DE112014005604T5

DE112014005604T5 - Solarzellen-Emitterregion-Herstellung unter Verwendung selbstausrichtender Implantate und Deckschichten

Info

Publication number: DE112014005604T5
Application number: DE112014005604.9T
Authority: DE
Inventors: Timothy Weidman
Original assignee: SunPower Corp
Current assignee: Maxeon Solar Pte Ltd
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2034-11-26
Also published as: PH12016501055A1; US11316056B2; TW201532298A; US9577134B2; KR102329064B1; US20150162484A1; CN105637647B; PH12016501055B1; JP6543856B2; CN105637647A; JP2016541106A; WO2015088782A1; US20170162729A1; CN109065641B; TWI647863B; KR20160096083A; CN109065641A; US20220199842A1; DE112014005604B4; SG11201604588VA

Abstract

Beschrieben sind Verfahren zum Herstellen von Solarzellen-Emitterregionen unter Verwendung selbstausrichtender Implantate und Deckschichten sowie die sich ergebenden Solarzellen. Bei einem Beispiel umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Emitterregion einer Solarzelle das Bilden einer Siliciumschicht über einem Substrat. Das Verfahren umfasst auch das Implantieren von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen durch eine Stencil-Maske in die Siliciumschicht, um implantierte Regionen der Siliciumschicht mit benachbarten nicht-implantierten Regionen zu bilden. Das Verfahren umfasst auch – durch die Stencil-Maske – das Bilden einer Deckschicht auf den implantierten Regionen der Siliciumschicht und im Wesentlichen darauf ausgerichtet. Das Verfahren umfasst auch das Entfernen der nicht-implantierten Regionen der Siliciumschicht, wobei die Deckschicht die implantierten Regionen der Siliciumschicht während des Entfernens schützt. Das Verfahren umfasst auch das Tempern der implantierten Regionen der Siliciumschicht, um dotierte polykristalline Silicium-Emitterregionen zu bilden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsformen dieser Offenbarung finden sich auf dem Gebiet erneuerbarer Energie und insbesondere bei Verfahren zur Herstellung von Solarzellen-Emitterregionen unter Verwendung selbstausrichtender Implantate und Deckschichten und den sich ergebenden Solarzellen.
HINTERGRUND
Fotovoltaikzellen, die allgemein als Solarzellen bekannt sind, sind gut bekannte Vorrichtungen zur direkten Umwandlung von Sonneneinstrahlung in elektrische Energie. Im Allgemeinen werden Solarzellen auf einer Halbleiterscheibe oder einem Halbleitersubstrat unter Anwendung von Halbleiterverarbeitungsverfahren hergestellt, um einen P-N-Übergang nahe der Substratoberfläche zu erzielen. Auf Sonnenstrahlung, die auf die Oberfläche des Substrats auftrifft und in sie eindringt, erzeugt das Substrat Elektronen-Loch-Paare in einem Großteil des Substrats. Die Elektronen-Loch-Paare wandern in die P- und N-dotierten Regionen in dem Substrat, wodurch sie ein Spannungsdifferenzial zwischen den dotierten Regionen erzeugen. Die P- und N-dotierten Regionen werden mit leitenden Regionen auf der Solarzelle verbunden, um elektrischen Strom von der Zelle an einen externen angeschlossenen Stromkreis zu leiten.
Effizienz ist eine wichtige Eigenschaft einer Solarzelle, da die Effizienz in direkter Beziehung zur Fähigkeit der Solarzelle zur Energieerzeugung steht. Gleichermaßen ist die Effizienz bei der Herstellung von Solarzellen direkt mit der Kosteneffizienz dieser Solarzellen verbunden. Somit sind Techniken zur Erhöhung der Effizienz von Solarzellen oder Techniken zur Erhöhung der Effizienz bei der Herstellung von Solarzellen allgemein wünschenswert. Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ermöglichen eine erhöhte Effizienz der Solarzellenherstellung, indem neue Verfahren zur Herstellung von Solarzellstrukturen bereitgestellt werden. Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ermöglichen eine erhöhte Solarzelleneffizienz, indem neuartige Solarzellstrukturen bereitgestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1A–1F zeigen Querschnittansichten verschiedener Herstellungsphasen einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist ein Ablaufdiagramm mit der Auflistung von Vorgängen bei einem Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle entsprechend 1A–1F gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3 ist ein Ablaufdiagramm mit der Auflistung von Vorgängen bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 veranschaulicht einen Plan einer Rückseite einer mit Aluminium metallisierten Rückkontakt-Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
5A veranschaulicht eine schematische Querschnittsansicht einer Inline-Plattform für strukturierte Implantate und Abdeckungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
5B veranschaulicht eine Implantat- und Abdeckungssequenz durch Silicium-Kontaktmasken in der Vorrichtung aus 5A gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6A veranschaulicht eine schematische Querschnittsansicht einer Inline-Plattform für strukturierte Implantate und Abdeckungen mit beweglichem Wafer und stationärer Schattenmaske gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6B veranschaulicht eine Implantatsequenz durch Grafit-Proximity-Masken in der Vorrichtung aus 6A gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7A veranschaulicht eine Planansicht der Rückseite einer verzahnten Rückkontakt-(IBC)-Solarzelle mit einem angrenzenden „Kurzfinger”-Multi-Sammelschienen-Layout gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7B veranschaulicht eine Planansicht der Rückseite einer IBC-Solarzelle mit einer Metallfolien-Backplane aus Kupfer (Cu) oder Aluminium (Al) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7C veranschaulicht eine Planansicht der Rückseite einer IBC-Solarzelle mit mehreren durch Löten, leitfähiges Klebemittel oder Laserpunktschweißung (z. B. Al an Al) angebrachten Kontaktpunkten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung dient lediglich zur Veranschaulichung und ist nicht dazu gedacht, die Ausführungsformen des Gegenstands oder die Anwendung und Verwendung derartiger Ausführungsformen einzuschränken. Im hierin verwendeten Sinne hat das Wort „beispielhaft” die Bedeutung von „als Beispiel, Modell oder zur Veranschaulichung dienend”. Alle hierin als beispielhaft beschriebenen Realisierungsformen sind nicht notwendigerweise als gegenüber anderen Realisierungsformen bevorzugt oder vorteilhaft auszulegen. Darüber hinaus ist nicht beabsichtigt, an eine in den vorhergehenden Abschnitten „Technisches Gebiet”, „Hintergrund”, „Kurzdarstellung” oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung ausdrücklich genannte oder stillschweigend eingeschlossene Theorie gebunden zu sein.
Die vorliegende Beschreibung enthält Verweise auf „eine bestimmte Ausführungsform” oder „eine Ausführungsform”. Das Auftreten der Formulierungen „in einer bestimmten Ausführungsform” oder „in einer Ausführungsform” bezieht sich nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Insbesondere können Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften auf jegliche geeignete Art kombiniert werden, die mit dieser Offenbarung im Einklang steht.
Terminologie. Die folgenden Absätze stellen Definitionen und/oder den Kontext für Begriffe bereit, die in dieser Offenbarung zu finden sind (einschließlich der beigefügten Ansprüche):
„umfasst/umfassend”. Dieser Begriff ist erweiterbar. In dem in den beigefügten Ansprüchen verwendeten Sinne schließt dieser Begriff eine zusätzliche Struktur oder zusätzliche Schritte nicht aus.
„So konfiguriert, dass”. Verschiedene Einheiten oder Komponenten können so beschrieben oder beansprucht werden, dass sie „konfiguriert sind, um” eine Aufgabe oder Aufgaben zu erfüllen. In einem solchen Kontext wird „so konfiguriert, dass” bzw. „konfiguriert, um zu” verwendet, um eine Struktur zu benennen, indem angegeben wird, dass die Einheiten/Komponenten eine Struktur beinhalten, die diese Aufgabe oder Aufgaben während des Betriebs durchführt. Von der Einheit/Komponente als solcher kann gesagt werden, dass sie konfiguriert ist, um die Aufgabe auszuführen, auch wenn die spezifische Einheit/Komponente momentan nicht betriebsbereit (d. h. nicht eingeschaltet/aktiv) ist. Das Zitat, dass eine Einheit/ein Schaltkreis/eine Komponente „konfiguriert ist, um” eine oder mehrere Aufgaben auszuführen, ist ausdrücklich dazu bestimmt, sich nicht auf 35 U.S.C. §112, Absatz 6, in Bezug auf diese Einheit/diese Komponente zu berufen.
