JPS6354072B2 - - Google Patents

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JPS6354072B2
JPS6354072B2 JP56182153A JP18215381A JPS6354072B2 JP S6354072 B2 JPS6354072 B2 JP S6354072B2 JP 56182153 A JP56182153 A JP 56182153A JP 18215381 A JP18215381 A JP 18215381A JP S6354072 B2 JPS6354072 B2 JP S6354072B2
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JP
Japan
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nickel
bath
silicon
layer
temperature
Prior art date
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Application number
JP56182153A
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Japanese (ja)
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JPS5884965A (en
Inventor
Bii Pateru Kiritsuto
Gonshioroosukii Ronarudo
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Schott Solar CSP Inc
Original Assignee
Mobil Solar Energy Corp
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Publication date
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Publication of JPS5884965A publication Critical patent/JPS5884965A/en
Publication of JPS6354072B2 publication Critical patent/JPS6354072B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/06Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/08Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of metallic material
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    • C23C18/12Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1204Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は概括的にはめつき法、より詳細にはケ
イ素にニツケルをめつきする方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates generally to plating methods and, more particularly, to a method for plating nickel on silicon.

太陽電池および他の半導体装置の製造に際して
は、ニツケルをケイ素に直接にめつきして電極ま
たは半導体装置を電気回路に接続するための接点
を作成することがしばしば好ましい。このような
めつきを得るための周知の有効な方法の1つは無
電解ニツケルめつきによるものである。
In the manufacture of solar cells and other semiconductor devices, it is often preferable to plate nickel directly onto silicon to create electrodes or contacts for connecting semiconductor devices to electrical circuits. One known and effective method for obtaining such plating is by electroless nickel plating.

この方法において第1工程は一般にニツケルが
析出すべきケイ素支持体の外面を清浄にし、存在
可能性のある汚れまたは酸化物の粒子をすべて除
去することである。ケイ素の表面にこのような物
質が存在するとニツケル上へのケイ素の適切なめ
つきが妨げられやすいため、この清浄が望まし
い。清浄は当業者に周知の各種の方法で、たとえ
ば支持体を順次熱有機溶媒および熱クロム硫酸の
適宜な浴、続いてフツ化水素酸の浴に浸漬し、脱
イオン水ですすぐことにより行なわれる。これを
行なつたのち、ニツケルめつきすべきケイ素支持
体の表面を触媒で前処理する。ケイ素の表面自体
は無電解めつき法を受けつけず、未処理のケイ素
表面にめつきされたニツケルはケイ素に対する付
着力が乏しい傾向にあるため、前処理が必要であ
る。普通は触媒としてパラジウムが用いられる。
当業者には他の活性剤も周知である。米国特許第
3489603号明細にはこの種のパラジウム触媒に代
わるものが示されている。
The first step in this process is generally to clean the external surface of the silicon support on which the nickel is to be deposited to remove any dirt or oxide particles that may be present. This cleaning is desirable because the presence of such materials on the silicon surface tends to prevent proper plating of the silicon onto the nickel. Cleaning can be carried out by various methods well known to those skilled in the art, for example, by sequentially immersing the support in a suitable bath of hot organic solvent and hot chromic sulfuric acid, followed by a bath of hydrofluoric acid, and rinsing with deionized water. . After this has been done, the surface of the silicon support to be nickel plated is pretreated with a catalyst. Pretreatment is necessary because the silicon surface itself is not amenable to electroless plating, and nickel plated onto an untreated silicon surface tends to have poor adhesion to silicon. Palladium is commonly used as a catalyst.
Other active agents are also well known to those skilled in the art. US Patent No.
No. 3,489,603 describes an alternative to this type of palladium catalyst.

ニツケルを受容するケイ素の表面が清浄および
前処理されると、ケイ素は無電解めつきしうる状
態となる。めつきは適宜な条件下で適切な酸性ま
たはアルカリ性の浴にケイ素支持体を浸漬するこ
とによつて行なわれる。典型的な酸性浴は塩化ニ
ツケル(30g/)、次亜リン酸ナトリウム(10
g/)、第3の塩であるクエン酸ナトリウム
(10g/)PH4〜6、および温度約190〓よりな
るものであろう。この種の浴において、塩化ニツ
ケルは還元されるべきニツケルイオンを供給し、
次亜リン酸ナトリウム還元剤を供給し、第3の塩
はニツケルの緩衝剤および錯化剤として作用す
る。あるいはこの代わりにアルカリ性浴を用いて
もよい。このような無電解ニツケルめつきは当技
術分野において周知であり、モーラー著「めつき
法および関連法」(ケミカル・パブリツシング社、
ニユーヨーク、1969年)、ジエームスA・マーフ
イー編「金属の表面調製および仕上」(マツクグ
ローヒルブツク社、ニユーヨーク、1971年)なら
びにレオンI・マイセルおよびラインハルト・グ
ラング編「薄膜技術ハンドブツク」(マツクグロ
ーヒルブツク社、ニユーヨーク、1970年)などの
刊行物に詳細に記載されている。
Once the silicon surface receiving the nickel has been cleaned and pretreated, the silicon is ready for electroless plating. Plating is carried out by immersing the silicon support in a suitable acidic or alkaline bath under suitable conditions. A typical acid bath is nickel chloride (30g/), sodium hypophosphite (10g/)
g/), a third salt, sodium citrate (10 g/), pH 4-6, and a temperature of about 190㎓. In this type of bath, nickel chloride supplies the nickel ions to be reduced;
The sodium hypophosphite reducing agent is provided, and the third salt acts as a buffer and complexing agent for the nickel. Alternatively, an alkaline bath may be used instead. Such electroless nickel plating is well known in the art and is described in "Plating and Related Methods" by Mohler, Chemical Publishing Co., Ltd.
New York, 1969), Surface Preparation and Finishing of Metals, edited by James A. Murphy (Mack-Grow-Hill Books, New York, 1971), and Handbook of Thin Film Technology, edited by Leon I. Meisel and Reinhard Grang. Books, New York, 1970) and other publications.

この種の無電解めつきには多数の難点がある。
まず、触媒によるケイ素の前処理が必要であるこ
とにより、めつき操作に付加的な工程が加わる。
さらに使用する触媒がパラジウムである場合、パ
ラジウムはケイ素の表面で不均一に作動する傾向
をもつためニツケルが不均一なパターンで析出し
やすい。また前処理操作中にかなりの量のパラジ
ウムが失なわれるので、パラジウムが高価格であ
ることも否定的な点である。
This type of electroless plating has a number of drawbacks.
First, the need to pre-treat the silicon with a catalyst adds an additional step to the plating operation.
Furthermore, if the catalyst used is palladium, the nickel tends to precipitate in a non-uniform pattern since palladium tends to act non-uniformly on the silicon surface. The high cost of palladium is also a negative point, since considerable amounts of palladium are lost during pretreatment operations.

