzeugt werden, in dem ebenfalls der oberste Teil des Siliziumsubstrats in Anwesenheit von Sauerstoffradikalen oder -ionen oxidiert wird.
In einem optionalen weiteren Schritt 50 wird die erste Siliziumschicht 2 mit Hilfe einer Plasmabehandlung zumindest einseitig in eine modifizierte erste Siliziumschicht 2` umgewandelt, die sich von der ursprünglichen ersten Siliziumschicht 2 in der Dicke, der Oberflächenbeschaffenheit und/oder dem Reinheitsgrad unterscheidet. Dieser Schritt erlaubt es, die erste Siliziumschicht 2, 2` unter Beibehaltung ihrer Schutzwirkung auf die vorher gereinigte Oberfläche des Substrats 1, hinsichtlich Reinheit, Defektfreiheit und Gesamtschichtdicke zur Verwendung als Teilschicht des späteren gesamten Tunneloxids anzupassen.
In einem weiteren Schritt 30 wird die erste Siliziumoxidschicht 2, 2' auf der ersten Seite (hier: der Unterseite) des Siliziumwafers 1 mit einer zweiten Siliziumoxidschicht 3 mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung, bevorzugt mittels Kathodenzerstäubung oder PE-CVD, beschichtet. Die resultierende Tunneloxidschicht setzt sich aus der Summe der Schichten 2 bzw. 2' und 3 zusammen.
Anschließend wird diese zweite Siliziumoxidschicht 3 in einem Schritt 40 mit mindestens einer dritten Schicht 4, die beispielsweise amorphes Silizium aufweist, beschichtet. Auch diese Beschichtung erfolgt mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung und bevorzugt mittels Kathodenzerstäubung oder PE-CVD.
Selbstverständlich können die Schritte 50, 30 und 40 auch auf der gegenüberliegenden zweiten Seite (d.h. hier: der Oberseite) des Siliziumwafers 1 oder auf beiden Waferseiten ausgeführt werden.
Anschließend kann das in 1 rechts unten dargestellte Zwischenprodukt (gegebenenfalls inkl. weiterer Schichten) bei einer Temperatur von mindestens 700 °C getempert werden.
Ferner kann unmittelbar nach dem Schritt 20 noch eine Spülung und Trocknung erfolgen (nicht dargestellt).
In manchen Fällen kann es erwünscht sein, dass der Siliziumwafer lediglich einseitig mit einer Siliziumoxidschicht versehen wird. Nasschemisch ist dies mit einer Behandlungsvorrichtung im Batch-Verfahren und im Inline-Verfahren möglich. Die Reinigung kann vorteilhafterweise ebenfalls in den gleichen Behandlungsvorrichtungen erfolgen.
Eine einseitige nasschemische oder thermische Oxidation kann besonders einfach unter Verwendung einer Schutzschicht 5 (vgl. 2) erreicht werden, die eine Oxidation überall dort verhindert, wo der Siliziumwafer mit der Schutzschicht 5 bedeckt ist. Zwischen den in 1 dargestellten Schritten 10 und 20 wird hierfür der nasschemisch vorbehandelte Siliziumwafer 1 mit einer Schutzschicht 5 versehen. Diese kann bspw. eine Seite (hier: die Oberseite) des Siliziumwafers 1 und optional die Seitenränder, wie in 2 zu sehen, bedecken und z.B. aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder einem Polymer bestehen. Im Schritt 20 kann dann nur die freie Oberfläche (hier: die Unterseite) des Siliziumwafers 1 oxidiert werden. Anschließend (bspw. nach der im Schritt 30 erfolgten Beschichtung mit einer zweiten Siliziumoxidschicht 3 mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung) kann die Schutzschicht 5 wieder entfernt werden, beispielsweise durch einen zusätzlichen nasschemischen Schritt (vgl. 2 unten). Eine solche Schutzschicht 5 kann beispielsweise Borosilikatglas aufweisen, welche z.B. in einem Bor-Diffusionsprozess generiert wurde und mit einem auf Flusssäure basierenden Ätzverfahren entfernt werden kann.
Bei Verwendung eines rein oxidativen, nicht beschichtenden Plasmaverfahrens zur Ausbildung der ersten Siliziumoxidschicht 2 in Schritt 20 kann bei Verwendung einer inline-Durchlaufanlage mit geeigneter Anordnung der Plasmaquelle und Substrataufnahme eine einseitige Oxidation erzielt werden, wodurch sich die Verwendung einer Schutzschicht erübrigt.