Die hierin verwendeten Ausdrücke „erste”, „zweite” usw. werden als Bezeichnung für Substantive genutzt, denen sie vorangehen, und schließen keine wie auch immer geartete Art einer Ordnung (z. B. räumlich, zeitlich, logisch usw.) ein. Zum Beispiel schließt der Bezug auf eine „erste” Solarzelle nicht notwendigerweise ein, dass diese Solarzelle die erste Solarzelle in einer Folge ist; stattdessen wird der Ausdruck „erste” verwendet, um diese Solarzelle von einer anderen Solarzelle zu unterscheiden (z. B. von einer „zweiten” Solarzelle).
„Gekoppelt” – Die nachfolgende Beschreibung betrifft Elemente oder Knotenpunkte oder Merkmale, die miteinander „gekoppelt” sind. Wie hierin verwendet, bedeutet „gekoppelt” – solange nicht ausdrücklich anderweitig angegeben – dass ein Element/Knoten/Bestandteil direkt oder indirekt mit einem anderen Element/Knoten/Bestandteil verbunden ist (oder direkt oder indirekt mit einem anderen Element/Knoten/Bestandteil kommuniziert), und zwar nicht notwendigerweise mechanisch.
Weiterhin können bestimmte Begriffe in der folgenden Beschreibung auch lediglich als Bezug verwendet werden und sollen deshalb keine Einschränkung darstellen. Zum Beispiel beziehen sich Begriffe wie „oberer/obere/oberes”, „unterer/untere/unteres”, „oberhalb” und „unterhalb” auf Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Begriffe wie „vorn”, „hinten”, „rückseitig”, „seitlich”, „extern” und „intern” geben die Ausrichtung und/oder die Lage von Teilen der Komponente in einem durchgängigen, jedoch beliebigen Bezugsrahmen an, die durch Bezug auf den Text verdeutlicht wird, wobei die zugehörigen Zeichnungen die erörterte Komponente beschreiben. Solche Begriffe können die oben konkret aufgeführten Worte, Ableitungen hiervon und Begriffe mit ähnlicher Bedeutung umfassen.
Hierin werden Verfahren zur Herstellung von Solarzell-Emitterregionen unter Verwendung selbstausrichtender Implantate und Deckschichten und die sich ergebenden Solarzellen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, z. B. spezifische Vorgänge des Prozessablaufs, um ein umfassendes Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Es wird Fachleuten ersichtlich sein, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ohne diese spezifischen Einzelheiten ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden bereits bekannte Herstellungstechniken, wie zum Beispiel Lithografie und Strukturierungsverfahren, nicht ausführlich beschrieben, um Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht unnötigerweise zu verschleiern. Weiterhin ist zu beachten, dass die verschiedenen Ausführungsformen in den Figuren illustrative Darstellungen und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind.
Hierin werden Verfahren zur Herstellung von Solarzellen offenbart. Bei einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Emitterregion einer Solarzelle das Bilden einer Siliciumschicht über einem Substrat. Das Verfahren umfasst auch das Implantieren von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen durch eine Stencil-Maske in die Siliciumschicht, um implantierte Regionen der Siliciumschicht mit benachbarten nicht-implantierten Regionen zu bilden. Das Verfahren umfasst auch das Bilden einer Deckschicht auf den implantierten Regionen der Siliciumschicht – über die Stencil-Maske – und dies im Wesentlichen ausgerichtet auf die implantierten Regionen. Das Verfahren umfasst auch das Entfernen der nicht-implantierten Regionen der Siliciumschicht, wobei die Deckschicht die implantierten Regionen der Siliciumschicht während des Entfernens schützt. Das Verfahren umfasst auch das Tempern der implantierten Regionen der Siliciumschicht, um dotierte polykristalline Silicium-Emitterregionen zu bilden.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung abwechselnder N- und P-Emitterregionen einer Solarzelle das Bilden einer polykristallinen Siliciumschicht auf einer dünnen Oxidschicht, die auf einem monokristallinen Siliciumsubstrat angeordnet ist. Das Verfahren umfasst auch das Implantieren – durch eine erste Stencil-Maske – von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen eines ersten Leitfähigkeitstyps in die polykristalline Siliciumschicht, um erste implantierte Regionen der polykristallinen Siliciumschicht neben nicht-implantierten Regionen zu bilden. Das Verfahren umfasst auch – über die erste Stencil-Maske – das Bilden einer ersten Deckschicht auf den ersten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht und im Wesentlichen auf diese ausgerichtet. Das Verfahren umfasst auch das Implantieren – durch eine zweite Stencil-Maske – von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen eines zweiten, entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps in Teile der nicht-implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht, um zweite implantierte Regionen der polykristallinen Siliciumschicht zu bilden, die verbleibende nicht-implantierte Regionen ergeben. Das Verfahren umfasst auch – über die zweite Stencil-Maske – das Bilden einer zweiten Deckschicht auf den zweiten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht und im Wesentlichen auf diese ausgerichtet. Das Verfahren umfasst auch das Entfernen der verbleibenden nicht-implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht, wobei die erste und die zweite Deckschicht während des Entfernens die ersten implantierten Regionen bzw. die zweiten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht schützen. Das Verfahren umfasst auch das Tempern der ersten implantierten Regionen und der zweiten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht, um dotierte polykristalline Silicium-Emitterregionen zu bilden.
Hierin werden auch Vorrichtungen zur Herstellung von Solarzellen offenbart. Bei einer Ausführungsform umfasst eine Inline-Prozessvorrichtung zum Herstellen einer Emitterregion einer Solarzelle eine erste Station zum Ausrichten einer Stencil-Maske mit einem Substrat. Eine zweite Station zum Implantieren von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen über dem Substrat durch die Stencil-Maske ist eingeschlossen. Eine dritte Station zum Bilden einer Deckschicht über dem Substrat durch die Stencil-Maske ist eingeschlossen. Die Stencil-Maske und das Substrat können zusammen durch die zweite und die dritte Station bewegt werden.
Eine oder mehrere hierin beschriebene Ausführungsformen stellen einen vereinfachten Prozessablauf zur Herstellung hocheffizienter Solarzellen mit rückseitigem Vollkontakt bereit, der die Anwendung von Ionen-Implantat-Technologie zum Erzeugen von Polysilicium-Emitterschichten sowohl des Typs N+ (z. B. üblicherweise mit Phosphor oder Arsen dotiert) als auch des Typs P+ (z. B. normalerweise mit Bor dotiert) umfasst. Bei einer Ausführungsform umfasst ein Herstellungsansatz die Verwendung von strukturierten Schattenmasken, die vorzugsweise aus Silicium (Si) hergestellt sind und die in enger Nähe oder in direktem physischen Kontakt mit dem verarbeiteten Solarzellensubstrat platziert werden. Bei einer derartigen Ausführungsform bewegt sich die Schattenmaske mit dem Substrat, und zwar zunächst unter einen Implantierstrahl und anschließend (ohne die Schattenmaske zu bewegen) durch eine zweite Verarbeitungszone/region, wo eine ausreichende Dicke einer Deckschicht direkt über der implantierten Fläche und perfekt (oder zumindest im Wesentlichen) darauf ausgerichtet aufgebracht wird. Ein gleicher oder ähnlicher Prozess kann anschließend angewandt werden, um ähnliche Deckungsmuster eines Dotiermitteltyps mit entgegengesetzter Leitfähigkeit zu erzeugen.
Einige Ausführungsformen weisen die Zusammensetzung der Deckschicht so ausgewählt auf, dass eine selektives Entfernen der benachbarten nicht-implantierten (und daher auch unbedeckten) Polysiliciumschicht durch Nass- oder Trocken-Ätzen ermöglicht wird. Eine derartige Ätzselektivität ermöglicht eine strukturierte Grabenisolierung zwischen Emitterregionen von beispielsweise einer Rückkontakt-Solarzelle. Bei einigen Beispielen kann der Deckfilm aus einem dielektrischem, auf SiO₂ oder SiN (oder einer Kombination daraus) basierendem Film bestehen, der unter Verwendung von chemischer Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD), plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) oder chemischer Gasphasenabscheidung mit hochdichtem Plasma (HDPCVD) aufgebracht wird. Bei einer Ausführungsform kann HDPCVD wegen der stärker richtungsgebundenen Beschaffenheit der Aufbringung und der niedrigeren Betriebsdrücken, die mit dem vorangegangenen Ionen-Implantiervorgang besser verträglich sind, vorgezogen werden. Die Deckschicht kann jedoch auch unter Anwendung einer auf sogar höherem Vakuum basierenden physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) oder von einem auf Sputtern basierenden Prozess aufgebracht werden, wodurch eine stärker richtungsgebundene, kollimierte Aufbringung von auf SiO₂, SiON oder SiN basierenden dielektrischen Deckschichten ermöglicht wird, der selbst dann gute Nassätzselektivität bereitstellen, wenn die Aufbringung bei relativ geringen Temperaturen erfolgt (z. B. zwischen Raumtemperatur und 400°C).
