EP2013913A1 - Kontaktierungsverfahren für halbleitermaterial sowie halbleiterbauelement - Google Patents

Kontaktierungsverfahren für halbleitermaterial sowie halbleiterbauelement

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EP2013913A1
EP2013913A1 EP07711662A EP07711662A EP2013913A1 EP 2013913 A1 EP2013913 A1 EP 2013913A1 EP 07711662 A EP07711662 A EP 07711662A EP 07711662 A EP07711662 A EP 07711662A EP 2013913 A1 EP2013913 A1 EP 2013913A1
Authority
EP
European Patent Office
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semiconductor
diffusion barrier
metallization
semiconductor material
metal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07711662A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Fath
Ihor Melnyk
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GP Solar GmbH
Original Assignee
GP Solar GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by GP Solar GmbH filed Critical GP Solar GmbH
Publication of EP2013913A1 publication Critical patent/EP2013913A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
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    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a contacting method for semiconductor material according to the preamble of claim 1, and to a semiconductor component according to the preamble of claim 12.
  • a layer of a first metal can be applied to the semiconductor material, which layer sufficiently adheres to it.
  • a further layer of a second metal is applied to this metal, which adheres well to the first and has the greatest possible electrical conductivity.
  • pastes are applied to semiconductor materials by means of printing techniques, such as screen or stamp printing, and form an ohmic contact with the semiconductor material after thermal treatment, often referred to as sintering or contact sintering.
  • metals silver and / or aluminum are frequently used in the pastes.
  • this reduces the semiconductor area available for the current generation in the case of solar cells.
  • This is not necessarily due to the fact that the printing techniques used require a certain minimum dimensioning, but in many cases by the fact that the pastes used can be applied controlled only with a printing process up to a certain thickness.
  • thickening by multiple printing already requires positioning and alignment of the printing device used, such as screens or stamps, and the already printed semiconductor material.
  • the present invention is therefore based on the problem to provide a method with which a reliable, low-cost contacting of semiconductor material at the same time the lowest possible space requirement and the highest possible electrical conductivity can be realized.
  • This method is advantageously usable according to claim 10 for contacting semiconductor material of a semiconductor component, in particular of a semiconductor component made of silicon.
  • the invention is based on the problem of providing a semiconductor component with semiconductor material which is reliably and inexpensively contacted and whose contacting has a small area requirement with simultaneously high electrical conductivity.
  • a diffusion barrier providing electrical contact and adhesion on at least part of the surface of a semiconductor by forming a metal-containing paste on at least part of the semiconductor surface or on at least part of a layer covering the semiconductor surface is applied, and to form a metallization on this diffusion barrier.
  • a metal-containing paste is to be understood as a paste which contains at least one pure metal and / or metal alloy and / or metal compound, in particular at least one metal oxide.
  • the diffusion barrier acts as an adhesion-promoting layer between the semiconductor material and the metallization and counteracts the diffusion of metals from the metallization into the semiconductor material and the impairment of the semiconductor material properties or semiconductor device properties possibly associated therewith, so that metals which are available in large quantities, in spite of their property in which used semiconductor material diffused comparatively quickly, can be used increasingly.
  • the use of metal-containing pastes allows the application of these pastes by means of low-cost printing techniques.
  • the metallization applied to the diffusion barrier in turn allows the greatest possible electrical conductivity of the contacting.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the method according to the invention.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the method according to the invention.
  • Fig. 3 shows a first embodiment of the semiconductor device according to the invention in a sectional view.
  • Fig. 4 shows a second embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a solar cell as a third exemplary embodiment of the semiconductor component according to the invention in a representation of a projection.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • a metal-containing paste is first applied by means of a screen printing technique on the surface of a semiconductor material 10. This is then alloyed in a thermal step in the semiconductor material, which is often referred to as sintering 12 or contact sintering.
  • the metal from the paste forms an ohmic contact together with the semiconductor material.
  • silicon as the semiconductor material used, it is possible, for example, for the formation of metal silicides.
  • all other elemental semiconductors such as, for example, germanium or compound semiconductor materials, such as, among others, gallium arsenide or copper indium dise lenide, can be used as semiconductor materials.
  • the metal-containing paste and its constituents are selected such that they act as a diffusion barrier for the subsequently applied metallization.
  • pastes containing silver and / or nickel and / or molybdenum and / or palladium and / or chromium and / or aluminum may be used, wherein the said metals may each also be present in an alloy or a compound. After their alloying in, a layer is formed which acts in particular as a diffusion barrier for metallization containing silver and / or tin and / or copper.
  • copper is particularly advantageous because it is available in large quantities, whereas silver occurs much less frequently.
  • the cited materials can be deposited on the diffusion barrier 14 in the subsequent electrodeposition process without there being any relevant danger of degradation of the semiconductor material due to diffusion of the deposited materials into the semiconductor material.
  • the materials used for the metallization and the diffusion barrier are obviously compatible with each other.
  • the materials cited in the case of using silicon as the semiconductor material can also be used in the other materials commonly used in semiconductor technology.
  • an electroless deposition technology or plating technology can be used, which is known per se. If several different materials are deposited, moreover, a combination of different deposition technologies can be provided.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the method according to the invention.
  • silicon nitride is first deposited as a dielectric layer on the surface of the semiconductor material 16, before an application 17 of the metal-containing paste takes place by means of screen printing on the silicon nitride layer.
  • screen printing technique is not mandatory.
  • other techniques for applying the paste are used, in particular screen printing, injection printing, web printing, stencil printing or stamp printing.
  • the sintering step 12 already known from the exemplary embodiment of FIG. 1 follows.
  • the metallization in the exemplary embodiment of FIG. 2 is applied to the diffusion barrier 15 in the form of another metal-containing paste. This can be done, for example, by means of a printing technique, in particular by means of a printing technique
  • the further metal-containing paste is sintered 19 in a subsequent step in order thereby to drive off solvent and to form an ohmic contact between the diffusion barrier and the metallization.
  • the sintering processes 12 and 19 into a sintering step.
  • the metal-containing paste for the metallization is applied. The formation of an ohmic contact between the semiconductor material and the diffusion barrier and between the diffusion barrier and the metallization then takes place in a common, subsequent sintering step.
