NL1012961C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting. - Google Patents
Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1012961C2 NL1012961C2 NL1012961A NL1012961A NL1012961C2 NL 1012961 C2 NL1012961 C2 NL 1012961C2 NL 1012961 A NL1012961 A NL 1012961A NL 1012961 A NL1012961 A NL 1012961A NL 1012961 C2 NL1012961 C2 NL 1012961C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- substrate
- doped regions
- barrier material
- diffusion
- doping
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 75
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 49
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 42
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 18
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 3
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 6
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007649 pad printing Methods 0.000 description 1
- 235000015927 pasta Nutrition 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/068—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/914—Doping
- Y10S438/92—Controlling diffusion profile by oxidation
Description
Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting.
De uitvinding betreft een werkwijze voor het vormen van een halfgeleiderinrichting met een patroon van uiteen gelegen hoog gedoteerde gebieden in een 5 halfgeleidersubstraat, en tussen de hoog gedoteerde gebieden gelegen laag gedoteerde gebieden, waarbij een doteringsmateriaal op het substraat wordt aangebracht, ten minste ter plaatse van de hoog gedoteerde gebieden, het substraat wordt onderworpen aan een diffusiestap waarin atomen uit het 10 doteringsmateriaal in het substraat diffunderen, en geleidende contacten boven de hoog gedoteerde gebieden worden gevormd.
In J.Horzel, J. Szlufcik, J. Nijs, R. Mertens, "a simple processing sequence for selective emitters", 26th PVSC, Sept. 30- Oct 3; Anaheim, CA; 1997 IEEE pp 139-142 is een methode beschreven voor het vormen van een selectieve emitter in een p-type 15 kristallijn Si-substraat, waarbij een diffiisiemateriaal in de vorm van een doteringspasta, zoals fosforpasta, op het substraat wordt aangebracht door zeefdrukken. Vervolgens wordt het substraat gedroogd op een transportband en in een diffusieoven geplaatst. Tijdens de diffusiestap diffunderen de doteringsmaterialen in het substraat terwijl via de gasatmosfeer van de oven diffiisiemateriaal naar de gebieden buiten de opdruk van 20 doteringsmateriaal beweegt. Onder het opgedrukte doteringsmateriaal worden relatief diepe diffusiezones gevormd met een fosforconcentratie variërend van 1020 cm'3 aan het oppervlak van het substraat tot 1017 cm'3 op een diepte van 0,5 μτη onder het substraatoppervlak. Buiten de gebieden van de opdruk werden ondiepe diffusiezones gevormd met een lage fosforconcentratie, variërend van 10 cm" aan het 25 substraatoppervlak tot 1018 op een diepte van 0,2pm. Het nadeel van de bekende werkwijze, met name bij de fabricage van zonnecellen waarbij de hoog gedoteerde gebieden in een patroon van een reeks parallelle banen of vingers worden aangebracht, is dat de diffusie tussen de banen met hoge concentratie zeer gevoelig is voor de atmosfeer in de diffusieoven, waardoor de diffusiemethode onvoldoende stabiel is als 30 productieproces. Verder zijn de hoge en lage dotering afhankelijk, zodat de dotering lokaal niet optimaal kan worden aangepast. Voor een goed contact met de op de hoog gedoteerde gebieden geplaatste metallisatie, die vaak wordt aangebracht door zeefdrukken, is een geringe oppervlakteweerstand gewenst en dus een zo hoog 1 0 1 29 61' 2 mogelijke dotering. Voor de tussen de metallisatie gelegen gebieden is, bijvoorbeeld bij n-p type zonnecellen, een redementsverhoging mogelijk door passivering van het oppervlak met thermisch S1O2 of PECVD SiN, waardoor recombinatie van ladingsdragers aan het oppervlak wordt tegengegaan. Deze 5 rendementsverhoging is alleen te bereiken indien de dotering laag is.
Het is daarom een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze voor het vormen van een halfgeleiderinrichting, in het bijzonder een zonnecel, waarbij op efficiënte wijze hoog en laag gedoteerde gebieden op nauwkeurig bepaalde posities op het substraat kunnen worden aangebracht. Het is een verder doel 10 van de uitvinding te voorzien in een werkwijze waarbij de concentraties van het doteringsmateriaal in de hoog en in de laag gedoteerde gebieden relatief onafhankelijk van elkaar kunnen worden ingesteld.