Bei besonderen Ausführungsformen, ist die so aufgetragene Deckschicht hinreichend widerstandsfähig gegen alkalische Siliciumätzung und texturierende Chemikalien, um die vollständige Entfernung aller nicht-implantierten (und damit auch nicht abgedeckten) Polysiliciumregionen zu ermöglichen. Die alkalische Siliciumätzung und die texturierenden Chemikalien werden daher verwendet, um Gräben auszubilden, die entgegengesetzt dotierte Polysiliciumregionen bei gleichzeitiger Texturierung der vorderen (zur Sonne weisenden) Seite des Wafers isolieren. Bei einer Ausführungsform wird, nachdem die vorderseitige Texturierung und Grabenisolierung abgeschlossen ist, eine daran anschließende Nassätz-Chemikalie wie eine auf Flusssäure (HF) basierende Chemikalie (z. B. eine NH₄F-gepufferte HF-Mischung oder gepuffertes Oxidätzen (BOE)) aufgetragen, um die restliche Deckschicht abzuziehen. Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Deckschicht jedoch eine Metallschicht mit ausreichender Widerstandsfähigkeit gegen eine alkalische Chemikalie. Eine derartige Metallschicht kann als Kontaktschicht in der Vorrichtung verbleiben.
In einem erweiterten Zusammenhang gab es in neuerer Zeit großes Interesse und signifikanten Fortschritt bezüglich der Bereitstellung von kostengünstigen Ionen-Implantat-Systemen mit höherem Durchsatz, die sich zur Solarzellenherstellung eignen, wobei Solarzellen des IBC-Typs (verzahnter Rückkontakt) besonders vielversprechend sind. Die Annahme ist, dass sowohl N+- als auch P+-Implantate mit guter Ausrichtung ausgeführt werden können. Um jedoch auf Solarzellstrukturen des Hochleistungs-Rückkontakt-Typs unter Verwendung eines Prozessablaufs anwendbar zu sein, der die Prozessschritte, die Kosten und den thermischen Umsatz reell verringern kann, ist ein Ansatz erforderlich, der nicht nur eine kosteneffektive Bereitstellung strukturierter und ausgerichteter Ionenimplantate leistet, sondern auch das selektive oder selbstausrichtende Entfernen nicht-implantierter polykristalliner Siliciumregionen. Zur Behandlung derartiger Aufgaben stellen eine oder mehrere hierin beschriebene Ausführungsformen diese Funktionalität bereit, indem relativ kostengünstige, nicht kontaminierende Siliciumwafer-Stencil-Masken verwendet werden, um sowohl strukturierte Ionen-Implantate als auch selbstausrichtende Deckschichten in einer einzelnen Sequenz durch die gleiche Maske aufzubringen. Da die Maske ebenso wie das Siliciumwafer-Substrat aus Silicium zusammengesetzt ist, kann sie ohne Kontaminierungsprobleme oder Probleme aufgrund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Kontaktmodus eingesetzt werden. Bei einer Ausführungsform können Maskierungs- oder Stencil-Wafer ausreichend dotiert sein, um leitfähig zu sein und daher als Bestandteil der ionenstrahlformenden Elektronik eingeschlossen zu werden (oder um einfach eine Aufladung zu vermeiden). Weiter können durch die automatische Ausführung der Aufbringung einer dielektrischen Schicht nach jedem Ionen-Implantat-Vorgang nachfolgende Implantate blockiert werden (z. B. gestoppt und im Oberflächen-Dielektrikum eingeschlossen), was die regelmäßige Reinigung und Wiederverwendung dieser Stencil-Masken deutlich erleichtert.
Insbesondere kann das Erzeugen von Masken mit ausreichender mechanischer Integrität ebenso wie andere Strukturierungsprozesse, die die Verwendung von Stencil-Masken erfordern, signifikante Einschränkungen in Bezug auf die Art der eingesetzten Strukturen mit sich bringen, oder es kann erforderlich sein, dass die gewünschte Struktur für jede Implantatpolarität in zwei separaten und perfekt ausgerichteten Schritten ausgeführt wird (z. B. unter Verwendung von insgesamt vier separaten Masken). Ein derartiges Szenario, das betroffen sein kann, ist die Herstellung einer Verzahnung unter Verwendung langer Finger, die sich über fast die gesamte Länge der Solarzelle erstrecken. Gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen sind jedoch andere mögliche Verzahnungs-Layouts beschrieben, die eine geringere Herausforderung darstellen. Beispielsweise kann die Verwendung alternativer Multi-Sammelschienen-Konzepte entsprechend der ausführlicheren Beschreibung weiter unten deutliche Vorteile beim Übergang zu Metallisierungsstrategien der nächsten Generation bieten (z. B. geringere Kosten).
In einem beispielhaften Prozessablauf zeigen die 1A–1F Querschnittansichten verschiedener Herstellungsphasen einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2 ist ein Ablaufdiagramm 200 mit der Auflistung von Vorgängen bei einem Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle entsprechend 1A–1F gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Mit Bezug auf 1A und den entsprechenden Vorgang 202 des Ablaufdiagramms 200 umfasst ein Verfahren zur Herstellung abwechselnder N- und P-Emitterregionen einer Solarzelle das Bilden einer polykristallinen Siliciumschicht 106 auf einer dünnen Oxidschicht 104, die auf einem Substrat 102 angeordnet ist.
Bei einer Ausführungsform ist das Substrat 102 ein monokristallines Siliciumsubstrat, wie z. B. ein einzelnes kristallines N-dotiertes Silicium-Massensubstrat. Es versteht sich jedoch, dass das Substrat 102 eine Schicht sein kann, wie z. B. eine multikristalline Siliciumschicht, die auf einem globalen Solarzellensubstrat angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform ist die dünne Oxidschicht eine dielektrische Tunnel-Siliciumoxidschicht mit einer Dicke von ungefähr 2 nm oder weniger. Obwohl eine polykristalline Siliciumschicht 106 beschrieben ist, wird stattdessen bei einer anderen Ausführungsform eine amorphe Siliciumschicht verwendet.
Mit Bezug auf 1B und den entsprechenden Vorgang 204 des Ablaufdiagramms 200 umfasst das Verfahren auch das Implantieren – durch eine erste Stencil-Maske 108 – von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen eines ersten Leitfähigkeitstyps 110 in die polykristalline Siliciumschicht 106, um erste implantierte Regionen 112 der polykristallinen Siliciumschicht 106 und nicht-implantierte Regionen zu bilden (d. h. die verbleibenden Teile der polykristallinen Siliciumschicht 106, die in dieser Phase des Prozesses nicht implantiert worden sind).
Bei einer Ausführungsform ist die erste Stencil-Maske 108 eine Silicium-Stencil-Maske. Bei einer Ausführungsform ermöglicht die Verwendung einer Silicium-Stencil-Maske das Platzieren auf der Struktur aus 1A oder in enger Nähe dazu, da das Silicium der Stencil-Maske eine siliciumbasierte Solarzelle nicht kontaminiert. Bei einer Ausführungsform erfolgt das Implantieren über die Verwendung von Ionenstrahlimplantation oder Plasmaimmersionsimplantation. Bei einer Ausführungsform stellt dieses erste Implantieren P+-Dotieratome für Silicium bereit (z. B. Bor-Atome). Bei einer anderen Ausführungsform stellt das erste Implantieren jedoch N+-Dotieratome für Silicium bereit (z. B. Phosphor-Atome oder Arsen-Atome). Bei einer Ausführungsform werden die zum Ausführen des Implantierens verwendeten Bedingungen abgestimmt (z. B. durch sequenziellen oder simultanen Elektronenbeschuss), um die anschließende Ätzselektivität zwischen implantierten und nicht-implantierten Regionen zu verstärken, die mit weiter unten beschriebenen Vorgängen in Zusammenhang steht. Andere Bedingungen, die abgestimmt werden können, können eine oder mehrere der folgenden Einstellungen einschließen: Substrat-Vorspannung während des Implantierens, Temperaturabstimmung und Dosisabstimmung.