さらに、上記の無電解めつき浴の化学作用によ
り若干のリン化ニツケルが生成する傾向があり、
これがニツケルと共にケイ素上に析出する可能性
をもつ。このリン化ニツケルがめつきされたニツ
ケルに混入すると析出したニツケルの特性が変わ
る傾向があり、意図する用途によつてはきわめて
不都合な場合がある。析出するニツケル中のリン
含量は酸性浴ではなくアルカリ性浴を用いること
により抑えられるが、アルカリ性浴の使用により
新たな難点の生じる可能性がある。特にアルカリ
性浴は浴に暴露されたアルミニウムを腐食離脱さ
せる傾向があり、これによりケイ素にアルミニウ
ム層を乗せた部分のめつきを複雑にする。さら
に、アルカリ性浴の使用によりケイ素の表面にお
ける酸化物層の形成が促進され、ケイ素上にニツ
ケルが直接にめつきされるのを妨げる傾向があ
る。
Furthermore, the chemistry of the electroless plating bath described above tends to produce some nickel phosphide.
This has the potential to precipitate on silicon together with nickel. When this nickel phosphide is mixed into plated nickel, the properties of the precipitated nickel tend to change, which may be extremely disadvantageous depending on the intended use. Although the phosphorus content in the precipitated nickel can be reduced by using an alkaline bath rather than an acid bath, the use of an alkaline bath can create new difficulties. In particular, alkaline baths tend to corrode away the aluminum exposed to the bath, thereby complicating the plating of the aluminum layer on silicon. Additionally, the use of alkaline baths promotes the formation of an oxide layer on the surface of the silicon, which tends to prevent nickel from being directly plated onto the silicon.

酸化物層の存在は析出したニツケルをオーム接
点として用いることが望まれる部位でさらに複雑
さを与える。このような場合はニツケル層を焼結
してケイ素支持体中へ拡散させ、ニツケル/ケイ
素界面でケイ化ニツケルを形成させるべきであ
る。介在する酸化物層がある場合は、ニツケルが
酸化物層を透過し、ケイ素中へ拡散し、オーム接
点を形成するように比較的高い温度(350℃以上)
でおよび/または比較的長期間(40分以上)焼結
を行なわなければならない。しし支持体が太陽電
池のような接合の浅い素子であり、ニツケル層が
接合近くの支持体表面上にある場合、特に酸化物
層がきわめて薄いかまたは存在しない場合には、
ニツケルが装置に分路を与えるかないしは短絡す
るのに十分なほど深く拡散しやすい。これに関
し、接合の浅いケイ素素子はニツケルの析出した
表面下約1.0μ以下に接合が存在するものである。
The presence of the oxide layer adds further complexity where it is desired to use the deposited nickel as an ohmic contact. In such cases, the nickel layer should be sintered and diffused into the silicon support to form a nickel silicide at the nickel/silicon interface. If there is an intervening oxide layer, the temperature is relatively high (above 350°C) so that the nickel penetrates the oxide layer and diffuses into the silicon, forming an ohmic contact.
sintering must be carried out at low temperature and/or for a relatively long period of time (more than 40 minutes). If the oxide support is a shallow junction device such as a solar cell and the nickel layer is on the support surface near the junction, especially if the oxide layer is very thin or absent,
Nickel tends to diffuse deep enough to shunt or short circuit the device. In this regard, a silicon element with a shallow junction is one in which the junction exists approximately 1.0 μm or less below the surface where the nickel is deposited.

従つて本発明の目的の1つは、上記の無電解ニ
ツケルめつき法を用いずにケイ素に直接ニツケル
をめつきする方法を開発することである。他の目
的はニツケルでめつきする前に行なうケイ素表面
の触媒前処理がすべて不必要なめつき法を提供す
ることである。その他の目的は、ケイ素に対する
ニツケルの強固な付着性を得ることである。さら
に他の目的は、爽雑物であるリン化ニツケルの生
成なしにケイ素に直接にニツケルをめつきをする
方法を提供することである。また他の目的は、浴
に暴露されたアルミニウムを腐食離脱させない浴
を用いるめつき法を提供することである。他の目
的は、高価なパラジウムを用いる必要のないめつ
き法を提供することである。さらに他の目的は、
焼結を比較的低い温度(350℃以下)で比較的短
かい期間(40分以内)に行ないうるケイ素素子上
のニツケルオーム接点を作成する方法を提供する
ことである。その他の目的は、高性能の接点の再
現性が良好かまたは比較的良好であるニツケルオ
ーム接点を作成する簡潔なかつ信頼性のある方法
を提供することである。
Therefore, one of the objects of the present invention is to develop a method for directly plating nickel onto silicon without using the electroless nickel plating method described above. Another object is to provide a plating method that does not require any catalytic pretreatment of the silicon surface prior to plating with nickel. Another objective is to obtain a strong adhesion of nickel to silicon. Still another object is to provide a method for directly plating nickel onto silicon without producing nickel phosphide, which is a foreign matter. Yet another object is to provide a plating method using a bath that does not corrode away the aluminum exposed to the bath. Another object is to provide a plating method that does not require the use of expensive palladium. Yet another purpose is
It is an object of the present invention to provide a method for making nickel ohmic contacts on silicon devices in which sintering can be carried out at relatively low temperatures (below 350° C.) and in a relatively short period of time (within 40 minutes). Another object is to provide a simple and reliable method of making nickel ohm contacts with good or relatively good reproducibility of high performance contacts.

本発明のこれらの目的および他の目的は、本質
的に塩化ニツケルおよび水中でイオン化する選択
されたフツ化化合物の水性浴に支持体を浸漬する
ことよりなる、ケイ素支持体上にニツケルをめつ
きする方法を提供することにより達成され、これ
により洗浄以外のケイ素支持体前処理なしに浴中
のニツケルイオンがニツケルに還元され、ケイ素
上に直接に折出してケイ素上に付着層を形成す
る。オーム接点はニツケル層を焼成することによ
り形成される。接合の浅い素子に関しては、焼結
は350℃以下で行なわれ、30分以内に完了するで
あろう。接合の深い素子に関しては、焼結は上記
と等しいかまたはこれよりも高い温度で、およ
び/または上記と等しいかまたはこれよりも長い
時間で行なわれるであろう。
These and other objects of the invention are directed to the plating of nickel onto a silicon support, consisting essentially of immersing the support in an aqueous bath of nickel chloride and a selected fluorinated compound that ionizes in water. This is accomplished by providing a method whereby nickel ions in the bath are reduced to nickel without any pretreatment of the silicon support other than washing and deposited directly onto the silicon to form a deposited layer on the silicon. The ohmic contacts are formed by firing the nickel layer. For shallow bonded devices, sintering may occur below 350°C and be completed within 30 minutes. For deep junction devices, sintering may be performed at a temperature equal to or greater than that described above and/or for a time equal to or greater than that described above.

