DE19744197A1

DE19744197A1 - Verfahren zur Herstellung einer Solarelektrode, Solarelektrode und Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung

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Publication number: DE19744197A1
Application number: DE19744197A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Arimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2017-10-01
Also published as: US6071753A; JPH10233518A; US6093882A; JP3722326B2; DE19744197C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle; eine Solarzelle selbst und ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter vorrichtung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer Siliziumso larzelle, mit dem die elektrische Trennung des p n Übergangs realisiert wird, die notwendig ist, die Elektroden einfach und mit einer hohen Produktivität zu bilden; weiterhin auf eine Solarzelle mit dem p n Übergang, der elektrisch in einer einfachen Weise getrennt ist und auf ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, bei der die Elektrode in der Lage ist, wesentlich den Kontaktwiderstand mit dem Halbleitersubstrat zu verringern, indem das glei che physikalisch Phänomen wie bei der elektrischen Trennung des p n Überganges beim Herstellen der Elek troden der Solarzelle angewandt wird.

Siliziumsolarzellen bilden heutzutage den Hauptanteil der Leistungssolarzellen auf der Erde. Im allgemeinen müssen Prozeßabläufe für die Großserienproduktion so einfach wie möglich sein, um Herstellungskosten zu reduzieren.

Im folgenden wird eine Beschreibung eines Herstel lungsprozesses als Beispiel unter Verwendung der Fig. 17 gegeben, die eine Darstellung der Herstellungs schritte einer Solarzelle zeigt.

Fig. 17a zeigt ein Siliziumsubstrat 1 des p Typs. In Fig. 17b wird beispielsweise Phosphor (P) thermisch in das p Siliziumsubstrat eindiffundiert, um eine Diffusionsschicht 2 des n Typs zu bilden, indem der elektrische Leitfähigkeitstyp invertiert wird.

Im allgemeinen wird Phosphoroxychlorid (POCl₃) häufig als Phosphordiffusionsquelle verwendet. Wenn es kei nen speziellen Entwurf gibt, wird die n Diffusions schicht auf der gesamten Fläche des p Siliziumsub strats 1 gebildet. Der Schichtwiderstand der n Diffu sionsschicht liegt ungefähr bei einigen 10 Ω/ und die Tiefe der Diffusionsschicht beträgt ungefähr 0,3 bis 0,5 µm.

Die n Diffusionsschicht 2 wird mit einem Fotolack auf die Oberflächen unter Ausnahme der Hauptebene (Licht einfallsebene) aufgebracht und ein Ätzprozeß wird durchgeführt, so daß die n Diffusionsschicht 2 nur auf der Hauptebene verbleibt (Fig. 17c). Der Fotolack wird unter Verwendung eines organischen Lösungsmit tels entfernt.

Dann wird ein Siebdruck mit einer Aluminiumpaste 3 auf der zu der Fläche mit der n Diffusionsschicht entgegengesetzten Fläche durchgeführt und das Sub strat wird in einem Infrarotofen (nahes Infrarot) bei 700°C bis 900°C für einige Minuten bis zehn und einige Minuten gebrannt. Als Ergebnis ist das Alumi nium aus der Aluminiumpaste als eine Verunreinigung bzw. Dotierung in das p Siliziumsubstrat 1 eindiffun diert, wodurch eine Rückflächenfeldschicht 4 (Back Surface Field BSF) als p⁺ Schicht, die eine Dotierung bei einer hohen Konzentration einschließt, gebildet wird, wie in Fig. 17d gezeigt wird. Die BSF Schicht 4 trägt zum Wirkungsgrad der Energieumwandlung der So larzelle bei.

Dann wird ein kammförmiges Muster einer Silberpaste in Siebdruck aufgebracht, um eine n Elektrode 4 auf der n Diffusionsschicht 2 zu bilden, die nur in der Hauptebene hergestellt wird, wie in Fig. 17e gezeigt ist. Das Substrat mit der n Diffusionsschicht 2 und der n Elektrode 5 wird bei 700°C bis 800°C einge brannt, wodurch eine Solarzelle fertiggestellt ist.

Obwohl es zur Vereinfachung der Beschreibung in der Darstellung weggelassen ist, gibt es viele Fälle, bei denen eine Antireflexionsschicht, wie TiO₂, SiN, SiO₂ oder dergleichen auf der n Diffusionsschicht 2 gebil det wird, um den Energieumwandlungswirkungsgrad zu verbessern.

Fig. 17f zeigt einen Aufbau einer Solarzelle, die nach einem Verfahren ähnlich zu dem oben erwähnten Verfahren hergestellt wird, wobei die n Diffusions schicht 2 an den Seitenflächen des p Siliziumsub strats 1 zusätzlich zu der Hauptebene verbleibt. In diesem Fall weist ein durch das Bezugszeichen 6 ange gebener Bereich einen p⁺/n Übergang auf. Die Konzen tration einer Störstelle (Phosphor) in oder nahe der Oberfläche der n Diffusionsschicht 2 liegt etwa in der Größenordnung von 10²⁰-10²¹ cm⁻³, ein solcher Auf bau ist anfällig für elektrische Ableitungen. Als Ergebnis wird der Energieumwandlungswirkungsgrad der Solarzelle merkbar verringert. Wenn nämlich die n Diffusionsschicht nicht nur auf einer einzigen Ebene (Lichteinfallsebene), wie in Fig. 17c gebildet wird, kann eine Solarzelle mit exzellenten Eigenschaften nicht hergestellt werden. In dem oben beschriebenen Stand der Technik ist daher die Anwendung eines Schutzüberzuges zum Schutz der Oberfläche der Diffu sionsschicht, die Ätzbehandlung und das Entfernen des Schutzüberzugs notwendig. Um die Herstellungskosten zu reduzieren, ist es jedoch notwendig, dieses Pro zesse soweit wie möglich zu vereinfachen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle und ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung zu schaffen, bei denen die elektrische Trennung des p n Überganges, die notwendig zur Herstellung der Solarzelle ist, in einer sehr einfachen Weise reali siert werden und die Herstellungskosten und die Pro duktivität verbessert werden, wobei dasselbe physika lische Phänomen, das für die elektrische Trennung des p n Übergangs angewandt wird, zur Bildung der Elek troden der Halbleitervorrichtung verwendet werden soll, wodurch merkbar der Kontaktwiderstand zu dem Halbleitersubstrat verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche, in Verbindung mit den Merkmalen ihres Oberbegriffs ge löst.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Siliziumsolarzel le, die einen p n Übergang aufweist, vorgesehen mit einer Siliziumschicht als Leistungserzeugungsschicht und einer dünnen Schicht eines elektrischen Leitfä higkeitstyps entgegengesetzt zu dem der Silizium schicht, die auf der Vorderfläche oder auf der Vor derfläche und Rückfläche oder der gesamten Fläche einschließlich der Kanten der Siliziumschicht ausge bildet ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Trennung des p n Überganges der art durchgeführt wird, daß auf dem p n Übergang ein hauptsächlich aus Glas zusammengesetztes Material, das die Eigenschaft des Schmelzens von Silizium auf weist, aufgebracht wird, gefolgt durch Brennen des Materials.

Die dünne Schicht ist eine einige hundert Å bis eini ge Mikrometer dick und sie wird durch thermische Diffusion einer Verunreinigung, durch Ionenimplanta tion oder Zersetzung eines Rohgases durch die Anwen dung einer externen Energie, wie Wärme oder Plasma, hergestellt. Das hauptsächlich aus Glas zusammenge setzte Material liegt in einer pastenartigen Form vor, die zum Beschichten und zur Musterbildung geeig net ist.

Darüber hinaus ist das hauptsächlich aus Glas zusam mengesetzte Material in der Lage, den p n Übergang elektrisch zu trennen und den p n Übergang an der Position zu belassen, an der er ursprünglich gebildet wurde, ohne den p n Übergang zu entfernen.

Das oben erwähnte Verfahren umfaßt weiterhin einen Schritt des Entfernens des hauptsächlich aus Glas zusammengesetzten Materials, der durchgeführt wird, nachdem der p n Übergang durch Brennen des hauptsäch lich aus Glas bestehenden Materials elektrisch ge trennt wurde.

Das Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle umfaßt außerdem den Schritt des Bildens einer p Elektrode und einer n Elektrode, die zur Abnahme der Leistung in der Solarzelle notwendig sind, wobei die Elektro den in einem Bereich gebildet werden, der nicht der Bereich des p n Überganges ist, bei dem das haupt sächlich aus Glas zusammengesetzte Material gebildet wird.

Der Schritt des Bildens der p Elektrode und der n Elektrode wird nach der Bildung des hauptsächlich aus Glas zusammengesetzten Materials durchgeführt.

Der Schritt des Bildens der p Elektrode und der n Elektrode kann in einem anderen Ausführungsbeispiel nach der Bildung des hauptsächlich aus Glas zusammen gesetzten Materials durchgeführt werden.

Für die p Elektrode und die n Elektrode wird eine Kom bination aus Materialien verwendet, die aus der Grup pe bestehend aus Silber, Aluminiumsilber und Alumini um ausgewählt ist.

Die p Elektrode und die n Elektrode werden in der Vorderfläche oder in der Vorderfläche und der Rück fläche gebildet, auf der bzw. denen der p n Übergang vorgesehen ist bzw. sind und die p Elektrode und die n Elektrode werden zum gleichen Zeitpunkt wie das hauptsächlich aus Glas bestehende Material gebrannt.

In einem anderen Ausführungsbeispiel werden die p Elektrode und die n Elektrode in der Vorderfläche oder sowohl in der Vorderfläche als auch in der Rück fläche, bei der bzw. bei denen der p n Übergang vor gesehen ist, gebildet und die p Elektrode und die n Elektrode werden nach dem Schritt des Brennens des hauptsächlich aus Glas bestehenden Materials ge brannt.

Der Schritt des Brennens der p Elektrode und der n Elektrode kann auch durchgeführt werden, nachdem das dem Brennen unterworfene hauptsächlich aus Glas be stehende Material entfernt wurde.

In einem Ausführungsbeispiel werden die p Elektrode und die n Elektrode auf der Vorderfläche oder sowohl der Vorderfläche als auch der Rückfläche, an der bzw. an denen der p n Übergang vorgesehen ist, gebildet und die p Elektrode und n Elektrode werden gebrannt, bevor das hauptsächlich aus Glas bestehende Material gebrannt wird.

Das hauptsächlich aus Glas zusammengesetzte Material wird auf den p n Übergang in Form eines Musters durch ein Siebdruckverfahren oder ein Drucken mit einem Rollenbeschichter aufgebracht.

Das Material für die p Elektrode und die n Elektrode wird auf den p n Übergang in Form eines Musters unter Verwendung eines Siebdruckverfahrens oder eines Druckens mit Rollenbeschichter aufgebracht.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine Solarzelle vorgesehen, die einen p n Übergang aufweist, mit einem Substrat und einer dünnen Schicht eines elektrischen Leitfähigkeitstyps entgegengesetzt zu dem des Substrats, wobei die dünne Schicht auf der Vorderfläche oder auf der Vorderfläche und Rückfläche oder der gesamten Fläche einschließlich der Kanten des Substrats aufgebracht wird, und mit einer p Elek trode und einer n Elektrode, die auf dem p n Übergang gebildet werden. Die Solarzelle ist dadurch gekenn zeichnet, daß ein hauptsächlich aus Glas zusammenge setztes Material, das in der Lage ist, den p n Über gang elektrisch zu trennen, zwischen der p Elektrode und der n Elektrode aufgebracht ist.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervor richtung vorgesehen, bei der eine Isolationsschicht auf der Vorderfläche oder auf der Vorderfläche und Rückfläche eines Halbleitersubstrats mit einem Über gang aufgebracht wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Elektrode hergestellt wird, die in die Isolationsschicht eindringt, um elektrisch mit dem Halbleitersubstrat in Kontakt zu treten, indem auf der Isolationsschicht ein Glas ent haltendes Metallpastenmaterial aufgebracht wird, das die Eigenschaft hat, die Isolationsschicht zu schmel zen und daß darauffolgend das Material gebrannt wird.

Die Isolationsschicht ist als Einzelschicht bestehend aus Siliziumnitrid oder aus mehreren Schichten herge stellt, wobei mindestens eine Schicht eine Silizium nitridschicht ist.

Die Isolationsschicht im Mehrschichtensystem umfaßt eine Siliziumoxidschicht zusätzlich zu der Silizium nitridschicht.

Die Siliziumnitridschicht wird durch ein thermisches CVD-Verfahren oder ein Plasma-CVD-Verfahren herge stellt.

Die Isolationsschicht im Mehrschichtensystem umfaßt mindestens eine Titanoxidschicht.

Die Isolationsschicht umfaßt eine Siliziumoxidschicht zusätzlich zu der Titanoxidschicht.

Die Titanoxidschicht wird durch Beschichten eines Halbleitersubstrats mit einer Titan einschließenden organischen Flüssigkeit, gefolgt durch Brennen herge stellt, oder sie wird durch ein thermisches CVD-Ver fahren gebildet.

Das Metallpastenmaterial wird in einer Atmosphäre einer Gasmischung aus Sauerstoff und Stickstoff ge brannt, wobei die Konzentration des Sauerstoffs 30% oder mehr ist.

Die Siliziumoxidschicht wird durch ein thermisches Oxidationsverfahren, ein thermisches CVD-Verfahren oder ein Plasma-CVD-Verfahren hergestellt.

Das Glas enthält Blei, Bor, Silizium und Sauerstoff als Hauptkomponenten.

Das Metallpastenmaterial umfaßt mindestens ein Ele ment, das aus der Gruppe bestehend aus einer Silber paste, einer Silberaluminiumpaste und einer Alumini umpaste ausgewählt ist.

Das Halbleitersubstrat ist ein Einkristall-Silizium substrat oder ein Polykristall-Siliziumsubstrat.

Der Übergang in dem Siliziumsubstrat wird unter Ver wendung einer Halbleiterschicht der vierten Gruppe des Periodensystems, die als Verunreinigung bzw. Do tierung ein Element der dritten Gruppe oder der fünf ten Gruppe enthält, hergestellt.

Die ein Element der vierten Gruppe enthaltende Halb leiterschicht ist eine Halbleiterschicht, die durch Eindiffundieren einer Störstelle oder durch Ionenim plantation in ein Siliziumsubstrat gebildet wird, oder eine dünne Halbleiterschicht, die ein einziges Element oder mehrere Elemente umfaßt, die durch eine Zersetzungsreaktion eines Rohmaterialgases oder einer Gasmischung in dem Siliziumsubstrat durch Wärme oder Plasma abgelagert werden.

Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervor richtung umfaßt weiterhin den Schritt des Eintauchens des Halbleitersubstrats in einer Hydrofluorsäure oder Ammoniumfluorid enthaltende wäßrige Lösung nach dem Schritt des Bildens der Elektrode durch Brennen des Metallpastenmaterials, um das Eindringen des Materi als durch die Isolationsschicht zur Bildung eines elektrischen Kontakts mit dem Halbleitersubstrat zu erlauben.

Das Verfahren umfaßt weiterhin den Schritt des Durch führens einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre vor oder nach dem Schritt des Eintauchens des Halbleitersubstrats in eine Hydroflu orsäure oder Ammoniumfluorid enthaltende wäßrige Lö sung.

Beispielsweise wird Bleiborglas einer für das Materi al für Elektroden einer Siliziumsolarzelle verwende ten Silberpaste hinzugefügt. Das Glas liegt in Form einer Fritte vor und umfaßt 5 bis 30% Blei (Pb), 5 bis 10% Bor (B), 5 bis 15% Silizium (Si) und 30 bis 60% Sauerstoff (O) als Beispiel. Weiterhin gibt es einen Fall, daß einige Prozent Zink (Zn) und Cadmium (Cd) gemischt werden.

Das Bleiborglas weist solche Eigenschaften auf, daß es durch die Anwendung von Wärme einiger 100°C (bei spielsweise ungefähr 700°C), was jedoch von der Zu sammensetzung abhängt, geschmolzen wird und Silizium beim Schmelzen eindringt. Ein solches Phänomen wird im Detail in Publikationen beschrieben, wie bei G.C. Cheek et al. (IEEE Transactions on Electron Device, vol. ED31, No. 5, 1984, Seiten 602 bis 609) oder bei R. Mertens et al. (Konferenz der 17. IEEE Photovol taic Specialists Conference, 1984, Seiten 1347 bis 1351).

Der elektrische Kontakt zwischen dem Siliziumsubstrat und der Silberpaste kann durch Verwendung der Eigen schaften der Glasfritte erhalten werden. Es sollte jedoch die Menge der Glasfritte und die Brenntempera tur berücksichtigt werden, so daß die Glasfritte in der Silberpaste in die n Diffusionsschicht eindringt, wie in Fig. 17 entsprechend dem Stand der Technik gezeigt wird, ohne ein Brechen des Überganges. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die positive Verwendung der Eigenschaften der Glasfritte, durch die der p n Übergang elektrisch in einer einfachen Weise getrennt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Be schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle unter Verwendung einer Glaspaste entspre chend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens der elektrischen Trennung des p n Überganges einer Solarzelle unter Verwendung einer Glaspaste ent sprechend der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine Darstellung eines Herstellungs verfahrens der Solarzelle unter Ver wendung einer Glaspaste in Überein stimmung mit dem ersten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Solarzelle unter Verwendung einer Glaspaste entspre chend einem zweiten Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine Darstellung des Verfahrens zur Herstellung einer Solarzelle unter Verwendung einer Glaspaste in Überein stimmung mit einem dritten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung,

Fig. 6 eine Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Solarzelle unter Verwendung einer Glaspaste in Überein stimmung mit einem vierten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 7 eine Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Solarzelle unter Verwendung einer Glaspaste in Überein stimmung mit einem fünften Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8 eine Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Solarzelle unter Verwendung einer Glaspaste in Überein stimmung mit einem sechsten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens einer Halblei tervorrichtung entsprechend einem sie benten Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung, wobei ein Herstel lungsablauf einer Solarzelle nach dem Stand der Technik gezeigt wird, bei dem eine Siliziumnitridschicht als Antireflexionsschicht verwendet wird,

Fig. 10 eine Darstellung zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens der Halbleiter vorrichtung nach dem siebenten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung, wobei ein Herstellungsablauf für eine Solarzelle nach dem Stand der Technik gezeigt wird, bei dem eine Titanoxidschicht als Antireflexions schicht verwendet wird,

Fig. 11 ein Flußdiagramm, das den Produktions ablauf oder Halbleitervorrichtung nach dem siebenten Ausführungsbeispiel oder nach einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 12a und 12b Darstellungen zur Erläuterung des Ver fahrens zur Herstellung der Halblei tervorrichtung entsprechend dem sie benten Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung, bei denen ein Aufbau der Solarzelle gezeigt wird, die unter Verwendung der Durchbrenntechnik bei einem Aufbau einer Siliziumnitrid schicht/Siliziumoxidschicht herge stellt wird,

Fig. 13 eine Darstellung zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens der Halbleiter vorrichtung in Übereinstimmung mit dem siebenten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung, wobei die Bezie hung zwischen der Bedingung zum Durch brennen der Siliziumnitridschicht und dem Füllfaktor der Solarzelle darge stellt ist,

Fig. 14 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines achten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, bei der die Beziehung zwischen der Bedingung für eine Hydrofluorsäurebehandlung und dem Füllfaktor der Solarzelle dargestellt ist,

Fig. 15 eine Querschnittsansicht zur Erläute rung eines Herstellungsverfahrens ei ner Halbleitervorrichtung nach einem neunten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung, die einen Aufbau einer unter Verwendung der Durchbrenn technik für einen Aufbau einer Titan oxidschicht/Siliziumoxidschicht er zeugten Solarzelle zeigt,

Fig. 16 eine Darstellung zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens der Halbleiter vorrichtung nach dem neunten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung, in der die Beziehung zwischen Brennbedingung unter Verwendung einer Durchbrenntechnik bei dem Aufbau einer Titanoxidschicht/Siliziumoxidschicht und dem Füllfaktor dargestellt ist, und

Fig. 17 eine Darstellung zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle nach dem Stand der Technik.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er findung werden nun unter Bezugnahme der Zeichnung beschrieben, in der die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder korrespondierenden Teile bezeichnen.

In der vorliegenden Erfindung werden geeignete Mengen von Diethylenglycolmonobutylether und Ethylenglycolmo nobutylether mit dem Bleiborglas gemischt, das eine wie oben beschriebene Zusammensetzung hat, und die Mischung wird in eine Pastenform überführt (im fol genden als Glaspaste bezeichnet), indem die Viskosi tät so eingestellt wird, daß ein Siebdruck ermöglicht wird.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 1 ist ein Flußdiagramm, das den typischen Vor gang zur Herstellung einer Solarzelle entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. Zuerst wird ein p-Siliziumsubstrat vorbereitet. Das Siliziumsubstrat wird mit einer wäßrigen Alkalilösung, wie Natriumhy droxid mit einer Konzentration von 1 bis einigen Pro zent geätzt, um dabei auf der Vorderfläche eine kon vexe/konkave Struktur, genannt Textur, gebildet wird. Die Textur dient dazu, eine Mehrfachreflexion des Lichts auf der Vorderfläche der Solarzelle zu erhal ten, wobei der Reflexionsgrad wirksam reduziert wird und der Umwandlungswirkungsgrad verbessert wird (Schritte S1, S2). Die Erfindung ist allerdings auch für einen Fall anwendbar, bei dem keine Textur gebil det wird.

Dann wird POCl₃ verwendet, um eine Diffusionsschicht des n Typs aufgrund der thermischen Diffusion von Phosphor (Schritt S3) zu bilden und eine Antirefle xionsschicht wird auf der äußeren Oberfläche der n Diffusionsschicht gebildet (Schritt S4). Dann werden die Schritte des Druckens einer Silberpastenelektrode auf eine Lichtempfängerebene, gefolgt durch Trocknen (Schritt S5), des Druckens einer Aluminiumpastenelek trode auf eine Rückfläche, gefolgt durch Trocknen (Schritt S6) des Druckens einer Glaspaste auf die Rückebene, gefolgt vom Trocknen (Schritt S7) und des Ausbrennens aufeinanderfolgend durchgeführt, wodurch eine Solarzelle vollendet wird (Schritte S8, S9). Allerdings ist die vorliegende Erfindung selbst in einem Fall anwendbar, bei dem keine Antireflexions schicht auf der Lichtempfängerebene angeordnet ist. Weiterhin werden keine Probleme auftreten, selbst wenn die Reihenfolge des Bildens einer Vorderelektro de durch Drucken und einer Rückelektrode umgetauscht wird.

Die Beschreibung der Vorbereitung der Solarzelle entsprechend dem oben erwähnten Prozeßdurchlauf wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.

Fig. 2a ist eine Darstellung, die zeigt, daß eine Glaspaste in Silizium eintreten kann. Fig. 2 wurde durch Messen der Eindringmenge von Glaspaste in das Siliziumsubstrat, das wie folgt hergestellt wird, mit einem Oberflächenrauhigkeitsmeßgerät erhalten. Ein p- Einkristall-Siliziumsubstrat wird verwendet. Ein li nienförmiges Muster aus Glaspaste mit einer Breite von 400 µm wird auf der Oberfläche des Siliziumsub strats unter Verwendung eines Siebdruckverfahrens gebildet. Das Siliziumsubstrat wird bei 100°C in trockner Luft für 10 Minuten getrocknet. Dann wird das Siliziumsubstrat bei 650°C in trockner Luft für einige Minuten gebrannt. Die Auswertung einer Ein dringmenge bzw. -größe wird durchgeführt, nachdem die eingebrannte Glaspaste durch Ätzen mit Hydrofluorsäu re entfernt wurde. Da die Fähigkeit des Entfernens der Glaspaste durch Ätzen recht schlecht ist, kann die Glaspaste leicht durch die Verwendung einer ex ternen Kraft, wie durch Ultraschallwellen entfernt werden.

Fig. 2a zeigt, daß in das Silizium etwa 0,5 µm einge drungen wurde. Wie weiter unten beschrieben wird, wird POCl₃ als Rohmaterial verwendet. Wenn die Tiefe der Diffusionsschicht als ein Ergebnis der thermi schen Diffusion von Phosphor zu 0,3 µm bestimmt wird, kann ausreichend in die Diffusionsschicht eingedrun gen werden und sie kann entfernt werden. Die Tiefe des Überganges kann mit guter Reproduzierbarkeit durch Einstellen der Temperatur und der Zeit zur Dif fusion gesteuert werden.

Fig. 2b-1 und 2b-2 sind jeweils eine Aufsicht und eine Querschnittsansicht einer Probe, für die eine Auswertung dahingehend durchgeführt wird, ob die elektrische Trennung des p n Überganges in der Tat durch dieses Verfahren möglich ist oder nicht.

In Fig. 2b-1, 2b-2 bezeichnet das Bezugszeichen 100 ein p dotiertes Siliziumsubstrat mit einer Wider standsfähigkeit von ungefähr 2 Ohm cm, das Bezugs zeichen 101 bezeichnet eine n Diffusionsschicht, bei der Phosphor in POCl₃ thermisch diffundiert ist, was mit einer Dicke von ungefähr 0,3 µm durch die Auswer tung durch SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy) bestätigt wurde, das Bezugszeichen 102 bezeichnet eine n Elektrode aus einer Silberpaste, das Bezugs zeichen 103 bezeichnet eine p Elektrode aus einer Aluminiumsilberpaste mit einigen Prozenten von Alumi nium und das Bezugszeichen 104 bezeichnet eine Glas paste. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Alumi niumsilberpaste für die p Elektrode 103 verwendet. Allerdings wurde bestätigt, daß die gleiche Wirkung, wie unten beschrieben wird, selbst für den Fall er halten wird, in dem eine Aluminiumpaste ohne Silber verwendet wird.

Fig. 2d zeigt die Strom(Ordinate)-Spannungs(Abszis se)kennlinie zwischen der n Elektrode 102 keiner Sil berpaste und der p Elektrode 103 einer Aluminiumsil berpaste, die bei 700°C für einige Minuten einge brannt wurden, der in Fig. 2b-2 gezeigten Probe (die in der Figur als "mit Glaspaste" dargestellt ist) und eine Strom-Spannungskennlinie zwischen der n Elektro de 102 einer Silberpaste, die ohne ein Glaspastenmu ster gebildet wird, und der p Elektrode 103 einer Aluminiumsilberpaste, die einer Musterbildung unter zogen wurde (dargestellt als "ohne Glaspaste"). Wie aus dem Diagramm klar zu erkennen ist, liefert die Existenz der Glaspaste 104 klar die Funktion einer Diode (Gleichrichtung), und es ist zu verstehen, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung sehr wirksam für eine elektrische Trennung des p n Überganges ist. Die Glaspaste 104 ist nach dem Brennen ein isolieren des Material und entsprechend ändert sich nicht die Funktion als Diode, wie in Fig. 2d gezeigt wird, selbst wenn die Glaspaste 104 entfernt wird.

Wenn die in Fig. 2b-2 dargestellte Probe eingebrannt ist, nimmt die Probe die Form wie in Fig. 2c an, bei der die Glaspaste 104 in die n Diffusionsschicht 101 eindringt; Aluminium diffundiert in die n Diffusions schicht 101 unter die p Elektrode 103 der Aluminium silberpaste und eine p Inversionsschicht 105, die durch Invertieren der Diffusionsschicht des n Typs in einen p Typ erhalten wird, wird gebildet.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Diffusions schicht 101 des n Typs durch thermische Diffusion von Phosphor des POCl₃ erhalten. Allerdings kann die gleiche Wirkung erhalten werden, indem die Diffu sionsschicht des n Typs, die durch andere Verfahren gebildet wird, verwendet wird, wie Ionenimplantation von Phosphor oder Arsen oder Dekomposition einer Gas mischung mit einem Silangas, wie ein Monosilan (SiH₄), Disilan (Si₂H₆), Dichlorsilan (SiCl₂H₂), Tri chlorsilan (SiCl₃H), Tetrachlorsilan (SiCl₄) und Phosphine (PH₃) als Störstellenmaterial mit einer externen Energie, wie Wärme oder Plasma.

Darüber hinaus können Siliziumkarbid, das durch eine Gasmischung vom Monosilan und Methan oder Ethan er halten wird, verwendet werden, um die Oberflächenre kombination an der Oberfläche der Solarzelle, den Fenstereffekt oder dergleichen zu steuern, indem der p n Übergang in eine Hetero-Übergangsform geändert wird. Weiterhin ist es für die durch diese Verfahren gebildete dünne Schicht möglich, die Form eines Amorphs, eines Mikrokristalls, Polykristalls oder Monokristalls anzunehmen, indem die Bedingungen der Bildung, wie die Temperatur geändert wird. Wenn au ßerdem die Dicke der dünnen Schicht so festgelegt wird, daß sie im Bereich von einigen hundert Å bis zu einigen µm liegt, kann die gleiche Wirkung erhalten werden, indem die Zusammensetzung der Glaspaste und die Einbrennbedingung geplant werden.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Musterbildung zuerst an den metallischen Pasten für die Elektroden und die Glaspaste durchgeführt und dann wird das Ein brennen durchgeführt, wie in Fig. 2b-2, als ein Bei spiel der Realisierung der elektrischen Trennung des p n Überganges. Allerdings ist es möglich, den p n Übergang durch ein anderes Verfahren elektrisch zu trennen. Beispielsweise werden die Elektroden nach der Musterbildung und dem Brennen der Glaspaste ge bildet oder die Elektroden werden nach der Musterbil dung, dem Brennen und dem Entfernen der Glaspaste durch Ätzen gebildet oder die Glaspaste wird mit dem Muster versehen und gebrannt, nachdem die Elektroden mit dem Muster versehen wurden und gebrannt wurden. Weiterhin wurde als spezifische Bedingung der Tempe ratur des Brennens bestätigt, daß die gleiche Wirkung der Trennung des p n Überganges durch Brennen bei 600-950°C für einen Bereich von einigen Minuten bis zu einigen zehn Minuten erhalten werden kann.