Wiederum mit Bezug auf 1B und hierbei auf den entsprechenden Vorgang 206 des Ablaufdiagramms 200 umfasst das Verfahren auch – über die erste Stencil-Maske 108 – das Bilden einer ersten Deckschicht 114 auf den ersten implantierten Regionen 112 der polykristallinen Siliciumschicht 106 und im Wesentlichen darauf ausgerichtet. Die Ausrichtung kann als idealerweise perfekt angesehen werden, da sich die Stencil-Maske und das Substrat zusammen bewegen. Der Prozess kann jedoch einen geringen Versatz tolerieren (z. B. geringer als wenige Prozent in einer Verfahrrichtung), der auftreten kann, während der Prozess von einer Implantier/Dotierkammer zu einer Deckschicht-Aufbringungskammer übergeht.
Bei einer Ausführungsform erfolgen das Implantieren und das Bilden der ersten Deckschicht 114 in einer Inline-Prozessvorrichtung, in der die erste Stencil-Maske 108 und das monokristalline Siliciumsubstrat 102 entsprechend der ausführlicheren Beschreibung in Zusammenhang mit 5A und 5B zusammen durch die Inline-Prozessvorrichtung bewegt werden. Bei einer Ausführungsform umfasst die erste Deckschicht 114 ein Material wie z. B. Siliciumdioxid (SiO₂), Siliciumnitrid (SiN) oder Siliciumoxinitrid (SiON), jedoch ohne darauf beschränkt zu sein. Bei einer Ausführungsform wird die erste Deckschicht 114 unter Verwendung eines Aufbringungverfahrens wie z. B. chemischer Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD), plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD), chemischer Gasphasenabscheidung mit hochdichtem Plasma (HDPCVD) oder physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) gebildet, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein. Bei einer Ausführungsform wird die erste Deckschicht 114 durch Aufbringung bei einer Temperatur gebildet, die ungefähr im Bereich von 25–400°C liegt.
Wiederum mit Bezug auf 1B kann das Material der Deckschicht 114 auch auf die erste Stencil-Maske 108 aufgebracht werden. Nach zahlreichen Durchläufen der Stencil-Maske 108 durch die Aufbringungsumgebung können sich schließlich entsprechend der Darstellung in 1B mehrere Materialschichten ansammeln. Es versteht sich, dass eine optimale Anzahl von Durchläufen bestimmt werden kann, um den Durchsatz gegen eine übermäßige Materialansammlung auf der Stencil-Maske 108 abzugleichen, die in bestimmter Weise die späteren Aufbringungsprozesse beeinflussen könnte. Bei einer derartigen Ausführungsform wird das angesammelte Deckmaterial nach einer bestimmten Anzahl von Durchläufen durch selektives Ätzen entfernt, und die erste Stencil-Maske 108 kann anschließend wiederverwendet werden.
Mit Bezug auf 1C und den entsprechenden Vorgang 208 des Ablaufdiagramms 200 umfasst das Verfahren auch das Implantieren – durch eine zweite Stencil-Maske 116 – von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen eines zweiten Leitfähigkeitstyps 118 in Teile der nicht-implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht 106, um zweite implantierte Regionen 120 der polykristallinen Siliciumschicht 106 und verbleibende nicht-implantierte Regionen zu bilden (d. h. verbleibende Teile der polykristallinen Siliciumschicht 106, die nicht implantiert worden sind).
Bei einer Ausführungsform ist die zweite Stencil-Maske 116 eine Silicium-Stencil-Maske. Bei einer Ausführungsform ermöglicht die Verwendung einer Silicium-Stencil-Maske das Platzieren auf der Struktur aus 1B oder in enger Nähe dazu, da das Silicium der Stencil-Maske eine siliciumbasierte Solarzelle nicht kontaminiert. Bei einer Ausführungsform erfolgt das Implantieren über die Verwendung von Ionenstrahlimplantation oder Plasmaimmersionsimplantation. Bei einer Ausführungsform stellt dieses zweite Implantieren N+-Dotieratome für Silicium bereit (z. B. Phosphor-Atome oder Arsen-Atome). Bei einer anderen Ausführungsform stellt das zweite Implantieren jedoch P+-Dotieratome für Silicium bereit (z. B. Bor-Atome). Bei einer Ausführungsform werden die zum Ausführen des Implantierens verwendeten Bedingungen abgestimmt (z. B. durch sequenziellen oder simultanen Elektronenbeschuss), um die anschließende Ätzselektivität zwischen implantierten und nicht-implantierten Regionen zu verstärken, die mit weiter unten beschriebenen Vorgängen in Zusammenhang steht. Andere Bedingungen, die abgestimmt werden können, können eine oder mehrere der folgenden Einstellungen einschließen: Substrat-Vorspannung während des Implantierens, Temperaturabstimmung und Dosisabstimmung.
Wiederum mit Bezug auf 1C und hierbei auf den entsprechenden Vorgang 210 des Ablaufdiagramms 200 umfasst das Verfahren auch – über die zweite Stencil-Maske 116 – das Bilden einer zweiten Deckschicht 122 auf den zweiten implantierten Regionen 120 der polykristallinen Siliciumschicht 106 und im Wesentlichen darauf ausgerichtet. Die Ausrichtung kann als idealerweise perfekt angesehen werden, da sich die Stencil-Maske und das Substrat zusammen bewegen. Der Prozess kann jedoch einen geringen Versatz tolerieren (z. B. geringer als wenige Prozent in einer Verfahrrichtung), der auftreten kann, während der Prozess von einer Implantier/Dotierkammer zu einer Deckschicht-Aufbringungskammer übergeht.
Bei einer Ausführungsform erfolgen das Implantieren und Bilden der zweiten Deckschicht 122 in einer Inline-Prozessvorrichtung, in der die zweite Stencil-Maske 116 und das monokristalline Siliciumsubstrat 102 entsprechend der ausführlicheren Beschreibung in Zusammenhang mit 5A und 5B zusammen durch die Inline-Prozessvorrichtung bewegt werden. Bei einer Ausführungsform umfasst die zweite Deckschicht 122 ein Material wie z. B. Siliciumdioxid (SiO₂), Siliciumnitrid (SiN) oder Siliciumoxinitrid (SiON), jedoch ohne darauf beschränkt zu sein. Bei einer Ausführungsform wird die erste Deckschicht 122 unter Verwendung eines Aufbringungsverfahrens wie z. B. chemischer Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD), plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD), chemischer Gasphasenabscheidung mit hochdichtem Plasma (HDPCVD) oder physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) gebildet, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein. Bei einer Ausführungsform wird die zweite Deckschicht 122 durch Aufbringung bei einer Temperatur gebildet, die ungefähr im Bereich von 25–400°C liegt.
Wiederum mit Bezug auf 1C kann das Material der zweiten Deckschicht 122 auch auf der zweiten Stencil-Maske 116 aufgebracht werden. Wie bei der ersten Deckschicht auf der ersten Stencil-Maske können sich nach zahlreichen Durchläufen der zweiten Stencil-Maske 116 durch die Aufbringungsumgebung entsprechend der Darstellung in 1C schließlich mehrere Materialschichten ansammeln. Es versteht sich, dass eine optimale Anzahl von Durchläufen bestimmt werden kann, um den Durchsatz gegen eine übermäßige Materialansammlung auf der Stencil-Maske 116 abzugleichen, die in bestimmter Weise die späteren Aufbringungsprozesse beeinflussen könnte. Bei einer derartigen Ausführungsform wird das angesammelte Deckmaterial nach einer bestimmten Anzahl von Durchläufen durch selektives Ätzen entfernt, und die zweite Stencil-Maske 116 wird anschließend wiederverwendet.