Anstelle des rein oxidativen, nicht beschichtenden Plasmas kann zur Ausbildung der ersten Siliziumoxidschicht 2 auf dem vorbehandelten Wafer 1 auch ein beschichtendes PVD oder PE-CVD-Verfahren verwendet werden, das in einer geeigneten Durchlaufanlage ebenfalls einseitig aufgebracht werden kann (vgl. 3, dritte Abbildung von oben: 2"). Auf eine so auf den Wafer aufgebrachte erste Oxidschicht kann im Sinne der Erfindung, bevorzugt in derselben Anlage, entweder zunächst die zweite Oxidschicht und dann die dritte, siliziumhaltige Schicht, oder direkt die dritte Schicht abgeschieden werden.
In 3 sind die unterschiedlichen Ausführungsformen zur Ausbildung des Tunneloxids und die Dicken des Substrats und der unterschiedlichen Schichten dargestellt.
Die oberste Abbildung zeigt die in Schritt 20, hier beispielsweise nur auf einer Seite des vorbehandelten Siliziumwafers 1 der Dicke d1 bspw. durch ein thermisches, chemisches oder nicht-beschichtendes sauerstoffhaltiges Plasma erzeugte, erste Siliziumoxidschicht 2 der Dicke d2. Das Substrat behält durch den Prozess seine Dicke d1.
Die zweite Abbildung von oben zeigt die in Schritt 50 durch eine Plasmabehandlung modifizierte erste Siliziumschicht 2' der Dicke d2` und dadurch die modifizierte, aber aufgrund der o.g. Größenverhältnisse irrelevante und nur schematisch dargestellte geänderte Dicke d1' des Substrats.
In der dritten Abbildung von oben ist die durch ein Plasmaverfahren additiv aufgebrachte erste Oxidschicht 3 der Dicke d2" schematisch dargestellt, die entweder durch eine zweite Oxidschicht verstärkt oder direkt als Gesamt-Tunneloxid verwendet und mit der Siliziumschicht 3 verwendet werden kann.
Die unterste Abbildung in 3 zeigt, dass sich das für den passivierten Kontakt optimierte Gesamt-Tunneloxid der Dicke d6 aus einer ersten Siliziumoxidschicht 2, 2` oder 2" mit der Dicke d2, d2` oder d2", die entweder nicht-beschichtend (2), optional modifiziert (2') oder beschichtend (2") erzeugt wird, und einer zweiten Siliziumoxidschicht 3 der Dicke d3, die mittels PVD oder PECVD aufgebracht wird, zusammensetzt.
Für die Abscheidung der ersten Siliziumschicht (im Fall 2") und der zweiten Siliziumoxidschicht 3 im Schritt 30 kommen grundsätzlich physikalische und chemische Gasphasenabscheidung sowie „atomic layer deposition“ infrage, wobei Letzteres aufgrund der geringen Abscheiderate weitaus kostenaufwendiger ist. Insbesondere die plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PE-CVD) erlaubt es auch bei höheren Temperaturen, dichte Schichten zu erzeugen. Allerdings lässt sich die Schichtdicke bei dünnen Schichtdicken schlechter kontrollieren als bei physikalischer Gasphasenabscheidung. Beide Methoden, bevorzug aber Letztere, würden auch eine Kombination der Vorrichtung mit der entsprechenden Vorrichtung zur Beschichtung der zweiten Siliziumoxidschicht mit mindestens einer dritten Schicht ermöglichen.
Der Vorteil der Kathodenzerstäubung ist, dass hierbei keine toxischen oder brennbaren Gase verwendet werden müssen. Ferner ist der Prozess, auch im Hinblick auf die erzielte Dicke und Homogenität der Schichten, sehr einfach kontrollierbar. Sputtern ist ein gerichteter Prozess, der eine einseitige, dichte Beschichtung ohne Umgriff erlaubt. Die Dichte der abgeschiedenen Schicht lässt sich beim Sputtern bei moderaten Substrattemperaturen zum Beispiel durch Änderung des Prozessdrucks, der Plasmaleistung und -spannung oder im Durchlaufverfahren auch durch die Substrattransportgeschwindigkeit variieren.
Dabei kommen für das Sputtern einer Siliziumoxidschicht verschiedene Varianten infrage:

- reaktiv vom metallischen oder sub-oxidischen Target mithilfe einer DC-, gepulsten DC-oder RF-Anregung;
- vom oxidischen Target (Quarz) mit RF-Anregung.

Im Hinblick auf die Kosten und die Materialausnutzung ist eine gepulste DC-Anregung vom Zylindermagnetron besonders bevorzugt.
Für die Ausführung der Gesamtanlage ist eine Durchlaufanlage mit linearen Beschichtungsquellen und dynamischer Beschichtung besonders bevorzugt. Hierbei kommen lineare Plasmaquellen mit homogener linearer Beschichtungsrate wie z.B. Zylinder- oder Planarmagnetrons zum Einsatz, vor denen ein kontinuierlicher Zug von Substraten mit konstanter Transportgeschwindigkeit vorbeigeführt und dynamisch beschichtet wird. Bevorzugt werden die Substrate horizontal bewegt und die Beschichtungsquellen oberhalb der Substrate angeordnet. Die Siliziumsubstrate werden hierzu bevorzugt auf Substratträger gelegt, wobei auf andere Orientierungen wie z.B. vertikaler Transport oder Beschichtung von unten nach oben bei horizontalem Transport möglich sind.