第1〜3図は本発明を用いてケイ素支持体上に
ニツケルをめつきするための好ましい方法におけ
る各工程を示す横断面図である。
1-3 are cross-sectional views illustrating steps in a preferred method for plating nickel on a silicon support using the present invention.

第4〜6図は本発明の好ましい実施態様を用い
て太陽電池を製造する方法における各工程を示す
横断面図である。
4 to 6 are cross-sectional views showing each step in a method for manufacturing a solar cell using a preferred embodiment of the present invention.

第7図は本発明の好ましい実施態様を用いて製
造された完成した太陽電池の透視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a completed solar cell manufactured using a preferred embodiment of the present invention.

まず第1図には本発明に従つてニツケルでめつ
きされるべきケイ素支持体が示されている。支持
体1は一般に実質的ケイ素本体3よりなり、この
上に汚れおよび酸化物の種々の粒子よりなる外層
5を有するかまたは有しない。本体3がその外面
に実際に層5を有するならば、ケイ素上にニツケ
ルをめつきすべき部位から層5を除去することが
望ましい。この外層の選択的なまたは完全な除去
は当技術分野で周知の方法により行なうことがで
きる。たとえばこのような層の完全な除去は、支
持体を順次熱熱有機溶媒浴および熱クロム硫酸
浴、次いでフツ化水素酸浴に浸漬し、続いて脱イ
オン水ですすぐことにより行なうことができる。
First of all, FIG. 1 shows a silicon support to be plated with nickel according to the invention. The support 1 generally consists of a substantially silicon body 3, with or without an outer layer 5 consisting of various particles of dirt and oxides thereon. If the body 3 actually has a layer 5 on its outer surface, it is desirable to remove the layer 5 from the areas where nickel on silicon is to be plated. Selective or complete removal of this outer layer can be accomplished by methods well known in the art. For example, complete removal of such a layer can be achieved by sequentially immersing the support in a hot organic solvent bath and a hot chromium sulfuric acid bath, then in a hydrofluoric acid bath, followed by rinsing with deionized water.

望ましくない層5がケイ素本体から除去される
と(図2は外層5が全くないケイ素本体を示す)、
ケイ素支持体はニツケルめつきの準備ができた状
態となる。このためには、塩化ニツケルおよび水
中でイオン化する選択されたフツ化化合物よりな
る浴に支持体を浸漬する。この浸漬の結果、浴中
のニツケルイオン(塩化ニツケルにより供給され
る)が選択されたフツ化化合物の作用を受けて置
換反応により固体ニツケルを生成する。置換反応
は以下のとおりであると思われる。Si゜+2Ni+2
2Ni゜+Si+4。ケイ素はH2SiF6および/または
H2SiO3として溶液中へ移行する。こうして生成
したニツケルはケイ素支持体上に外層7として析
出する(図3)。このイオン還元が起こる間に、
浴の化学作用により同時にケイ素支持体の表面が
活性化されて、析出したニツケルがケイ素に強固
に付着し、ケイ素上に有効な持続性のめつきを形
成する。めつきされたニツケルがオーム接点とな
るべきものである場合、ニツケルがめつきされた
のち適切なケイ化ニツケルを生成させるためにこ
れを焼結させる。
Once the undesired layer 5 is removed from the silicon body (FIG. 2 shows the silicon body without any outer layer 5),
The silicon support is now ready for nickel plating. For this purpose, the support is immersed in a bath consisting of nickel chloride and a selected fluorinated compound that ionizes in water. As a result of this immersion, the nickel ions in the bath (supplied by nickel chloride) are acted upon by the selected fluoride compound to form solid nickel through a displacement reaction. The substitution reaction appears to be as follows. Si゜+2Ni +2
2Ni゜+Si +4 . Silicon is H 2 SiF 6 and/or
Moves into solution as H 2 SiO 3 . The nickel thus produced is deposited as an outer layer 7 on the silicon support (FIG. 3). While this ionic reduction occurs,
The chemical action of the bath simultaneously activates the surface of the silicon support so that the precipitated nickel adheres firmly to the silicon and forms an effective permanent plating on the silicon. If the plated nickel is to be an ohmic contact, after the nickel has been plated it is sintered to form a suitable nickel silicide.

選択されたフツ化化合物がフツ化アンモニウム
であることが必要ではないが好ましい。塩化ニツ
ケル10〜642g/およびフツ化アンモニウム10
〜40g/を含有するPH2〜6の浴を用いると、
満足すべきめつきが得られる。好ましい実施態様
においては、水性浴が塩化ニツケル(640g/)
およびフツ化アンモニウム(40g/)よりな
り、PH水準4を有する。さらに好ましい浴態様を
採用しためつきは17〜100℃の温度において行な
うことにより好結果が得られる。ただし20〜30℃
の温度が好ましい。
It is preferred, but not necessary, that the selected fluorinated compound be ammonium fluoride. Nickel chloride 10-642g/and ammonium fluoride 10
Using a PH2-6 bath containing ~40g/
A satisfactory finish can be obtained. In a preferred embodiment, the aqueous bath contains nickel chloride (640 g/)
and ammonium fluoride (40g/), and has a pH level of 4. Good results can be obtained by employing a more preferable bath mode and performing the testing at a temperature of 17 to 100°C. However, 20~30℃
A temperature of is preferred.

これに代わるフツ化化合物たとえばフツ化水素
酸およびNH4F:HFを用いてめつきを行なつた
場合も好結果が得られる。フツ化水素酸の場合
は、適切な浴組成は塩化ニツケル(200〜600g/
)およびフツ化水素酸(25〜50mls/)より
なり、PH2.6〜2.8および温度23℃であろう。
NH4F:HFの場合、適切な浴は塩化ニツケル
(300g/)およびNH4F:HF(20g/)より
なり、PH3.2および温度23℃のものであろう。こ
のような浴には17〜100℃の範囲内の他の温度を
採用することもできる。
Good results are also obtained when plating is carried out using alternative fluorinated compounds such as hydrofluoric acid and NH 4 F:HF. For hydrofluoric acid, the appropriate bath composition is nickel chloride (200-600g/
) and hydrofluoric acid (25-50 mls/), with a pH of 2.6-2.8 and a temperature of 23°C.
In the case of NH 4 F:HF, a suitable bath would consist of nickel chloride (300 g/) and NH 4 F:HF (20 g/) at a pH of 3.2 and a temperature of 23°C. Other temperatures within the range of 17-100°C may also be employed for such baths.