Mit Bezug auf 1D und den entsprechenden Vorgang 212 des Ablaufdiagramms 200 können die verbleibenden nicht-implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht 106 entfernt werden. Bei einer Ausführungsform schützen die erste Deckschicht 114 und die zweite Deckschicht 122 die ersten implantierten Regionen 112 bzw. die zweiten implantierten Regionen 120 während des Entfernens der verbleibenden nicht-implantierten Teile der polykristallinen Siliciumschicht 106. Wiederum mit Bezug auf 1D können bei einer Ausführungsform während des Entfernens der verbleibenden nicht-implantierten Teile der polykristallinen Siliciumschicht 106 und/oder im Anschluss daran die Deckschichten 114 und 122 ebenfalls entfernt werden. In jedem Fall sollten die Deckschichten 114 und 122 angemessen weniger sensibel auf das Ätzen reagieren als die polykristalline Siliciumschicht 106, um mindestens ein wesentliches Maß an Schutz der ersten implantierten Regionen 112 und der zweiten implantierten Regionen 120 bereitzustellen (z. B. ohne die implantierten Regionen signifikant zu erodieren).
Bei einer Ausführungsform schließen die erste und die zweite Deckschicht 114 und 122 ein Material ein wie z. B. Siliciumdioxid (SiO₂), Siliciumnitrid (SiN) oder Siliciumoxinitrid (SiON), jedoch nicht darauf beschränkt; und das Entfernen der verbleibenden nicht-implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht 106 umfasst die Anwendung eines auf Hydroxid basierenden Nassätz-Prozesses. Bei einer Ausführungsform werden die erste und die zweite Deckschicht 114 und 122 anschließend in einem folgenden Prozess unter Verwendung eines HF-basierten Nassätz-Prozesses wie z. B. eines BOE-Prozesses (gepuffertes Oxidätzen) entfernt.
Mit Bezug auf 1E und den entsprechenden Vorgang 214 des Ablaufdiagramms 200 können die ersten implantierten Regionen 112 und die zweiten implantierten Regionen 120 der polykristallinen Siliciumschicht getempert werden, um erste (124) bzw. zweite (126) dotierte polykristalline Silicium-Emitterregionen zu bilden. Während es generell vorteilhafter sein kann, das Ätzen (d. h. Entfernen) nichtimplantierter Flächen von Polysilicium vor der Ausführung eines Hochtemperatur-Temper- und Aktivierungsprozesses abzuschließen, können bestimmte Implantierbedingungen zu spezifischer höherer Reaktivität beim Texturierungsätzen führen (z. B. relativ zu nicht-implantierten Regionen). wobei in diesem Fall ein Hochtemperatur-Tempern vor dem Grabenätzen durchgeführt werden kann.
Bei einer Ausführungsform erfolgt das Aufheizen bei einer Temperatur ungefähr im Bereich von 850–1100°C über einen Zeitraum ungefähr im Bereich von 1–100 Minuten. Bei einer Ausführungsform wird während des Aufheizens oder Temperns ein leichter P+-Dotiermitteldurchlauf ausgeführt.
Mit Bezug auf 1D und 1E werden bei einer Ausführungsform die Gräben 128 zwischen der ersten (124) und der zweiten (126) dotierten polykristallinen Silicium-Emitterregion gebildet. Weiter sind bei einer Ausführungsform die Gräben und/oder die Licht aufnehmende Fläche 101 des Substrats 102 texturiert. Die Reihenfolge von Vorgängen der Grabenbildung und des Temperns der ersten implantierten Regionen 112 und der zweiten implantierten Regionen 120 der polykristallinen Siliciumschicht zum Bilden der ersten (124) und der zweiten (126) dotierten polykristallinen Silicium-Emitterregionen kann abgeändert werden. Bei einer Ausführungsform werden sowohl die Grabenbildung als auch das Texturieren mittels des gleichen auf Hydroxid basierenden Ätzprozesses vor dem Tempern durchgeführt, z. B. als Teil des Prozesses, der zum Entfernen nicht-implantierter Regionen der Siliciumschicht 106 verwendet wird. Alternativ dazu werden die Grabenbildung und das Texturieren im Anschluss an das Tempern ausgeführt (entsprechend der Darstellung in 1D und 1E). Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann das Texturieren der Oberfläche 101 in einem Vorgang erfolgen, der sich von dem Vorgang zum Bilden und Texturieren der Gräben 128 unterscheidet. Es versteht sich, dass eine texturierte Oberfläche eine Fläche sein kann, die eine regelmäßig oder unregelmäßig geformte Oberfläche zum Streuen von eintreffendem Licht hat, wodurch die von der Licht empfangenden Fläche der Solarzelle reflektierte Lichtmenge verringert wird. Zusätzliche Ausführungsformen können entsprechend der Darstellung in 1E die Bildung einer Passivierung oder Antireflex-Beschichtung 129 auf der Licht empfangenden Fläche 101 einschließen.
Mit Bezug auf 1F werden die leitfähigen Kontakte 130 und 132 hergestellt, um die erste (124) bzw. die zweite (126) dotierte polykristalline Silicium-Emitterregion zu kontaktieren. Bei einer Ausführungsform werden die Kontakte hergestellt, indem zunächst eine Isolierschicht 150 aufgebracht und strukturiert wird, sodass sie Öffnungen hat, und anschließend eine oder mehrere leitfähige Schichten in den Öffnungen gebildet werden. Bei einer Ausführungsform schließen die leitfähigen Kontakte 130 und 132 Metall ein und werden durch eine Abscheidung oder durch einen lithografischen oder Ätzprozess oder alternativ dazu durch einen Druckprozess gebildet.
Bei einer Ausführungsform verbleiben die Deckschichten 114 und 122 (oder zumindest Reste davon) in der endgültigen Struktur. Bei einer derartigen Ausführungsform werden die Kontakte 130 und 132 durch die Deckschichten 114 und 122 gebildet, z. B. durch Strukturieren der Deckschichten während des Bildens der Kontaktgräben. Bei einer anderen alternativen Ausführungsform schließen eine oder beide Deckschicht(en) 114 und 122 jedoch ein hochschmelzendes Metall ein, wie z. B. Titan (Ti), Zirconium (Zr), Hafnium (Hf), Niobium (Nb), Tantal (Ta), Molybdän (Mo) oder Wolfram (W), aber ohne darauf beschränkt zu sein. Ein derartiges hochschmelzendes Metall kann auf eine polykristalline Siliciumfläche aufgebracht werden und einem Temperprozess widerstehen, der angewendet wird, um Dotiermittel in der polykristallinen Siliciumschicht zu aktivieren. Bei anderen Ausführungsformen wird eine Dünnmetall-Deckschicht verwendet, die ein Material wie z. B. Titan (Ti), Cobalt (Co) oder Nickel (Ni) einschließt, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein. Die Dünnmetall-Deckschicht kann verwendet werden, um einer Silicidierung mit einem oberen Abschnitt der polykristallinen Schicht unterzogen zu werden. Bei einer Ausführungsform werden die leitfähigen Kontakte 130 und 132 so gebildet, dass sie die leitfähigen Deckschichten einschließen. In noch einer weiteren alternativen Ausführungsform schließen eine oder beide Deckschicht(en) 114 und 122 einen auf Carbosilan basierenden Oberflächenfilm mit einer Dicke zwischen 50 Å und 1000 Å ein, der unter Verwendung von chemischen Gasabscheidungsverfahren unter Einsatz von flüchtigen Carbosilan-Vorläufern aufgebracht wird. Eine derartige Schicht kann vor dem Bilden leitfähiger Kontakte entfernt oder strukturiert werden.
Es versteht sich, dass ein derartiger Ansatz auf der Basis von Stencil-Masken für selbstausrichtende Implantate und Abdeckregionen und Schichten bei nur einem Dotiermitteltyp statt bei beiden Dotiermitteltypen verwendet werden kann. Beispielsweise kann der Prozess entweder für P+- oder für N+-Dotierung vorteilhaft sein, und er wird somit nur zur Herstellung von einem der beiden Leitfähigkeitstypen von Emitterregionen verwendet. Als Beispiel ist 3 ein Ablaufdiagramm 300 mit der Auflistung von Vorgängen bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Mit Bezug auf Vorgang 302 des Ablaufdiagramms 300 umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Emitterregion einer Solarzelle das Bilden einer Siliciumschicht über einem Substrat. Mit Bezug auf Vorgang 304 des Ablaufdiagramms 300 werden Dotiermittel-Verunreinigungs-Atome durch eine Stencil-Maske in die Siliciumschicht implantiert, um implantierte Regionen der Siliciumschicht mit benachbarten nicht-implantierten Regionen zu bilden. Mit Bezug auf Vorgang 306 des Ablaufdiagramms 300 wird über die Stencil-Maske eine Deckschicht auf den implantierten Regionen der Siliciumschicht gebildet und sie ist im Wesentlichen darauf ausgerichtet. Mit Bezug auf Vorgang 308 des Ablaufdiagramms 300 werden die nicht-implantierten Regionen der Siliciumschicht entfernt. Die Deckschicht schützt die implantierten Regionen der Siliciumschicht während des Entfernens. Mit Bezug auf Vorgang 310 des Ablaufdiagramms 300 werden die implantierten Regionen der Siliciumschicht getempert, um dotierte polykristalline Silicium-Emitterregionen zu bilden.