  • the diffusion barrier protrudes below this under optimal application of the metallization. There then exists a tolerance range which, with a limited inaccuracy of the positioning of the metallization on the diffusion barrier, prevents direct contact of the paste with the surface of the semiconductor material.
  • the described configuration of the metallization can also be exploited to increase the electrical conductivity in the contacting formed by diffusion barrier and metallization by increasing the line cross-section through an at least partially beyond the dimensions of the diffusion barrier protruding metallization.
  • the exemplary embodiments described and the method according to the invention per se can be advantageously used in the contacting of solar cells, in particular their sides facing the light. In addition, they can be used in all semiconductor components in which a semiconductor material is to be electrically conductively contacted.
  • FIG. 3 shows, in a sectional representation, schematically a first exemplary embodiment of a semiconductor component according to the invention which has an electrically conductive contacting of
  • Semiconductor material 20 has.
  • a diffusion barrier 22 is arranged, on which a metallization 24 is provided.
  • the diffusion barrier 22 mediates an electrically conductive contact between the semiconductor material 20 and the metallization 24.
  • the diffusion barrier 22 is formed by means of a metalliferous paste applied and sintered on at least part of the semiconductor surface.
  • the metallization 24 may be formed, for example, by electrodeposition of metal or of a metal alloy, in particular silver or copper.
  • the semiconductor component could, for example, have been produced by the method of embodiment 1.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the semiconductor component according to the invention.
  • a dielectric layer 31 adjoining a diffusion barrier 32 is provided here.
  • the diffusion barrier 32 as well as the dielectric layer 31 are arranged on the surface of a semiconductor material 30. As already described in connection with the method according to the invention, this may be any elemental semiconductor or compound semiconductor.
  • a metallization 34 is again arranged on the diffusion barrier 32. In the exemplary embodiment of FIG. 4, this extends beyond the areal extent of the diffusion barrier 3 and at least partially covers the adjacent dielectric layer 31.
  • Embodiment of the inventive method illustrated in Figure 2 this is particularly advantageous if the metallization is applied in the form of a metal-containing paste, since alignment errors or tolerances can not cause paste on the surface of the semiconductor material passes and from there into the Volume of the semiconductor material can diffuse.
  • the metallization 34 is therefore preferably formed from metal-containing and sintered paste.
  • a semiconductor device in which the metallization partially covers the dielectric layer according to the embodiment of FIG. 4 can also be realized by other ways of forming the metallization.
  • it can be applied by means of a galvanic deposition or by means of an electroless deposition or plating technology.
  • a combination of different deposition technologies is also conceivable.
  • the exemplary embodiments of semiconductor components according to the invention of FIGS. 3 and 4 can be used as semiconductor components in the sense of a metal-semiconductor contact or as sections of other conventional semiconductor components such as diodes, transistors, thyristors, microprocessors, sensors, microswitches, solar cells, detectors and the like are considered, in which a semiconductor material having the respective illustrated electrical contact.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a solar cell 40 as a semiconductor component, whose fingers 62 of the front metallization are designed according to the invention, and for which, therefore, FIG. 4 shows a detail drawing, provided that the first 56 and the second dielectric layer 58 of the solar cell are considered as a dielectric layer 31 in the sense of FIG.
  • the solar cell 40 in FIG. 5 is a p
  • Type solar cell with a p-doped semiconductor material 50 as the starting material in particular with p-doped silicon as the starting material.
  • the contacting according to the invention is equally applicable to n-type solar cells or n-doped semiconductor materials.
  • the fingers 62 of the front metallization are designed according to the invention and have a diffusion barrier 52, which is formed from a metal-containing and sintered paste.
  • a metallization 54 is applied, which is presently formed by electrodeposition of a metal, preferably silver or copper.
  • the metallization 54 may, as stated above, also be applied in a different way.
  • an n-doped emitter 60 is formed in a conventional manner.
  • This emitter is particularly sensitive to contaminant entry from the metallization, since this can cause the solar cell short-circuiting conductive connections through the emitter 60, which greatly reduce the conversion efficiency of the solar cell 40, on the other hand such recombination centers for the in the volume of Semiconductor material 50 can represent generated charge carriers, which in turn leads to a reduced current efficiency.
  • the risk of these impairments is the greater, the faster impurities, in particular metals, diffuse from the metallization in the semiconductor material 50 used, which is important in particular during thermal treatments of the solar cell 40 during its production.
  • the diffusion of impurities from the metallization 54 into the volume of the semiconductor material of the solar cell 40 is prevented or even prevented by the applied diffusion barrier 52.
  • frequently occurring metals such as copper and / or nickel or alloys of these materials can be used for the metallization 54 of a silicon solar cell 40, without this resulting in a subsequent thermal treatment of the solar cell 40 to a deterioration of the efficiency.
  • a back-surface field 68 known per se is provided on the back side of the solar cell, which is formed by a stronger p-type doping compared to the volume of the semiconductor material 50 (corresponding to one in the case of n-type solar cells) stronger n-doping).
  • the back-surface field 68 reduces the recombination of generated charge carriers and thereby increases the conversion efficiency of the solar cell 40.
  • the formation of a full-surface back-surface fields can also be omitted or provided only locally.
  • the contacting of the solar cell rear side, ie ultimately the volume of the semiconductor material 50 takes place, optionally through the intermediary of the back surface fields 68 shown in FIG. 5, using rear side contacts 66.
  • the rear side contacts 66 of the solar cell 40 are not designed according to the invention , Here, no diffusion barrier was provided between the semiconductor material 50 and the metallization of the backside contacts 66. Accordingly, suitable materials are to be used and a thermal treatment of the solar cell 40 during manufacture has to be carried out after applying the back contacts with the lowest possible temperatures.
  • the rear-side contacts 66 may also be readily configured according to the invention with a diffusion barrier. This is particularly advantageous when the manufactured solar cell type is exposed to high temperatures after production of the back side metallization due to production.
  • the width of the fingers of the front metallization 62 a value in a range of 10 to 100 microns has proven to be favorable.
  • the width is in a range of 30 to 70 microns and is more preferably 30 microns. In this way, the lowest possible shading of the surface of the solar cell 40 which is active in terms of power generation is achieved.