ニツケルの析出速度は一般に浴中の特定のフツ
化化合物、PH水準、浴の温度、およびケイ素中の
不純物量に依存する。さらに浴成分の濃度、およ
びめつきされるべき支持体の表面積も析出速度に
影響を与えるであろう。一般に析出速度はPH水準
が上昇するのに伴なつて増大し、温度の上昇に伴
なつて析出速度が増大する。めつきはP−型およ
びN−型双方のケイ素を用いて好結果が得られる
が、めつき速度は用いるドーパント(dopant)
の種類および濃度によつて異なる。一般に析出速
度はケイ素中の不純物濃度が増大するのに伴なつ
て増大する。たとえば上記の好ましい浴組成、PH
および温度を用いると、ケイ素を浴中に2分間浸
漬することによつて厚さ2100Åのニツケル層がP
−型ケイ素上に析出するであろう。接合の浅い素
子の場合、ニツケル層が500〜2500Åの厚さで析
出することが好ましい。接合がないかまたは接合
の深い(すなわち1ミクロン以上)素子にはこれ
と等しいかまたはそれよりも大きな厚さが用いら
れるであろう。接合点の浅い素子には約1500Åの
厚さが最も好ましい。
The rate of nickel precipitation generally depends on the particular fluorinated compound in the bath, the PH level, the temperature of the bath, and the amount of impurities in the silicon. Additionally, the concentration of bath components and the surface area of the support to be plated will also affect the deposition rate. Generally, the rate of precipitation increases as the PH level increases, and the rate of precipitation increases as the temperature increases. Good results have been obtained for plating using both P-type and N-type silicon, but the plating speed depends on the dopant used.
Depends on type and concentration. Generally, the deposition rate increases as the impurity concentration in the silicon increases. For example, the above preferred bath composition, PH
and temperature, a 2100 Å thick layer of nickel was deposited by dipping the silicon in the bath for 2 minutes.
- type silicon will precipitate. For devices with shallow junctions, it is preferred that the nickel layer is deposited to a thickness of 500 to 2500 Å. Equal or greater thicknesses may be used for devices with no junctions or deep junctions (ie, 1 micron or more). A thickness of about 1500 Å is most preferred for shallow junction devices.

浴の寿命は析出速度に逆の関係がある。浴のめ
つき能は浴中の化学物質の濃度水準に関係があ
る。塩化ニツケル(640g/)およびフツ化ア
ンモニウム(40g/)よりなる浴11は、浴を
再生する必要なしに7000cm2以上のケイ素を平均厚
さ2000Åにめつきした。再生すなわちもとの濃度
の再現は、浴に塩化ニツケルおよびフツ化アンモ
ニウムを追加することによつて簡単に達成するこ
とができる。
Bath life is inversely related to deposition rate. The plating ability of a bath is related to the concentration level of chemicals in the bath. Bath 11, consisting of nickel chloride (640 g/) and ammonium fluoride (40 g/), plated over 7000 cm 2 of silicon to an average thickness of 2000 Å without the need to regenerate the bath. Regeneration, or reproduction of the original concentration, can be easily accomplished by adding nickel chloride and ammonium fluoride to the bath.

本発明のめつき法があらゆる領域の半導体素
子、特に太陽電池、および多量の出力を伴ないか
つはんだ付けしうるパツドを必要とする半導体素
子たとえばSCRのものに有用であることは当業
者には容易に認められるであろう。この点で、本
発明を用いた太陽電池の製造につき以下に記載す
るが製造された製品として太陽電池を選択したの
は単に例示にすぎず限定ではない。
It will be appreciated by those skilled in the art that the plating method of the present invention is useful in all areas of semiconductor devices, particularly solar cells, and semiconductor devices that involve large amounts of power and require solderable pads, such as SCRs. would be easily recognized. In this regard, although the manufacture of solar cells using the present invention is described below, the selection of solar cells as the manufactured product is by way of example only and not limitation.

図4〜7は上記のニツケルめつき法を用いた太
陽電池の製造につき示す。まず図4に関しては、
米国特許第4152824号明細書に述べられかつ示さ
れた技術により製造された半導体本体が示されて
いる。本体8は一般に厚さ>―2.5×10-3cmを有す
るP−型ケイ素から作成されたケイ素支持体より
なる。領域11は支持体の背面に形成され、高導
電率P+領域をなすようにP−型ドーパントを追
加塗被されたP−型ケイ素よりなる。領域13は
高導電率N+領域をなすように十分な量のN−型
ドーパントを塗被した支持体の前面に設けられ
る。二酸化ケイ素より形成される最上層15が領
域13をおおう。層15は定められた部位におい
て穿孔され、図のように層13を露出させる。層
13はこれらの部分では開口17の直下の深さに
広がる。層15は5000Åの深さに形成されている
ことが好ましく、一方層11は>―10000Åの深さ
をもつ。さらに層13は開口17の直下の部分で
は>―5000Åの深さをもち、他の部分では<―3500°
Åの深さをもつことが好ましい。
4 to 7 illustrate the manufacture of solar cells using the nickel plating method described above. First, regarding Figure 4,
A semiconductor body is shown manufactured according to the techniques described and shown in U.S. Pat. No. 4,152,824. The body 8 generally consists of a silicon support made of P-type silicon with a thickness >-2.5x10 -3 cm. Region 11 is formed on the back side of the support and consists of P-type silicon additionally coated with a P-type dopant to form a high conductivity P+ region. Region 13 is provided on the front side of the support coated with a sufficient amount of N- type dopant to form a high conductivity N+ region. A top layer 15 formed of silicon dioxide covers region 13. Layer 15 is perforated at defined locations to expose layer 13 as shown. Layer 13 extends to a depth directly below opening 17 in these parts. Layer 15 is preferably formed to a depth of 5000 Å, while layer 11 has a depth of >-10000 Å. Furthermore, the layer 13 has a depth of >-5000 Å in the part immediately below the opening 17 and <-3500° in other parts.
It is preferable to have a depth of Å.

次いで半導体8を塩化ニツケル(640g/)
およびフツ化アンモニウム(40g/)を含有す
る温度25℃およびPH4.6の浴に約1分間浸漬する。
その結果ニツケル層19が開口17に近接したケ
イ素表面13上に析出付着し、ニツケル層21が
ケイ素支持体の背面に析出付着する。図5を参照
されたい。しかし同時に二酸化ケイ素上にはニツ
ケルはほとんど析出付着しない。ニツケル層19
および21は実質的に純粋なニツケルよりなり、
約850Åの深さをもつ。さらにケイ素本体の側端
面(図示されていない)上の二酸化ケイ素は層1
9のいずれかの部分が層21に直接に接触するの
を防ぎ、これにより出来上つた太陽電池の短絡を
避ける。図7では層19が格子状であり、25に
示されるように太陽電池領域13の一部を残す。
これらは露出して太陽エネルギーを受容する。
Next, semiconductor 8 is nickel chloride (640g/)
and ammonium fluoride (40 g/) at a temperature of 25° C. and a pH of 4.6 for about 1 minute.
As a result, a nickel layer 19 is deposited on the silicon surface 13 in the vicinity of the opening 17, and a nickel layer 21 is deposited on the back side of the silicon support. Please refer to FIG. 5. However, at the same time, almost no nickel is deposited on silicon dioxide. Nickel layer 19
and 21 consists of substantially pure nickel;
It has a depth of approximately 850 Å. Furthermore, the silicon dioxide on the side end faces (not shown) of the silicon body is layer 1.
9 is prevented from coming into direct contact with layer 21, thereby avoiding short circuits in the finished solar cell. In FIG. 7, layer 19 is grid-like, leaving part of the solar cell area 13 as shown at 25. In FIG.
These are exposed to receive solar energy.

