DE1912666A1

DE1912666A1 - Verfahren zur Kontaktierung eines Halbleiterkoerpers

Info

Publication number: DE1912666A1
Application number: DE19691912666
Authority: DE
Inventors: Rittmayer Dipl-Phys Dr Gerhard; Renner Dipl-Chem Theodor
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-03-13
Filing date: 1969-03-13
Publication date: 1970-09-24

Description

Verfahren zur Kontaktierung eines Halbleiterkörpers.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung eines Halbleiterkdrpers, insbesondere aus Silizium, bei dem eine eindiffundierte p- bzw. n-leitende Schicht abgeschliffen und auf die geschliffene, gereinigte Fläche ein Kontakt aus Titan-Silber aufgedampft wird. Der so kontaktierte Halbleiterkörper soll insbesondere als Solarzelle verwendbar sein.
Solarzellen sind Halbleiterkörper, die einen pn-Übergang enthalten und Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Als Halbleiter ist beispielsweise Silizium oder GaAs geeignet. Die im Bauelement absorbierten Lichtquanten erzeugen Elektronen-Loch--Paare, die zwn pn-Übergang diffundieren und in dessen elektrischem Feld getrennt werden. In einem Uber Kontakte an den Halbleiterkörper angelegten äußeren Stromkreis kann dann ein Ladungsausgleich unter Abgabe elektrischer Energie erfolgen.
Bekannt ist es, beispielsweise aus dem Bericht an das Bundesministerium fi3r wissenschaftliche Forschung mit der Nummer BMwF-FS W 68-27 und der Bezeichnung "Weiterentwicklung von n/p-Silizium-Solarzellen, besonders im Hinblick auf die Verwendung von Silizium-Webs", Kontakte aus Titan und Silber auf den Halbleiterkörper aufzudampfen, wobei dieser in der eingangs geschilderten Art vorzubebandeln ist. Diese Kontakte arbeiten elektrisch einwandfrei. Es zeigt sich jedoch beim Weiterverarbeiten der so hergestellten Solarzellen, daß angeldtete Verbinder den Silbsr-Titan-Kontakt leicht vorn Halbleiterkörper abreißen.
Be besteht di. Aufgabe, einen Kontakt aus Silber-Titan auf einen Halbleiterkörper aufzudampfen, dassen Haftfestigkeit verbessert, der also größeren mechanischen Belastungen gewachsen und betriebssicher ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die abgeschliffene Fläche mit in etwa 2n-NaOH aufgeschwemmtem SiO2 einer Korngröße von etwa 0,01 bis etwa 0,04 µm poliert wird.
Im folgenden wird die Erfindung und ihre Vorteile beispielhaft an Hand der Fig.1 und 2 näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen schematisch dargestellten Halbleiterkörper 1. Das Material des Halbleiterkörpers kann beispielsweise mit Bor dotiertes p-leitendes Silizium sein. An der Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 ist eine n-leitende Schicht 2 beispielsweise aus der Gasphase eindiffundiert. Der Halbleiterkörper weist daher einen pn-Ubergang 3 auf. Als Donator eignet sich Phosphor. Verfahren zum Eindiffundieren der n-leitenden Schicht aus der Gasphase sind bekannt und brauchen hier nicht weiter erörtert zu werden.
Zur Kontaktierung des in Fig.1 dargestellten Halbleiterkbrpers 1 muß zumindest stellenweise die eindiffundierte, n-leitende Schicht 2 entfernt werden. Hierzu wird die Siliziumscheibe 1 auf Glas aufgekittet und beispielsweise mit Siliziumcarbid der mittleren Korngröße 12 Fm vor- und mit Barton-Granat der mittleren Korngröße 8 µm ausgeschliffen. Anschließend wird die Scheibe mit SiO2 einer Korngröße zwischen 0,01 bis 0,04 µm, das in 2n-NaOH aufgeschwemmt ist, anpoliert. SiO2 der mittleren Korngröße zwischen 0,01 und 0,04 µm ist im Handel unter dem Namen Aerosil erhältlich. Siliziumcarbid der obengenannten Größe ist im Handel unter dem Namen PWSZ 12 und Barton-Granat der genannten Größe im Handel unter der Bezeiehnung BG 8 erhältlich.
Anschließend wird die Natronlauge unter fließendem Wasser mit einer Bürste entfernt. Gereinigt wird der Halbleiterkörper mit einem fettentfernenden Mittel bei etwa 40°C. Außerdem kann vor dem Aufdampfen der Silber-Titan-Kontakte zur Entfernung einer etwaigen Glasschicht, inabeschdere auf der n-Seite, die Halbleiterscheibe durch Ätzan mit 38%iger FlusSäure behandelt werden.
Auf die polierte Fläche wird dann der Silber-Titam-Kontakt aufgedampft und bei ungefähr 500 0C 20 Minuten lang eingebrannt.
Die Fig-.2-zeigt einen Halbleiterkörper 1, dessen erfindungsgemäße polierte Fläche 4 mit einem Silber-Titan-Kontakt 5 nach dem geschilderten Verfahren versehen ist. Gegenüber der Fig. 1 sind bei dem Halbleiter gemäß Fig.2 außerdem noch die Seitenstücke abgeschnitten. Wrd an dem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgedampften Titan-Silber-Kontakt 5 ein Draht mit einer Lötfläche von 1 mm2 angelötet, so kann dieser Draht nur mit einer Kraft, die größer als 1500 p ist, abgerissen werden.
Bei einem Titan-Silber-Kontakt hingegen, der auf eine Fläche aufgedampft ist, die gemäß dem Stand der Technik nur ausgeschliffen und nicht der Ätzpolierung mit Aerosil in 2n-NaOH unterworfen wurde, beträgt hingegen die nach der beschriebenen Methode gemessene Abreißfestigkeit lediglich 500 p. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Titan-Silber-Kontakt weist also eine große Abreißfestigkeit auf. Die Betriebssicherheit einer so hergestellten Solarzelle ist gegenüber dem Bekannten erheblich vergrößert.
1 Patentanspruch 2 Figuren

Claims

Patentans pruch Verfahren zur Kontaktierung eines Halbleiterkörpers, insbesondere aus Silizium, bei dem eine eindiffundierte p- bzw. n-leitende Schicht abgeschliffen und auf die geschliffene, gereinigte Fläche ein Kontakt aus einer Silber-Titan-Legierung aufgedämpft wird, dadurch gekennteichnet, daß die abgeschliffene Fläche (4) mit in etwa 2n-RaOH aufgeschwentem SiO2 einer Korngröße von etwa 0,01 bis etwa 0,04 pi poliert wird.