  • the required for optimal current drainage electrical conductivity of the fingers 62 is ensured by the choice of a highly electrically conductive material for the metallization 54 and a corresponding cross-section of the fingers 62. With reduced finger width of the required finger cross-section is compensated by a thicker in the normal direction of the surface of the solar cell 40 metallization 54 and thus an increased finger thickness.
  • the solar cell 40 is further provided with a surface texturing 64 on its front side in order to increase the efficiency further.
  • a surface texturing 64 on its front side in order to increase the efficiency further.
  • This can be applied chemically or mechanically, in particular in a manner known per se.
  • the inventive design of semiconductor components, in particular solar cells, and the application of the method according to the invention is not limited to semiconductor devices with a planar semiconductor surface. Rather, comparatively strongly uneven semiconductor surfaces can also be provided with electrical contact according to the invention, which is advantageous in particular in the case of solar cells made of novel materials such as, for example, types of film silicon, which generally have no planar surface.
  • the inventive design of the diffusion barrier by applying the metal-containing paste, which can be realized with a relatively high tolerance to unevenness of the surface of the semiconductor material.

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Abstract

Kontaktierungsver fahren für Halbleitermaterial (20; 30) aufweisend die Verfahrensschritte des Ausbildens (10, 12) einer elektrischen Kontakt und Haftung vermittelnden Diffusionsbarriere (22; 32; 52) auf wenigstens einem Teil der Oberfläche eines Halbleiters (20; 30; 50) und des Ausbildens (14; 15, 19) einer Metallisierung auf der Diffusionsbarriere, wobei zur Ausbildung der Diffusionsbarriere (22; 32; 52) eine metallhaltige Paste auf wenigstens einen Teil der Halbleiteroberfläche (20; 30; 50) oder auf wenigstens einen Teil einer die Halbleiteroberfläche bedeckenden Schicht (31) aufgebracht wird (10) , sowie Halbleiterbauelement mit einer in der Oberfläche des Halbleiters angeordneten, elektrischen Kontakt zwischen Halbleitermaterial (20; 30; 50) und einer Metallisierung (24; 34; 54) vermittelnden Diffusionsbarriere (22; 32; 52) und einer auf die Diffusionsbarriere (22; 32; 52) aufgebrachten Metallisierung (24; 34; 54) , bei welchem die Diffusionsbarriere (22; 32; 52) durch eine auf wenigstens einen Teil der Halbleiteroberfläche aufgebrachte und eingesinterte metallhaltige Paste (22; 32; 52) ausgebildet ist.

Description

Kontaktierungsverfahren für Halbleitermaterial sowie Halbleiterbauelement
Die Erfindung betrifft ein Kontaktierungsverfahren für HaIb- leitermaterial gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Halbleiterbauelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, spätestens jedoch bei deren Einbindung in eine elektrische oder elektronische Schaltung, ist es erforderlich, einen elektrischen Kontakt zwischen HaIb- leitermaterial und einem metallischen Leiter auszubilden. Insbesondere bedarf die Herstellung von Solarzellen der elektrischen Kontak- tierung des Halbleitermaterials zum Zweck der Abfuhrung in dem Halbleitermaterial generierter La-dungstrager . Diese Kontaktierung soll in der Regel dauerhaft zuverlässig sein, sodass sie auf dem Halblei- termaterial haften muss. Zudem soll das eingesetzte Material eine möglichst gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen; zum einen um einen möglichst geringen Materialbedarf mit sich zu bringen, zum anderen um nur wenig Flache für die Ausbildung einer elektrischen Zu- oder Ableitung mit hinreichend hoher elektrischer Leitfähigkeit zu benotigen.
Zur elektrischen Kontaktierung sind mehr oder weniger aufwandige Verfahren bekannt. Steht kein Metall zur Verfugung, welches auf dem verwendeten Halbleitermaterial ausreichend gut haftet und gleichzei- tig die benotigte elektrische Leitfähigkeit aufweist, so kann auf das Halbleitermaterial beispielsweise zunächst eine Schicht eines ersten Metalls aufgedampft werden, welches auf diesem hinreichend haftet. Im Weiteren wird auf dieses Metall eine weitere Schicht eines zweiten Metalls aufgebracht, welches auf dem ersten gut haftet und eine möglichst große elektrische Leitfähigkeit besitzt.
Mit aufgedampften Kontakten lasst sich ein qualitativ hochwertiger Kontakt bei gleichzeitig kleinem Flachenbedarf realisieren, jedoch ist seine Herstellung aufgrund der erforderlichen Vakuumanlagen auf- wandig. Zudem können bei Silizium als am häufigsten verwendeten Halbleitermaterial seltene und damit teue- re Materialien wie Titan und Palladium in Verbindung mit Silber für die Ausbildung eines zufriedenstellenden Kontaktes erforderlich sein, was einer Verwendung in großen Mengen im Wege stehen kann.
Darüber hinaus ist in vielen Fällen das Spektrum verwendbarer Metalle dadurch beschränkt, dass diese keinen schädlichen Ein- fluss auf die jeweils genutzten Eigenschaften des Halbleitermaterials haben dürfen. So scheidet in vielen Fällen die Ver- wendung von einigen Metallen aus, da diese in einer nachfolgenden thermischen Behandlung zu schnell in den Volumenbereich des Halbleitermaterials hineindiffundieren und dort beispielsweise Rekombinationszentren für Ladungsträger bilden, was wiederum die Funktion des hieraus gefertigten Bauelements beein- trächtigt.
Weiterhin ist u.a. bekannt, Halbleitermaterialien durch das Aufbringen und Einsintern metallhaltiger Pasten oder dergleichen zu kontaktieren. Insbesondere im Bereiche der Solarzel- lenhersteilung wurden für diesen Zweck Pasten entwickelt, welche mittels Drucktechniken, wie Sieb- oder Stempeldruck, auf Halbleitermaterialien aufgebracht werden und nach oftmals als Sinterung oder KontaktSinterung bezeichneten thermischen Behandlung einen ohmschen Kontakt zu dem Halbleitermaterial aus- bilden. Als Metalle werden dabei in den Pasten häufig Silber und/oder Aluminium eingesetzt.
Mit derartigen Verfahren kann eine vergleichsweise aufwandsgünstige Kontaktierung von Halbleitermaterialien erfolgen. Al- lerdings fällt der Flächenbedarf vergleichsweise groß aus.