めつきが行なわれたのち、半導体8を脱イオン
水中ですすぎ、乾燥させる。これは半導体本体上
に存在する可能性のある遊離したニツケルまたは
塩類を除去する作用をする。次いで本体8を窒素
または水素の雰囲気中で焼結し、ニツケル領域と
ケイ素領域の接合におけるケイ化ニツケル層23
(図6)の生成を促進する。実質的に純粋なニツ
ケルが実質的に純粋なケイ素に直接に接触してい
る場合にしばしば得られる整流接点よりもむしろ
オーム接合をニツケルとケイ素の接合が形成する
ことがケイ化ニツケル層によつて保証されるの
で、ケイ化ニツケル層23の生成が望ましい。ニ
ツケルが電極または接点として用いられる場合、
オーム接点が必要である。250〜350℃の温度にお
ける焼結はNi2Siの生成を促進し、一方350〜760
℃の温度における焼結はNiSiの生成を促進する
であろう。760℃を越える温度における焼結は
NiSi2の生成を促進するであろう。接合の浅い素
子には実際に用いられる最低のケイ化ニツケル生
成温度を採用することが望ましい。なぜならばケ
イ素中へのニツケルの拡散は温度の低下に伴なつ
て減少するからである。さらにケイ化ニツケル化
合物Ni2Siが他の2種のケイ化物よりも好まし
い。Ni2Siは1分子につき他の2種のケイ化物よ
りも少量のケイ素を消費する傾向をもち、このた
めケイ化ニツケル層23がN+ケイ素領域13を
貫通することにより太陽電池が作動不能となる可
能性が少なくなるからである。接合の浅い素子に
関しては、焼結を250〜350℃で約15〜40分間行な
う。太陽電池など接合の浅い素子にとつて好まし
い約300Åの深さをもつNi2Siのケイ化ニツケル
層を得るためには250〜350℃の範囲の温度および
約30分間が必要である。接合の深い素子または接
合のない素子に関しては、接合の浅い素子と同じ
温度で同じ期間あるいはこれよりも実質的に高い
温度および/またはこれよりも実質的に長い期間
焼結を行ない、ケイ化物NiSiおよびNiSi2の1種
以上(若干のNi2Siの生成を含むかまたは含まな
い)を生成させることができる。
After plating has taken place, semiconductor 8 is rinsed in deionized water and dried. This serves to remove any free nickel or salts that may be present on the semiconductor body. The body 8 is then sintered in a nitrogen or hydrogen atmosphere to form a nickel silicide layer 23 at the junction of the nickel and silicon regions.
(Figure 6). The nickel silicide layer allows the nickel-to-silicon junction to form an ohmic junction rather than the rectifying contact often obtained when substantially pure nickel is in direct contact with substantially pure silicon. The production of a nickel silicide layer 23 is desirable because it is guaranteed. When nickel is used as an electrode or contact,
Ohmic contacts are required. Sintering at temperatures of 250-350 °C promotes the formation of Ni2Si , while 350-760
Sintering at a temperature of °C will promote the formation of NiSi. Sintering at temperatures above 760℃
It will promote the formation of NiSi2 . For devices with shallow junctions, it is desirable to employ the lowest nickel silicide formation temperature actually used. This is because the diffusion of nickel into silicon decreases with decreasing temperature. Further, the nickel silicide compound Ni 2 Si is preferred over the other two silicides. Ni 2 Si tends to consume less silicon per molecule than the other two silicides, thus making the solar cell inoperable due to penetration of the nickel silicide layer 23 through the N+ silicon region 13. This is because the possibility becomes smaller. For shallow bonded devices, sintering is performed at 250-350° C. for about 15-40 minutes. Temperatures in the range of 250-350° C. and about 30 minutes are required to obtain a nickel silicide layer of Ni 2 Si with a depth of about 300 Å, which is preferred for shallow junction devices such as solar cells. For deep junction devices or non-junction devices, sintering is performed at the same temperature and for the same period of time as the shallow junction devices, or at a substantially higher temperature and/or for a substantially longer period of time, and the silicide NiSi and NiSi 2 (with or without the formation of some Ni 2 Si).

焼結がなされた時点で半導体8を希(10%)フ
ツ化水素酸浴に浸漬して酸化ケイ素層15を腐食
除去し、これにより図7に示す出来上がつた太陽
電池が得られる。そこでこの太陽電池を当業者に
周知の方法で用いて電気を起こすことができる。
Once sintered, semiconductor 8 is immersed in a dilute (10%) hydrofluoric acid bath to corrode away silicon oxide layer 15, resulting in the finished solar cell shown in FIG. 7. This solar cell can then be used to generate electricity in a manner well known to those skilled in the art.

本発明の本質を変えることなく上記方法の各種
変法および追加を行ないうることは容易に認めら
れるであろう。たとえば図6(焼結直後であつて
ただし酸化ケイ素層15の除去前の半導体8を示
す)に示された半導体をニツケルめつき浴に再浸
漬してニツケル層19および21上に追加量のニ
ツケルをめつきすることができる。焼結処理によ
りしばしばニツケル層19および21がより多孔
性となりこのため接点としての適性が低下する傾
向があるので、これが望ましい場合がある。この
追加量のニツケル析出は接点の性能を改善し、ニ
ツケル層19および21をはんだその他の接着材
料に対しより受理しやすくするのに役立つ。
It will be readily appreciated that various modifications and additions to the above method may be made without changing the essence of the invention. For example, the semiconductor shown in FIG. 6 (showing semiconductor 8 immediately after sintering but before removal of silicon oxide layer 15) may be re-immersed in a nickel plating bath to deposit additional amounts of nickel on nickel layers 19 and 21. can be plated. This may be desirable since the sintering process often tends to make the nickel layers 19 and 21 more porous and thus less suitable as contacts. This additional amount of nickel deposit improves the performance of the contacts and helps make the nickel layers 19 and 21 more receptive to solder and other adhesive materials.