Hiertoe is de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt doordat voorafgaand aan de diffiisiestap ter plaatse van de laag gedoteerde gebieden een diffusie barrièremateriaal 15 op het substraat wordt aangebracht door het opdrukken van het barrièremateriaal in het patroon van de laag gedoteerde gebieden.
Door het barrièremateriaal worden de daaronder gelegen substraatgebieden tijdens de diffiisiestap, die doorgaans bij temperaturen van ca. 900 °C zal worden doorgevoerd, afgeschermd van het op de naburige gebieden aangebrachte 20 diffusiemateriaal. Hierdoor is de concentratie van de laag gedoteerde gebieden op nauwkeurige wijze en onafhankelijk van de concentratie van de hoog gedoteerde gebieden, vrij in te stellen. Verder kan met de methode volgens de uitvinding met een enkele zeefdrukstap en een enkele droogstap worden volstaan.
Het is mogelijk om eerst het doteringsmateriaal als een uniforme laag op het 25 substraat aan te brengen, bijvoorbeeld door opsproeien, en vervolgens het barrièremateriaal door een druktechniek op de gebieden van het substraat met een lage dotering te drukken, waarna de diffiisiestap wordt uitgevoerd. In deze uitvoeringsvorm kan het barrièremateriaal de diffusie van het onderliggende diffusiemateriaal vertragen of kan dit etsende eigenschappen hebben, zodat de onderliggende diffusie tijdens de 30 diffiisiestap uit het substraat wordt wegge-etst. Een barrièremateriaal met etsende eigenschappen omvat bijvoorbeeld ZnO.
Op alternatieve wijze wordt volgens de uitvinding eerst het barrièremateriaal door zeefdrukken, stencildruk, offsetdruk, tampondruk of met andere, op zich bekende
- >·; T
• *· — ·<..✓ -j · 3 druktechnieken, op de gebieden van het substraat aangebracht die een lage dotering dienen te hebben. Vervolgens kan het doteringsmateriaal als een enkele laag door opsproeien, spinnen, dompelen, opdampen of vanuit de gasfase (zoals bijvoorbeeld dmv POCb-gas in een kristallen buis) over het substraat en over het 5 barrièremateriaal worden aangebracht.
Hoewel dit vanuit het oogpunt van productie niet de voorkeur verdient, kan het doteringsmateriaal ook selectief op de gebieden van het substraat met hoge dotering worden gedrukt, voorafgaand of na het aanbrengen van het barrièremateriaal. Het barrièremateriaal omvat bijvoorbeeld een diëlectrisch materiaal zoals S13N4, S1O2, 10 T1O2, waaraan een n-type doteringsmateriaal, zoals fosfor (P), Arsenicum (As),
Antimoon(Sb) of Bismuth (Bi) kan zijn toegevoegd, of een p-type doteringsmateriaal zoals Boron (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In) of Thallium (Th). Dit materiaal wordt in pastavorm op het substraat gedrukt en vervolgens bij temperaturen tussen 200 °C en 1000 °C gesinterd.
15 Na de diffusiestap bedraagt de oppervlakteweerstand in de hoog gedoteerde gebieden bijvoorbeeld tussen 10 en 60 Ohm vierkant, bij een concentratie van doteringsatomen tussen 1018 cm'3 en 1021 cm'3, bij een diffiisiediepte onder het substraatoppervlak tussen 0,1 pm en 0,5 pm. De oppervlakteweerstand van de laag gedoteerde gebieden bedraagt tussen 40 Ohm en 500 Ohm vierkant bij een concentratie 20 van doteringsatomen tussen 1017 cm'3 en 1021 cm'3, bij een diffiisiediepte tussen 0,1 pm en 0,5 pm.