Beispielsweise wird hierdurch die bei Solarzellen die für die Stromgeneration zur Verfügung stehende Halbleiterfläche verringert. Dies ist nicht zwingend dadurch bedingt, dass die eingesetzten Drucktechniken eine gewisse Mindestdimensionie- rung erfordern, sondern in vielen Fällen dadurch, dass die verwendeten Pasten mit einem Druckvorgang nur bis zu einer gewissen Dicke kontrolliert aufgebracht werden können. Eine Ver- dickung durch mehrfachen Druck bedarf jedoch bereits einer Positionierung und Ausrichtung der verwendeten Druckeinrichtung, wie Siebe oder Stempel, und des bereits bedruckten Halbleitermaterials .
Zudem sind zusätzliche thermische Behandlungen zwischen den einzelnen Druckvorgängen zur Stabilisierung der bereits gedruckten Schichten erforderlich, welche überdies zur Verschlechterung der Materialeigenschaften beitragen können. Bei- spielsweise kann dies zu einer vermehrten Diffusion von Verunreinigungen in das Volumen des Halbleitermaterials hinein führen, was wiederum die Eigenschaften des gefertigten Halbleiterbauelements bis hin zur Unbrauchbarkeit beeinträchtigen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem eine zuverlässige, aufwandsgünstige Kontaktierung von Halbleitermaterial bei gleichzeitig möglichst geringem Flächenbedarf und möglichst großer elektrischer Leitfähigkeit realisierbar ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Dieses Verfahren ist gemäß Anspruch 10 vorteilhaft verwendbar zur Kontaktierung von Halbleitermaterial eines Halbleiterbauelements, insbesondere eines Halbleiterbauelements aus Silizium.
Ferner liegt der Erfindung das Problem zu Grunde, ein Halbleiterbauelement mit zuverlässig und aufwandsgünstig kontaktier- tem Halbleitermaterial zur Verfügung zu stellen, dessen Kontaktierung einen geringen Flächenbedarf bei gleichzeitig hoher elektrischer Leitfähigkeit aufweist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Halbleiterbauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand abhängiger Unteransprüche .
Der der Erfindung zu Grunde liegende Gedanke besteht darin, eine elektrischen Kontakt und Haftung vermittelnde Diffusionsbarriere auf wenigstens einem Teil der Oberfläche eines Halbleiters dadurch auszubilden, dass eine metallhaltige Paste auf wenigstens einen Teil der Halbleiteroberfläche oder auf we- nigstens einen Teil einer die Halbleiteroberfläche bedeckenden Schicht aufgebracht wird, und auf dieser Diffusionsbarriere eine Metallisierung auszubilden. Unter einer metallhaltigen Paste im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Paste zu verstehen, welche wenigstens ein reines Metall und/oder eine Metalllegierung und/oder eine Metallverbindung enthält, insbesondere wenigstens ein Metalloxid.
Die Diffusionsbarriere wirkt hierbei als haftungsvermittelnde Schicht zwischen dem Halbleitermaterial und der Metallisierung und wirkt der Eindiffusion von Metallen aus der Metallisierung in das Halbleitermaterial und der damit gegebenenfalls verbundenen Beeinträchtigung der Halbleitermaterialeigenschaften bzw. Halbleiterbauelementeigenschaften entgegen, sodass in großen Mengen verfügbare Metalle trotz ihrer Eigenschaft, in dem verwendeten Halbleitermaterial vergleichsweise schnell zu diffundieren, vermehrt eingesetzt werden können. Gleichzeitig ermöglicht der Einsatz metallhaltiger Pasten die Applizierung dieser Pasten mittels aufwandsgünstiger Drucktechniken. Die auf die Diffusionsbarriere aufgebrachte Metallisierung ermög- licht ihrerseits einen möglichst große elektrische Leitfähigkeit der Kontaktierung.
Auf diese Weise kann eine zuverlässige, aufwandsgünstige Kontaktierung von Halbleitermaterial bei gleichzeitig geringem Flächenbedarf und großer elektrischer Leitfähigkeit, bzw. ein derartig ausgebildetes Halbleiterbaulement , realisiert werden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Fig. 2 Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Fig. 3 Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements in einer Schnittdarstellung.
Fig. 4 Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Halbleiterbauelements in einer Schnittdarstellung.
Fig. 5 Eine Solarzelle als drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements in einer Pro- j ektionsdarstellung .
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei wird zunächst mittels einer Siebdrucktechnik eine metallhaltige Paste auf die Oberfläche eines Halbleitermaterials aufgebracht 10. Diese wird hernach in einem thermischen Schritt in das Halbleitermaterial einlegiert, was häufig als Sintern 12 oder Kontaktsintern bezeichnet wird. Dabei bildet das Metall aus der Paste zusammen mit dem Halbleitermaterial einen ohmschen Kontakt aus. Im Fall von Silizium als verwendetem Halbleitermaterial kann es hierbei beispielsweise zur Bildung von Metallsiliziden kommen. Daneben können selbstverständlich alle anderen elementaren Halbleiter wie beispielsweise Germanium oder Verbindungshalbleitermaterialien wie unter anderen Galliumarsenid oder Kupferindiumdise- lenid als Halbleitermaterialien zum Einsatz kommen.
Die metallhaltige Paste und deren Bestandteile werden dabei derart gewählt, dass diese als Diffusionsbarriere für die im Folgenden aufgebrachte Metallisierung wirken. Im Fall von Si- lizium als verwendetem Halbleitermaterial können hierzu beispielsweise Silber und/oder Nickel und/oder Molybdän und/oder Palladium und/oder Chrom und/oder Aluminium enthaltende Pasten zum Einsatz kommen, wobei die genannten Metalle jeweils auch in einer Legierung oder einer Verbindung vorkommen können. Nach deren Einlegierung entsteht eine Schicht, welche insbesondere für eine Silber und/oder Zinn und/oder Kupfer enthaltende Metallisierung als Diffusionsbarriere wirkt. Die Verwendung von Kupfer ist hierbei besonders vorteilhaft, da dieses in großen Mengen zur Verfügung steht, wogegen Silber deutlich seltener vorkommt.