Fig. 3 zeigt Darstellungen zur wirklichen Herstellung einer Solarzelle basierend auf dem oben erwähnten Grundexperiment, das dem Flußdiagramm nach Fig. 1 entspricht.

Der Aufbau der Solarzelle nach Fig. 3 ist im wesent lichen der gleiche wie der in Fig. 17 für den Stand der Technik. In Fig. 3a wird ein Siliziumsubstrat 100 des p Typs mit einer Dicke von 600 µm, einer Abmes sung von 10 cm × 10 cm, einem spezifischen Widerstand von 2 Ω cm und einer ebenen Richtung von (100) ver wendet. Die Diffusionsschicht 101 des n Typs entspre chend Fig. 3b wurde durch thermische Diffusion von Phosphor unter der Verwendung von POCl₃ gebildet. Die Diffusion wurde bei 860°C für 10 Minuten durchge führt, um die Diffusionsschicht eines Schichtwider stands von ungefähr 50 Ω/ und eine Tiefe des Über ganges von 0,3 µm zu bilden.

Das Merkmal dieses Ausführungsbeispiels liegt im Bil den der Glaspaste 104 an einer Stelle, wie in Fig. 3c und 3d gezeigt wird, wobei die Breite der gemu sterten Glaspaste 104 bei 0,5 mm-2 mm lag. Die Form der n Elektrode 107 aus Silberpaste, die auf der Lichtempfängerebene (Lichteinfallsebene) gebildet werden soll, entsprach einem kammartigen Muster (Ab stand der Elektrode 2,5 mm) wie in Fig. 3e gezeigt wird. Die n Elektrode 107 und die Glaspaste 104 wur den durch Einbrennen in trockner Luft bei 700°C für 7 Minuten gebildet.

Die Eigenschaften der durch dieses Verfahren herge stellten Solarzelle waren vergleichbar mit denen, die durch das Verfahren nach dem Stand der Technik erhal ten wurden. Dies liegt an der Glaspaste 104, die die BSF Schicht 4 von der Diffusionsschicht 101 des n Typs elektrisch trennt, wie in einem Kantenbereich 115 in Fig. 3c gezeigt wird. Darüber hinaus ist es möglich, eine Solarzelle in der gleichen Weise herzu stellen, wie in dem Flußdiagramm nach Fig. 1 gezeigt wird, das heißt, die Antireflexionsschicht wird auf der Vorderfläche der Diffusionsschicht 2 des n Typs gebildet und dann wird die n Elektrode 107 einer Sil berpaste auf der Lichtempfängerebene gebildet, die p Elektrode 103 der Aluminiumpaste wird auf der Rück ebene ebenso wie die Glaspaste 104 gebildet, obwohl ein solcher Prozeß nicht in Fig. 3 gezeigt wird.

In diesem Fall dringt eine in der Silberpaste für die n Elektrode 107 enthaltene Glaskomponente in die An tireflexionsschicht zum Zeitpunkt des Brennens ein, wobei die n Elektrode 107 elektrisch in Kontakt mit der n Diffusionsschicht 101 ist. Die Antireflexions schicht kann eine Siliziumnitridschicht (SiNx), eine Titanoxidschicht (TiOx), eine Siliziumoxidschicht (SiOx) oder dergleichen sein, die beispielsweise unter Verwendung eines CVD Verfahrens, eine Sputter verfahrens oder dergleichen hergestellt ist, wobei die Dicke der Schicht zwischen einigen hundert Å bis 100 Å liegt.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erlaubt die Anwendung des oben erwähnten Prozesses, nachdem die Konkav/Konvex-Struktur, genannt Textur, (es wird auf das Ausführungsbeispiel 6 Bezug genommen) in einer Oberfläche des Substrats vorgesehen wird, wie in dem Flußdiagramm nach Fig. 1 gezeigt wird, obwohl die Bildung der Textur nicht in Fig. 3 gezeigt wird.

Wenn die Antireflexionsschicht gebildet wird, wird insbesondere die Siliziumnitridschicht durch ein Va kuum CVD Verfahren gebildet, wobei die Siliziumni tridschicht auf der Rückseite des Substrats herge stellt wird. In der vorliegenden Erfindung wurde je doch bestätigt, daß eine Solarzelle unter Verwendung des oben erwähnten Produktionsflusses hergestellt werden konnte, ohne die Siliziumnitridschicht auf der Rückebene zu entfernen. Dies liegt daran, daß die in der Glaspaste 104, die auf der Rückebene gebildet ist, und in der Silberpaste für die n Elektrode 107 enthaltene Glaskomponente in die Siliziumnitrid schicht auf der Rückseite eindringt, wodurch die elektrische Trennung des p n Übergangs und der Kon takt der Elektrode mit dem Halbleitersubstrat reali siert werden können. Eine solche Wirkung ist für an dere Arten der Antireflexionsschicht, das heißt für andere als die Siliziumnitridschicht anwendbar.

Entsprechend der Erfindung wird, wie oben beschrieben wurde, der Schritt des Entfernens der auf der Rück fläche des Substrats gebildeten nutzlosen Diffusions schicht durch Ätzen, das in der konventionellen Tech nik verlangt wird, unnötig und somit kann der Her stellungsprozeß merkbar vereinfacht werden.

Selbstverständlich können verschiedene unterschiedli che Schritte in bezug auf den Herstellungsfluß zur Bildung der Glaspaste 104 und der Paste für Elektro den gewählt werden. Selbst wenn in diesem Ausfüh rungsbeispiel der elektrische Leitfähigkeitstyp des Substrats entgegengesetzt ist, kann die vorliegende Erfindung in dem gleichen Bewußtsein wie in dem spä ter beschriebenen Ausführungsbeispiel 4 angewendet werden.

In diesem Ausführungsmuster können die Muster für die Elektroden und die Glaspaste durch ein Druckverfahren mit Rollenbeschichter anstelle des Siebdruckverfah rens gebildet werden.

Die oben beschriebenen Prozesse können für die Reali sierung verschiedener unten beschriebener Ausfüh rungsbeispiele angewandt werden und können modifi ziert und/oder abhängig von dem Aufbau der Solarzel len und dem Zustand des Siliziumkristalls gewählt werden.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 4 dient zur Erläuterung eines Herstellungsver fahrens einer Solarzelle und eines Aufbaus einer So larzelle in bezug auf das Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung. Der Herstellungsprozeß wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4a bis 4f beschrieben.

Fig. 4a zeigt einen Zustand, bei dem ein Muster einer Glaspaste 104 auf einem p Siliziumsubstrat 100 gebil det wird, in dem eine n Diffusionsschicht 101 in der gleichen Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 gebildet wird. Fig. 4b zeigt einen Zustand, bei dem die Gla spaste 104 durch Ätzen entfernt wurde, nachdem eine Probe, wie sie in Fig. 4a gezeigt wird, eingebrannt wurde. Die Diffusionsschicht 101 des n Typs wird in Übereinstimmung mit dem in bezug auf Ausführungsbei spiel 1 beschriebenen Mechanismus entfernt und eine Fläche des Siliziumsubstrats 106 des p Typs ist frei gelegt, wie in Fig. 4b gezeigt wird.

Fig. 4c zeigt, daß eine n Elektrode 102 einer Silber paste auf der Diffusionsschicht 101 des n Typs gebil det wird, die nicht der Musterbildung der Glaspaste 104 unterworfen war und eine p Elektrode 103 einer Aluminiumsilberpaste wird auf der Oberfläche des Si liziumsubstrats 106 des p Typs gebildet. Die Teilung bzw. der Abstand der gemusterten Elektroden liegt im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 3 mm.

Fig. 4d zeigt, daß eine Elektrode auf der n Diffu sionsschicht 101 auf der gegenüberliegenden Ebene (die die Haupteinfallsebene (Lichtempfängerebene) bildet, wenn die Solarzelle in Funktion ist) in bezug auf die Ebene, auf der die Prozesse entsprechend Fig. 4a bis 4c durchgeführt wurden, gebildet wird. In Fig. 4d bezeichnet das Bezugszeichen 107 eine n Elektrode aus Silberpaste, die auf der Hauptlichtein fallsebene (Lichtempfängerebene) gebildet wird. Die Teilung der gemusterten n Elektrode liegt im Bereich von ungefähr 2 mm bis ungefähr 3 mm.

Die Elektroden 102, 103 und 107 können getrennt ein gebrannt werden. Allerdings können die Elektroden 102, 103 und 107 gleichzeitig eingebrannt werden, nachdem sie in einer aufeinanderfolgenden Weise ge druckt wurden, so daß der Herstellungsprozeß verein facht werden kann. Die n Diffusionsschicht 101, die auf der Haupteinfallsebene gebildet wird, kann auf verschiedene Weise hergestellt werden, wie in bezug auf Ausführungsbeispiel 1 beschrieben wurde. Die Rei henfolge der Bildung kann geändert werden, insbeson dere kann die auf der Haupteinfallsebene zu bildende Diffusionsschicht 101 gleichzeitig mit oder nach der Bildung der n Diffusionsschicht 101 hergestellt wer den, die auf der Rückebene zu bildet ist.

Die Fig. 4e und 4f zeigen Modelle von Elektrodenmu ster für die Solarzelle. Die in den Fig. 4e und 4f gezeigte Solarzelle weist einen Aufbau auf, bei dem die n Elektrode 107 auf der Hauptlichteinfallsebene vorgesehen ist und die n Elektrode 102 und die p Elektrode 103 auf der Rückebene (gegenüberliegende Ebene) vorgesehen sind, wobei ein solcher Aufbau ein wirksamer Aufbau zur Verbesserung des Umwandlungswir kungsgrades der Solarzelle ist (siehe T. Warabisako und K. Matsukuma, Technical Digest der 7. Internatio nal Photovoltaic Science and Engineering Conference, Nagoya, Japan, 1993, S. 57). Allerdings kann die vor liegende Erfindung eine Solarzelle mit einem solchen Aufbau durch ein vereinfachtes Herstellungsverfahren realisieren.

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 5 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Her stellungsverfahrens nach dem dritten Ausführungsbei spiel, um den Aufbau der Solarzelle nach Ausführungs beispiel 2 zu realisieren.

Im Ausführungsbeispiel 2 wurde eine Beschreibung da hingehend gegeben, daß die Glaspaste 104 entfernt wird, um den p n Übergang elektrisch zu trennen. Wie jedoch schon in bezug auf Ausführungsbeispiel 1 be schrieben wurde, ist es nicht immer notwendig, die Glaspaste 104 zu entfernen. In diesem Ausführungsbei spiel wird eine Beschreibung für einen Fall eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gegeben, bei dem die Glaspaste 104 nicht entfernt wird.

Fig. 5a zeigt einen Zustand, bei dem ein Silberpa stenmuster für eine n Elektrode 102 und ein Alumini um-Silberpastenmuster für eine p Elektrode 103 durch Drucken auf ein Siliziumsubstrat 100 des p Typs ge bildet werden, in dem die Diffusionsschicht 101 des n Typs in der gleichen Weise wie in Ausführungsbeispiel 1 hergestellt wird, und das Substrat 100 mit den Mu stern wird eingebrannt, wobei das Bezugszeichen 105 eine Inversionsschicht des p Typs bezeichnet, die die gleiche ist wie schon beschrieben.

Fig. 5b zeigt einen Zustand, bei dem eine Glaspaste 104 gedruckt wird, um die elektrische Trennung der n Elektrode 102 von der p Elektrode 103 zu bewirken; Fig. 5c zeigt einen Zustand, bei dem das Substrat mit der Glaspaste 104 eingebrannt ist, um die elektrische Trennung des p n Überganges zu vervollständigen, und Fig. 5d zeigt einen Zustand, bei dem ein Muster für n Elektrode 107 der Silberpaste auf der Lichthauptein fallsebene gebildet wird. In diesem Ausführungsbei spiel wird der Einbrennvorgang für die Elektroden 102, 103 und 107 und die Glaspaste 104 getrennt durchgeführt. Allerdings kann der Einbrennschritt gleichzeitig durchgeführt werden, nachdem die Elek troden 102, 103 und 107 durch Drucken gebildet wur den, so daß der Herstellungsvorgang vereinfacht wer den kann.

Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel ist es mög lich, die Solarzelle mit einem weiter vereinfachten Herstellungsprozeß in bezug auf Ausführungsbeispiel 2 herzustellen.

Ausführungsbeispiel 4

Fig. 6 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung der Solarzelle entspre chend dem vierten Ausführungsbeispiel, um den Aufbau der Solarzelle nach Ausführungsbeispiel 2 zu reali sieren.

Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel 3 werden die Muster für die p Elektrode, die n Elektrode und die Glaspaste getrennt gebildet, wie in den Fig. 4a und 4b gezeigt wird. Das folgende Verfahren ist je doch wirksam, um den Herstellungsprozeß weiter zu vereinfachen.

Fig. 6a zeigt einen Zustand, bei dem ein Muster einer n Elektrode 102 einer Silberpaste, ein Muster einer p Elektrode 103 einer Aluminium-Silberpaste und ein Muster einer Glaspaste 104 auf einem Siliziumsubstrat 100 des p Typs aufgedruckt werden, in dem die Diffu sionsschicht 101 des n Typs eingebettet ist.

Fig. 6b zeigt einen Zustand, bei dem diese Muster mit einem Mal eingebrannt werden. Das Bezugszeichen 105 bezeichnet eine Inversionsschicht des p Typs, die die gleiche ist wie schon beschrieben wurde.

Fig. 6c zeigt einen Zustand, bei dem ein Muster einer n Elektrode 107 einer Silberpaste auf der Lichthaupt einfallsebene gebildet wird. In diesem Ausführungs beispiel wird das Einbrennen der Muster für Elektro den 102, 103 und für die Glaspaste 104 getrennt von dem Einbrennen der Muster für die Elektrode 107 durchgeführt. Um jedoch den Herstellungsprozeß zu vereinfachen, werden die Muster für die Elektroden 102, 103 und 107 und die Glaspaste 104 zuerst aufge druckt und dann werden sie simultan eingebrannt.