他の予期される変法は、太陽電池の背面にアル
ミニウム裏打ちを付加することよりなる。このア
ルミニウム層は(真空蒸着その他の周知の技術に
より)層11の形成前にケイ素支持体9上にまた
は層11の形成後に施すことができる。アルミニ
ウム裏打ちが層11の形成前に施される場合、ア
ルミニウムはP−型ドーパントであるのでアルミ
ニウム析出により層11を形成することもでき
る。アルミニウムが施されたのちめつきが普通に
行なわれニツケルは簡単にアルミニウムに付着す
る。ニツケルがアルミニウム上に析出した部位で
は良好なオーム接点を形成させるためにアルミニ
ウム−ニツケル接合を焼結する必要はない点に注
目すべきである。従つて、アルミニウム裏打ちが
採用された場合には焼結は太陽電池前部のみに施
すことができる。
Another envisaged variation consists of adding an aluminum lining to the back side of the solar cell. This aluminum layer can be applied (by vacuum evaporation or other well-known techniques) onto the silicon support 9 before the formation of layer 11 or after the formation of layer 11. If the aluminum backing is applied before forming layer 11, layer 11 can also be formed by aluminum precipitation since aluminum is a P-type dopant. After the aluminum has been applied, plating is common and nickel easily adheres to the aluminum. It should be noted that where the nickel is deposited on the aluminum, it is not necessary to sinter the aluminum-nickel joint to form a good ohmic contact. Therefore, if an aluminum lining is employed, sintering can only be applied to the front part of the solar cell.

太陽電池の製造に際して、浴中のフツ化アンモ
ニウムの代わりにフツ化水素酸を用いるかも知れ
ない。この場合、浴は塩化ニツケル(640g/)
およびフツ化水素酸(25ml/)よりなり、PH
2.9および23℃であろう。この代替浴によれば前
記と実質的に同じ様式でケイ素上にニツケルめつ
きが得られる。しかし、フツ化水素酸はニツケル
析出を遮蔽するために用いられる酸化ケイ素層1
5を腐食離脱させる傾向をもつので上記の浴組成
は太陽電池の製造に際し好ましいものではない点
を留意すべきである。このような腐食の結果望ま
しくない析出が起こる場合があり、これが短絡に
より電池を不活化し、または電池の集光部の大部
分をおおうことにより電池の効率を低下させる可
能性がある。ニツケル沈着のために酸化ケイ素の
遮蔽を用いる可能性のある他の半導体装置の製造
に際しても、同様な問題が起こるであろう。さら
に、フツ化水素酸を浴中に用いるとPH制御に際し
て問題を生じる傾向がある。これらの理由から、
フツ化アンモニウムの代わりにフツ化水素酸を用
いることは好ましくない。装置の1面またはそれ
以上の面の特定部分に保護用の酸化ケイ素を有す
る素子をめつきするためにこの代替薬品を採用す
る必要があるならば、保護されていない表面領域
上にめつきが起こるのに十分な期間であつて保護
用の酸化物層を腐食離脱させるほど長くはない期
間だけ浴に素子を浸漬する。
Hydrofluoric acid may be used in place of ammonium fluoride in the bath in the manufacture of solar cells. In this case, the bath is nickel chloride (640g/)
and hydrofluoric acid (25ml/), PH
2.9 and 23°C. This alternative bath provides nickel plating on silicon in substantially the same manner as described above. However, hydrofluoric acid is a silicon oxide layer 1 used to shield nickel precipitation.
It should be noted that the bath compositions described above are not preferred for solar cell production because of their tendency to corrode away 5. Such corrosion can result in undesirable deposits that can inactivate the cell by shorting or reduce the efficiency of the cell by covering a large portion of the cell's light collection area. Similar problems may occur in the manufacture of other semiconductor devices that may use silicon oxide shielding for nickel deposition. Furthermore, the use of hydrofluoric acid in the bath tends to cause problems in PH control. because of these reasons,
It is not preferred to use hydrofluoric acid instead of ammonium fluoride. If it is necessary to employ this alternative chemical to plate a protective silicon oxide element on a specific portion of one or more surfaces of the device, the plating may occur on unprotected surface areas. The device is immersed in the bath for a period of time sufficient for this to occur, but not long enough to cause erosion of the protective oxide layer.

無電解めつきの代わりに本発明を用いることに
は多くの利点がある。まずケイ素上にニツケルを
めつきするために触媒前処理を行なう必要がな
い。また、ニツケルと共にリン化ニツケルが産生
して沈着した金属を汚染することがない。さら
に、アルミニウムを浴中で用いても広範な腐食が
起こることもない。さらにまたこのめつき法は優
れた結果を与える一方、さほど複雑ではない浴配
合を使用する。
There are many advantages to using the present invention in place of electroless plating. First, there is no need for catalyst pretreatment to plate nickel on silicon. Further, nickel phosphide is not produced together with nickel to contaminate the deposited metal. Furthermore, extensive corrosion does not occur when aluminum is used in the bath. Furthermore, this plating method provides excellent results while using less complex bath formulations.