Infolge der ausgebildeten Diffusionsbarriere können in dem genannten Beispiel die angeführten Materialien in dem nachfol- genden galvanischen Abscheidevorgang auf der Diffusionsbarriere abgeschieden werden 14, ohne dass eine relevante Gefahr einer Degradation des Halbleitermaterials aufgrund einer Eindif- fusion der abgeschiedenen Materialien in das Halbleitermaterial besteht. Die für die Metallisierung und die Diffusionsbar- riere eingesetzten Materialien sind dabei offensichtlich aufeinander abzustimmen. Die für den Fall der Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial angeführten Materialien können jedoch auch bei den übrigen in der Halbleitertechnologie gängigen Materialien verwendet werden. Anstelle einer galvani- sehen Abscheidung kann auch eine stromlose Abscheidetechnologie bzw. Platierungstechnologie eingesetzt werden, die an sich bekannt ist. Werden mehrere verschiedene Materialien abgeschieden, kann überdies eine Kombination verschiedener Abscheidetechnologien vorgesehen werden.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierin wird zunächst Siliziumnitrid als dielektrische Schicht auf der Oberfläche des Halbleitermaterials abgeschieden 16, ehe ein Aufbringen 17 der metallhaltigen Paste mittels Siebdruck auf die Siliziumnitridschicht erfolgt. Der Einsatz einer Siebdrucktechnik ist dabei nicht zwingend erforderlich. Alternativ können in allen Ausführungsformen of- fensichtlich andere Techniken zur Applizierung der Paste eingesetzt werden, insbesondere Siebdruck, Spritzendruck, Rollendruck, Schablonendruck oder Stempeldruck. Nach Aufbringen der metallhaltigen Paste schließt sich der bereits aus dem Ausfüh- rungsbeispiel der Figur 1 bekannte Schritt des Sinterns 12 an.
Im Weiteren wird die Metallisierung im Ausführungsbeispiel der Figur 2 durch in Form einer weiteren metallhaltigen Paste auf die Diffusionsbarriere aufgebracht 15. Dies kann beispielswei- se wiederum mittels einer Drucktechnik, insbesondere mittels
Siebdruck erfolgen. Daneben sind insbesondere jedoch auch alle weiteren Druckverfahren der bekannten Verfahren der Pastenap- plizierung denkbar. Die weitere metallhaltige Paste wird im Ausführungsbeispiel der Figur 2 in einem nachfolgenden Schritt gesintert 19, um hierdurch Lösungsmittel auszutreiben und einen ohmschen Kontakt zwischen der Diffusionsbarriere und der Metallisierung auszubilden.
Daneben besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Sintervorgän- ge 12 und 19 zu einem Sinterschritt zusammenzufassen. In diesem Fall erfolgt nach dem Siebdrucken der metallhaltigen Paste auf die dielektrische Schicht, vorliegend die Siliziumnitridschicht, kein Sintervorgang. Stattdessen wird die metallhaltige Paste für die Metallisierung appliziert. Die Ausbildung ei- nes ohmschen Kontaktes zwischen dem Halbleitermaterial und der Diffusionsbarriere sowie zwischen der Diffusionsbarriere und der Metallisierung erfolgt sodann in einem gemeinsamen, sich anschließenden Sinterschritt.
Auch im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist denkbar, die Metallisierung durch Aufbringen einer metallhaltigen Paste auszubilden. Wie bereits einleitend ausgeführt wurde, ist hierbei eine genaue Ausrichtung des Halbleitermaterials und der für die Pastenapplizierung verwendeten Einrichtung, beispielsweise des Siebes einer Siebdruckvorrichtung erforderlich. Andernfalls wird ein Teil der weiteren metallhaltigen Paste für die Metallisierung neben die Diffusionsbarriere direkt auf die Halbleiteroberfläche aufgebracht, von wo aus sie, insbesondere bei einer thermischen Behandlung des Halbleitermaterials, ungehindert in das Volumen des Halbleitermaterials eindiffundieren und dessen Eigenschaften beeinträchtigen kann. In vielen Fällen kann es daher zweckmäßig sein, kein vollflächiges Aufbringen der Metallisierung auf die Diffusionsbarriere vorzusehen, sondern die Flächenausdehnung der Metallisierung kleiner zu bemessen als jene der Diffusionsbarriere. Hierdurch ragt die Diffusionsbarriere bei optimaler Aufbringung der Metalli- sierung unter dieser hervor. Es existiert dann sich ein Toleranzbereich, welcher bei einer begrenzten Ungenauigkeit der Positionierung der Metallisierung auf der Diffusionsbarriere einen direkten Kontakt der Paste mit der Oberfläche des Halbleitermaterials verhindert.
Wird auf die Halbleiterfläche zunächst, wie im Fall des Ausführungsbeispiels der Figur 2 geschehen, eine dielektrische Schicht aufgebracht, so ist eine ungenaue Ausrichtung der Metallisierung, bzw. eine über die Diffusionsbarriere hinausra- gende Metallisierung unkritisch, da sie nicht direkt mit der Oberfläche des Halbleitermaterials in Kontakt kommt, sondern mit der dielektrischen Schicht, welche die Eindiffusion von Verunreinigungen in das Halbleitermaterial unterbindet . Dies verdeutlicht das in Figur 4 schematisch dargestellte und wei- ter unten näher erläuterte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements, dessen Metallisierung 34 über die Flächenausdehnung der Diffusionsbarriere 32 hinausragt und die angrenzende dielektrische Schicht 31 teilweise überdeckt .
Die beschriebene Ausgestaltung der Metallisierung kann auch dazu ausgenutzt werden, durch eine zumindest teilweise über die Abmessungen der Diffusionsbarriere hinausragende Metallisierung die elektrische Leitfähigkeit in der aus Diffusions- barriere und Metallisierung gebildeten Kontaktierung durch Erhöhung des Leitungsquerschnitts zu vergrößern. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sowie das erfindungsgemäße Verfahren an sich können bei der Kontaktierung von Solarzellen, insbesondere deren lichtzugewandten Seiten vorteilhaft verwendet werden. Darüber hinaus können sie bei allen Halblei- terbauelementen eingesetzt werden, bei welchen ein Halbleitermaterial mit elektrisch leitend zu kontaktieren ist .