Es ist in Übereinstimmung mit Ausführungsbeispiel 4 möglich, die Solarzelle mit einem weiter vereinfach ten Verfahren in bezug auf Ausführungsbeispiel 3 her zustellen.

In den obigen Ausführungsbeispielen 1 bis 4 werden nicht die optimalen Bedingungen beschrieben. Die Aus wahl der Prozesse zum Herstellen wirklicher Solarzel len, d. h. die Auswahl der Materialien für die Elek troden, die Reihenfolge des Druckens der Glaspaste, die Temperatur und die Anzahl der Male des Einbren nens, die Reihenfolge des Einbrennens und so weiter hängt stark von der Qualität des verwendeten Silizi umkristalls ab. Deshalb können die optimalen Bedin gungen nicht leicht bestimmt werden und sie sollten in Betrachtung eines thermischen Zustandes und so weiter bestimmt werden. Auf alle Fälle ist es offen sichtlich, daß die vorliegende Erfindung kein verein fachtes Verfahren zum Herstellen von Solarzellen zur Verfügung stellt.

Ausführungsbeispiel 5

Fig. 7 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Ver fahrens zur Herstellung einer Solarzelle nach dem Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung.

Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele 1 bis 4 betrifft die Verwendung eines Substrats mit einer elektrischen Leitfähigkeit des p Typs. Dieses Ausfüh rungsbeispiel erlaubt jedoch die Verwendung eines Substrats des n Typs.

In Fig. 7a bezeichnet das Bezugszeichen 108 ein n Siliziumsubstrat mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von ungefähr 2 Ω cm und das Bezugszeichen 109 bezeichnet eine Diffusionsschicht des p Typs, die durch thermisches Diffundieren von Bor gebildet wird. Die p Diffusionsschicht 109 kann eine p Silizium schicht sein, die durch Ionenimplantation von Stör stellen, wie Bor oder durch Zerlegen einer Gasmi schung eines Silangases oder eines Diborangases (B₂H₆) durch Anwenden einer externen Energie, wie Wärme oder Plasma, gebildet wird. Wenn die Diffu sionsschicht 109 einige 100 Å bis einige Mikrometer dick ist, ist es möglich, die unten beschriebene Wir kung durch den gleichen Grund, wie in bezug auf Aus führungsbeispiel 1 beschrieben wurde, vorzusehen.

Zuerst wird auf der p Siliziumschicht 109 eine Gla spaste 104 in einem Muster durch Siebdruck gebildet.

Die Form des Musters und der Abstand bzw. die Teilung kann die gleiche sein wie in Zusammenhang mit Ausfüh rungsbeispiel 2 beschrieben wurde.

Fig. 7b zeigt den Zustand, bei dem die Glaspaste 104, die einem Einbrennschritt unterworfen wurde, durch Ätzen mit Hydrofluorsäue entfernt ist. Aufgrund der Natur der Glaspaste 104 kann das Ätzen durchgeführt werden unabhängig von dem Leitfähigkeitstyp der zu behandelnden Siliziumschicht mit dem Ergebnis, daß die Form entsprechend Fig. 7b erhalten wird. Das Be zugszeichen 110 bezeichnet eine Fläche des n Silizi umsubstrats, die als Ergebnis des Eindringens durch die Glaspaste 104 freigelegt ist.

Fig. 7c zeigt einen Zustand, bei dem ein Silberpa stenmuster für eine n Elektrode 102 durch Drucken auf der Fläche 110 des n Siliziumsubstrats und ein Alumi nium-Silberpastenmuster für eine p Elektrode 103 durch Drucken auf die p Diffusionsschicht 109, die teilweise verbleibt, gebildet werden, und diese Mu ster werden eingebrannt.

Fig. 7d zeigt einen Zustand, bei dem eine Aluminium- Silberpaste für eine p Elektrode 111 auf der p Diffu sionsschicht 109 gebildet wird, die auf der gegen überliegenden Ebene (die die Lichthaupteinfallsebene (Lichtempfängerebene) darstellt, wenn die Solarzelle arbeitet) in bezug auf die Ebene hergestellt wird, auf der die Prozesse entsprechend den Fig. 7a bis 7c durchgeführt wurden.

Das Einbrennen der Elektroden 102, 103 und 111 kann getrennt durchgeführt werden. Allerdings können sie auch gleichzeitig eingebrannt werden, um das Herstel lungsverfahren zu vereinfachen. Verschiedene Metho den, wie oben beschrieben wurde, können angewandt werden, um die Diffusionsschicht 109 des p Typs in der Lichthaupteinfallsebene zu bilden. Darüber hinaus kann die Herstellung der Diffusionsschicht 109 des p Typs gleichzeitig oder nach der Herstellung der Dif fusionsschicht des p Typs, die auf der Rückebene zu bilden ist, durchgeführt werden.

Die Fig. 7e und 7f zeigen Modelle der Elektrodenmu ster der Solarzelle, die entsprechend dem oben er wähnten Prozeß hergestellt wurde. Es kann außerdem eine Aluminiumpaste ohne Silber anstelle der Alumini um-Silberpaste zur Bildung der p Elektrode 111 ver wendet werden.

Ausführungsbeispiel 6

Die Fig. 8a und 8b sind jeweils eine Querschnitts ansicht und ein perspektivische Ansicht eines Teils einer Solarzelle entsprechend dem sechsten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung.

Der Aufbau entsprechend Fig. 8 ist unterschiedlich zu denen der Ausführungsbeispiele 2 bis 5. Das Merkmal dieses Ausführungsbeispiels ist die Verwendung eines p Siliziumsubstrats 112, in dem Durchgangslöcher 113 vorgesehen sind. Die n Diffusionsschicht 101 er streckt sich zur Seitenebene (Innenwand) der Durch gangslöcher 113, wobei ein darüber erzeugter elektri scher Strom mittels der n Elektrode 102 und der p Elektrode 103, die auf der Rückseite der Solarzelle angeordnet sind, gesammelt wird.

Der Grund der Verwendung eines solchen Aufbaus ist wie folgt. Wenn das p Siliziumsubstrat 112, das zur Erzeugung der Leistung beiträgt, dünn gemacht wird, kann eine Verringerung des zu erzeugenden elektri schen Stroms nicht vermieden werden. Somit werden alle Elektroden auf der Rückebene angeordnet, um da bei den Oberflächenbereich für den Empfang des Lichts zu erhöhen, mit dem Ergebnis der Erhöhung eines Pho tostroms.

Der Grundprozeß zur Realisierung des oben erwähnten Aufbaus ist beispielsweise von M. Deguchi et al of fenbart, (Conference Record of IEEE First World Con ference on Photovoltaic Energy Conversion, Hawaii, vol II, S. 1287 (1994)). Daher wird die detaillierte Beschreibung des Prozesses weggelassen.

Die Fig. 8a, 8b und 8c zeigen die vollständige Form der durch dieses Verfahren hergestellten Solarzelle.

Fig. 8a zeigt einen Zustand, bei dem, nachdem die Diffusionsschicht 101 des n Typs auf der gesamten Ebene des p Siliziumsubstrats 112 gebildet wurde, die Herstellung der-Elektroden und die elektrische Tren nung des p n Übergangs mit dem gleichen Verfahren durchgeführt wird, wie in bezug auf die Ausführungs beispiele 2 und 3 oder 4 beschrieben wurde.

Hier kann die Diffusionsschicht 101 des n Typs unter Verwendung von verschiedenen Arten hergestellt wer den, wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben wurde.

Fig. 8c ist eine Aufsicht, die zeigt, wie die Elek troden angeordnet sind. Durch die Verwendung der Elektrodenmuster entsprechend Fig. 8c, bei denen der p n Übergang elektrisch getrennt ist, ist das Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für eine Solarzelle anwendbar, die ein Siliziumsubstrat 112 des p Typs mit Durchgangslöchern 113 aufweist.

In den Fig. 8a und 8b bezeichnet das Bezugszeichen 114 einen konkav/konvexen Aufbau, der in der Vorder fläche gebildet wird, und der im allgemeinen Textur bezeichnet wird. Wenn ein Siliziumsubstrat mit einer ebenen Richtung von (100) verwendet wird, kann die Textur durch Ätzen von Silizium unter Verwendung ei ner wäßrigen Alkalilösung, wie Natriumhydroxid einer Konzentration von 1 bis einigen Prozenten gebildet werden. Das Vorsehen der Textur bewirkt eine Mehr fachreflexion des Lichts an der Oberfläche der Solar zelle, um dabei wirksam das Reflexionsvermögen zu reduzieren und den Umwandlungswirkungsgrad zu verbes sern.

In den Ausführungsbeispielen 1 bis 5 wurde eine Be schreibung gegeben für einen Fall ohne Textur, um die Erklärung zu vereinfachen. Allerdings kann die Textur auch für die Ausführungsbeispiele 1 bis 5 ohne jegli ches Problem angewandt werden.

Außerdem betreffen die Ausführungsbeispiel 2 bis 6 einen Aufbau, bei dem keine Antireflexionsschicht auf der Lichtempfängerebene gebildet wird, um die Erläu terung zu vereinfachen. Ausführungsbeispiele 2 bis 6 können jedoch ohne Problem für den Fall mit Antire flexionsschicht in der gleichen Weise verwendet wer den, wie in bezug auf Ausführungsbeispiel 1 beschrie ben wurde.

Ausführungsbeispiel 7

Die oben erwähnten Ausführungsbeispiele 1 bis 6 be treffen Verfahren zur leichten Realisierung der elek trischen Trennung des p n Übergangs bei der Bildung von Elektroden für Solarzellen. In diesem Ausfüh rungsbeispiel wird eine detaillierte Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervor richtung gegeben, die in der Lage ist, drastisch den Kontaktwiderstand zu dem Halbleitersubstrat zu redu zieren, indem das gleiche physikalische Phänomen wie bei dem Verfahren zur elektrischen Trennung des p n Überganges beim Bilden von Elektroden bei der Solar zelle entsprechend Ausführungsbeispielen 1 bis 6 ver wendet wird.

Im Ausführungsbeispiel 7 und anderen Ausführungsbei spielen, die aufeinanderfolgend beschrieben werden, werden Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervor richtung, wie einer Siliziumhalbleitervorrichtung, insbesondere eines Konstruktionskörpers mit einem Siliziumsubstrat, beschrieben, das eine Fläche auf weist, auf der eine Siliziumnitridschicht oder eine Titanoxidschicht gebildet wird, wobei die Herstellung von Elektroden aus metallischen Pasten vereinfacht wird, um die Produktivität zu erhöhen und den Kon taktwiderstand zwischen den Elektroden der metalli schen Pasten und dem Siliziumsubstrat zu verringern.

Solche Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervor richtung sind für verschiedene Arten von Halbleiter vorrichtungen anwendbar. Insbesondere sind die Ver fahren für eine Photodiode oder ein Lichtempfangsele ment für eine Solarzelle wirksam. Hier wird als Bei spiel eine Solarzelle angegeben und der Hintergrund der Erfindung wird erläutert.

Heutzutage geht der Haupttrend bei der Herstellung von Solarzellen für die Leistungserzeugung zu Silizi umsolarzellen. Ein Prozeßablauf zur Herstellung von Siliziumsolarzellen in einer Großserienherstellung sollte so weit wie möglich vereinfacht werden, um Herstellungskosten zu verringern. Insbesondere wird ein Verfahren zum Strukturieren einer Metallpaste durch Siebdruck, um Elektroden zu bilden, verwendet.

Bei dem allgemein verwendeten Prozeßablauf zur Her stellung einer Solarzelle sind die Schritte bis zur Bildung der Antireflexionsschicht die gleichen wie die Schritte, die in den Fig. 17a bis 17d gezeigt werden, und dann wird die Antireflexionsschicht auf der Vorderfläche der Diffusionsschicht 2 des n Typs gebildet.

Die Fig. 9 und 10 zeigen Abläufe, in denen die Bil dung von Oberflächenelektroden nach der Herstellung der Antireflexionsschicht dargestellt werden.

Fig. 9 zeigt ein Verfahren, das beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. B5-72114 (Aus legeschrift) offenbart ist, und Fig. 10 zeigt ein Verfahren, das beispielsweise in der geprüften japa nischen Patentveröffentlichung Nr. B3-46985 offenbart ist.

Fig. 9 betrifft ein Verfahren zum Bilden einer Elek trode auf einer Antireflexionsschicht 7A, die als Siliziumnitridschicht ausgebildet ist und unter Ver wendung eines Plasmas CVD-Verfahrens hergestellt ist, nachdem der Prozeß entsprechend den Fig. 17a bis 17d durchgeführt wurde. In diesem Fall wird die als Sili ziumnitridschicht ausgebildete Antireflexionsschicht 7A selektiv durch Ätzen an den Stellen entfernt, an denen eine Oberflächenelektrode gebildet wird (Fig. 9a bis Fig. 9b). Folglich erscheint die n Diffusions schicht an dem Bereich, an dem die Siliziumnitrid schicht als ein isolierendes Element entfernt ist und eine Silberpastenelektrode 5A wird direkt auf diesen Bereich gedruckt. Dann wird das Siliziumsubstrat mit der Antireflexionsschicht und der Silberpastenelek trode 5A getrocknet und gebrannt, wodurch die Bildung der Oberflächenelektrode vollendet wird (Fig. 9c).

Fig. 10 betrifft ein Verfahren zum Bilden einer Elek trode auf einer als Titanoxidschicht ausgebildeten Antireflexionsschicht 7B, die unter Verwendung eines CVD-Verfahrens hergestellt wird, nachdem der Prozeß nach den Fig. 17a bis 17d durchgeführt wurde. In diesem Fall, der unterschiedlich zu Fig. 9 ist, wird eine Silberpastenelektrode 5B direkt auf die Titan oxidschicht gedruckt, gefolgt durch Trocknen und Ein brennen (Fig. 10a bis Fig. 10b). Durch solch einen Prozeß wird die als Titanoxidschicht ausgebildete Antireflexionsschicht 7B geschmolzen, so daß die Sil berpastenelektrode 5B in Kontakt mit der Diffusions schicht des n Typs gebracht wird mit dem Ergebnis, daß ein elektrischer Kontakt erhalten wird (Fig. 10c).