Enkele uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zullen bij wijze van voorbeeld nader uiteen worden gezet aan de hand van de bij gevoegde schematische tekening. In de tekening toont: 25 fig 1. een schematische weergave van een werkwijze volgens de stand van de techniek, fig. 2a, 2b en 2c, eerste uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de onderhavige uitvinding onder toepassing van een uniforme laag doteringsmateriaal, fig. 3a, 3b, 3c, een alternatieve uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de 30 uitvinding onder selectieve aanbrenging van het doteringsmateriaal, fig. 4a, 4b, 4c, een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding waarbij het barrièremateriaal etsende eigenschappen heeft, en 1 0 1 29 6 1 4 fig. 5 een concentratieprofiel van een halfgeleiderinrichting vervaardigd volgens de uitvinding.
Fig.1 toont een p-type substraat uit bijvoorbeeld silicium gedoteerd met n-type atomen. Op het substraat 1 wordt door middel van zeefdrukken een doteringsmateriaal 5 2 in de vorm van een pasta, zoals een fosforpasta, aangebracht boven de hoog te doteren gebieden van het substraat 1. Na een diffusiestap bij ca. 900° C. in een diffusieoven zijn in substraat 1 hooggedoteerde gebieden 3 en laaggedoteerde gebieden 4,4' gevormd door zijwaartse diffusie vanuit de fosforpasta 2 via de atmosfeer van de diffusieoven.
10 Fig. 2a toont een eerste stap van de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij op het p-type kristallijn siliciumsubstraat 1 door middel van druktechniek, zoals bijvoorbeeld zeefdrukken, een barrièremateriaal 5,5’,5" wordt aangebracht boven de laag te doteren gebieden van het substraat 1. Het barrièremateriaal 5-5" omvat bijvoorbeeld een pastavormig diëlectrisch materiaal zoals S13N4, S1O2, T1O2. Na het 15 opdrukken van de pasta, wordt het barrièremateriaal 5-5" gesinterd bij een temperatuur tussen de 200° C en 1000° C. Vervolgens wordt, zoals getoond in fig. 2b, het doteringsmateriaal 2 uniform over het substraat 1 en over het barrièremateriaal 5-5” aangebracht. Het doteringsmateriaal kan op zeer veel verschillende wijzen worden aangebracht, bijvoorbeeld in de vorm van een organisch molecuul (bijvoorbeeld tri-20 ethyl fosfaat) of in de vorm van fosforzuur. Het doteringsmateriaal 2 kan door middel van opsproeien, spinnen, dompelen, opdampen of vanuit een gasfase worden aangebracht.
Vervolgens wordt de halfgeleiderinrichting volgens fig. 2b in een diffusieoven geplaatst en onderworpen aan een diffusiestap bij bijvoorbeeld ca. 1000° C. Hierdoor 25 diffunderen de n-type atomen vanuit het doteringsmateriaal 2 het substraat 1 in, zodat in het substraat 1 hooggedoteerde gebieden 6,6' worden gevormd die zijn gelegen tussen laaggedoteerde gebieden 7,7',7". De laaggedoteerde gebieden 7,7',7" bevinden zich onder het barrièremateriaal 5-5". Tenslotte worden op het doteringsmateriaal 2 boven de hooggedoteerde gebieden 6,6' geleidende contacten 8,8' aangebracht 30 bijvoorbeeld uit aluminium, eveneens door middel van een druktechniek. Het is echter eveneens mogelijk om na de diffusiestap van fig. 2b, het doteringsmateriaal 2 en het barrièremateriaal 5-5" weg te etsen en om vervolgens een passiveringslaag over het substraat 1 aan te brengen uit bijvoorbeeld S1O2 of PECVD SiN.
• . :J 7'1 .
5
Fig. 3a toont een uitvoeringsvorm waarbij allereerst het barrièremateriaal 5-5" in het gewenste patroon van laag- en hooggedoteerde gebieden op het substraat 1 wordt gedrukt, waarna het n-type doteringsmateriaal tussen het barrièremateriaal 5-5" wordt 5 aangebracht.
Na de uitvoering van een diffusiestap in fig. 3b, worden de metaalcontacten op 8,8' op het doteringsmateriaal 2 boven de hooggedoteerde gebieden 6,6' door een druktechniek aangebracht.
Het is mogelijk om in de uitvoeringsvormen volgens fig. 2a - fig. 3c een 10 etsmiddel toe te voegen aan het barrièremateriaal 5-5", om eventueel onder het barrièremateriaal gedifferendeerd doteringsmateriaal weg te etsen.