Figur 3 zeigt in einer Schnittdarstellung schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbau- elements, welches eine elektrisch leitende Kontaktierung von
Halbleitermaterial 20 aufweist. In der Oberfläche dieses Halbleitermaterials 20 ist eine Diffusionsbarriere 22 angeordnet, auf welcher eine Metallisierung 24 vorgesehen ist. Die Diffusionsbarriere 22 vermittelt dabei einen elektrisch leitenden Kontakt zwischen dem Halbleitermaterial 20 und der Metallisierung 24. Überdies ist die Diffusionsbarriere 22 mittels einer auf wenigstens einen Teil der Halbleiteroberfläche aufgebrachten und eingesinterten metallhaltigen Paste ausgebildet.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 kann die Metallisierung 24 beispielsweise durch galvanisches Abscheiden von Metall o- der einer Metalllegierung, insbesondere Silber oder Kupfer, gebildet sein.
Das Halbleiterbauelement könnte beispielsweise mit dem Verfahren aus dem Ausführungsbeispiel 1 hergestellt worden sein.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungs- gemäßen Halbleiterbauelements. Im Gegensatz zum Ausführungs- beispiel aus Figur 3 ist hier eine an eine Diffusionsbarriere 32 angrenzende dielektrische Schicht 31 vorgesehen. Die Diffusionsbarriere 32 wie auch die dielektrische Schicht 31 sind auf der Oberfläche eines Halbleitermaterials 30 angeordnet. Dabei kann, wie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsge- mäßen Verfahren beschrieben, um jeglichen elementaren Halbleiter oder Verbindungshalbleiter handeln. Auf der Diffusionsbarriere 32 ist erneut eine Metallisierung 34 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der Figur 4 erstreckt sich diese über die Flächenausdehnung der Diffusionsbarriere 3 hinaus und bedeckt zumindest teilweise die angrenzende die- lektrische Schicht 31. Wie bereits im Zusammenhang mit dem
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens aus Figur 2 erläutert, ist dies insbesondere dann von Vorteil wenn die Metallisierung in Form einer metallhaltigen Paste appliziert wird, da Ausrichtungsfehler oder -toleranzen nicht dazu führen können, dass Paste auf die Oberfläche des Halbleitermaterials gelangt und von dort aus in das Volumen des Halbleitermaterials eindiffundieren kann. Die Metallisierung 34 ist daher vorzugsweise aus metallhaltiger und gesinterter Paste gebildet.
Nichtsdestotrotz kann ein Halbleiterbauelement, bei welchem die Metallisierung die dielektrische Schicht entsprechend dem Ausführungsbeispiel aus Figur 4 teilweise bedeckt auch durch andere Arten der Ausbildung der Metallisierung realisiert sein. Beispielsweise kann sie mittels einer galvanischen Ab- Scheidung aufgebracht sein oder mittels einer stromlosen Abscheide- bzw. Platierungstechnologie . Auch eine Kombination verschiedener Abscheidetechnologien ist denkbar.
Die Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Halbleiterbauele- mente der Figuren 3 und 4 können einerseits als Halbleiterbauelemente im Sinne eines Metall-Halbleiter-Kontakts oder als Ausschnitte anderer an sich bekannter Halbleiterbauelemente wie beispielsweise Dioden, Transistoren, Thyristoren, Mikroprozessoren, Sensoren, Mikroschalter, Solarzellen, Detektoren und dergleichen betrachtet werden, bei welchen ein Halbleitermaterial den jeweils dargestellten elektrischen Kontakt aufweist .
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Solarzelle 40 als Halbleiterbauelement, deren Finger 62 der Frontmetallisierung erfindungsgemäß ausgestaltet sind, und für welche somit die Figur 4 eine Ausschnittszeichnung darstellt, sofern man die erste 56 und die zweite dielektrische Schicht 58 der Solarzelle als eine dielektrische Schicht 31 im Sinne der Figur 4 ansieht.
Bei der Solarzelle 40 in Figur 5 handelt es sich um eine p-
Typ-Solarzelle mit einem p-dotierten Halbleitermaterial 50 als Ausgangsmaterial, insbesondere mit p-dotiertem Silizium als Ausgangsmaterial. Die erfindungsgemäße Kontaktierung ist jedoch in gleicher Weise auch auf n-Typ-Solarzellen oder n- dotierte Halbleitermaterialien anwendbar.
Die Finger 62 der Frontmetallisierung sind erfindungsgemäß ausgestaltet und weisen eine Diffusionsbarriere 52 auf, welche aus einer metallhaltigen und eingesinterten Paste gebildet ist. Auf der Diffusionsbarriere 52 ist eine Metallisierung 54 aufgebracht, welche vorliegend durch galvanische Abscheidung eines Metalls, vorzugsweise Silber oder Kupfer, gebildet ist. Die Metallisierung 54 kann jedoch, wie oben dargelegt, auch auf eine andere Art aufgebracht sein.
An der Oberseite der Solarzelle 40 ist in an sich bekannter Weise ein n-dotierter Emitter 60 ausgebildet . Diese Emitter ist besonders empfindlich gegenüber einem Verunreinigungseintrag aus der Metallisierung, da hierdurch zum einen die Solar- zelle kurzschließende leitende Verbindungen durch den Emitter 60 hindurch entstehen können, welche die Konversionseffizient der Solarzelle 40 stark herabsetzen, zum anderen derartige Verunreinigungen Rekombinationszentren für die im Volumen des Halbleitermaterials 50 generierten Ladungsträger darstellen können, was wiederum zu einer verringerten Stromausbeute führt. Die Gefahr dieser Beeinträchtigungen ist umso größer, je schneller Verunreinigungen, insbesondere Metalle, aus der Metallisierung in dem verwendeten Halbleitermaterial 50 diffundieren, was vor allem bei thermischen Behandlungen der So- larzelle 40 während ihrer Fertigung von Bedeutung ist. Die Eindiffusion von Verunreinigungen aus der Metallisierung 54 in das Volumen des Halbleitermaterials der Solarzelle 40 wird jedoch erfindungsgemäß durch die aufgebrachte Diffusionsbarriere 52 be- oder gar verhindert. Infolgedessen können bei- spielsweise für die Metallisierung 54 einer Silizium- Solarzelle 40 häufig vorkommende Metalle wie Kupfer und/oder Nickel oder Legierungen dieser Materialien verwendet werden, ohne dass dies bei einer nachfolgenden thermischen Behandlung der Solarzelle 40 zu einer Beeinträchtigung des Wirkungsgrades kommt .