Die oben erwähnte Technik wurde bekannt als "firethrough" Technik (durch Brenntechnik). Wie in den Veröffentlichungen beschrieben wurde, ist das Phänomen des Durchbrennens für eine Titanoxidschicht oder eine Siliziumoxidschicht geeignet. Bei einer Solarzelle des p n Übergangstyps, wie in Fig. 17a bis 17d gezeigt wird, besteht die Gefahr eines Bru ches bzw. einer Beeinträchtigung des p n Übergangs, wenn eine Silberpastenelektrode 5 auf einer dünnen Diffusionsschicht des n Typs gebildet wird und wenn die Silberpastenelektrode 5 bei einer exzessiv höhe ren Temperatur angebrannt wird. Um dieses Problem zu lösen, wird ein Verfahren vorgeschlagen, das ein Bruch der n Diffusionsschicht vermeidet, indem ein Element der fünften Gruppe des periodischen Systems der Silberpaste zugefügt wird und indem das Element der fünften Gruppe in die n Diffusionsschicht während des Brennens eindiffundiert wird.

Beispielsweise offenbart die geprüfte japanische Pa tentveröffentlichung Nr. B4-67347 eine Mischung von Phosphor, Arsen, Antimon oder dergleichen. Weiterhin offenbart die geprüfte japanische Patentveröffentli chung Nr. B3-46985, die sich auf Fig. 10 bezieht, daß ein Element der fünften Gruppe des periodischen Sy stems, z. B. Phosphor mit der als Titanoxidschicht oder als Siliziumoxidschicht ausgebildeten Antirefle xionsschicht reagiert, um dabei das Durchbrennen zu beschleunigen.

Wie oben beschrieben wurde, gab es verschiedene Vor schläge für das Verfahren zur Bildung von Elektroden in einer Siliziumsolarzelle. Aber das Durchbrennen war nicht erfolgreich bei Solarzellen, in denen eine Siliziumnitridschicht als Antireflexionsschicht ver wendet wird, und das Verfahren entsprechend Fig. 9 wurde benötigt. Darüber hinaus gibt es einen Vor schlag, ein Verfahren des Mischens eines Elementes der fünften Gruppe des periodischen Systems, wie Phosphor in die Silberpastenelektrode zu verwenden, um das Durchbrennen, wie in Fig. 10 gezeigt wird, zu beschleunigen. Die veröffentlichte Technik offenbart jedoch nicht eine Möglichkeit des Bildens von Elek troden unter Verwendung der Technik des Durchbrennens für eine Siliziumnitridschicht.

Dieses Ausführungsbeispiel 7 sieht ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung vor, das das Durchbrennen selbst für den Fall einer Siliziumni tridschicht als Antireflexionsschicht realisieren kann, was im Stand der Technik schwierig war, um so mit drastisch den Kontaktwiderstand zu dem Halblei tersubstrat zu verringern. Weiterhin wird ein Verfah ren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung vor gesehen, das die Leistungsfähigkeit der Solarzelle verbessert und das merkbar den Kontaktwiderstand selbst für den Fall des Bildens der Elektrode durch Verwendung der Durchbrenntechnik für eine Titanoxid schicht verringert.

Im Ausführungsbeispiel 7 hat das verwendete metalli sche Pastenmaterial die Eigenschaft des Schmelzens einer und des Eindringens in eine Isolierschicht, die auf dem Halbleitersubstrat gebildet wird. Um dieses zu realisieren, ist die Zusammensetzung von fritten ähnlichem Glas mit dem metallischen Pastenmaterial wichtig. Entsprechend von den Erfindern dieser Anmel dung durchgeführten Experimenten wurde erkannt, daß eine ausreichende Wirkung, die weiter unter beschrie ben wird, durch Formulieren einer Glaszusammensetzung erzielt wird mit beispielsweise 5 bis 30% Blei (Pb) 5 bis 10% Bor (B), 5 bis 15% Silizium (Si) und 30 bis 60% Sauerstoff (O). Weiterhin wurden in diesem Ausführungsbeispiel geeignete Mengen von Diethylen glycolmonobutylether und Ethylenglycolmonobutylether mit dem Glas der oben erwähnten Zusammensetzung ge mischt und die Mischung wurde auf eine vorbestimmte Viskosität eingestellt, die einen Siebdruck erlaubt.

Es wurde bestätigt, daß es unnötig war, das metalli sche Pastenmaterial gemischt mit einem Element der fünften Gruppe des Periodensystems entsprechend dem Stand der Technik zu verwenden. Es sei verabredet, daß das oben erwähnte metallische Pastenmaterial in den weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet wird, es sei denn, es wird besonders er wähnt.

Fig. 1 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung entsprechend dem Ausführungsbeispiel 7 und dem Ausführungsbeispiel 9, das später beschrieben wird, zeigt.

Die Beschreibung wird bezüglich eines bestimmten Bei spiels unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm gegeben. Eine Solarzelle wird beispielsweise beschrieben, ob wohl das Verfahren nicht speziell auf diese begrenzt ist.

In diesem Ausführungsbeispiel 7 wird Bezug genommen auf Fig. 12, das eine Querschnittsansicht einer So larzelle zeigt, die durch einen Prozeßablauf mit den Schritten S11, S12, (Schritt S13), Schritt S14, Schritt S15a, (Schritt S16), Schritt S17, (Schritt S18), Schritt S19 und Schritt S20 hergestellt wird, die in dem Flußdiagramm nach Fig. 11 gezeigt werden. In Fig. 11 werden die Schritte wie (Schritt S13) nicht unbedingt in den Herstellungsschritten einer Solarzelle benötigt und zeigen, daß die Eigenschaften der Solarzelle weiter durch die Hinzufügung dieser Schritte verbesserte werden kann, oder sie können weggelassen werden, um den Herstellungsprozeß zu ver einfachen.

Schritt S11 in Fig. 11 zeigt das Waschen eines Halb leitersubstrats, wie eines Einkristallsiliziumsub strats, das durch ein Ziehverfahren hergestellt wird, oder eines Polykristallsiliziumsubstrats, das durch ein Formverfahren hergestellt wird. In einem Fall der Solarzelle werden häufig Substrate verwendet, die von einem Rohstück abgeschnitten wurden. Um in diesem Fall einen Schaden der Substratoberfläche zu vermei den, wie Sprünge aufgrund eines Werkzeuges, z. B. ei ner Drahtsäge, die zum Schneiden verwendet wird, oder einer Verunreinigung beim Schneiden einer Kristall scheibe, wird die Substratoberfläche bis zu einer Tiefe von ungefähr 10 µm bis 20 µm geätzt unter Ver wendung einer wäßrigen Alkalilösung, wie einer wäß rigen Kaliumhydroxidlösung, einer wäßrigen Natriumhy droxidlösung oder dergleichen oder einer Mischung aus einer Hydrofluorsäure und einer Salpetersäure. Dar über hinaus kann ein Schritt des Waschens mit einer gemischten Lösung aus Hydrochlorsäure und Hydroper oxid hinzugefügt werden, um Schwermetalle zu entfer nen, wie Eisen, das sich auf der Substratoberfläche absetzt. In Fig. 12a bezeichnet das Bezugszeichen 20 ein Siliziumsubstrat, das durch die oben erwähnten Schritte erhalten wird.

Dann wird in Schritt S12 eine n Diffusionsschicht 201 gebildet, um einen p n Übergang zu erhalten, wenn beispielsweise das Substrat als p Siliziumsubstrat 200 verwendet wird. Die n Diffusionsschicht wird un ter Verwendung von Phosphoroxychlorid (POCl₃) gebil det, um eine Diffusion des Phosphors zu bewirken, wie in bezug auf die Fig. 17b beschrieben wurde. Andere Verfahren können verwendet werden. Beispielsweise kann die n Siliziumschicht durch Ionenimplantation von Phosphor oder Arsen gebildet werden oder durch die Zerlegung einer Gasmischung mit Monosilan (SiH₄), Disilan (Si₂H₆), Dichlorsilan (SiCl₂H₂), Trichlorsilan (SiCl₃H) oder Tetrachlorsilan (SiCl₄) und einem Phosphingas (PH₃) als Störstellenmaterial unter Ver wendung einer externen Energie, wie Wärme oder Plas ma, und die so gebildete n Siliziumschicht zeigt die gleichen Wirkungen wie in den zuvor erwähnten Ausfüh rungsbeispielen. Weiterhin kann Siliziumkarbid (SiC), das durch eine Gasmischung von beispielsweise Monosi lan und Methan oder Ethan erzeugt wird, verwendet werden, um einen Heteroübergang als p n Übergang zu erhalten und so die Eigenschaften einer Solarzelle zu verbessern, wie die Steuerung der Oberflächenrekom bination, eines Fenstereffektes und so weiter.

Der p n Übergang kann in einer einfachen Weise herge stellt werden, indem eine Halbleiterschicht verwendet wird, die aus einem Element der vierten Gruppe zusam mengesetzt ist, bei dem der in dem Siliziumsubstrat gebildete Übergang durch Verwenden eines Elementes als Störstelle erhalten wird, das zu der dritten oder der vierten Gruppe in dem periodischen System gehört. Wenn darüber hinaus die Halbleiterschicht des Elemen tes der vierten Gruppe ein Halbleiter ist, bei dem eine Störstelle direkt in ein Siliziumsubstrat dif fundiert wird oder Ionen in das Siliziumsubstrat im plantiert werden oder wenn es eine dünne Halbleiter schicht aufweist, das ein einziges Element unter meh rere Elemente umfaßt, die auf dem Siliziumsubstrat durch eine Dekomponsitionsreaktion eines Rohmaterial gases durch Anwendung von Wärme oder Plasma gesammelt wurden, kann die Störstellenkonzentration oder die Dicke der Halbleiterschicht mit hoher Genauigkeit gesteuert werden. Die durch ein solches Verfahren hergestellte dünne Schicht kann amorph oder ein Mi krokristall, ein Polykristall oder Monokristall sein, indem die Bedingungen der Bildung gewählt werden, wie Temperatur der Schichtbildung. Weiterhin kann die Dotiermenge einer Verunreinigung gesteuert werden. Die Dicke der dünnen Schicht kann gewählt werden, um die Zwecke der Verwendung zu erfüllen, und zwar in einem Bereich von einigen hundert Å bis zu einigen Mikrometern. In Fig. 12a bezeichnet das Bezugszeichen 201 die n Diffusionsschicht, die durch das obige Ver fahren hergestellt wird.

Die Trennung des p n Überganges in der Vorderebene und der Rückebene des Substrats bei Schritt S13 kann entsprechend dem Schritt, wie in Fig. 17c durchge führt werden. Wenn die Ionenimplantation oder ein CVD-Verfahren als Verfahren zum Bilden der n Schicht gewählt wird, wie in bezug auf Schritt S12 beschrie ben wird, wird die n Schicht in einer einzigen Ebene gebildet. Somit ist der in Fig. 17c gezeigte Schritt nicht immer notwendig. Selbst für einen Fall, bei dem ein Diffusionsverfahren verwendet wird, bei dem ein Phosphor enthaltendes flüssiges Beschichtungsmateri al, wie PSG (Phospho-Silicate-Glass) nur auf einer einzigen Ebene des Substrats spinnbeschichtet wird, gefolgt durch ein Glühen bei einer geeigneten Bedin gung, ist der Schritt entsprechend Fig. 17c nicht immer notwendig. Selbstverständlich kann dieser Schritt verwendet werden, um die Qualität zu erhöhen, wenn die Gefahr besteht, daß die n Schicht sich zur hinteren Ebene des Substrats erstrecken könnte.

Schritt S14 betrifft einen Schritt des Bildens einer Siliziumoxidschicht mit einer geeigneten Dicke, bei spielsweise einer Dicke von ungefähr 100 Å bis 200 Å auf einer Substratoberfläche (insbesondere auf der Oberfläche der n Diffusionsschicht), indem das Sub strat, in dem eine n Diffusionsschicht 201 wie oben beschrieben gebildet wurde, einer thermischen Oxida tion durch ein thermisches Oxidationsverfahren unter worfen wird, z. B. durch das Aufheizen bei 800°C bis 1000°C in Sauerstoff für einige Minuten. Mit diesem Schritt wird eine Oxidschicht nicht nur auf der Ober fläche der n Diffusionsschicht gebildet sondern auch auf der gegenüberliegenden Ebene des p Siliziumsub strats. Die Bildung der Oxidschicht reduziert die Fehlstellendichte (eine Oberflächenzustandsdichte) in der n Diffusionsschicht und der Oberfläche des p Si liziumsubstrats, das entgegengesetzt zu der n Diffu sionsschicht ist, um dabei die Oberflächenrekombina tion an der Oberfläche der Solarzelle zu steuern, wodurch die Eigenschaften der Solarzelle verbessert werden können. Dieses Verfahren ist allgemein als eines der Oberflächenpassivierungstechniken bekannt. Alternativ kann eine Siliziumoxidschicht durch ein Plasma-CVD-Verfahren oder einem thermischen CVD-Ver fahren gebildet werden, indem eine Gasmischung aus SiH₄ und O₂ als Rohmaterial verwendet wird. Fig. 12a zeigt einen Aufbau, bei dem eine Siliziumoxidschicht 202, die durch das oben erwähnte Verfahren erhalten wird, auf der n Diffusionsschicht 201 gebildet wird.

Schritt S15a betrifft einen Schritt des Bildens einer Siliziumnitridschicht 203 (Fig. 12a). Wenn der oben erwähnte Schritt S14 durchgeführt wird, wird diese auf der Siliziumoxidschicht 202 gebildet. Da jedoch die Siliziumoxidschicht 202 in dem Aufbau der Solar zelle nicht unbedingt benötigt wird, wie oben be schrieben wurde, kann die Siliziumnitridschicht 203 direkt auf der n Diffusionsschicht 201 gebildet wer den. Da die Siliziumnitridschicht 203 als eine Anti reflexionsschicht wirkt, kann das Reflexionsvermögen auf der Oberfläche der Solarzelle in bezug auf das einfallende Licht reduziert werden, wodurch der zu erzeugende elektrische Strom stark erhöht werden kann. Die Siliziumnitridschicht 203 weist vorzugswei se eine Dicke von ungefähr 700 Å bis ungefähr 800 Å auf, die von dem Brechungsindex abhängt, beispiels weise für einen Fall eines Brechungsindex von unge fähr 1,9 bis 2,0.

Die Siliziumnitridschicht 203 wird durch ein thermi sches Vakuum-CVD-Verfahren oder ein Plasma-CVD-Ver fahren gebildet. Wenn ein thermisches CVD-Verfahren verwendet wird, wird die Schicht bei Bedingungen ei ner Gasdurchflußrate von NH₃/SiCl₂H₂ = 10 bis 20, ei nem Druck in der Reaktionskammer von 0,2 bis 0,5 Torr und einer Temperatur von 760°C als Beispiel gebil det. Da ein solches Verfahren die Zerlegung bei hohen Temperaturen bewirkt, ist kein Wasserstoff in der Siliziumnitridschicht 203 enthalten und das Verhält nis der Zusammensetzung des Siliziums und des Stick stoffs ist Si₃N₄ als im wesentlichen stöchiometrische Zusammensetzung und der Brechungsindex liegt im Be reich von 1,96 bis 1,98. Somit ist die durch dieses Verfahren hergestellte Schicht sehr dicht, wobei die Schichtqualität (Schichtdicke, Brechungsindex) nicht geändert wird, selbst wenn die thermische Behandlung danach hinzugefügt wird.