Die vorstehend beschriebenen Prozesse können verwendet werden, um strukturierte Implantate von Bor (oder Phosphor oder Arsen) und Deckmaterial durch eine lasergefertigte Si-Maske zu ermöglichen. Der Ansatz umfasst die Integration von Implantaten mit Deckmaterial, um Probleme in Bezug auf fehlende Übereinstimmung des Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE), Kontamination und/oder Reinigung zu behandeln. Die Ansätze können für aktuelle Solarzellen-Konzepte geeignet sein. Jedoch können bei einer Ausführungsform Integritätsanforderungen in Bezug auf die Maske Konzepte mit verringerten Fingerabmessungen begünstigen, wie z. B. ein Konzept, das auf die Herstellung von ganz auf Al basierenden Metallisierungszellen aufbaut. Als Beispiel zeigt 4 gibt einen Plan einer Rückseite einer mit Aluminium metallisierten Rückkontakt-Solarzelle 400 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Wie weiter oben kurz beschrieben, können die Prozesse, auf die hierin verwiesen wird, mit einer Inline-Prozessvorrichtung ausgeführt werden. Als Beispiel zeigt 5A eine schematische Querschnittsansicht einer Inline-Plattform für strukturierte Implantate und Abdeckungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 5B veranschaulicht eine Implantat- und Abdeckungssequenz durch Silicium-Kontaktmasken in der Vorrichtung aus 5A gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Mit Bezug auf 5A umfasst eine Inline-Prozessvorrichtung 500 zum Herstellen einer Emitterregion einer Solarzelle eine erste Station 502 zum Ausrichten einer Stencil-Maske 504 auf ein Substrat 506. Eine zweite Station 508 ist zum Implantieren von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen (z. B. Bor oder Phosphor) über dem Substrat 506 durch die Stencil-Maske 504 eingeschlossen. Eine dritte Station 510 ist zum Bilden einer Deckschicht über dem Substrat 506 durch die Stencil-Maske 504 eingeschlossen. Andere Aspekte der Inline-Prozessvorrichtung 500 können einen Wafer-Eingangsbereich 512 und einen Maskenentfernungs- und Wafer-Ausgangsbereich 514 einschließen.
Bei einer Ausführungsform werden die Stencil-Maske 504 und das Substrat 506 zusammen durch die zweite (508) und die dritte Station (510) bewegt. Die Richtung des Waferflusses Stroms durch die Inline-Prozessvorrichtung 500 ist durch Pfeile 550 angegeben. Mit Bezug auf 5B ermöglicht die Inline-Prozessvorrichtung 500 Implantate und Deckschichten oder Regionen einer Siliciumschicht 507 auf dem Substrat 506 durch die Stencil-Maske 504. Die implantierten Regionen 507A und die Deckschicht 509 sind selbstausrichtend, da die Deckschicht unter Verwendung der gleichen Maske an der gleichen Position wie bei der Durchführung des Implantierens gebildet wird. Bei einer Ausführungsform ist die erste Station 502 zum Ausrichten der Stencil-Maske 504 in Kontakt mit dem Substrat 506 oder in enger Nähe dazu. Bei einer Ausführungsform umfasst die zweite Station 508 eine Ionenimplantations- oder Plasmaimmersionsimplantationskammer. Bei einer Ausführungsform umfasst die dritte Station 510 eine Aufbringungskammer, wie z. B. eine Kammer mit chemischer Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD), eine Kammer mit plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD), eine Kammer mit chemischer Gasphasenabscheidung mit hochdichtem Plasma (HDPCVD) oder eine Kammer mit physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD), jedoch ohne darauf beschränkt zu sein.
Bei alternativen Ausführungsformen können andere Stencil-Masken verwendet werden, die für ein Siliciumsubstrat kontaminierend sein können, solange kein Kontakt zwischen der Maske und dem Substrat erfolgt. Beispielsweise kann eine Grafit-Schattenmaske verwendet werden. Weiterhin bewegt sich bei anderen Ausführungsformen die Stencil-Maske nicht mit dem Substrat. Als Beispiel beider Alternativen zeigt 6A eine schematische Querschnittsansicht einer Inline-Plattform für strukturierte Implantate mit beweglichem Wafer und stationärer Schattenmaske gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 6B veranschaulicht eine Implantatsequenz durch Grafit-Proximity-Masken in der Vorrichtung aus 6A gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Mit Bezug auf 6A umfasst eine Inline-Plattform 600 eine Wafer-Eingangsregion 602, eine Implantatquelle 604 (z. B. Ionenimplantation oder Plasmaimmersion) und eine Ausgangsregion 606. Eine stationäre Stencil-Maske 608 wie z. B. eine stationäre Grafitmaske wird in der Nähe des Substrats 610, aber nicht in Kontakt damit, gehalten, um ein implantiertes Substrat 612 bereitzustellen.
Wie in Zusammenhang mit 4 kurz beschrieben, kann bei einer Ausführungsform die Maskenintegrität Solarzellen-Konzepte mit reduzierten Fingerabmessungen begünstigen, z. B. für verzahnte Rückkontakt-(IBC)-Solarzellen mit dünnen Wafer-Kontaktmaterial. Als Beispiele zeigt 7A eine Planansicht der Rückseite einer IBC-Solarzelle 700A mit einem angrenzenden „Kurzfinger”-Multi-Sammelschienen-Layout gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 7B veranschaulicht eine Planansicht der Rückseite einer IBC-Solarzelle 700B mit einer Metallfolien-Backplane aus Kupfer (Cu) oder Aluminium (Al) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 7C veranschaulicht eine Planansicht der Rückseite einer IBC-Solarzelle 700C mit mehreren durch Löten, leitfähiges Klebemittel oder Laserpunktschweißung (z. B. Al an Al) angebrachten Kontaktpunkten 750 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Obwohl bestimmte Materialien beschrieben sind, können generell einige Materialien leicht durch andere ersetzt werden, wobei derartige Ausführungsformen weiterhin im Geist und Umfang von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung liegen. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform ein Substrat unterschiedlichen Materials, wie z. B. ein Substrat der Materialgruppe III–V, anstelle eines Siliciumsubstrats verwendet werden. Weiter versteht es sich, dass, wenn spezifisch eine Dotierung des N+- und P+-Typs beschrieben ist, andere betrachtete Ausführungsformen den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp einschließen, z. B. eine Dotierung des P+- bzw. N+-Typs.
Allgemein können hierin beschriebene Ausführungsformen implementiert werden, um Ionenimplantations-Plattformen zur Herstellung von hocheffizienten Solarzellen des IBC-Typs bei geringeren Kosten und hohem Durchsatz bereitzustellen. Spezifische Ausführungsformen können einen vorteilhaften Ansatz zum Erzeugen selbstausrichtender Implantate und Deckschichten durch eine einzelne Si-Kontakt-Stencil-Maske bieten. Um sicherzustellen, dass implantierte Flächen und Deckfilme automatisch selbstausrichtend sind, kann außerdem die Kombination von Si-Stencil-Masken mit einem Prozess, der automatisch einen dielektrischen Deckfilm aufträgt, viele der Probleme in Zusammenhang mit Kosten, Einsatzdauer und Reinigung/Wiederverwendung behandeln, die im Allgemeinen die Anwendung der Implantiertechnologie bei der Herstellung von Solarzellen einschränken. Zusätzlich zur Bereitstellung einer selbstausrichtenden Abdeckung, die als Ätzmaske für die Grabenentfernung dient, kann die Aufbringung eines Deckfilms ohne Bruch des Vakuums die Zersetzung implantierter Regionen durch Luftoxidation reduzieren. Ausführungsformen können besonders zweckmäßig für die Herstellung von Solarzellen sein, die aus polykristallinem Silicium oder amorphem Silicium (z. B. einem Si:H) abgeleitete Emitter umfassen.