Im Ausführungsbeispiel der Figur 5 ist auf der Rückseite auf der Solarzelle ein an sich bekanntes back-surface-field 68 vorgesehen, welches durch eine gegenüber dem Volumen des HaIb- leitermaterials 50 stärkere p-Dotierung ausgebildet ist (bei n-Typ-Solarzellen entsprechend eine stärkere n-Dotierung) . Das back-surface-field 68 verringert die Rekombination generierter Ladungsträger und erhöht hierdurch die Konversionseffizienz der Solarzelle 40. Prinzipiell kann auf die Ausbildung eines ganzflächigen back-surface-fields auch verzichtet oder dieses nur lokal vorgesehen werden.
Die Kontaktierung der Solarzellenrückseite, d.h. letztlich des Volumens des Halbleitermaterials 50 erfolgt, gegebenenfalls unter Vermittlung des in Figur 5 dargestellten back-surface- fields 68, unter Verwendung von Rückseitenkontakten 66. Im Ausführungsbeispiel der Figur 5 sind die Rückseitenkontakte 66 der Solarzelle 40 nicht erfindungsgemäß ausgestaltet. Hier wurde keine Diffusionsbarriere zwischen dem Halbleitermaterial 50 und der Metallisierung der Rückseitenkontakte 66 vorgesehen. Dementsprechend sind geeignete Materialien zu verwenden und eine thermische Behandlung der Solarzelle 40 während der Herstellung hat nach Aufbringung der Rückseitenkontakte mit möglichst geringen Temperaturen zu erfolgen. Im Prinzip können die Rückseitenkontakte 66 jedoch ohne weiteres ebenfalls erfindungsgemäß mit einer Diffusionsbarriere ausgestaltet sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der gefertigte Solarzellentyp nach Aufbringen der Rückseitenmetallisierung fertigungsbedingt hohen Temperaturen ausgesetzt ist.
Für die Breite der Finger der Frontmetallisierung 62 hat sich ein Wert in einem Bereich von 10 bis 100 μm als günstig erwiesen. Bevorzugt liegt die Breite in einem Bereich von 30 bis 70 μm und beträgt besonders bevorzugt 30 μm. Auf diese Weise wird eine möglichst geringe Abschattung der im Hinblick auf die Stromerzeugung aktiven Fläche der Solarzelle 40 erreicht. Die für eine optimale Stromabführung erforderliche elektrische Leitfähigkeit der Finger 62 wird dabei durch die Wahl eines möglichst gut elektrisch leitenden Materials für die Metallisierung 54 und einen entsprechenden Querschnitt der Finger 62 gewährleistet. Bei verringerter Fingerbreite wird der erforderliche Fingerquerschnitt durch eine in Normalrichtung der Oberfläche der Solarzelle 40 dickere Metallisierung 54 und somit eine erhöhte Fingerdicke ausgeglichen.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 5 ist zur weiteren Wirkungsgradsteigerung der Solarzelle 40 diese überdies an ihrer Vorderseite mit einer Oberflächentexturierung 64 versehen. Diese kann insbesondere in an sich bekannter Weise chemisch oder mechanisch aufgebracht sein. Dies illustriert, dass die erfin- dungsgemäße Ausgestaltung von Halbleiterbauelementen, insbesondere Solarzellen, und die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht auf Halbleiterbauelemente mit ebener Halbleiteroberfläche beschränkt ist. Vielmehr können auch vergleichsweise stark unebene Halbleiteroberflächen mit dem erfindungs- gemäß mit einem elektrischen Kontakt versehen werden, was insbesondere bei Solarzellen aus neuartigen Materialien wie beispielsweise Foliensiliziumarten vorteilhaft ist, welche im Allgemeinen keine plane Oberfläche aufweisen. Dies wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Diffusionsbarriere durch Aufbringen der metallhaltigen Paste ermöglicht, was sich mit einer vergleichsweise hohen Toleranz gegenüber Unebenheiten der Oberfläche des Halbleitermaterials realisieren lässt. Bezugszeichenliste
10 Siebdruck metallhaltige Paste auf Halbleiteroberfläche zur Ausbildung einer Diffusionsbarriere 12 Sintern
14 Galvanisches Abscheiden einer Metallisierung auf der Diffusionsbarriere
15 Aufbringen der Metallisierung in Form einer metallhaltigen Paste auf die Diffusionsbarriere 16 Abscheiden von Siliziumnitrid auf Halbleiteroberfläche 17 Siebdruck metallhaltige Paste auf Siliziumnitridschicht zur Ausbildung einer Diffusionsbarriere 19 Sintern
20 Halbleitermaterial 22 Diffusionsbarriere 24 Metallisierung
30 Halbleitermaterial 31 Dielektrische Schicht
32 Diffusionsbarriere
34 Metallisierung
40 Solarzelle 50 Halbleitermaterial (p-dotiert)
52 Diffusionsbarriere
54 Metallisierung
56 Erste dielektrische Schicht aus Siliziumoxid
58 Zweite dielektrische Schicht aus Siliziumnitrid 60 Emitter (n+-dotiert)
62 Finger der Frontmetallisierung
64 Oberflächentexturierung
66 Rückseitenkontakt
68 Back-surface-field (p+-dotiert)

Claims

Patentansprüche
1. Kontaktierungsverfahren für Halbleitermaterial (20; 30) aufweisend die Verfahrensschritte des - Ausbildens (10, 12) einer elektrischen Kontakt und
Haftung vermittelnden Diffusionsbarriere (22; 32; 52) auf wenigstens einem Teil der Oberfläche eines Halbleiters (20; 30; 50);
Ausbildens (14; 15, 19) einer Metallisierung auf der Diffusionsbarriere; d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Ausbildung der Diffusionsbarriere (22; 32; 52) eine metallhaltige Paste auf wenigstens einen Teil der Halbleiteroberfläche (20; 30; 50) oder auf we- nigstens einen Teil einer die Halbleiteroberfläche bedeckenden Schicht (31) aufgebracht wird (10) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die metallhaltige Paste mittels einer Drucktechnik aufgebracht wird (10) , vorzugsweise mittels Siebdruck, Spritzendruck, Rollendruck, Schablonendruck oder Stempeldruck .