Wenn die Siliziumnitridschicht 203 durch das Plasma- CVD-Verfahren hergestellt wird, wird im allgemeinen eine Gasmischung von SiH₄ und NH₃ als Rohgas verwen det. Eine geeignete Bedingung zur Bildung der Schicht besteht in einer Gasdurchflußrate von NH₃/SiH₄ = 0,5 bis 1,5, einem Druck in der Reaktionskammer von 1 bis 2 Torr, einer Temperatur von 300°C bis 550°C und einer Frequenz der Hochfrequenzleistungsquelle, die notwendig ist, um eine Plasmaentladung von einigen hundert kHz oder mehr zu bewirken. Das Plasma-CVD- Verfahren verlangt eine niedrige Temperatur zur Bil dung der Schicht im Vergleich mit dem thermischen CVD-Verfahren. Somit weist die durch das Plasma-CVD- Verfahren hergestellte Schicht solche Merkmale auf, daß Wasserstoff in der Siliziumnitridschicht 203 ent halten ist und das Zusammensetzungsverhältnis von Si und N weit variiert werden kann, da die Zerlegung des Gases durch Plasma bewirkt wird. Insbesondere wird das Verhältnis der Zusammensetzung von Si, N und H geändert, indem die Bedingungen, wie die Gasdurch flußrate, der Druck, die Temperatur und so weiter geändert werden, wodurch eine Siliziumnitridschicht mit einem Brechungsindex von 1,8 bis 2,5 gebildet werden kann. Wenn eine solche Siliziumnitridschicht einer Wärmebehandlung unterworfen wird, wie dem Schritt des Einbrennens der Elektroden in den Nach prozeß, gibt es einen Fall, bei dem der Brechungsin dex und die Schichtdicke zu den Originalwerten direkt nach der Bildung der Schicht aufgrund eines solchen Phänomens, bei dem Wasserstoff entflieht, variiert. In diesem Fall sollten die Bedingungen der Schicht bildung bestimmt werden, indem vorher eine Änderung der Schichtqualität aufgrund der Wärmebehandlung in der Nachbearbeitung berücksichtigt wird. Somit ist die Siliziumnitridschicht, die für die Solarzelle notwendig ist, erhältlich.

Die Erläuterung des Schrittes S16 wird später gegeben und die Schritte folgend auf Schritt S16 werden zu erst beschrieben.

Schritt S17 betrifft einen Schritt des Bildens einer Elektrode 204 in einem vorgegebenen Muster durch ein Siebdruckverfahren unter Verwendung einer metalli schen Paste entsprechend der vorliegenden Erfindung wie einer Silberaluminiumpaste oder einer Aluminium paste (Fig. 12a) und durch Trocknung der Paste.

Schritt S18 betrifft einen Schritt des Einbrennens der Paste. Genauer gesagt, wird die Paste bei 700°C bis 800°C in trockner Luft für einige zehn Sekunden bis einigen Minuten gebrannt, wobei ein ohmscher Kon takt der Elektroden mit dem p Substrat erhalten wer den kann und eine Diffusionsschicht 205, die durch Diffundieren von Aluminium in das Siliziumsubstrat hergestellt wird, wird gebildet (Fig. 12b).

Bei Schritt S19 wird die Silberpastenelektrode 206 entsprechend der vorliegenden Erfindung direkt auf die Siliziumnitridschicht 203 gedruckt, die auf der Seite der n Diffusionsschicht 201 gebildet wird, und dann wird die Silberpastenelektrode 206 getrocknet. Bei Schritt S20 wird die Silberpaste 206 eingebrannt. Schritt S18 ist jedoch unnötig solange als die Sil beraluminiumpaste oder die Aluminiumpaste, die die Glaszusammensetzung der vorliegenden Erfindung ent hält, verwendet wird, und jedes Material der Elektro den, die bei Schritt S17 und Schritt S19 gedruckt und getrocknet werden, wird zusammen bei Schritt S20 ge brannt. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Durch brenntechnik an der Siliziumnitridschicht 203, die nicht in dem Stand der Technik durchgeführt werden kann, leicht ausgeführt werden und nach dem Durch brennen schmilzt die Silberpastenelektrode 206 und dringt in die Siliziumnitridschicht 203 und die Sili ziumoxidschicht 202 ein, so daß sie einen elektri schen Kontakt mit der n Diffusionsschicht 201 hat.

In diesem Zusammenhang wird eine detaillierte Erklä rung auf der Grundlage von aktuellen Experimenten gegeben.

Wie zuvor beschrieben wurde, ist die Schichtqualität der Siliziumnitridschicht, die durch das thermische CVD-Verfahren hergestellt wird, im allgemeinen dich ter als die der Siliziumnitridschicht, die durch das Plasma-CVD-Verfahren hergestellt wird und daher wird angenommen, daß es schwieriger ist, das Durchbrennen zu realisieren. In Übereinstimmung mit der vorliegen den Erfindung kann jedoch der ohmsche Kontakt mit der Elektrode leicht an der Lichtempfängerebene erhalten werden unabhängig von den Verfahren zur Bildung der Schicht.

Fig. 13 zeigt experimentelle Daten des Zusammenhangs zwischen Füllfaktoren (FF) zu der Brenntemperatur in bezug auf Solarzellen mit dem Aufbau nach Fig. 12, wobei die Daten eine Entscheidung gestatten, ob ein ohmscher Kontakt eines ausreichend geringen Wider stands durch Durchbrennen erhalten werden kann.

In den für die Experimente verwendeten Solarzellen bestand das Halbleitersubstrat aus einem polykristal linen Silizium, das durch ein Formverfahren erhalten wurde; die n Diffusionsschicht 201 wurde mit einem Phosphordiffusionsverfahren unter Verwendung eines Phosphoroxychlorids (POCl₃) gebildet; die Silizium oxidschicht 202 wurde mittels eines thermischen Oxi dationsverfahrens aufgebracht. Für das Bilden der Siliziumnitridschicht 203 wurden sowohl das Plasma- CVD-Verfahren als auch das thermische Vakuum-CVD-Ver fahren verwendet. Die Elektroden 204 und 206 entspre chend Fig. 12a wurden simultan in trockner Luft ge brannt.

Die Zeit des Brennens betrug 45 sec bei einem Spit zenwert der Brenntemperatur von 675°C, 45 sec bei 700°C, 22 sec bei 720°C bis 750°C und 10 sec bei 775°C bis 800°C. Die Abmessung der Solarzellen be trug 10 × 10 cm. Wie in Fig. 13 gezeigt wird, kann ein Füllfaktor von 0,76 oder mehr bei den Solarzellen der Abmessung von 10 × 10 cm erhalten werden, und die Effektivität der vorliegenden Erfindung konnte bestä tigt werden.

Der Brechungsindex und die Schichtdicke der durch das Plasma-CVD-Verfahren hergestellten Siliziumnitrid schicht 203, wie in Fig. 12 gezeigt wird, betrugen jeweils 2,1 und 750 Å. Es wurde jedoch bestätigt, daß das gleiche Ergebnis mit Schichten erhalten wird, die Brechungsindizes von 1,9, 2,0, 2,2, 2,3 und 2,4 be tragen.

Es wird nun eine Erläuterung des Schrittes S16 gege ben. Dieser Schritt wurde in der Annahme der folgen den Situation durchgeführt. In einem Fall, bei dem beispielsweise die Siliziumnitridschicht 203 durch ein Vakuum-CVD-Verfahren hergestellt wird, wird das Substrat häufig nur an einem Teil seines Umfangsbe reichs befestigt. In diesem Fall wird die Siliziumni tridschicht 203 nicht nur in einer einzigen Ebene gebildet, wie in Fig. 12 gezeigt wird, sondern auch in der gegenüberliegenden Ebene. Die auf der gegen überliegenden Ebene gebildete Siliziumnitridschicht kann ein Hindernis bei der Bildung der Elektrode 204 an der hinteren Ebene sein. Sie verbietet nämlich einen elektrischen Kontakt mit dem Substrat 200, es sei denn, das Durchbrennen ist erfolgreich.

Um somit eine solche Situation zu vermeiden, ist Schritt S16 vorgesehen, so daß die Elektrode aufge bracht wird, nachdem ein Teil oder der gesamte Be reich der Siliziumnitridschicht, die auf einem Teil oder der gesamten gegenüberliegenden Ebene gebildet wurde, vollständig entfernt wurde, um den elektri schen Kontakt mit dem Substrat 200 zu erhalten. Schritt S16 ist jedoch nicht immer notwendig, da es bestätigt wurde, daß das Durchbrennen der Siliziumni tridschicht 203 bei den oben erwähnten Brennbedingun gen durchgeführt werden konnte, wenn die Silberalumi niumpaste oder die Aluminiumpaste der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Weiterhin wurde bestätigt, daß das Durchbrennen gleichfalls erfolgreich sein kann, wenn die durch das Plasma-CVD-Verfahren zu bil dende Siliziumnitridschicht sich auf der hinteren ebenen Seite erstreckt. In der vorliegenden Erfindung können Solarzellen ohne die Notwendigkeit der muster bildenden Schritte erzeugt werden, selbst in einem Fall, bei dem die Siliziumnitridschicht absichtlich oder unvermeidbar auf beiden Seiten bzw. Ebenen des Substrats gebildet wird.

Ausführungsbeispiel 8

Im Ausführungsbeispiel 8 wird eine Beschreibung hin sichtlich des Schrittes S21 und des Schritts S22 des Verfahrens, das in Fig. 11 gezeigt wird, gegeben, die nach den Schritten des Ausführungsbeispiels 7 durch geführt werden. Insbesondere ist Schritt S22 ein we sentlicher Schritt in der vorliegenden Erfindung, bei dem die Solarzelle, die dem Schritt S20 unterworfen wurde, in eine wäßrige Lösung von Hydrofluorsäure (HF) eingetaucht wird. Nach dem Eintauchen wird die Solarzelle ausreichend mit reinem Wasser gewaschen und dann getrocknet.

Fig. 14 zeigt ein Ergebnis von aktuellen Experimenten der Solarzellen, bei denen die Siliziumnitridschicht 203 durch ein thermisches Vakuum-CVD-Verfahren gebil det wird. Als Brennbedingungen wurde das Brennen bei 720°C für 5 Minuten durchgeführt, was länger ist als im Ausführungsbeispiel 7. Ein weißer Kreis in Fig. 14 zeigt den Wert des Füllfaktors direkt nach dem Bren nen an. Der Wert war sehr niedrig und betrug ungefähr 0,65. Wenn andererseits die Solarzellen bei der glei chen Bedingung in eine wäßrige Lösung aus Hydrofluo ridsäure bei verschiedenen Bedingungen eingetaucht wurden, wie in Fig. 14 gezeigt wird, wurde eine we sentliche Verbesserung gefunden (wie durch die schwarzen Kreise in Fig. 14 gezeigt wird).

Andere Experimente wurden durchgeführt, um dieses Phänomen zu verstehen. Als Ergebnis wurde die folgen de Tatsache gefunden. Während nämlich der spezifische Widerstand der Elektrode 206 (Fig. 12b) selbst vor und nach der Eintauchbehandlung in die wäßrige Lösung aus Hydrofluoridsäure 3 × 10⁻³ Ω cm betrug, d. h. der spezifische Widerstand zeigte keine Änderung, verrin gerte sich die Kontaktwiderstandsfähigkeit, die 2,68 × 10⁻¹ Ω cm² vor der Behandlung war, um zwei Grö ßenordnungen zu 2,6 × 10⁻³ Ω cm² nach der Behandlung. Die Verbesserung des Füllfaktors konnte durch die folgende Tatsache erhalten werden. Wenn das Durch brennen der Siliziumnitridschicht 203 durchgeführt wird, kann sich eine Glaskomponente, die den Kontakt widerstand erhöht, auf der Schnittstelle zwischen der Elektrode 206 (Fig. 12b) und der n Diffusionsschicht abhängig von den Brennbedingungen ablagern. Die Glas komponente kann jedoch während der Tauchbehandlung mit Hydrofluorsäure entfernt werden.

Entsprechend diesem Verfahren kann eine Solarzelle unter sehr breiten Bedingungen des Brennens der Elek trode in einem Fall des Bildens der Elektrode durch das Durchbrennen der Siliziumnitridschicht 203 er zeugt werden, und dieses Verfahren ist einzigartig in der Verbesserung des Wirkungsgrades bei der Herstel lung. Darüber hinaus kann in diesem Verfahren eine vollständige Solarzelle in eine Lösung aus wäßriger Hydrofluoridsäure eingetaucht werden. Somit kann sich jemand fragen, ob die Siliziumnitridschicht als eine Antireflexionsschicht geätzt wird. Die durch das thermische CVD-Verfahren oder das Plasma-CVD-Verfah ren hergestellte Siliziumnitridschicht wurde jedoch bei den Bedingungen entsprechend Fig. 14 geätzt und eine Änderung des Reflexionsvermögens der Solarzellen in einer geeigneten Weise wurde überhaupt nicht beobachtet.

Weiterhin wurde in diesem Schritt bestätigt, daß die Haftkraft der Elektrode sich nicht stark verringerte und es gab kein Problem bei der Herstellung eines Solarzellenmoduls unter Verwendung des gewöhnlichen Verfahrens.

In diesem Ausführungsbeispiel 8 trägt ein Glühen oder Härten in Wasserstoff bei Schritt S21 dazu bei, die Oberflächendichte zwischen der Siliziumnitridschicht 203 oder der Siliziumoxidschicht 202 und der n Diffu sionsschicht 201 zu verringern. Beispielsweise wird das Glühen bei 400°C bis 450°C für 30 Minuten unter Verwendung einer Gasmischung von Wasserstoff, Stick stoff = 1 : 9 durchgeführt. Als ein Ergebnis der Expe rimente wurde bestätigt, daß eine Leerlaufspannung von 587 mV vor dem Glühen einen Wert von 596 mV nach dem Glühen annahmen.

Es wurde auch bestätigt, daß das Umwechseln der Rei henfolge des Schrittes S21 und des Schrittes S22 nicht die endgültigen Eigenschaften der Solarzelle änderte.

Die Beschreibung wurde für den Fall der Verwendung von Hydrofluoridsäure gegeben. Es kann jedoch auch eine Ätzflüssigkeit verwendet werden, die in der Lage ist, die Glaskomponente zu schmelzen. Beispielsweise kann die gleiche Wirkung erhalten werden, wenn eine wäßrige Ammoniumfluoridlösung verwendet wird.