Fig. 4a. toont een uitvoeringsvorm waarbij eerst het doteringsmateriaal 2 over het substraat 1 wordt aangebracht, waarna het barrièremateriaal 5-5" in het gewenste patroon door opdrukken op het doteringsmateriaal 2 wordt afgezet. In dit geval kan het 15 barrièremateriaal een etsmiddel omvatten zoals bijvoorbeeld ZnO. Tijdens de diffusiestap die wordt doorgevoerd in fig. 4b zal het etsmiddel uit het barrièremateriaal de daaronder gelegen diffusiegebieden weg-etsen, zodat de hooggedoteerde gebieden 6,6' in het substraat overblijven op posities waar het barrièremateriaal 5-5" afwezig is. Vervolgens kunnen metaalcontacten 8,8' boven de hooggedoteerde diffusiegebieden 20 6,6' worden aangebracht, zoals getoond in fig. 4c.
Deze methode heeft als voordeel dat tussen de posities van het barrièremateriaal en naburige locaties een optisch verschil ontstaat dat kan worden gebruikt bij de uitlijning van het metallisatiepatroon. Verder kan met de constructie volgens fig. 4c een verlaagde reflectie worden verkregen.
25 Het zij opgemerkt dat, hoewel de werkwijze is beschreven aan de hand van een p-type substraat en een n-type doteringsmateriaal, de werkwijze eveneens geschikt is voor toepassing bij n-type substraten met p-type doteringsmateriaal.
Fig. 5 toont tenslotte een grafische weergave van de concentratie versus de diepte onder het substraatoppervlak voor een halfgeleiderinrichting vervaardigd 30 volgens de onderhavige uitvinding. De procescondities bij de vervaardiging van de halfgeleiderinrichting met het concentratieprofiel volgens fig. 5 waren als volgt:
De barrièrelaag is aangebracht vanuit een printpasta die is uitgestookt onder lucht bij circa 400°C. Dit leidt tot een laag van ongeveer 1 pm dik Si02 van een weinig λ ^ Tjv 6 poreuze aard (> 80% volume aan Si02). Het is belangrijk dat de pasta weinig scheuren vertoont om de efficiëntiewinst maximaal te laten zijn. Een partiele bedekking van de wafer met een barrièrelaag leidt tot een lagere efficiëntie maar niet tot kortsluiting van de cel, zoals wel het geval is bij het maken van een selectieve emitter 5 m.b.v. een lakprint ter bescherming van de plaatsen waar een hooggedoteerde emitter nodig is.
Na het aanbrengen van de barrièrelaag is een fosforhoudende laag aangebracht m.b.v. spincoaten met een fosforbron in vloeistoffase. Vervolgens is de wafer ingediffundeerd bij 900 0 C gedurende 10 minuten, wat leidde tot het patroon onder de 10 barrièrelaag zoals in fig. 5 is aangeven.
Voor het maken van cellen worden vervolgens zilverlijnen geprint met een breedte van ongeveer 100 pm, binnen de eerdere uitsparing van de barrièrelaag. Deze uitsparing is groter gekozen om de kans op kortsluiting op de laaggedoteerde gebieden te voorkomen. Minimaal is deze uitsparing 150 pm breed. Uit fig. 5 blijkt dat de 15 concentratie van donoratomen in de hooggedoteerde gebieden 6,6' aanzienlijk hoger is en zich over een grotere diepte uitstrekt dan de concentraties van doteringsmateriaal in gebieden onder het barrièremateriaal 5-5". De lage donorconcentraties aan het oppervlak, zoals in fig. 5 worden getoond, lenen zich uitstekend voor een oppervlakteposivering. Dit kan leiden tot een significante stijging van de efficiëntie in 20 de orde van 5%, relatief.