さらに本発明の利点は、ニツケルが接点を通過
拡散し、短絡を形成する危険性が少ないため太陽
電池に2重接合を作る必要性が少なくなることで
ある。他の利点および可能な改変は当業者には明
らかであろう。
A further advantage of the invention is that there is less need to create double junctions in the solar cell since there is less risk of nickel diffusing through the contacts and forming short circuits. Other advantages and possible modifications will be apparent to those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第3図は本発明を用いてケイ素支持
体上にニツケルをめつきするための好ましい方法
における各工程を示す横断面図である。第4図乃
至第6図は本発明の好ましい実施態様を用いて太
陽電池を製造する方法における各工程を示す横断
面図である。第7図は本発明の好ましい実施態様
を用いて製造された完成された太陽電池の透視図
である。 1:支持体、3:ケイ素本体、5:外層、7:
外層、8:半導体本体、11:P−型ケイ素領
域、13:N+領域、15:最上層、17:開
口、19:ニツケル層、21:ニツケル層、2
3:ケイ化ニツケル層。
1-3 are cross-sectional views illustrating steps in a preferred method for plating nickel on a silicon support using the present invention. 4 to 6 are cross-sectional views showing each step in a method of manufacturing a solar cell using a preferred embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view of a completed solar cell manufactured using a preferred embodiment of the present invention. 1: Support, 3: Silicon main body, 5: Outer layer, 7:
Outer layer, 8: semiconductor body, 11: P- type silicon region, 13: N+ region, 15: top layer, 17: opening, 19: nickel layer, 21: nickel layer, 2
3: Nickel silicide layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 光起電力太陽電池若しくは他の半導体素子を
形成する際に用い、互いに反対方向に向いている
第1及び第2の面を有するケイ素本体にニツケル
をめつきをすることを含む方法であつて、 (a) 前記第2の面上にアルミニウムの被覆をめつ
きすること、 (b) 塩化ニツケルとフツ化アンモニウム若しくは
フツ化アンモニウムとフツ化水素酸との混合物
とを含有し、化学還元剤を含まない選択された
水性めつき浴中に前記ケイ素本体を浸漬するこ
と、 (c) 前記水性浴中のニツケルイオンが固体ニツケ
ルに変化し、前記ケイ素本体上に付着層として
沈着するように前記ケイ素本体を前記水性めつ
き浴中に保持すること、および (d) 前記水性めつき浴から前記ケイ素本体を取り
出すこと、からなる方法。 2 前記浴が実質的にフツ化アンモニウム及び塩
化ニツケルの水性浴である、特許請求の範囲第1
項記載の方法。 3 前記浴が640g/の濃度の塩化ニツケル及
び40g/の濃度のフツ化アンモニウムを含む、
特許請求の範囲第2項記載の方法。 4 前記浴のPHが4である特許請求の範囲第1項
ないし3項のいずれかに記載の方法。 5 前記浴の温度が20〜30℃である特許請求の範
囲第1項ないし第4項のうちのいずれかに記載の
方法。 6 前記ケイ素本体が酸化ケイ素で被覆された第
1表面領域及び前記酸化ケイ素を含まない第2表
面領域を有し、これによつて前記固体ニツケルが
前記酸化ケイ素を含まない第2表面領域上にのみ
析出付着することによりなる、特許請求の範囲第
1項ないし第5項のうちのいずれかに記載の方
法。 7 前記ケイ素本体と前記付着ニツケル層との間
にケイ化ニツケル接合を形成させるべく前記付着
ニツケル層を焼結させる後続工程を含む特許請求
の範囲第1項ないし第6項のうちのいずれかに記
載の方法。 8 前記焼結を窒素又は水素の雰囲気中で行うこ
とよりなる、特許請求の範囲第7項記載の方法。 9 Ni2Siの形成を促進すべく250〜350℃の温度
で前記焼結を行うことよりなる、特許請求の範囲
第7項記載の方法。 10 NiSiの形成を促進すべく350〜760℃の温
度で前記焼結を行うことよりなる、特許請求の範
囲第7項記載の方法。 11 NiSi2の形成を促進すべく760℃を越える
温度で前記焼結を行うことよりなる、特許請求の
範囲第7項記載の方法。 12 前記ケイ素本体上のニツケル層に追加のニ
ツケルを析出付着させるために、前記焼結終了後
に前記ケイ素本体を前記浴に再浸漬することより
なる、特許請求の範囲第7項記載の方法。 13 前記浴がフツ化アンモニウム及びフツ化水
素酸を含む特許請求の範囲第1項記載の方法。 14 前記浴のPHが3.2である、特許請求の範囲
第13項記載の方法。 15 前記浴の温度が17〜100℃である特許請求
の範囲第13項記載の方法。 16 前記ケイ素本体が前記第1の表面領域に隣
接した浅いP/N接合を有する、特許請求の範囲
第1項ないし第15項のうちのいずれかに記載の
方法。 17 前記浴が200〜600g/の濃度の塩化ニツ
ケルおよび25〜50g/の濃度のフツ化水素酸を
含む、特許請求の範囲第16項記載の方法。 18 前記浴の温度が17〜100℃である特許請求
の範囲第17項記載の方法。 19 前記ケイ素本体は、浸漬前に酸化ケイ素で
被覆された表面領域及び酸化ケイ素を含まない表
面領域を有し、そして前記浸漬は、前記浴中に浸
漬された酸化ケイ素を含まない領域上にめつきが
生じるに十分な期間であつて前記浴中で酸化ケイ
素膜を腐食離脱させるほど長くはない期間継続す
ることよりなる、特許請求の範囲第16項記載の
方法。 20 前記浴の温度が23℃である特許請求の範囲
第19項記載の方法。 21 光起電力太陽電池若しくは他の半導体素子
を製造する方法であつて、 (a) 第1の型の導電率を有し且つ互いに反対方向
を向いた第1及び第2の表面及び第2の型の導
電率であつて前記第1の表面を含む頂部領域を
有するケイ素半導体本体を提供し、 (b) 前記第2の表面上にアルミニウムの被覆を形
成し、 (c) 塩化ニツケル及び水中でイオン化するフツ化
化合物を含み、化学還元剤を含まない水性浴中
に前記ケイ素本体を浸漬し、 (d) ニツケル層が前記第1の表面上の少なくとも
一部分に析出付着するのに十分な期間、前記半
導体本体を前記浴中に保持し、 (e) 前記ケイ素本体を前記浴から取り出し、そし
て (f) 前記ケイ素本体と前記付着ニツケル層との間
にケイ化ニツケル接合を形成すべく前記付着ニ
ツケル層を焼結する、ことからなる方法。 22 前記第1の表面を電気絶縁被覆によつて被
覆する工程を更に含み、その結果、前記第1の表
面は、前記電気絶縁被覆によつて被覆された第1
の頂面領域及び前記電気絶縁被覆を含まない第2
の頂面領域を有し、前記第2の頂面領域は前記頂
部領域上に格子状の模様を形成する、特許請求の
範囲第21項記載の方法。 23 前記ニツケルが付着した後に前記第1の表
面から前記絶縁層を除去する工程を更に含む特許
請求の範囲第22項記載の方法。 24 前記フツ化化合物がフツ化アンモニウムで
ある特許請求の範囲第21項ないし第23項のう
ちのいずれかに記載の方法。 25 前記水性浴がフツ化アンモニウム及び塩化
ニツケルを含む特許請求の範囲第21項ないし第
23項のうちのいずれかに記載の方法。 26 前記浴が640g/の濃度の塩化ニツケル
及び40g/の濃度のフツ化アンモニウムを含む
特許請求の範囲第21項ないし第25項のうちの
いずれかに記載の方法。 27 前記浴のPHが4.5である特許請求の範囲第
21項ないし第26項のうちのいずれかに記載の
方法。 28 前記浴の温度が23℃である特許請求の範囲
第21項ないし第27項のうちのいずれかに記載
の方法。 29 前記頂部領域が5000Åの深さを有する特許
請求の範囲第21項ないし第28項のうちのいず
れかに記載方法。 30 厚さが1500Åのニツケル層を形成するのに
十分な期間、前記浴中に前記ケイ素本体を浸漬す
ることからなる特許請求の範囲第21項ないし第
29項のうちのいずれかに記載の方法。 31 前記焼結を、250〜350℃の温度において、
ケイ化ニツケル接合が形成されるのに十分な期間
であつて、前記ニツケルが前記頂部領域を貫通し
て前記第1の導電率の型のケイ素本体まで浸透す
るほど長くない期間行うことよりなる特許請求の
範囲第21項ないし第30項のうちのいずれかに
記載の方法。 32 前記半導体本体上のニツケル層に追加のニ
ツケルを析出させるべく、前記焼結後に前記浴中
に前記半導体本体を再浸漬することよりなる特許
請求の範囲第31項記載の方法。 33 前記焼結されたニツケル層を塩化ニツケル
及びフツ化アンモニウムからなる水性浴内に浸漬
することによつて前記焼結されたニツケル層上に
付加ニツケルがめつきされる、特許請求の範囲第
21項ないし第32項のうちのいずれかに記載の
方法。 34 前記浴が10〜640g/の濃度の塩化ニツ
ケル及び10〜40g/の濃度のフツ化アンモニウ
ムを含む特許請求の範囲第33項記載の方法。 35 前記浴は、PHが2〜6であり、温度が17〜
100℃である特許請求の範囲第34項記載の方法。 36 前記ニツケル層の厚さが500〜2500Åに達
するまで前記ケイ素本体を前記浴中に保持する特
許請求の範囲第21項ないし第35項のうちのい
ずれかに記載の方法。
[Claims] 1. Plating nickel onto a silicon body having first and second faces facing in opposite directions for use in forming photovoltaic solar cells or other semiconductor devices. (a) plating an aluminum coating on the second surface; (b) containing a mixture of nickel chloride and ammonium fluoride or ammonium fluoride and hydrofluoric acid; (c) the nickel ions in the aqueous bath are converted to solid nickel and deposited as a deposited layer on the silicon body; A method comprising: retaining the silicon body in the aqueous plating bath for deposition; and (d) removing the silicon body from the aqueous plating bath. 2. Claim 1, wherein said bath is an aqueous bath of substantially ammonium fluoride and nickel chloride.
The method described in section. 3. said bath contains nickel chloride at a concentration of 640 g/l and ammonium fluoride at a concentration of 40 g/l;