Ausführungsbeispiel 9

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Beschreibung einer Solarzelle gegeben, die durch den Ablauf der Schritte S11, S12, S13, S14, S15b, (S16), S17, (S18), S19 und S20 in dem Flußdiagramm nach Fig. 11 herge stellt wird.

Die Fig. 12a und 12b sind Darstellungen, die im Querschnitt ein charakteristisches Merkmal der durch das Verfahren nach diesem Ausführungsbeispiel herge stellten Solarzelle zeigen. Da alle Schritte mit der Ausnahme des S15b die gleichen sind, wie die die in bezug auf Ausführungsbeispiel 7 beschrieben wurden, wird deren Beschreibung weggelassen. Im Ausführungs beispiel 9 ist jedoch S13 wesentlich.

Schritt S15b betrifft einen Schritt des Bildens einer Titanoxidschicht 207, wie in Fig. 15 gezeigt wird. Die Titanoxidschicht 207 kann durch Beschichten eines organischen Titanats (ein organisches Flüssigkeits material, das Titan enthält), dargestellt durch TPT (Tetra-i-propyltitanat) auf einem Substrat, gefolgt durch Einbrennen gebildet werden. Wenn das organische Titanat durch ein Spinnbeschichtungsverfahren aufge bracht wird, sollte die Dicke der Schicht durch Ein stellen einer Menge von TPT, der Drehzahl und der Zeit gesteuert werden. Nach dem Brennen wird die Schichtdicke aufgrund der Volumenreduktion verrin gert. Die Schichtdicke nach dem Brennen sollte jedoch auf eine Dicke von ungefähr 700 Å bis 800 Å einge stellt werden. Die Temperatur zum Brennen und die Zeit liegen beispielsweise bei 300°C bis 400°C und bei einigen Minuten bis 30 Minuten. Alternativ kann die Titanoxidschicht 207 durch thermische Dekomposi tion bei 250°C bis 300°C unter Verwendung einer Mischung von TPT Dampf und Wasserdampf (ein thermi sches CVD-Verfahren) gebildet werden. Unter Verwen dung des oben erwähnten Verfahrens kann die Schicht mit einem Brechungsindex von ungefähr 2,0 bis 2,3 erhalten werden.

Der Grund, warum die Siliziumoxidschicht 202 bei Schritt S13 gebildet wird, ist folgender. Wie zuvor beschrieben wurde, verringert sie einen Defekt der Dichte in der Wafer-Oberfläche. Sie ist jedoch ins besondere wirksam, um eine Doppelschichtstruktur aus einer Siliziumoxidschicht/Titanoxidschicht bei einer Solarzelle unter Verwendung der Titanoxidschicht 207 als eine Antireflexionsschicht vorzusehen. Wenn näm lich die Titanoxidschicht 207 direkt auf dem Halblei tersubstrat durch das oben erwähnte Verfahren gebil det wird, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Störstellendichte an der Grenzfläche zwischen der Titanoxidschicht 207 und dem Halbleitersubstrat (d. h. der n Diffusionsschicht 201) und der Umwandlungswir kungsgrad der Solarzelle wird nachteilig beeinflußt. In diesem Ausführungsbeispiel kann das Durchbrennen der Elektrode 206 (Fig. 15b) leicht durchgeführt wer den, selbst bei der Isolationsschicht der Doppel schichts 17011 00070 552 001000280000000200012000285911690000040 0002019744197 00004 16892truktur mit der Siliziumoxidschicht 202/Ti tanoxidschicht 207, wie in Fig. 15 gezeigt wird. Er gebnisse der Experimente haben gezeigt, daß die Be dingungen sehr charakteristisch sind (Fig. 16).

Im allgemeinen wird ein Metallpastenmaterial in trockner Luft gebrannt. In bezug auf den Aufbau der vorliegenden Erfindung ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Sauerstoffkonzentration (eine Gasmischung aus Sauerstoff und Stickstoff) ein wesentlicher Punkt ist, wie in Fig. 16 gezeigt wird. Wenn beispielsweise das Metallpastenmaterial bei einer hohen Temperatur, wie 800°C gebrannt wird, kann ein großer Füllfaktor (FF) erhalten werden, selbst in der gewöhnlichen trocknen Luft. Wenn die Sauerstoffkonzentration bei spielsweise 50% ist, kann ein großer Füllfaktor FF erhalten werden. Als ein systematisches Experiment wurde bestätigt, daß ein hoher Füllfaktor FF in einem Brenntemperaturbereich von ungefähr 700°C bis 800°C erhalten werden kann, wenn die Sauerstoffkonzentra tion 30% oder mehr beträgt.

Es wurde auch bestätigt, daß die Tauchbehandlung mit Hydrofluorsäure bei Schritt S22 (Fig. 11), die in Zusammenhang mit Ausführungsbeispiel 8 beschrieben wurde, für eine Verbesserung des Füllfaktors FF in diesem Ausführungsbeispiel wirksam ist, obwohl die Details in den Zeichnungen nicht gezeigt sind. Bei spielsweise konnte der Füllfaktor von 0,68 bei Schritten bis zu Schritt S20 auf 0,75 verbessert wer den, indem das Elektrodenmaterial in eine Lösung von HF : H₂O = 1 : 50 eingetaucht wurde.

Wie oben beschrieben wurde, kann ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle entsprechend der vorlie genden Erfindung die elektrische Trennung des p n Übergangs, der zur Bildung der Solarzelle notwendig ist, in einer sehr einfachen Weise realisieren. Somit ist es möglich, drastisch die Herstellungskosten und die Produktivität der Siliziumsolarzellen zu verbes sern.

Insbesondere kann die elektrische Trennung des p n Überganges ohne die Durchführung einer gewöhnlichen chemischen Ätzbehandlung nach dem Stand der Technik realisiert werden, indem ein hauptsächlich aus Glas zusammengesetztes Material, das eine Natur des Schmelzens von Silizium aufweist, gefolgt durch Bren nen auf dem p n Übergang gebildet wird. Somit kann der Herstellungsprozeß der Solarzelle wesentlich ver kürzt werden, um dabei die Herstellungskosten zu re duzieren.

Eine als Siliziumschicht ausgebildete dünne Schicht weist eine Dicke von einigen hundert Å bis einigen Mikrometern auf und wird durch thermische Diffusion einer Fehlstelle, Ionenimplantation oder Dekomposi tion eines Rohgases durch die Anwendung einer exter nen Energie, wie Wärme oder Plasma hergestellt. Somit kann der p n Übergang mit guter Kontrollierbarkeit und großer Reproduzierbarkeit gebildet werden.

Da das hauptsächlich aus Glas zusammengesetzte Mate rial sich in einer pastenartigen Form befindet, die zum Beschichten und zur Musterbildung geeignet ist, kann ein gewünschtes Muster gebildet werden.

Da darüber hinaus das hauptsächlich aus Glas zusam mengesetzte Material in der Lage ist, elektrisch den p n Übergang zu trennen und den p n Übergang an der Position, an der er ursprünglich gebildet wurde, zu belassen, ohne es zu entfernen, kann der Herstel lungsprozeß vereinfacht werden und eine Gefahr der Kontamination der Solarzelle kann verringert werden.

Das Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach der vorliegenden Erfindung umfaßt weiterhin das Ent fernen des hauptsächlich aus Glas zusammengesetzten Materials, das durchgeführt wird, nachdem der p n Übergang elektrisch durch Brennen des hauptsächlich aus Glas bestehenden Materials getrennt wurde. Somit kann die Genauigkeit der Musterbildung der Elektroden verbessert werden.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt wei terhin das Bilden einer p Elektrode und einer n Elek trode, die notwendig sind, um die Leistung in der Solarzelle zu sammeln, in einem anderen Bereich als dem p n Übergang, auf dem das hauptsächlich aus Glas zusammengesetzte Material geformt wird. Somit gibt es keine Beanspruchung des hauptsächlich aus Glas beste henden Materials auf die Elektroden und das Mischen einer Verunreinigung ist vermeidbar.

Die p Elektrode und die n Elektrode werden nach der Bildung des hauptsächlich aus Glas zusammengesetzten Materials hergestellt. Somit können die Bedingungen der Herstellung der Elektroden unabhängig von den Bedingungen der Bildung des hauptsächlich aus Glas bestehenden Materials bestimmt werden. Das heißt, die Bedingungen für die Bildung bzw. Herstellung können leicht optimiert werden.

Die p Elektrode und die n Elektrode können auch vor der Bildung des hauptsächlich aus Glas zusammenge setzten Materials hergestellt werden. Somit können die Bedingungen der Herstellung der Elektroden unab hängig von den Bedingungen der Bildung des hauptsäch lich aus Glas bestehenden Materials festgelegt wer den. Das heißt, die Bedingungen für die Bildung bzw. Herstellung können leicht optimiert werden.

Eine Kombination der aus der Gruppe bestehend aus einer Silberpaste, einer Aluminiumpaste und einer Aluminiumpaste ausgewählten Materialien wird für die p Elektrode und die n Elektrode verwendet. Somit kann das Pastenmaterial zusammen mit dem hauptsächlich aus Glas bestehenden Material verwendet werden, wodurch das Verfahren sehr fruchtbar ist.

Die p Elektrode und die n Elektrode werden auf der Vorderfläche oder auf der Vorderfläche und der Rück fläche gebildet, an der bzw. an denen der p n Über gang vorgesehen ist und die p Elektrode und die n Elektrode werden zum gleichen Zeitpunkt wie das hauptsächlich aus Glas zusammengesetzte Material ge brannt. Somit ist das Verfahren sehr fruchtbar.

Die p Elektrode und die n Elektrode werden auf der Vorderfläche oder auf der Vorderfläche und der Rück fläche gebildet, an der bzw. an denen der p n Über gang vorgesehen ist, und die p Elektrode und die n Elektrode werden nach dem Schritt des Brennens des hauptsächlich aus Glas zusammengesetzten Materials gebrannt. Somit können die Bedingungen der Herstel lung der Elektroden unabhängig von den Bedingungen des Bildens des hauptsächlich aus Glas bestehenden Materials festgelegt werden. Das heißt, die Bedingun gen für die Herstellung bzw. die Bildung können leicht optimiert werden.

Die p Elektrode und die n Elektrode werden nach dem Entfernen des hauptsächlich aus Glas zusammengesetz ten Materials, das dem Brennen unterworfen wurde, gebrannt. Somit können die Bedingungen der Herstel lung der Elektroden unabhängig von den Bedingungen der Bildung des hauptsächlich aus Glas bestehenden Mate rials festgelegt werden. Folglich können die Bedin gungen der Herstellung leicht optimiert werden.

Die p Elektrode und die n Elektrode werden auf der Vorderfläche oder auf der Vorderfläche und der Rück fläche, an der bzw. denen der p n Übergang vorgesehen ist, hergestellt und die p Elektrode und die n Elek trode werden vor dem Schritt des Brennens des haupt sächlich aus Glas bestehenden Materials gebrannt. Somit können die Bedingungen der Herstellung der Elektroden unabhängig von den Bedingungen der Bildung des hauptsächlich aus Glas bestehenden Materials festgelegt werden. Daher können die Bedingungen für die Herstellung leicht optimiert werden.

Das hauptsächlich aus Glas zusammengesetzte Material ist auf einer Ebene vorgesehen, auf der der p n Über gang gebildet wird, und zwar in Form eines Musters, das durch Siebdruck oder durch Drucken mit einem Rol lenbeschichter hergestellt wird. Somit kann die Mu sterbildung in einer kurzen Zeit gemacht werden, und die Produktivität wird erhöht.

Das Material für die p Elektrode und die n Elektrode ist auf dem p n Übergang in Form eines Musters vor gesehen, das durch ein Siebdruckverfahren oder ein Rollenbeschichtungsverfahren aufgebracht wird. Somit kann die Musterbildung in einer kurzen Zeit durchge führt werden, wodurch die Produktivität erhöht wird.

Eine Solarzelle entsprechend der vorliegenden Erfin dung weist einen p n Übergang auf, der ein Substrat und eine dünne Schicht einer elektrischen Leitfähig keit entgegengesetzt zu der des Substrats, die auf der Vorderfläche oder der Vorderfläche und Rückfläche oder der gesamten Fläche einschließlich der Kanten des Substrats ausgebildet ist, umfaßt, und es ist eine p Elektrode und eine n Elektrode vorgesehen, die auf dem p n Übergang aufgebracht sind, wobei ein hauptsächlich aus Glas zusammengesetztes Material zwischen der p Elektrode und der n Elektrode vorgese hen ist, das in der Lage ist, den p n Übergang elek trisch zu trennen. Somit kann die Solarzelle eine elektrische Trennung der p Elektrode von der n Elek trode mit einem einfachen Aufbau realisieren und sie weist ausgezeichnete Eigenschaften im Vergleich mit einer Solarzelle nach dem Stand der Technik auf.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervor richtung entsprechend der vorliegenden Erfindung um faßt einen Schritt des Bildens einer Isolations schicht auf einer Vorderfläche oder auf der Vorder fläche und der Rückfläche eines Halbleitersubstrats mit einem Übergang und einen Schritt des Bildens ei ner Elektrode, die in die Isolationsschicht ein dringt, um mit dem Halbleitersubstrat elektrisch in Kontakt zu stehen, indem auf der Isolationsschicht ein Glas enthaltendes Metallpastenmaterials, das die Eigenschaft des Schmelzens der Isolationsschicht auf weist, aufgebracht wird, und das Material anschlie ßend gebrannt wird. Somit ist es möglich, Elektroden zu bilden, die in der Lage sind, wesentlich den Kon taktwiderstand zu dem Halbleitersubstrat zu reduzie ren, indem das gleiche physikalische Phänomen wie bei dem Verfahren der elektrischen Trennung des p n Über ganges beim Bilden der Elektroden in einer Solarzelle angewandt wird.

Entsprechend dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung ist das Durchbrennphänomen für den Fall erhältlich, daß die Isolationsschicht durch eine einzige Schicht aus einem Siliziumnitrid oder aus mehreren Schichten gebildet wird, bei der minde stens eine Schicht eine Siliziumnitridschicht ist und der Kontaktwiderstand zu dem Halbleitersubstrat kann stark verringert werden. Insbesondere wird ein Kon struktionskörper, bei dem eine hauptsächlich aus ei nem Siliziumnitrid bestehende Isolationsschicht auf einer Hauptfläche oder auf einer Hauptfläche und der entgegengesetzten Fläche des Halbleitersubstrats mit einem Übergang gebildet wird, verwendet, und wenn ein Glas enthaltendes Metallpastenmaterial, das die Ei genschaft des Schmelzens von Siliziumnitrid aufweist, auf einer vorbestimmten Position in einer vorbestimm ten Form auf der Schicht gebildet wird, gefolgt durch Einbrennen, dann schmelzt die so geformte Elektrode die Siliziumnitridschicht und dringt in sie ein, um einen elektrischen Kontakt mit dem Halbleitersubstrat zu erlangen. Somit kann jeder Schritt der Musterbil dung und des Ätzens der Siliziumnitridschicht vermie den werden, um ein Elektrodenmuster zu treffen, wo durch die Herstellungskosten merkbar verringert wer den können.