Λ A 1 Γ· E U \ L J Ό
Claims (11)
1 Werkwijze voor het vormen van een halfgeleiderinrichting met een patroon van uiteen gelegen hoog gedoteerde gebieden (6, 6') in een halfgeleidersubstraat (1), en 5 tussen de hoog gedoteerde gebieden (6,6') gelegen laag gedoteerde gebieden (7, 7', 7"), waarbij een doteringsmateriaal (2) op het substraat wordt aangebracht, ten minste ter plaatse van de hoog gedoteerde gebieden, het substraat wordt onderworpen aan een diffiisiestap waarin atomen uit het 10 doteringsmateriaal in het substraat diffunderen, en geleidende contacten (8, 8') boven de hoog gedoteerde gebieden worden gevormd, met het kenmerk, dat voorafgaand aan de diffusiestap ter plaatse van de laag gedoteerde gebieden (7, 7', 7") een diffusie barrièremateriaal (5, 5', 5") op het substraat wordt aangebracht 15 door het opdrukken van het barrièremateriaal in het patroon van de laag gedoteerde gebieden.
2, Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat eerst het barrièremateriaal (5, 5', 5") op het substraat (1) wordt aangebracht, waarna het doteringsmateriaal (2) 20 wordt aangebracht.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het doteringsmateriaal (2) over het barrièremateriaal (5, 5', 5") en over tussen het barrièremateriaal gelegen gebieden van het substraat (1) wordt aangebracht. •4 A 4 O Λ r i '
4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het doteringsmateriaal (2) nagenoeg uitsluitend op tussen het barrièremateriaal (5, 5', 5") gelegen gebieden wordt aangebracht. 5
5. Werkwijze volgens conclusie 1 en 4, met het kenmerk, dat eerst het doteringsmateriaal (2) op het substraat wordt aangebracht ter plaatse van de hoog gedoteerde gebieden (6, 6'), waarna het barrièremateriaal (5, 5', 5") ten minste ter plaatse van de laag gedoteerde gebieden op het substraat wordt aangebracht. 10
6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusie, met het kenmerk, dat het diffusie barrièremateriaal (5, 5', 5") een pastavormig diëlectrisch materiaal omvat, dat na het aanbrengen op het substraat (1) wordt gesinterd.
7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat aan het barrièremateriaal een doteringsmateriaal is toegevoegd.
8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de oppervlakteweerstand van de hoog gedoteerde gebieden tussen 10 en 60 Ohm vierkant 20 bedraagt, en de oppervlakteweerstand voor de laag gedoteerde gebieden tussen 40 en 500 Ohm vierkant bedraagt.
9 Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de concentratie van het doteringsmateriaal in de hoog gedoteerde gebieden tussen 1018 cm’3 en 1021 cm'3 25 bedraagt, terwijl de diffusiediepte tussen 0,1 pm en 0,5pm bedraagt, en waarbij de diffusiediepte in de laag gedoteerde gebieden tussen 1017 cm*3 en 1021 cm'3 bedraagt bij een diffusiediepte tussen 0,1 pm en 5pm.
10 Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een 5 etsend materiaal aan het diffusie barrièremateriaal (5, 5', 5")wordt toegevoegd voor wegetsen van het substraat.
1 J 1 ES !£> S
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1012961A NL1012961C2 (nl) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting. |
| EP00963124A EP1208608A1 (en) | 1999-09-02 | 2000-09-01 | Method for the production of a semiconductor device |
| JP2001527368A JP2003510852A (ja) | 1999-09-02 | 2000-09-01 | 半導体デバイスの製造方法 |
| AU74576/00A AU7457600A (en) | 1999-09-02 | 2000-09-01 | Method for the production of a semiconductor device |
| US10/070,172 US6756290B1 (en) | 1999-09-02 | 2000-09-01 | Method for the production of a semiconductor device |
| PCT/NL2000/000613 WO2001024279A1 (en) | 1999-09-02 | 2000-09-01 | Method for the production of a semiconductor device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1012961 | 1999-09-02 | ||
| NL1012961A NL1012961C2 (nl) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1012961C2 true NL1012961C2 (nl) | 2001-03-05 |
Family
ID=19769818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1012961A NL1012961C2 (nl) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6756290B1 (nl) |
| EP (1) | EP1208608A1 (nl) |
| JP (1) | JP2003510852A (nl) |
| AU (1) | AU7457600A (nl) |
| NL (1) | NL1012961C2 (nl) |
| WO (1) | WO2001024279A1 (nl) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8664030B2 (en) | 1999-03-30 | 2014-03-04 | Daniel Luch | Collector grid and interconnect structures for photovoltaic arrays and modules |
| DE10047556A1 (de) * | 2000-09-22 | 2002-04-11 | Univ Konstanz | Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle und nach diesem Verfahren hergestellte Solarzelle |
| DE10239845C1 (de) * | 2002-08-29 | 2003-12-24 | Day4 Energy Inc | Elektrode für fotovoltaische Zellen, fotovoltaische Zelle und fotovoltaischer Modul |
| US20070144577A1 (en) * | 2005-12-23 | 2007-06-28 | Rubin George L | Solar cell with physically separated distributed electrical contacts |
| DE102006003283A1 (de) * | 2006-01-23 | 2007-07-26 | Gp Solar Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit unterschiedlich stark dotierten Bereichen |
| US7498508B2 (en) * | 2006-02-24 | 2009-03-03 | Day4 Energy, Inc. | High voltage solar cell and solar cell module |
| CN101394739A (zh) * | 2006-02-28 | 2009-03-25 | 西巴控股公司 | 抗微生物化合物 |
| DE102006013336A1 (de) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | Gp Solar Gmbh | Kontaktierungsverfahren für Halbleitermaterial sowie Halbleiterbauelement |
| KR20070099840A (ko) * | 2006-04-05 | 2007-10-10 | 삼성에스디아이 주식회사 | 태양 전지 및 이의 제조 방법 |
| US9236512B2 (en) | 2006-04-13 | 2016-01-12 | Daniel Luch | Collector grid and interconnect structures for photovoltaic arrays and modules |
| US9006563B2 (en) | 2006-04-13 | 2015-04-14 | Solannex, Inc. | Collector grid and interconnect structures for photovoltaic arrays and modules |
| US8822810B2 (en) | 2006-04-13 | 2014-09-02 | Daniel Luch | Collector grid and interconnect structures for photovoltaic arrays and modules |
| US8729385B2 (en) | 2006-04-13 | 2014-05-20 | Daniel Luch | Collector grid and interconnect structures for photovoltaic arrays and modules |
| US9865758B2 (en) | 2006-04-13 | 2018-01-09 | Daniel Luch | Collector grid and interconnect structures for photovoltaic arrays and modules |
| US8884155B2 (en) | 2006-04-13 | 2014-11-11 | Daniel Luch | Collector grid and interconnect structures for photovoltaic arrays and modules |
| ATE452375T1 (de) * | 2006-05-04 | 2010-01-15 | Elektrobit Wireless Comm Ltd | Verfahren zur inbetriebnahme eines rfid-netzwerks |
| US20080092944A1 (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Leonid Rubin | Semiconductor structure and process for forming ohmic connections to a semiconductor structure |
| US20080290368A1 (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Day4 Energy, Inc. | Photovoltaic cell with shallow emitter |
| KR20100097219A (ko) * | 2007-12-18 | 2010-09-02 | 데이4 에너지 인코포레이티드 | Ｐｖ 스트링으로 에지 액세스를 수행하는 광전지 모듈, 연결 방법, 장치, 및 시스템 |
| US20090239363A1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-09-24 | Honeywell International, Inc. | Methods for forming doped regions in semiconductor substrates using non-contact printing processes and dopant-comprising inks for forming such doped regions using non-contact printing processes |
| DE102008019402A1 (de) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Gebr. Schmid Gmbh & Co. | Verfahren zur selektiven Dotierung von Silizium sowie damit behandeltes Silizium-Substrat |
| JP5223004B2 (ja) * | 2008-07-28 | 2013-06-26 | デイ４ エネルギー インコーポレイテッド | 低温精密エッチ・バック及び不動態化プロセスで製造された選択エミッタを有する結晶シリコンｐｖ電池 |
| US20100035422A1 (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-11 | Honeywell International, Inc. | Methods for forming doped regions in a semiconductor material |
| US8053867B2 (en) * | 2008-08-20 | 2011-11-08 | Honeywell International Inc. | Phosphorous-comprising dopants and methods for forming phosphorous-doped regions in semiconductor substrates using phosphorous-comprising dopants |
| US7951696B2 (en) * | 2008-09-30 | 2011-05-31 | Honeywell International Inc. | Methods for simultaneously forming N-type and P-type doped regions using non-contact printing processes |
| DE102009008786A1 (de) * | 2008-10-31 | 2010-06-10 | Bosch Solar Energy Ag | Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle und Solarzelle |
| US8518170B2 (en) | 2008-12-29 | 2013-08-27 | Honeywell International Inc. | Boron-comprising inks for forming boron-doped regions in semiconductor substrates using non-contact printing processes and methods for fabricating such boron-comprising inks |
| US7820532B2 (en) * | 2008-12-29 | 2010-10-26 | Honeywell International Inc. | Methods for simultaneously forming doped regions having different conductivity-determining type element profiles |
| CN102428565A (zh) * | 2009-03-26 | 2012-04-25 | Bp北美公司 | 用于在热扩散掺杂区域中带有激光烧结接触的太阳能电池的设备和方法 |
| US8163587B2 (en) * | 2009-07-02 | 2012-04-24 | Innovalight, Inc. | Methods of using a silicon nanoparticle fluid to control in situ a set of dopant diffusion profiles |
| US8324089B2 (en) * | 2009-07-23 | 2012-12-04 | Honeywell International Inc. | Compositions for forming doped regions in semiconductor substrates, methods for fabricating such compositions, and methods for forming doped regions using such compositions |
| TWI449198B (zh) * | 2009-10-05 | 2014-08-11 | Nat Univ Tsing Hua | Selective emitter solar cell process |
| TWI431797B (zh) | 2010-10-19 | 2014-03-21 | Ind Tech Res Inst | 選擇性射極之太陽能電池及其製作方法 |
| JP2013055334A (ja) * | 2011-08-11 | 2013-03-21 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | 太陽電池の製法およびそれにより得られた太陽電池 |
| US8629294B2 (en) | 2011-08-25 | 2014-01-14 | Honeywell International Inc. | Borate esters, boron-comprising dopants, and methods of fabricating boron-comprising dopants |
| US8975170B2 (en) | 2011-10-24 | 2015-03-10 | Honeywell International Inc. | Dopant ink compositions for forming doped regions in semiconductor substrates, and methods for fabricating dopant ink compositions |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4152824A (en) * | 1977-12-30 | 1979-05-08 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Manufacture of solar cells |
| JPS5612782A (en) * | 1979-07-11 | 1981-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of solar battery |
| JPS61121326A (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| DE4217428A1 (de) * | 1991-12-09 | 1993-06-17 | Deutsche Aerospace | Hochleistungs-solarzellenstruktur |
| EP0851511A1 (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-01 | IMEC vzw | Semiconductor device with two selectively diffused regions |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4070689A (en) * | 1975-12-31 | 1978-01-24 | Motorola Inc. | Semiconductor solar energy device |
| US4321283A (en) * | 1979-10-26 | 1982-03-23 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Nickel plating method |
| JPS6215864A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-24 | Hitachi Ltd | 太陽電池の製造方法 |
| US4818337A (en) * | 1986-04-11 | 1989-04-04 | University Of Delaware | Thin active-layer solar cell with multiple internal reflections |
| JPH03124067A (ja) * | 1989-10-07 | 1991-05-27 | Showa Shell Sekiyu Kk | 光起電力装置およびその製造方法 |
| DE59310390D1 (de) * | 1992-03-20 | 2006-10-12 | Shell Solar Gmbh | Herstellungsverfahren einer Solarzelle mit kombinierter Metallisierung |
| DE4413215C2 (de) * | 1994-04-15 | 1996-03-14 | Siemens Solar Gmbh | Solarmodul mit Dünnschichtaufbau und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US6552414B1 (en) * | 1996-12-24 | 2003-04-22 | Imec Vzw | Semiconductor device with selectively diffused regions |
| EP0986109A4 (en) * | 1998-03-25 | 2005-01-12 | Tdk Corp | Solar battery module |
| DE10021440A1 (de) * | 2000-05-03 | 2001-11-15 | Univ Konstanz | Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle und nach diesem Verfahren hergestellte Solarzelle |
-
1999
- 1999-09-02 NL NL1012961A patent/NL1012961C2/nl not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-09-01 AU AU74576/00A patent/AU7457600A/en not_active Abandoned
- 2000-09-01 EP EP00963124A patent/EP1208608A1/en not_active Withdrawn
- 2000-09-01 WO PCT/NL2000/000613 patent/WO2001024279A1/en not_active Application Discontinuation
- 2000-09-01 US US10/070,172 patent/US6756290B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-09-01 JP JP2001527368A patent/JP2003510852A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4152824A (en) * | 1977-12-30 | 1979-05-08 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Manufacture of solar cells |
| JPS5612782A (en) * | 1979-07-11 | 1981-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of solar battery |
| JPS61121326A (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| DE4217428A1 (de) * | 1991-12-09 | 1993-06-17 | Deutsche Aerospace | Hochleistungs-solarzellenstruktur |
| EP0851511A1 (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-01 | IMEC vzw | Semiconductor device with two selectively diffused regions |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| J. HORZEL ET AL.: "Novel method to form selective emitters in one diffusion step without etching or masking", 14TH EUROPEAN PHOTOVOLTAIC SOLAR ENERGY CONFERENCE, 30 June 1997 (1997-06-30) - 4 July 1997 (1997-07-04), BARCELONA, ES, pages 61 - 64, XP002138812 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 005, no. 063 (E - 054) 28 April 1981 (1981-04-28) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 010, no. 306 (E - 446) 17 October 1986 (1986-10-17) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU7457600A (en) | 2001-04-30 |
| JP2003510852A (ja) | 2003-03-18 |
| WO2001024279A1 (en) | 2001-04-05 |
| US6756290B1 (en) | 2004-06-29 |
| EP1208608A1 (en) | 2002-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL1012961C2 (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting. | |
| EP2171762B1 (en) | Method for producing a silicon solar cell with a back-etched emitter as well as a corresponding solar cell | |
| US8962979B2 (en) | Transparent conductors for silicon solar cells | |
| US4431858A (en) | Method of making quasi-grain boundary-free polycrystalline solar cell structure and solar cell structure obtained thereby | |
| AU751678B2 (en) | Solar cell and process of manufacturing the same | |
| JP2774142B2 (ja) | 太陽電池 | |
| US5928438A (en) | Structure and fabrication process for self-aligned locally deep-diffused emitter (SALDE) solar cell | |
| EP0881690B1 (fr) | Procédé de réalisation d'un transistor bipolaire stabilisé avec éléments isolants électriques | |
| JP2002511190A (ja) | シリコン太陽電池および他のデバイス用の自己ドーピング陰極および陽極のための方法および装置 | |
| JP2006310373A (ja) | 太陽電池の製造方法及び太陽電池並びに半導体装置の製造方法 | |
| JP2012532474A (ja) | 一連のドーパント拡散プロファイルをその場で制御するためのシリコンナノ粒子流体の使用方法 | |
| Ebong et al. | High efficiency inline diffused emitter (ILDE) solar cells on mono‐crystalline CZ silicon | |
| JP2014504026A (ja) | 太陽電池用非接触バスバー及び非接触バスバーを製造する方法 | |
| KR100643031B1 (ko) | 광전 변환 소자 및 그 제조 방법 | |
| US20110308599A1 (en) | Method for producing a wafer-based, rear-contacted hetero solar cells and hetero solar cell produced by the method | |
| JP2928433B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| US8338275B2 (en) | Methods of forming a metal contact on a silicon substrate | |
| Shetty et al. | InN quantum dot based infra-red photodetectors | |
| CN105742410A (zh) | 背结n型晶体硅太阳能电池及其制备方法和组件、系统 | |
| CN110265512A (zh) | 一种太阳能电池背面局域掺杂的掺杂方法 | |
| US8513104B2 (en) | Methods of forming a floating junction on a solar cell with a particle masking layer | |
| KR101154095B1 (ko) | 태양 전지 및 그 제조 방법 | |
| AU2005200138A1 (en) | Method for the production of a semiconductor device | |
| JP6875252B2 (ja) | ポリイミドペーストの乾燥方法及び高光電変換効率太陽電池の製造方法 | |
| Schindler et al. | Single step rapid thermal diffusion for selective emitter formation and selective oxidation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20070401 |