DE2810605C2 - Elektrolytisches Abscheideverfahren zur Herstellung von großflächigen Halbleiterbauelementen - Google Patents

Elektrolytisches Abscheideverfahren zur Herstellung von großflächigen Halbleiterbauelementen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrolytisches Abscheideverfahren zur Herstellung von großflächigen Halbleiter-Bauelementen aus einer binären, halbleitenden Verbindung.
Halbleiter-Bauelemente und Solarzellen werden fast ausschließlich in Form von einkristallinem Material eingesetzt. Für Solarzellen ist es auch bekannt, polykristallines Silicium zu verwenden (DE-OS 25 08 803).
Das bekannte Verfahren zur Herstellung von Halbleiterschichten erfordert einen beträchtlichen technischen Aufwand.
Einkristallines Material ist im allgemeinen nur mit einem Durchmesser von etwa 5 cm herstellbar, da bei größeren Durchmessern der technische Aufwand in nicht mehr vertretbarem Maße steigt.
Auch bei dem genannten Verfahren zur Herstellung des polykristallinen Materials werden lediglich Halbleiterscheiben mit einer Fläche von etwa 0,1 χ 0,1 m erreicht.
Weiter ist ein Verfahren zur Bildung einer Kupfersulfidschicht auf einer Kadmiumsulfidschicht bei der Herstellung einer Sperrschichtfotozelle bekannt (DE-AS 23 25 723).
Bei dem bekannten Verfahren erfolgt die Herstellung der Sperrschicht, indem das Kadmium der Kadmiumsulfidschicht gegen Kupfer ausgetauscht wird, sobald die Kadmiumsuliidschicht in eine kupferionenhaltige Lösung eingetaucht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von halbleitenden Schichten zu schaffen, durch welches großflächige Bauelemente wie Solarzellen u. dgl. einfach erstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebene Maßnahme gelöst
Der durch die Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere in der technisch einfachen und preiswerten Abscheidemethode, die zu verschiedenartig kristallisierten und beliebig großflächigen (>1 m2) Schichten führt, je nach Wahl der Arbeitsbedingungen wie Stromdichte, Temperatur, Diaphragmeneinbau, Elektrolytbewegung, Konzentration der Reaktionspartner und Zusammensetzung des verwendeten Elektrolyten; das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine billige Serienherstellung beispielsweise von großflächigen Solarzellen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden amorphe Schichten bei hohen Stromdichten und niedrigen Konzentrationen der Reaktionspartner erzielt; epitaktisches Aufwachsen bei niedrigen Stromdichten.
Es können III/V- und Il/VI-Verbindungen hergestellt werden wie beispielsweise Galliumarsenid GaAs, Cadmi imselenid CdSe, Cadmiumsulfit CdS usw.
Die Herstellung einer halbleitenden Schicht wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In einer elektrochemischen Zelle werden zwei metallische Schichten praktisch beliebiger Abmessungen wie beispielsweise Stahlbleche, Ti-Bleche oder goldbedampfte Bleche als Elektroden eingesetzt.
Der verwendete Elektrolyt kann entweder aus einem Gemisch von Alkohol und chloriertem Kohlenwasserstoff (Äthanol/Methylenchlorid, Glykole/Chloroform, Ketone/chlorierte Kohlenwasserstoffe/Alkohole) oder einer wäßrigen Lösung bestehen.
Bei Verwendung eines organischen Elektrolyten werden Leitsalze wie beispielsweise Tetraäthylammoniumchlorid usw. zugesetzt.
Als Reaktionspairtner können beispielsweise Galliumbzw. Cadmiumsalze [Ga2 (SO4J3, CdSO4, Gallium- bzw. Cadmiumalkoholate] und Arsentrioxid AS2O3 bzw. Schwefel S oder Sulfite eingesetzt werden.
An der Kathode wird die nichtmetallische Komponente elektrochemisch zu AS3" bzw. S2" reduziert, wobei diese Komponenten teilweise in Form der Wasserstoffverbindungen (Arsenwasserstoff oder Schwefelwasserstoff) anfallen. Die an der Elektrode adsorbierten Reduktionsprodukte reagieren mit dem im Elektrolyten gelösten Metallsalz zu der gewünschten III/V- oder Il/VI-Verbindung. Diese Verbindungen wachsen direkt auf der Elektrode auf.

Claims (9)

Patentanspruch:
1. Elektrolytisches Abscheideverfahren
2. zur Herstellung von großflächigen Halbleiterbauelementen,
3. aus einer binären, halbleitenden Verbindung,
dadurch gekennzeichnet,
4. daß als Elektroden zwei metallische Schichten verwendet werden,
5. daß die eine der beiden Komponenten an einer der beiden Elektroden kathodisch reduziert
6. und adsorbiert wird,
7. daß die zweite Komponente im Elektrolyten gelöst ist,
8. daß die zweite Komponente unter Bildung einer binären Halbleiterverbindung mit der kathodisch reduzierten Komponente reagiert,
9. daß die halbleitende Verbindung eine IH/V oder eine Il/Vl Verbindung ist.
DE2810605A 1978-03-11 1978-03-11 Elektrolytisches Abscheideverfahren zur Herstellung von großflächigen Halbleiterbauelementen Expired DE2810605C2 (de)

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JPS54127295A (en) 1979-10-03
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FR2419337A1 (fr) 1979-10-05
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