Die durch eine Mehrzahl von Schichten gebildete Iso lationsschicht umfaßt eine Siliziumoxidschicht zu sätzlich zu der Siliziumnitridschicht. Daher kann die Isolationsschicht mit einem Zweischichtenaufbau der Siliziumnitridschicht und der Siliziumoxidschicht die Oberflächenrekombination der Träger an der Oberfläche der Halbleitervorrichtung steuern.

Weiterhin wird die Siliziumnitridschicht durch ein thermisches CVD-Verfahren oder ein Plasma-CVD-Verfah ren gebildet, wodurch die Schichtdicke und der Bre chungsindex einfach gesteuert werden kann, und eine vorbestimmte Struktur für die Halbleitervorrichtung ist leicht erzielbar.

Wenn darüber hinaus die Isolationsschicht durch eine Mehrzahl von Schichten gebildet wird, bei der minde stens eine Titanoxidschicht vorhanden ist, und wenn ein Glas enthaltendes Metallpastenmaterial, das die Eigenschaft des Schmelzens der Isolationsschicht auf weist, in einer vorbestimmten Form und bei einer vor bestimmten Stellung auf der Titanoxidschicht gebildet wird, gefolgt durch Brennen, schmelzt die Elektrode die Isolationsschicht und dringt in diese ein, um dabei einen elektrischen Kontakt mit dem Halbleiter substrat zu erlangen. Somit ist jeglicher Schritt der Musterbildung und des Ätzens der Isolationsschicht unnötig, um eine Elektrodenmuster zu treffen, wodurch die Herstellungskosten merkbar reduziert werden kön nen.

Wenn die Oxidschicht einen Zweischichtenaufbau einer Titanoxidschicht und einer Siliziumoxidschicht auf weist, kann die Rekombination der Träger an der Ober fläche der Halbleitervorrichtung gesteuert werden. Da bei dem oben erwähnten Verfahren der Herstellung ei ner Halbleitervorrichtung die Titanoxidschicht durch Beschichten des Halbleitersubstrats mit einer organi schen Flüssigkeit, die Titan enthält, gefolgt durch Brennen oder durch ein thermisches CVD-Verfahren her gestellt wird, kann die Produktivität erhöht werden.

Bei der Halbleitervorrichtung mit der Isolations schicht im Zweischichtenaufbau mit der Titanoxid schicht und der Siliziumoxidschicht wird das Metall pastenmaterial in der Atmosphäre einer Gasmischung aus Sauerstoff und Stickstoff gebrannt, wobei die Konzentration des Sauerstoffs 30% oder mehr beträgt. Somit kann der Kontaktwiderstand zwischen der Elek trode und dem Halbleitersubstrat merkbar verringert werden.

Die Siliziumoxidschicht wird durch ein thermisches Oxidationsverfahren, ein thermisches CVD-Verfahren oder ein Plasma-CVD-Verfahren hergestellt, wodurch eine Siliziumoxidschicht hoher Qualität erhalten wer den kann.

Da das in dem Materialpastenmaterial vorhandene Glas als wesentliche Komponenten Blei, Bor, Silizium und Sauerstoff enthält, kann die verschiedene Arten von Schichten umfassende Isolationsschicht leicht beim Brennen des Metallpastenmaterials geschmolzen werden, um dabei einen elektrischen Kontakt mit dem Halblei tersubstrat als Ergebnis einer Durchbrennwirkung zu erhalten.

Das Metallpastenmaterial umfaßt mindestens ein Ele ment, das aus der Gruppe bestehend aus einer Silber paste, einer Silberaluminiumpaste einschließlich Alu minium und einer Aluminiumpaste ausgewählt ist. Somit können alle Elektroden einen elektrischen Kontakt durch die Durchbrennwirkung erhalten.

Da das Halbleitersubstrat ein Einkristallsiliziumsub strat oder ein Polykristallsiliziumsubstrat ist, kann eine Großserienproduktion erzielt werden und die Her stellungskosten einer Halbleitervorrichtung kann ver ringert werden.

Der Übergang in dem Siliziumsubstrat wird unter Ver wendung einer Halbleiterschicht gebildet, die aus einem Element der vierten Gruppe des periodischen Systems hergestellt ist, und die als Verunreinigung ein Element enthält, das zur dritten Gruppe oder zur fünften Gruppe gehört. Somit kann der p n Übergang durch ein einfaches Verfahren gebildet werden.

Die Halbleiterschicht der vierten Gruppe ist eine Halbleiterschicht, die durch Diffusion einer Verun reinigung oder durch Ionenimplantation in ein Silizi umsubstrat gebildet wird, oder eine dünne Halbleiter schicht, die ein einziges Element oder mehrere Ele mente umfaßt, die durch eine Zerlegungsreaktion eines Rohmaterialgases oder einer Gasmischung in das Sili ziumsubstrat mittels Wärme oder Plasma abgelagert werden. Somit kann die Konzentration einer Dotierung und die Dicke der Halbleiterschicht mit großer Genau igkeit gesteuert werden.

Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervor richtung umfaßt weiterhin den Schritt des Eintauchens des Halbleitersubstrats in eine wäßrige Lösung, die Hydrofluorsäure oder Ammoniumfluorsäure enthält, nachdem die Elektrode durch Brennen des Metallpasten materials gebildet wurde, um das Eindringen des Mate rials durch die Isolationsschicht zum Erzielen eines elektrischen Kontaktes mit dem Halbleitersubstrat zu erlauben. Somit kann der Kontaktwiderstand der Elek trode mit dem Halbleitersubstrat merkbar verringert werden.

Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervor richtung umfaßt weiterhin einen Schritt der Durchfüh rung einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoff ent haltenden Atmosphäre vor oder nach dem Eintauch schritt des Halbleitersubstrats in eine wäßrige Lö sung, die Hydrofluorsäure oder Ammoniumfluorid ent hält. Somit kann die Oberflächenrekombination in der Halbleitervorrichtung weiter gesteuert werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Siliziumsolar zelle, die einen p n Übergang aufweist, mit ei ner Siliziumschicht als Leistungserzeugungs schicht und einer dünnen Schicht eines Leitfä higkeitstyps entgegengesetzt zu dem der Silizi umschicht, die auf der Vorderseite oder auf der Vorderseite und der Rückseite oder der gesamten Fläche einschließlich der Kanten der Silizium schicht ausgebildet ist, gekennzeichnet durch einen Schritt des Durchführens einer elektri schen Trennung des p n Überganges durch Vorsehen eines Materials, das hauptsächlich aus Glas zu sammengesetzt ist und das die Eigenschaften des Schmelzens von Silizium aufweist, gefolgt vom Brennen des Materials.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die dünne Schicht in einer Dicke von einigen hundert Å bis einigen hundert Mikrome tern hergestellt wird, und daß sie durch thermi sche Diffusion einer Verunreinigung, durch Io nenimplantation oder Zerlegung eines Rohgases durch die Anwendung einer externen Energie, wie Wärme oder Plasma gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das hauptsächlich aus Glas zusammengesetzte Material in einer pastenähnli chen Form vorliegt, die zur Beschichtung und zur Musterbildung geeignet ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß das hauptsächlich aus Glas bestehende Material dazu geeignet ist, elektrisch den p n Übergang zu trennen und den p n Übergang an der Position zu belassen, an der er ursprünglich gebildet wurde, ohne den p n Übergang zu entfernen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß weiterhin der Schritt des Entfernens des hauptsächlich aus Glas beste henden Materials vorgesehen ist, der durchge führt wird, nachdem der p n Übergang elektrisch durch Brennen des hauptsächlich aus Glas beste henden Materials getrennt wurde.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß weiterhin der Schritt des Herstellens einer p Elektrode und einer n Elektrode in einem anderen Bereich als dem p n Übergang vorgesehen ist, an dem das hauptsäch lich aus Glas zusammengesetzte Material gebildet ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die p Elektrode und die n Elektrode nach der Bildung des hauptsächlich aus Glas be stehenden Materials hergestellt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die p Elektrode und die n Elektrode vor der Bildung des hauptsächlich aus Glas zusammen gesetzten Materials hergestellt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß eine Kombination von Materialien, gewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Silberpaste, einer Aluminium-Silber paste und einer Aluminiumpaste, für die p Elek trode und n Elektrode gewählt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß die p Elektrode und die n Elektrode auf einer Vorderfläche oder sowohl auf der Vorder fläche als auch Rückfläche, an der oder denen der p n Übergang vorgesehen ist, gebildet wer den, und daß die p Elektrode und die n Elektrode zur gleichen Zeit gebrannt werden, zu der das hauptsächlich aus Glas zusammengesetzte Material gebrannt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß die p Elektrode und die n Elektrode auf der Vorderfläche oder sowohl auf der Vorderflä che als auch der Rückfläche, an der oder an de nen der p n Übergang vorgesehen ist, gebildet werden, und daß die p Elektrode und die n Elek trode nach dem Brennen des hauptsächlich aus Glas zusammengesetzten Materials gebrannt wer den.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß die p Elektrode und die n Elektrode nach dem Entfernen des hauptsächlich aus Glas zusammengesetzten Materials, das dem Brennen unterworfen wurde, gebrannt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß die p Elektrode und die n Elektrode auf der Vorderfläche oder sowohl auf der Vorderflä che als auch der Rückfläche, an der oder denen der p n Übergang vorgesehen ist, gebildet wer den, und daß die p Elektrode und die n Elektrode vor dem Brennen des hauptsächlich aus Glas zu sammengesetzten Materials gebrannt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das hauptsächlich aus Glas zusammengesetzte Material auf einer Ebene, an der der p n Übergang gebildet ist, in Form eines Musters vorgesehen wird, wobei ein Siebdruckverfahren oder ein Drucken mit Rollen beschichter verwendet werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die p Elektrode und die n Elektrode auf dem p n Übergang in Form eines Musters unter Verwendung des Siebdruckverfahrens oder des Druckens mit Rollenbeschichter aufgebracht wird.

16. Solarzelle, die einen p n Übergang aufweist, mit einem Substrat und einer dünnen Schicht eines elektrischen Leitfähigkeitstyps entgegengesetzt zu dem des Substrats, die auf der Vorderfläche oder der Vorderfläche oder der gesamten Fläche einschließlich der Kanten des Substrats ausge bildet ist, mit einer p- und einer n Elektrode, die auf dem p n Übergang aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein hauptsächlich aus Glas zusammengesetztes Material zwischen der p Elektrode und der n Elektrode vorgesehen ist, das in der Lage ist, den p n Übergang elektrisch zu trennen.

17. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervor richtung, bei dem eine Isolationsschicht auf der Vorderfläche oder der Vorderfläche und der Rück fläche eines Halbleitersubstrats mit einem Über gang aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode gebildet wird, die in die Isolationsschicht eindringt, um elektrisch das Halbleitersubstrat zu kontaktieren, wobei auf die Isolationsschicht ein Glas enthaltendes Me tallpastenmaterial aufgebracht wird, das die Eigenschaft hat, die Isolationsschicht zu schmelzen, und das danach das Material gebrannt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß die Isolationsschicht als eine einzige Schicht aus Siliziumnitrid oder einer Mehrzahl von Schichten ausgebildet ist, wobei mindestens eine Schicht aus Siliziumnitrid besteht.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich net, daß die Isolationsschicht, die als Mehr schichtensystem ausgebildet ist, eine Silizium oxidschicht zusätzlich zu der Siliziumnitrid schicht umfaßt.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge kennzeichnet, daß die Siliziumnitridschicht mit einem thermischen CVD-Verfahren oder einem Plas ma-CVD-Verfahren hergestellt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß die Isolationsschicht, die durch eine Mehrzahl von Schichten gebildet wird, mindestens eine Titanoxidschicht aufweist.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich net, daß die Isolationsschicht eine Silizium oxidschicht zusätzlich zu der Titanoxidschicht umfaßt.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch ge kennzeichnet, daß die Titanoxidschicht durch Beschichten des Halbleitersubstrats mit einem Titan enthaltenden organischen Flüssigkeitsmate rial, gefolgt durch Brennen gebildet wird oder ein thermisches CVD-Verfahren hergestellt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpastenma terial in einer Atmosphäre einer Gasmischung aus Sauerstoff und Stickstoff gebrannt wird, wobei die Konzentration des Sauerstoffs 30% oder mehr beträgt.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumoxid schicht durch ein thermisches Oxidationsverfah ren, ein thermisches CVD-Verfahren oder ein Plasma-CVD-Verfahren hergestellt wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas Blei, Bor, Silizium und Sauerstoff als Hauptkomponenten enthält.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpastenma terial mindestens ein Element enthält, das aus der Gruppe bestehend aus einer Silberpaste, eine Silberaluminiumpaste und einer Aluminiumpaste ausgewählt ist.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiter substrat ein Einkristall-Siliziumsubstrat oder ein Polykristall-Siliziumsubstrat ist.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich net, daß der Übergang in dem Siliziumsubstrat unter Verwendung einer Halbleiterschicht der vierten Gruppe des periodischen Systems gebildet wird, der als Verunreinigung ein zu der dritten Gruppe oder der fünften Gruppe gehöriges Element enthält.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeich net, daß die Halbleiterschicht der vierten Grup pe eine Halbleiterschicht ist, die durch Diffun dieren einer Verunreinigung oder durch Ionenim plantation in ein Siliziumsubstrat gebildet wird oder eine dünne Halbleiterschicht ist, die ein einziges Element oder mehrere Elemente umfaßt, die durch eine Zerlegungsreaktion von einem Roh materialgas oder einer Gasmischung auf dem Sili ziumsubstrat mittels Wärme oder Plasma abgela gert werden.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersub strat in eine wäßrige Lösung, die Hydrofluorsäu re oder Ammoniumfluorid enthält, nach dem Schritt der Bildung der Elektrode durch Brennen der Metallpaste eingetaucht wird, um das Ein dringen des Materials durch die Isolations schicht für einen elektrischen Kontakt mit dem Halbleitersubstrat zu erlauben.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich net, daß eine Wärmebehandlung in einer Wasser stoff enthaltenden Atmosphäre vor oder nach dem Schritt des Eintauchens des Halbleitersubstrats in eine wäßrige Lösung, die Hydrofluorsäure oder Ammoniumfluorid enthält, durchgeführt wird.