Somit wurden Verfahren zur Herstellung von Solarzellen-Emitterregionen unter Verwendung selbstausrichtender Implantate und Deckschichten und die sich ergebenden Solarzellen offenbart.
Obwohl vorstehend spezifische Ausführungsformen beschrieben wurden, sind diese Ausführungsformen nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken, auch wo nur eine einzelne Ausführungsform in Bezug auf ein bestimmtes Merkmal beschrieben ist. Beispiele von Merkmalen, die in dieser Offenbarung bereitgestellt werden, sind als anschaulich und nicht einschränkend gedacht, sofern dies nicht anderweitig angegeben ist. Die obige Beschreibung ist dazu gedacht, derartige Alternativen, Modifizierungen und Entsprechungen einzuschließen, die für einen Fachmann offensichtlich sind, der über den Nutzen dieser Offenbarung verfügt.
Der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung schließt alle Merkmale und alle Kombinationen von Merkmalen ein, die hierin (entweder explizit oder implizit) offenbart sind, sowie jede diesbezügliche Verallgemeinerung, unabhängig davon, ob sie einzelne oder alle hierin angesprochenen Probleme löst. Dementsprechend können neue Ansprüche während dieses Anmeldeverfahrens (oder der Behandlung einer Anmeldung, die hierzu Priorität beansprucht) in Bezug auf beliebige derartige Kombinationen von Merkmalen formuliert werden. Insbesondere unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche können Merkmale von Unteransprüchen mit denen der Hauptansprüche kombiniert werden, und Merkmale von entsprechenden Unteransprüchen können in einer beliebigen geeigneten Weise und nicht lediglich in den speziellen Kombinationen kombiniert werden, die in den beigefügten Ansprüchen aufgezählt sind.
Bei einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Emitterregion einer Solarzelle das Bilden einer Siliciumschicht über einem Substrat. Das Verfahren umfasst auch das Implantieren von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen durch eine Stencil-Maske in die Siliciumschicht, um implantierte Regionen der Siliciumschicht mit benachbarten nicht-implantierten Regionen zu bilden. Das Verfahren umfasst auch – über die Stencil-Maske – das Bilden einer Deckschicht auf den implantierten Regionen der Siliciumschicht und im Wesentlichen darauf ausgerichtet. Das Verfahren umfasst auch das Entfernen der nicht-implantierten Regionen der Siliciumschicht, wobei die Deckschicht die implantierten Regionen der Siliciumschicht während des Entfernens schützt. Das Verfahren umfasst auch das Tempern der implantierten Regionen der Siliciumschicht, um dotierte polykristalline Silicium-Emitterregionen zu bilden.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Implantieren durch die Stencil-Maske das Implantieren durch eine Silicium-Stencil-Maske, und die Silicium-Stencil-Maske ist auf der Siliciumschicht oder in enger Nähe dazu positioniert.
Bei einer Ausführungsform erfolgen das Implantieren und das Bilden der Deckschicht in einer Inline-Prozessvorrichtung, in der die Stencil-Maske und das Substrat zusammen durch die Inline-Prozessvorrichtung bewegt werden.
Bei einer Ausführungsform werden das Implantieren und das Bilden der Deckschicht unter Verwendung einer stationären Grafit-Stencil-Maske durchgeführt.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Bilden der Deckschicht die Anwendung eines Aufbringungsverfahrens, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus chemischer Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD), plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD), chemischer Gasphasenabscheidung mit hochdichtem Plasma (HDPCVD) und physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD).
Bei einer Ausführungsform umfasst das Bilden der Deckschicht die Aufbringung bei einer Temperatur, die ungefähr im Bereich von 25–400°C liegt.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Bilden der Deckschicht das Bilden eines Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Siliciumdioxid (SiO₂), Siliciumnitrid (SiN) und Siliciumoxinitrid (SiON).
Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Entfernen der Deckschicht und das Bilden leitfähiger Kontakte auf den dotierten polykristallinen Silicium-Emitterregionen ein.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Entfernen der nicht-implantierten Regionen der Siliciumschicht das Anwenden eines auf Hydroxid basierenden Nassätzprozesses, und das Entfernen der Deckschicht umfasst das Anwenden eines auf HF basierenden Nassätzprozesses ein.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Bilden leitfähiger Kontakte auf den dotierten polykristallinen Silicium-Emitterregionen, wobei die leitfähigen Kontakte mindestens einen Teil der Deckschicht einschließen.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Bilden der Deckschicht das Bilden eines Metalls, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Zirconium (Zr), Hafnium (Hf), Niobium (Nb), Tantalum (Ta), Molybdän (Mo) oder Wolfram (W), Nickel (Ni) und Cobalt (Co).
Bei einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung abwechselnder N- und P-Emitterregionen einer Solarzelle das Bilden einer polykristallinen Siliciumschicht auf einer dünnen Oxidschicht, die auf einem monokristallinen Siliciumsubstrat angeordnet ist. Das Verfahren umfasst auch das Implantieren – durch eine erste Stencil-Maske – von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen eines ersten Leitfähigkeitstyps in die polykristalline Siliciumschicht, um erste implantierte Regionen der polykristallinen Siliciumschicht neben nicht-implantierten Regionen zu bilden. Das Verfahren umfasst auch – über die erste Stencil-Maske – das Bilden einer ersten Deckschicht auf den ersten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht und im Wesentlichen darauf ausgerichtet. Das Verfahren umfasst auch das Implantieren – durch eine zweite Stencil-Maske – von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen eines zweiten, entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps in Teile der nicht-implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht, um zweite implantierte Regionen der polykristallinen Siliciumschicht zu bilden, die verbleibende nicht-implantierte Regionen ergeben. Das Verfahren umfasst auch – über die zweite Stencil-Maske – das Bilden einer zweiten Deckschicht auf den zweiten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht und im Wesentlichen darauf ausgerichtet. Das Verfahren umfasst auch das Entfernen der verbleibenden nicht-implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht, wobei die erste und die zweite Deckschicht während des Entfernens die ersten implantierten Regionen bzw. die zweiten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht schützen. Das Verfahren umfasst auch das Tempern der ersten implantierten Regionen und der zweiten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht, um dotierte polykristalline Silicium-Emitterregionen zu bilden.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Implantieren durch die erste und zweite Stencil-Maske das Implantieren durch eine Silicium-Stencil-Masken, und die erste und die zweite Silicium-Stencil-Maske sind sequenziell auf der polykristallinen Siliciumschicht oder in enger Nähe dazu positioniert.
Bei einer Ausführungsform erfolgen das Implantieren und das Bilden der ersten und zweiten Deckschicht in einer oder mehreren Inline-Prozessvorrichtungen, in denen entweder die erste oder die zweite Stencil-Maske und das monokristalline Siliciumsubstrat zusammen durch die eine oder die mehreren Inline-Prozessvorrichtung(en) bewegt werden.
Bei einer Ausführungsform erfolgen das Implantieren und das Bilden der ersten Deckschicht unter Verwendung einer ersten stationären Grafit-Stencil-Maske, und das Implantieren und das Bilden der zweiten Deckschicht erfolgen unter Verwendung einer zweiten stationären Grafit-Stencil-Maske.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Entfernen der verbleibenden nicht-implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht das Anwenden eines auf Hydroxid basierenden Nassätzprozesses, und die erste und die zweite Deckschicht umfassen ein Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Siliciumdioxid (SiO₂), Siliciumnitrid (SiN) und Siliciumoxinitrid (SiON). Das Verfahren umfasst ferner das Entfernen der ersten und zweiten Deckschicht unter Anwendung eines auf HF basierenden Nassätzprozesses sowie das Bilden leitfähiger Kontakte auf den dotierten polykristallinen Silicium-Emitterregionen.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Deckschicht ein Metall, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Zirconium (Zr), Hafnium (Hf), Niobium (Nb), Tantal (Ta), Molybdän (Mo) oder Wolfram (W), Nickel (Ni) und Cobalt (Co). Das Verfahren umfasst ferner das Bilden leitfähiger Kontakte auf den dotierten polykristallinen Silicium-Emitterregionen, wobei die leitfähigen Kontakte jeweils entweder die erste oder die zweite Deckschicht umfassen.