The method according to claim 2. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the bath has a pH of 4. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature of the bath is 20 to 30°C. 6 the silicon body has a first surface area coated with silicon oxide and a second surface area free of silicon oxide, whereby the solid nickel is coated on the second surface area free of silicon oxide; 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the method comprises depositing and adhering only. 7. Any one of claims 1 to 6 including a subsequent step of sintering the deposited nickel layer to form a nickel silicide bond between the silicon body and the deposited nickel layer. Method described. 8. The method according to claim 7, wherein the sintering is performed in a nitrogen or hydrogen atmosphere. 9. A method as claimed in claim 7, characterized in that said sintering is carried out at a temperature of 250-350<0>C to promote the formation of Ni2Si . 10. The method of claim 7, comprising carrying out said sintering at a temperature of 350 to 760<0>C to promote the formation of 10 NiSi. 11. The method of claim 7, comprising carrying out said sintering at a temperature above 760° C. to promote the formation of NiSi 2 . 12. The method of claim 7, comprising re-immersing the silicon body in the bath after the sintering is completed to deposit additional nickel on the nickel layer on the silicon body. 13. The method of claim 1, wherein the bath comprises ammonium fluoride and hydrofluoric acid. 14. The method according to claim 13, wherein the bath has a pH of 3.2. 15. The method according to claim 13, wherein the temperature of the bath is 17 to 100°C. 16. The method of any of claims 1-15, wherein the silicon body has a shallow P/N junction adjacent the first surface region. 17. The method of claim 16, wherein the bath comprises nickel chloride in a concentration of 200 to 600 g/l and hydrofluoric acid in a concentration of 25 to 50 g/l. 18. The method according to claim 17, wherein the temperature of the bath is 17 to 100°C. 19 The silicon body has a surface area coated with silicon oxide and a surface area free of silicon oxide before dipping, and the dipping includes a surface area coated with silicon oxide and a silicon oxide free surface area immersed in the bath. 17. The method of claim 16, comprising continuing for a period of time sufficient to cause burning, but not long enough to cause corrosion of the silicon oxide film in the bath. 20. The method of claim 19, wherein the temperature of the bath is 23°C. 21 A method of manufacturing a photovoltaic solar cell or other semiconductor device comprising: (a) first and second surfaces having a first type of conductivity and facing in opposite directions; (b) forming a coating of aluminum on the second surface; (c) dissolving the silicon semiconductor body in nickel chloride and water; (d) immersing the silicon body in an aqueous bath containing an ionizable fluoride compound and free of chemical reducing agents for a period of time sufficient to deposit a nickel layer on at least a portion of the first surface; retaining the semiconductor body in the bath; (e) removing the silicon body from the bath; and (f) depositing the deposited nickel to form a nickel silicide bond between the silicon body and the deposited nickel layer. A method consisting of sintering layers. 22 further comprising the step of coating the first surface with an electrically insulating coating, such that the first surface is covered with the electrically insulating coating.
and a second region that does not include the electrically insulating coating.
22. The method of claim 21, wherein the second top area forms a grid-like pattern on the top area. 23. The method of claim 22, further comprising the step of removing the insulating layer from the first surface after the nickel is deposited. 24. The method according to any one of claims 21 to 23, wherein the fluorinated compound is ammonium fluoride. 25. A method according to any of claims 21 to 23, wherein the aqueous bath comprises ammonium fluoride and nickel chloride. 26. A method according to any one of claims 21 to 25, wherein the bath comprises nickel chloride at a concentration of 640 g/l and ammonium fluoride at a concentration of 40 g/l. 27. The method according to any one of claims 21 to 26, wherein the bath has a pH of 4.5. 28. A method according to any one of claims 21 to 27, wherein the temperature of the bath is 23°C. 29. A method according to any of claims 21 to 28, wherein the top region has a depth of 5000 Å. 30. A method according to any of claims 21 to 29, comprising immersing the silicon body in the bath for a period sufficient to form a nickel layer having a thickness of 1500 Å. . 31 The sintering is carried out at a temperature of 250 to 350°C,
a period of time sufficient to form a nickel silicide bond, but not so long as to cause the nickel to penetrate through the top region and into the silicon body of the first conductivity type. A method according to any one of claims 21 to 30. 32. The method of claim 31, further comprising re-immersing the semiconductor body in the bath after the sintering to deposit additional nickel on the nickel layer on the semiconductor body. 33. Claim 21, wherein additional nickel is plated onto the sintered nickel layer by immersing the sintered nickel layer in an aqueous bath consisting of nickel chloride and ammonium fluoride. The method according to any one of items 32 to 32. 34. The method of claim 33, wherein said bath comprises nickel chloride at a concentration of 10 to 640 g/l and ammonium fluoride at a concentration of 10 to 40 g/l. 35 The bath has a pH of 2 to 6 and a temperature of 17 to
35. The method according to claim 34, wherein the temperature is 100°C. 36. A method according to any of claims 21 to 35, wherein the silicon body is maintained in the bath until the thickness of the nickel layer reaches between 500 and 2500 Å.
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