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass nach Aufbringung der Paste mittelbar oder unmittelbar ein Kontaktsintern (12) erfolgt, welches vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 3000C bis 9000C und besonders bevorzugt bei Temperaturen im
Bereich von 5000C bis 9000C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als die Halbleiteroberfläche bedeckende Schicht (31) auf wenigstens einem Teil der Halbleiteroberfläche wenigstens eine dielektrische Schicht (31) vorgese- hen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als dielektrische Schicht (31) eine Oxid- oder Nitridschicht abgeschieden wird, vorzugsweise eine Siliziumoxid- oder eine Siliziumnitridschicht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die metallhaltige Paste Silber und/oder Nickel und/oder Palladium und/oder Molybdän und/oder Chrom und/oder Aluminium und/oder eine Legierung aufweisend eines dieser Elemente und/oder eine Verbindung eines dieser Elemente enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Metallisierung (34) auf der Diffusionsbarriere (32) durch Überdrucken (15) der Diffusionsbarriere
(32) mit einer zweiten metallhaltigen Paste (34) , vorzugsweise einer Silber und/oder Aluminium und/oder Kupfer enthaltenden Paste, ausgebildet wird, wobei das Überdrucken vorzugsweise mittels Siebdruck, Spritzendruck, Rollendruck, Schablonendruck oder Stempeldruck erfolgt .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Metallisierung (24) auf der Diffusionsbarriere
(22) durch galvanisches Abscheiden (14) oder stromloses Abscheiden wenigstens eines Metalls oder wenigstens einer Metalllegierung, vorzugsweise von Silber oder Kupfer, ausgebildet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Metallisierung (34) derart auf die Diffusionsbarriere (32) aufgebracht wird, dass sie sich über diese hinaus erstreckt und zumindest Teile einer an die Diffusionsbarriere (32) angrenzenden, die HaIb- leiteroberflache (30) zumindest teilweise bedeckenden Schicht (31) , vorzugsweise einer dielektrischen Schicht (31), bedeckt.
10. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Kontaktierung von Halbleitermaterial (20;
30; 50) eines Halbleiterbauelements (40) , insbesondere eines Halbleiterbauelements (40) aus Silizium.
11. Verwendung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Verfahren zur Kontaktierung einer Solarzelle (40) , insbesondere der Vorder- und/oder Rückseite einer Solarzelle (40) verwendet wird.
12. Halbleiterbauelement aufweisend eine in der Oberfläche des Halbleiters angeordnete, elektrischen Kontakt zwischen Halbleitermaterial (20; 30; 50) und einer Metallisierung (24; 34; 54) vermittelnde Diffusionsbarriere (22; 32; 52); eine auf die Diffusionsbarriere (22; 32; 52) aufgebrachte Metallisierung (24; 34; 54); d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Diffusionsbarriere (22; 32; 52) durch eine auf wenigstens einen Teil der Halbleiteroberfläche aufgebrachte und eingesinterte metallhaltige Paste (22; 32; 52) ausgebildet ist.
13. Halbleiterbauelement nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die metallhaltige Paste (22; 32; 52) mittels einer Drucktechnik, vorzugsweise mittels Siebdruck, Sprit- zendruck, Rollendruck, Schablonendruck oder Stempel - druck aufgebracht ist.
14. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 12 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Diffusionsbarriere (22; 32; 52) Silber und Verbindungen aus Silber und dem Halbleitermaterial (20; 30; 50) und/oder Nickel und Verbindungen aus Nickel und dem Halbleitermaterial (20; 30; 50) und/oder
Palladium und Verbindungen aus Palladium und dem Halbleitermaterial (20; 30; 50) und/oder Molybdän und Verbindungen aus Molybdän und dem Halbleitermaterial (20; 30; 50) und/oder Chrom und Verbindungen aus Chrom und dem Halbleitermaterial (20; 30; 50) und/oder Aluminium und Verbindungen aus Aluminium und dem Halbleitermaterial (20; 30; 50) und/oder eine Legierung eines der genannten Elemente und eine Verbindung aus dieser Legierung und dem Halbleiter- material (20; 30; 50) aufweist.
15. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 12 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an die Diffusionsbarriere (32) zumindest teilweise wenigstens eine auf der Halbleiteroberfläche angeordnete dielektrische Schicht (31) angrenzt, welche die Diffusionsbarriere (32) vorzugsweise umgibt.
16. Halbleiterbauelement nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die dielektrische Schicht (31) als eine Oxid- oder eine Nitridschicht ausgeführt ist, vorzugsweise als Siliziumoxid- oder Siliziumnitridschicht.
17. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 15 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Metallisierung (34) zumindest einen Teil der an die Diffusionsbarriere (32) angrenzenden dielektrischen Schicht (31) bedeckt.
18. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 12 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Metallisierung (34) aus einer metallhaltigen und gesinterten Paste gebildet ist, welche vorzugsweise
Silber und/oder Aluminium und/oder Kupfer enthält.
19. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 12 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Metallisierung (24; 54) wenigstens ein Metall, vorzugsweise Silber oder Kupfer, oder eine Metalllegierung aufgebracht ist.
20. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 12 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Halbleiterbauelement als Solarzelle (40) ausgeführt ist.
21. Solarzelle nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Finger (62) der Frontmetallisierung der Solarzelle (40) zumindest teilweise aus Diffusionsbarrieren (52) und darauf aufgebrachten Metallisierungen (54) gebildet sind.
22. Solarzelle nach einem der Ansprüche 20 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens ein Teil der Rückseitenkontakte (66) der
Solarzelle (40) aus Diffusionsbarrieren und darauf aufgebrachten Metallisierungen gebildet ist.
23. Solarzelle nach einem der Ansprüche 20 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Finger (62) der Frontmetallisierung eine Breite zwischen 10 und 100 μm, vorzugsweise eine Breite zwischen 30 und 70 μm und besonders bevorzugt eine Breite von etwa 30 μm aufweisen.
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