Die mit Wafern bestückten Substratträger werden mit Hilfe einer Vakuumschleuse in die Anlage eingeschleust und nach Durchlaufen des mit Behandlungs- und Beschichtungsstationen ausgestatteten Prozessbereichs durch dieselbe oder durch eine zweite Vakuumschleuse wieder aus der Anlage ausgeschleust.
In solch einer linearen Durchlaufanlage können im Vakuum einzelne Verfahren angewendet werden wie z.B. die Plasmavorbehandlung oder das Aufbringen der ersten oder zweiten Oxidschicht oder der amorphen oder polykristallinen Siliziumschicht. Bevorzugt werden in solch einer Durchlaufanlage jedoch mehrere oder alle Prozessschritte kombiniert, wodurch aufgrund des Ausschlusses der umgebenden Atmosphäre eine höhere Defektfreiheit erzielt werden und Kosten eingespart werden können. Optional können in solch eine Anlage auch Substratheizer integriert werden, mit der die Schichteigenschaften und die Abscheideraten kontrolliert werden. Darüber hinaus kann in solch eine Anlage auch ein weiterer thermischer Prozess zum Tempern der passivierten Kontaktschichten integriert werden.
Mit Hilfe von linearen Plasmaquellen können auch Plasmabehandlungsschritte wie der beschriebene Schritt 50, sowie die Prozessvariante PE-CVD zum Abscheiden der Oxid- und der Siliziumschichten zur Ausbildung des Tunneloxids und des gesamten passivierten Kontakts in eine lineare Durchlaufanlage integriert werden. Bei geeigneter Ausführung und Anordnung der linearen Plasmaquellen, Gaszu- und -abführkomponenten und Substratträger können im Durchlaufverfahren auch Plasmabehandlung und die Schichtabscheidung mittels PE-CVD einseitig ausgeführt werden. Dies ist ein wesentlicher Vorteil der inline-PE-CVD gegenüber der statischen PE-CVD in Batch-Anlagen mit Booten als Substratträger (Rohr-PECVD) und gegenüber der Niederdruck-CVD (LP-CVD), in der ebenfalls in einem Reaktorrohr die Wafer in Booten gestapelt beschichtet werden, und im Vergleich zu Durchlaufanlagen keine einseitige Orientierung der Beschichtungsquelle zu den Substraten vorherrscht.
Der Umgriff einer mit LP-CVD abgeschiedenen Schicht auf der Rückseite des Wafers beträgt vom Außenrand des Wafers mehrere mm bis cm, und bei der Rohr-PE-CVD werden auch mehrere mm Schichtumgriff auf der Rückseite des Substrats beobachtet. Bei PE-CVD von poly-Siliziumschichten im Durchlaufverfahren mit linearen Plasmaquellen und geeigneter Anlagengeometrie kann im optischen Mikroskop keine ungewünschte Rückseitenbeschichtung nachgewiesen werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für eine Siliziumsolarzelle mit passivierten Kontakten, welches aufweist: Bereitstellen eines Siliziumwafers mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, wobei der Siliziumwafer auf mindestens der ersten Seite eine erste Siliziumoxidschicht aufweist; Beschichten der ersten Siliziumoxidschicht auf der ersten Seite mit einer zweiten Siliziumoxidschicht mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung, bevorzugt mittels Kathodenzerstäubung oder PE-CVD; und Beschichten der zweiten Siliziumoxidschicht mit mindestens einer dritten Schicht, die amorphes Silizium und/oder polykristallines Silizium und/oder nanokristallines Silizium aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Siliziumoxidschicht eine Dicke von 0,5 nm bis 3 nm, bevorzugt eine Dicke von 1,0 nm bis 2,5 nm, besonders bevorzugt eine Dicke von 1,0 nm bis 2,0 nm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Siliziumoxidschicht vor Aufbringen der zweiten Siliziumschicht mit Hilfe eines Plasmaverfahrens behandelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Siliziumoxidschicht eine Dicke von 0,1 nm bis 5 nm, bevorzugt eine Dicke von 0,5 nm bis 2 nm, aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Beschichten der zweiten Siliziumoxidschicht mit mindestens der dritten Schicht mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung, bevorzugt mittels Kathodenzerstäubung oder PE-CVD, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dritte Schicht einen Dotierstoff, bevorzugt ein Element aus der 3. oder 5. Hauptgruppe, aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen des Siliziumwafers mit der ersten Siliziumoxidschicht aufweist: Oxidieren von mindestens der ersten Seite eines Siliziumwafers durch thermische und/oder nasschemische Oxidation und/oder durch ein Plasmaverfahren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der bereitgestellte Siliziumwafer auf der ersten Seite und der zweiten Seite jeweils eine erste Siliziumoxidschicht aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei gleichzeitig mit dem Oxidieren von mindestens der ersten Seite auch die zweite Seite des Siliziumwafers durch thermische und/oder nasschemische Oxidation und/oder durch ein Plasmaverfahren zur Erzielung einer ersten Siliziumoxidschicht auf der zweiten Seite oxidiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, welches ferner aufweist: Beschichten der ersten Siliziumoxidschicht auf der zweiten Seite mit einer zweiten Siliziumoxidschicht mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung, bevorzugt mittels Kathodenzerstäubung oder PE-CVD.
Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, welches ferner aufweist: Beschichten der ersten Siliziumoxidschicht auf der zweiten Seite oder der zweiten Siliziumoxidschicht auf der zweiten Seite mit mindestens einer dotierten Siliziumschicht, die bevorzugt ein Element aus der 3. oder 5. Hauptgruppe aufweist, bevorzugt mit entgegengesetzter Dotierung zur dritten Schicht auf der ersten Seite des Siliziumwafers.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die dotierte Siliziumschicht mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung, bevorzugt mittels Kathodenzerstäubung oder PE-CVD, aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner aufweist: Tempern des beschichteten Siliziumwafers bei einer Temperatur von mindestens 700 °C.
Verfahren nach Anspruch 13, rückbezogen auf Anspruch 6 und/oder 11, wobei das Tempern bewirkt, dass in dem Siliziumwafer auf der ersten Seite unterhalb der ersten Siliziumoxidschicht eine dotierte Siliziumschicht ausgebildet wird und/oder dass in dem Siliziumwafer auf der zweiten Seite unterhalb der ersten Siliziumoxidschicht eine dotierte Siliziumschicht ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Dotiergrad der ausgebildeten dotierten Siliziumschicht von der Dicke und/oder der Dichte der zweiten Siliziumoxidschicht auf der ersten bzw. zweiten Seite abhängt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einige, bevorzugt alle, Schritte des Verfahrens im Rahmen eines Durchlaufverfahrens durchgeführt werden.
Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Anlage nach Anspruch 17, wobei die Anlage aufweist: ein Becken zur nasschemischen Oxidation eines Siliziumwafers; und eine Kathodenzerstäubungseinheit oder eine PE-CVD-Einheit zur Beschichtung mit einer Siliziumoxidschicht.
Anlage nach Anspruch 18, wobei die Anlage ferner aufweist: eine Plasmabehandlungseinheit; und eine weitere Kathodenzerstäubungseinheit oder PE-CVD-Einheit zur Beschichtung mit amorphem Silizium und/oder polykristallinem Silizium und/oder nanokristallinem Silizium.
Zwischenprodukt bei der Herstellung eines Ausgangsmaterials für eine Siliziumsolarzelle mit passivierten Kontakten, welches aufweist: einen Siliziumwafer mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite; eine erste Siliziumoxidschicht auf mindestens der ersten Seite; eine zweite Siliziumoxidschicht direkt auf der ersten Siliziumoxidschicht; und eine dritte Schicht, die amorphes Silizium und/oder polykristallines Silizium und/oder nanokristallines Silizium aufweist, direkt auf der zweiten Siliziumoxidschicht.
Zwischenprodukt nach Anspruch 20, wobei die erste Siliziumoxidschicht eine Dicke von 0,5 nm bis 3 nm, bevorzugt eine Dicke von 1,0 nm bis 2,5 nm, besonders bevorzugt eine Dicke von 1,0 nm bis 2,0 nm aufweist.
Zwischenprodukt nach Anspruch 20 oder 21, wobei die zweite Siliziumoxidschicht eine Dicke von 0,1 nm bis 5 nm, bevorzugt eine Dicke von 0,5 nm bis 2 nm, aufweist.
Zwischenprodukt nach Anspruch 20, 21 oder 22, wobei die zweite Siliziumoxidschicht eine Dichte von 2,10 g/cm³ bis 2,65 g/cm³, bevorzugt 2,20 g/cm³ bis 2,40 g/cm³ aufweist.
Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die dritte Schicht einen Dotierstoff, bevorzugt ein Element aus der 3. oder 5. Hauptgruppe, aufweist.
Zwischenprodukt nach Anspruch 24, wobei die zweite Siliziumoxidschicht bei einer Temperatur von 1100 °C für den Dotierstoff einen Diffusionskoeffizienten von größer 1×10^-18 cm²/s, bevorzugt größer 5×10^-17 cm²/s, aufweist.