Bei einer Ausführungsform umfasst eine Inline-Prozessvorrichtung zum Herstellen einer Emitterregion einer Solarzelle eine erste Station zum Ausrichten einer Stencil-Maske auf ein Substrat. Eine zweite Station zum Implantieren von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen über dem Substrat durch die Stencil-Maske ist eingeschlossen. Eine dritte Station zum Bilden einer Deckschicht über dem Substrat durch die Stencil-Maske ist eingeschlossen. Die Stencil-Maske und das Substrat können zusammen durch die zweite und die dritte Station bewegt werden.
Bei einer Ausführungsform ist die erste Station ferner konfiguriert, um die Stencil-Maske in Kontakt mit dem Substrat oder in enger Nähe dazu auszurichten.
Bei einer Ausführungsform umfasst die zweite Station eine Ionenimplantations- oder Plasmaimmersionsimplantationskammer.
Bei einer Ausführungsform umfasst die dritte Station eine Aufbringungskammer, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus chemischer Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD), plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD), chemischer Gasphasenabscheidung mit hochdichtem Plasma (HDPCVD) und physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD).

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Emitterregion einer Solarzelle, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bilden einer Siliciumschicht über einem Substrat; Implantieren von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen durch eine Stencil-Maske in die Siliciumschicht, um implantierte Regionen der Siliciumschicht mit benachbarten nicht-implantierten Regionen zu bilden; Bilden – durch die Stencil-Maske – einer Deckschicht auf den implantierten Regionen der Siliciumschicht und im Wesentlichen darauf ausgerichtet; Entfernen der nicht-implantierten Regionen der Siliciumschicht, wobei die Deckschicht die implantierten Regionen der Siliciumschicht während des Entfernens schützt; und Tempern der implantierten Regionen der Siliciumschicht, um dotierte polykristalline Silicium-Emitterregionen zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Implantieren durch die Stencil-Maske das Implantieren durch eine Silicium-Stencil-Maske umfasst und wobei die Silicium-Stencil-Maske auf der Siliciumschicht oder in enger Nähe dazu positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Implantieren und das Bilden der Deckschicht in einer Inline-Prozessvorrichtung erfolgen, wobei die Stencil-Maske und das Substrat zusammen durch die Inline-Prozessvorrichtung bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Implantieren und das Bilden der Deckschicht unter Verwendung einer stationären Grafit-Stencil-Maske erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bilden der Deckschicht die Anwendung eines Aufbringungsverfahrens umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus chemischer Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD), plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD), chemischer Gasphasenabscheidung mit hochdichtem Plasma (HDPCVD) und physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bilden der Deckschicht das Aufbringen bei einer Temperatur umfasst, die ungefähr im Bereich von 25–400°C liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bilden der Deckschicht das Bilden eines Material umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Siliciumdioxid (SiO₂), Siliciumnitrid (SiN) und Siliciumoxinitrid (SiON).
Verfahren nach Anspruch 1, das weiter Folgendes umfasst: Entfernen der Deckschicht; und Bilden leitfähiger Kontakte auf den dotierten polykristallinen Silicium-Emitterregionen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Entfernen der nicht-implantierten Regionen der Siliciumschicht die Anwendung eines auf Hydroxid basierenden Nassätzprozesses umfasst und wobei das Entfernen der Deckschicht die Anwendung eines auf HF basierenden Nassätzprozesses umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Bilden leitfähiger Kontakte auf den dotierten polykristallinen Silicium-Emitterregionen, wobei die leitfähigen Kontakte mindestens einen Teil der Deckschicht umfassen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Bilden der Deckschicht das Bilden eines Metalls umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Zirconium (Zr), Hafnium (Hf), Niobium (Nb), Tantal (Ta), Molybdän (Mo) oder Wolfram (W), Nickel (Ni) und Cobalt (Co).
Solarzelle, hergestellt gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1.
Verfahren zur Herstellung abwechselnder N-Typ- und P-Typ-Emitterregionen einer Solarzelle, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bilden einer polykristallinen Siliciumschicht auf einer dünnen Oxidschicht, angeordnet auf einem monokristallinen Siliciumsubstrat; Implantieren – durch eine erste Stencil-Maske – von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen eines ersten Leitfähigkeitstyps in der polykristallinen Siliciumschicht, um erste implantierte Regionen der polykristallinen Siliciumschicht neben nicht-implantierten Regionen zu bilden; Bilden – durch die erste Stencil-Maske – einer ersten Deckschicht auf den ersten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht und im Wesentlichen darauf ausgerichtet; Implantieren – durch eine zweite Stencil-Maske – von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen eines zweiten, entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps in Teile der nicht-implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht, um zweite implantierte Regionen der polykristallinen Siliciumschicht zu bilden und um verbleibende nicht-implantierte Regionen zu ergeben; Bilden – durch die zweite Stencil-Maske – einer zweiten Deckschicht auf den zweiten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht und im Wesentlichen darauf ausgerichtet; Entfernen der verbleibenden nicht-implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht, wobei die erste und die zweite Deckschicht die ersten implantierten Regionen bzw. die zweiten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht während des Entfernens schützen; und Tempern der ersten implantierten Regionen und der zweiten implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht, um dotierte polykristalline Silicium-Emitterregionen zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Implantieren durch die erste und zweite Stencil-Maske das Implantieren durch eine Silicium-Stencil-Maske umfasst und wobei die erste und die zweite Silicium-Stencil-Maske sequenziell auf der polykristallinen Siliciumschicht oder in enger Nähe dazu positioniert sind.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Implantieren und das Bilden der ersten und zweiten Deckschicht in einer oder mehreren Inline-Prozessvorrichtungen erfolgen, wobei entweder die erste oder die zweite Stencil-Maske und das monokristalline Siliciumsubstrat zusammen durch die eine oder die mehreren Inline-Prozessvorrichtung(en) bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Implantieren und das Bilden der ersten Deckschicht unter Verwendung einer ersten stationären Grafit-Stencil-Maske erfolgen und wobei das Implantieren und das Bilden der zweiten Deckschicht unter Verwendung einer zweiten stationären Grafit-Stencil-Maske erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Entfernen der verbleibenden nicht-implantierten Regionen der polykristallinen Siliciumschicht die Anwendung eines auf Hydroxid basierenden Nassätzprozesses umfasst und wobei die erste und die zweite Deckschicht ein Material umfassen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Siliciumdioxid (SiO₂), Siliciumnitrid (SiN) und Siliciumoxinitrid (SiON), wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Entfernen der ersten und der zweiten Deckschicht unter Anwendung eines auf HF basierenden Nassätzprozesses; und Bilden leitfähiger Kontakte auf den dotierten polykristallinen Silicium-Emitterregionen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Deckschicht ein Metall umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Zirconium (Zr), Hafnium (Hf), Niobium (Nb), Tantal (Ta), Molybdän (Mo) oder Wolfram (W), Nickel (Ni) und Cobalt (Co), wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bilden leitfähiger Kontakte auf den dotierten polykristallinen Silicium-Emitterregionen, wobei die leitfähigen Kontakte jeweils entweder die erste oder die zweite Deckschicht umfassen.
Inline-Prozessvorrichtung zum Herstellen einer Emitterregion einer Solarzelle, wobei die Inline-Prozessvorrichtung Folgendes umfasst: eine erste Station, die zum Ausrichten einer Stencil-Maske auf ein Substrat konfiguriert ist; eine zweite Station, die zum Implantieren von Dotiermittel-Verunreinigungs-Atomen über dem Substrat durch die Stencil-Maske konfiguriert ist; und eine dritte Station, die zum Bilden einer Deckschicht über dem Substrat durch die Stencil-Maske konfiguriert ist, wobei die Stencil-Maske und das Substrat eingerichtet sind, um zusammen durch die zweite und die dritte Station bewegt zu werden.
Inline-Prozessvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die erste Station ferner zum Ausrichten der Stencil-Maske in Kontakt mit dem Substrat oder in enger Nähe dazu konfiguriert ist.
Inline-Prozessvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die zweite Station eine Ionenimplantations- oder Plasmaimmersionsimplantationskammer umfasst.
Inline-Prozessvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die dritte Station eine Aufbringungskammer umfasst, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kammern mit chemischer Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD), plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD), chemischer Gasphasenabscheidung mit hochdichtem Plasma (HDPCVD) und physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD).