TWI721017B - 用於金屬化半導體裝置的以導電條為基礎之遮罩 - Google Patents
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Abstract
本發明描述一種製造半導體裝置的方法和所得到的半導體裝置。在示例中，製造半導體裝置的方法包括形成半導體區域和在半導體區域上方形成的金屬晶種區域。該方法可以包括在金屬區域的第一部分上設置導電條，其中導電條形成在半導體區域上。方法可以包括將導電條的接觸部分接合到金屬區域的第一部分。該方法可以包括蝕刻金屬區域的第二部分，並且其中導電條抑制對金屬區域的第一部分的蝕刻。在示例中，導電條可以具有塗層。在一個示例中，半導體裝置可為太陽能電池。
Description
本發明係關於一種用於金屬化半導體裝置的以導電條為基礎之遮罩。
半導體裝置，例如光伏(PV)電池等是習知的電子裝置。在一個示例中，通常被稱為太陽能電池的光伏(PV)電池是用於將太陽輻射轉換為電能的裝置。通常太陽輻射撞擊於太陽能電池基板表面並進入太陽能電池基板，在基板塊中產生電子和電洞對。電子和電洞對遷移到基板中的p型摻雜和n型摻雜區，從而在摻雜區域之間產生電壓差。摻雜區域連接到太陽能電池上的導電區域，從而將電流從電池導引到外部電路。當PV電池組合在諸如太陽能模組的陣列中時，從所有太陽能電池集合的電能可串聯結合和並聯佈置組合以提供具有特定電壓、電流的能量。
生產半導體裝置的效率與此種半導體裝置的成本效益直接相關。因此，通常期望用提高半導體裝置的效率的技術或用提高半導體裝置的製造效率的技術以減少該半導體裝置之生產成本。本揭露的一些實施例透過提供用於製造半導體裝置結構的新工藝來增加該半導體裝置的製造效率。
本發明的一態樣是關於一種製造半導體裝置的方法，該方法包括：形成第一半導體區域；形成第一金屬區域在第一半導體區域上方；放置第一導電條於第一金屬區域的第一部分上方，其中第一導電條形成在第一半導體區域上方；將第一導電條的接觸部分接合到第一金屬區域的第一部分以將第一導電條電連接至第一金屬區域；以及形成第一導電接點在第一半導體區域上方，其中所述之形成包括蝕刻第一金屬區域的第二部分，並且其中第一導電條抑制第一金屬區域的第一部分的蝕刻。
本發明的另一態樣是關於一種製造半導體裝置的方法，該方法包括：形成第一半導體區域和第二半導體區域；形成第一金屬區域在第一半導體區域上方；放置經塗覆的第一導電條於第一金屬區域的第一部分上方，其中經塗覆的第一導電條形成在第一半導體區域上方；以及將經塗覆的第一導電條的接觸部分接合到第一金屬區域的第一部分以將經塗覆的第一導電條電連接至第一金屬區域；以及形成第一導電接點在第一半導體區域上方，其中所述之形成包括蝕刻第一金屬區域的第二部分，並且其中經塗覆的第一導電條抑制第一金屬區域的第一部分的蝕刻。
本發明的另一態樣是關於一種太陽能電池，該太陽能電池包括：第一半導體區域；以及設置在第一半導體區域上方之第一金屬接點指。第一金屬接點指包括：設置在第一半導體區域上方之第一金屬區域；以及設置在第一金屬區域的至少一部分上方之經塗覆的第一導電條，其中經塗覆的第一導電條形成在第一半導體區域上方。
本發明的再一態樣是關於一種太陽能電池，該太陽能電池包括：第一半導體區域；以及一第一金屬接點指，設置在該第一半導體區域上
方，該第一金屬接點指包括：設置在第一半導體區域上方之第一金屬區域；以及設置在第一金屬區域的至少一部分上方之經塗覆的第一導電條，其中經塗覆的第一導電條形成在第一半導體區域上方。
102、104、106、108:操作
200、300:半導體裝置
202:基底
203:紋理化表面
204、304、404:前側
206、306、406:背側
212、312:第一半導體區域
214、314:第二半導體區域
213:電介質區域
215、403:表面
216:接觸開口
220、320、420:金屬區域
221、231、321、331:厚度
222、322:第一部分
223、323、423:前電介質區域
224、324:第二部分
225、325:蝕刻
230、330、433:導電條
232、332:接觸部分
234、236、334、336、435:導電接點
240:力
242:施力器
333:金屬條
335、337、437:塗層
400:太陽能電池
414:半導體區域
第1圖根據一些實施例繪示製造半導體裝置的示例方法的流程圖表示。
第2圖到第5圖根據一些實施例繪示第1圖的方法期間之示例半導體裝置的橫截面圖。
第6圖根據一些實施例繪示示例半導體裝置。
第7圖到第9圖根據一些實施例繪示第1圖的方法期間之另一示例半導體裝置的橫截面圖。
第10圖根據一些實施例繪示另一示例半導體裝置。
第11圖根據一些實施例繪示再一示例半導體裝置。
以下詳細描述本質上僅為說明，並且不旨在限制本申請標的之實施例或這些實施例的使用。如用於本文中，詞語「示例性(exemplary)」意味著「用作為示例、實例或說明(serving as an example,instance,or illustration)」。描述於本文中以作為示例之任何實施方式不必然被解釋為比其他實施方式優選或有利。此外，並不意圖受在前述技術領域、背景技術、發明內容或以下詳細描述中呈現的任何明示或暗示的理論束縛。
本說明書包括參照「一個實施例(one embodiment)」或「一實施例(an embodiment)」。短語「在一個實施例中(in one embodiment)」或「在
一實施例中(in an embodiment)」的出現不必然指代相同的實施例。特定特徵、結構或特性可以與本揭露一致的任何合適的方式組合。
術語
以下段落提供在本揭露(包括所附申請專利範圍)中找到的用語的定義和/或背景：「包括(Comprising)」：此用語是開放式的。當用於所附申請專利範圍時，此用語不排除其他結構或步驟。
「配置以(Configured To)」：各種單元或組件可以被描述或主張為「配置以」執行一個或多個任務。在此種背景中，「配置以」被用以通過指出單元/組件包括在操作期間執行那些任務或任務的結構來暗示結構。因此，即使當指定的單元/組件目前不處於操作狀態(例如，不是開啟/活動)時，單元/組件也可以被說成是配置以執行任務。
「第一(First)」、「第二(Second)」等：如用於本文中，這些用語用作為其所前綴之名詞的標籤，並且不暗示任何類型的順序(例如，空間、時間、邏輯等)。例如，稱為「第一」導電條不一定意味著該導電條在順序上為第一個導電條；相反地，用語「第一」係用於將該導電條與另一導電條(例如，「第二」導電條)做區別。
「基於(Based On)」：如用於本文中，此用語被用以描述影響判定的一個或多個因素。此用語不排除可能影響判定的其他因素。也就是說，判定可以僅僅基於那些因素或至少部分地基於那些因素。考慮片語「基於B判定A」。雖然B可以是影響A的判定的因素，但是此種片語不排除A的判定也基於C。在其他實例中，A可以僅基於B判定。
「耦合(Coupled)」：以下描述指元件或節點或特徵被「耦合」在一起。如用於本文中，除非另有明確說明，否則「耦合」是指一元件/節點/
特徵直接或間接地連接到(或直接或間接地聯通於)另一個元件/節點/特徵，而不一定是機械地連接。
「抑制(Inhibit)」：如用於本文中，抑制用於描述減少或最小化效果。當組件或特徵被描述為抑制動作、運動或狀況時，其可完全地防止結果或結果或完全地防止未來狀態。另外，「抑制」還可以指可能發生的結果、性能和/或效果的減輕或減少。因此，當組件、元件或特徵被稱為抑制結果或狀態時，其不需要完全防止或消除該結果或狀態。
此外，在下面的描述中也可以僅為了參照之目的而使用某些用語，因此不旨在為限制。例如：諸如「上(upper)」、「下(lower)」、「上方(above)」和「下方(below)」的用語是指進行參照的附圖中的方向。諸如「前(front)」、「背(back)」、「後(rear)」、「側(side)」、「外側(outboard)」和「內側(inboard)」的用語描述藉由參照描述以下討論部件之內文及相關圖式而變得明確之一致但任意之參照框架中的組件部分的方向及/或位置。此類術語可包括於上方具體提到的字詞、其衍生字以及類似意味的字詞。
在以下描述中，闡述了許多具體細節，例如具體操作，以提供對本揭露實施例的透徹理解。對於本領域中具有通常知識者顯而易見的是，本揭露的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實施。在實例中，不詳細描述習知技術，以免不必要地模糊本揭露的實施例。
本說明書包括用於製造半導體裝置的示例方法的描述，隨後是由所述方法形成的示例半導體裝置。在示例中，半導體裝置可以是但不限於如下第2圖至第10圖中所描述的太陽能電池。在全文中提供了各種示例。儘管許多示例是以背接觸式太陽能電池為背景繪製和描述，但本文所述的結構和技術同樣可應用於前接觸式太陽能電池。
現在轉到第1圖，第1圖根據一些實施例示出用於製造半導體裝置的方法。在各種實施例中，第1圖的方法可以包括比所示更多(或更少)的
方塊。例如，在一些實施例中，在形成金屬晶種區域之前，可以在半導體裝置的前側或背側中或上形成半導體區域。
參照第2圖，且對應於第1圖的流程圖的操作102，根據一些實施例，可以在半導體裝置200的表面215上形成金屬區域220。在實施例中，半導體裝置200可以包括基底202。在實施例中，半導體裝置200可以具有在正常操作期間面向太陽的前側204和與前側204相對的背側206。在一個示例中，半導體裝置200是太陽能電池。
在實施例中，可以在基底202的表面215上形成電介質區域213，如圖所示。在實施例中，電介質區域213可以包括氧化矽和/或其它氧化物。在實施例中，接觸開口216可以如所示地形成在電介質區域213中，從而可在接觸開口216內的基底202的表面215上形成金屬區域220。在一示例中，接觸開口216可以通過雷射燒蝕和/或通過光罩和蝕刻工藝等形成。
在實施例中，基底202可以是矽基底。在一些實施例中，在形成金屬區域220之前，矽基底可以進行清潔、拋光、平坦化和/或薄化或其它處理。在一實施例中，矽基底可以是單晶矽基底或多晶矽基底。在一實施例中，矽基底可以是N型或P型矽基底。
在一實施例中，在形成金屬區域220之前，可以在基底202中或上方形成半導體區域。在一示例中，第一半導體區域212可以包括N型摻雜區。在一個示例中，第二半導體區域214可以包括P型摻雜區。在一實施例中，第一半導體區域212和第二半導體區域214可以位於基底202中。在一實施例中，第一半導體區域212和第二半導體區域214可以形成在基底202上。在一示例中，第一半導體區域212和第二半導體區域214可以是摻雜之多晶矽區。在一實施例中，可以在基底上方形成摻雜之多晶矽區。在一個實施例中，可以在摻雜之多晶矽區和基底之間形成電介質區域(例如，穿隧氧化物)。在一實施例中，半導體區域212、214可以形成在半導體裝置200的背側206，如第2圖中所示。
在一些實施例中，相反地，半導體區域可以形成在半導體裝置200的前側204上。在一個示例中，可以在半導體裝置200的背側上形成第一半導體區域，和/或可以在半導體裝置200的前側上形成第二半導體區域。在一示例中，可以在半導體裝置的前側上的半導體區域上方形成金屬區域。在實施例中，可以在太陽能電池背側上的第一半導體區域上方形成第一金屬區域，和/或在太陽能電池的前側上的第二半導體區域上方形成第二金屬區域。因此，在一些示例中，可以使用複數個半導體和/或金屬區域(例如：2個或更多個)。
在一實施例中，金屬區域220可以包括鋁(例如：鋁區域)、鋁/矽、鎳、銅、鈦、鎢、和/或其合金。在一實施例中，金屬區域220可以通過毯覆沉積、濺鍍、印刷技術(例如：絲網印刷、噴墨印刷和/或旋塗)等其他示例形成。在一實施例中，金屬區域220可以具有在50-1000奈米範圍內的厚度221。在一個實施例中，金屬區域220可以具有大於1000奈米(例如，2000奈米)的厚度221
在一實施例中，半導體裝置200的前側204可以是如第2圖所示的紋理化表面203。在一實施例中，可以使用氫氧化物型濕蝕刻劑(hydroxide-based wet etchant)來形成至少一部分的紋理化表面203和/或紋理化基底202的暴露部分。紋理化表面可以是具有規則或不規則形狀表面的表面。在一示例中，規則形狀的表面可以是平滑和/或平坦化的表面。在一個示例中，不規則形狀的表面可以是粗糙、不平坦和/或非平面的表面。在一實施例中，在太陽能電池200的前側204的紋理化表面203可以被配置以散射入射光，其從太陽能電池200的前側204散射光，可以減少從前側204反射之光量，從而增加在太陽能電池200的前側204收集的光。
參照第3圖和第1圖的流程圖的對應操作104，根據一些實施例，導電條230可以放置在金屬區域220的第一部分222上。在一實施例中，導電條230可以放置在金屬區域220的第一部分222上，其中導電條230可以如所
示地被放置為實質上平行於半導體區域212、214。在一示例中，可以使用機器視覺系統來對齊金屬區域220的第一部分222上方之導電條230，其中該放置與半導體區域212、214中的其一實質上平行。在一實施例中，導電條230可以是導電線、帶、預切割之箔或箔條。在一示例中，導電條230可以包括銅、鎳、鋁和/或其合金，以及其他示例。在一個示例中，導電條230可以是銅線或鋁箔。在一實施例中，導電條230可以具有在50-1200奈米範圍內的厚度231。在一個實施例中，導電條230可以具有大於1200奈米(例如，2000奈米)的厚度231。在一實施例中，厚度231的比例可以是厚度221的2倍、10倍或100倍或更多。在一實施例中，金屬區域220的第二部分224可以被露出，例如：在該部分上不具有有任何導電條。如第3圖所示，各導電條230在半導體區域212和214的每一個上對齊。在一實施例中，複數個導電條可以放置在金屬區上。在一個實施例中，第一和第二導電條可以放置在金屬區域上。在一示例中，第一和第二導電條可以放置在實質上相同的半導體區域上(例如：放置在相同極性的半導體區域上方)。在一些示例中，第二導電條可以放置在與第一導電條不同的第二半導體區域上(例如，放置在不同極性的半導體區域上方)。
在一些實施例中，第一導電條可以放置在半導體裝置200的前側204和/或背側206上。在一示例中，第一導電條可以放置在位於半導體裝置200的背側上的第一半導體區域上，和/或第二導電條可以放置在位於半導體裝置200的前側204上的第二半導體區域上。在一些實施例中，第一和第二金屬區域可以分別形成在第一和第二導電條與第一和第二半導體區域之間。
參照第4圖以及第1圖的流程圖之對應操作106，可以執行接合工藝以將導電條230的接觸部分232接合到金屬區域220的第一部分222。在一個實施例中，接合工藝包括將導電條230電連接到金屬區域220。如圖所示，接觸部分232可以是導電條230與金屬區域220的第一部分222接觸(例如：平面接觸)的部分。在一實施例中，通過平面接觸金屬區域220的第一部分222，
接觸部分232可以抑制金屬區域220的第一部分222處的蝕刻(例如：在後續的蝕刻工藝期間)，而在導電條230和金屬區域220之間的間隙和氣泡(air pocket)，可允許在那些部分蝕刻。
在一實施例中，操作106的接合工藝可以包括向導電條230的接觸部分施加力240，以將導電條230電連接到金屬區域220。在一示例中，如第4圖所示，可使用施力器242來將力240施加到導電條230的接觸部分。在一示例中，施力器242可以是滾筒或刮刀。在一此種示例中，使用施力器242使得力均勻地施加到導電條230的接觸部分232和金屬區域220的第一部分222上。在一示例中，可以執行熱壓工藝以將導電條230的接觸部分電連接到金屬區域220。
在一實施例中，接合可以包括加熱導電條230的接觸部分232，以將導電條230電連接到金屬區域220。在一個示例中，熱可以在施加力240到導電條230的接觸部分之後、期間或之前施加。在一示例中，可以使用雷射來加熱導電條的接觸部分。在一個示例中，雷射裝置可以用於將導電條230電連接到金屬區域220。在一些示例中，可以使用焊接工藝(例如：雷射焊接工藝)來將導電條230的接觸部分232接合到金屬區域220的第一部分222。在一個實施例中，加熱可以包括感應加熱和/或接觸加熱。
在一實施例中，導電條230可以包括設置在導電條的接觸部分232和金屬區域230的第一部分222之間的導電粘合劑。在一示例中，導電粘合劑可以是錫膏。在一實施例中，接合可以包括加熱導電粘合劑(例如，錫膏)以將導電條230電連接到金屬區域220。在一個實施例中，加熱導電粘合劑可以包括感應加熱和/或接觸加熱。
參照第5圖和第1圖的流程圖的相應操作108，根據一些實施例，可以執行蝕刻工藝以形成導電接點234、236。在一個示例中，第4圖的金屬區域220的第二部分224可以被蝕刻225以形成導電接點234、236。在示例中，
蝕刻225可以在第一半導體區域212上形成第一導電接點234及在第二半導體區域214上形成第二導電接點236。在一個示例中，蝕刻225可以將第一導電接點234與第二導電接點236電分離。在一示例中，蝕刻225可以包括至少部分地蝕刻導電條230，如第5圖所示，其中在方塊108，導電條230可以抑制對金屬晶種區域220的第一部分222的蝕刻。在一個示例中，如所示，第一和第二導電接點234、236可以形成在半導體裝置200的背側206上。在一些實施例中，導電條230可以不被蝕刻(例如：塗層335未被蝕刻)。
在一些實施例中，相反地，一個或多個導電接點可以形成在半導體裝置的前側。在一示例中，第一導電接點可以形成在位於半導體裝置200的背側上的第一半導體區域上，和/或第二導電接點可以形成在位於半導體裝置200的前側上的第二半導體區域上。
在一示例中，第4圖的導電條230可以具有大於金屬區域220的厚度321的厚度331。在相同的示例中，蝕刻225可以包括蝕刻穿透具有厚度331的金屬區域220，以將第一導電接點234與第二導電接點236電分離。在相同的示例中，蝕刻225可以包括部分地蝕刻具有厚度331的導電條230，其中導電條230抑制蝕刻金屬晶種區域220的第一部分222。
在一實施例中，第一蝕刻劑可用於蝕刻穿透第4圖的金屬區域220的第二部分224。在一示例中，第一蝕刻劑可包括具有氧化劑的酸(例如：過氧化氫)。在一些示例中，第一蝕刻劑可包括鹼(例如：氫氧化鉀，氫氧化鈉)。在一個示例中，第4圖的導電條230可以具有大於金屬晶種區域220的第二厚度的第一厚度，並且導電條230可以包括與金屬區域220實質上相同的金屬。在相同的實施例中，第一蝕刻劑可被配置以蝕刻穿透金屬區域220的第二厚度並且部分地蝕刻導電條230的第一厚度。在一個實施例中，蝕刻持續時間可以被配置以使蝕刻穿透金屬區域220的第二部分224並且部分地蝕刻導電條230。在一實施例中，蝕刻持續時間可配置以使蝕刻穿透金屬區域220的第二部分224，並
且僅部分地蝕刻導電條230。在一些實施例中，可以使用多種蝕刻劑(例如：第一、第二等)。在一示例中，第一蝕刻劑可以用於蝕刻包括第一金屬的金屬區域220，並且第二蝕刻劑可以用於蝕刻包括第二(不同)金屬的導電條230。在一個實施例中，導電條230可以被視為部分犧牲蝕刻阻障。在一實施例中，第一和第二蝕刻劑可以是基本上相同和/或不同的蝕刻劑(例如：具有氧化劑的酸等)。
在一實施例中，導電接點234、236可以包括導電條230和金屬區域220。在一個實施例中，導電接點234、236可以形成金屬接點指。在一實施例中，金屬接點指可以是叉指狀的。
第6圖根據一些實施例繪示由第2圖至第5圖中描述的方法形成的示例性半導體裝置。如所示，半導體裝置可以是太陽能電池200，其可以具有在正常操作期間面向太陽的前側204和與前側204相對的背側206。
在一實施例中，太陽能電池200的前側204可以具有如第6圖所示的紋理化表面203。紋理化表面可以是具有規則或不規則形狀表面的表面。在一示例中，規則形狀的表面可以是平滑和/或平坦化的表面。在一個示例中，不規則形狀的表面可以是粗糙、不平坦和/或非平面的表面。在一實施例中，在太陽能電池200的前側204的紋理化表面203可以被配置以散射入射光，其從太陽能電池200的前側204散射光，可以減少從前側204反射之光量，從而增加在太陽能電池200的前側204收集的光。在一實施例中，可以在表面203上形成前電介質區域223。在一些實施例中，前電介質區域223可以包括氧化矽以及其它氧化物。
一實施例中，太陽能電池200可包括基底202。在一實施例中，基底202可以是矽基底。在一些實施例中，矽基底可以是單晶矽基底或多晶矽基底。在一個實施例中，矽基底可以是N型或P型矽基底。
在一實施例中，基底202可以包括在太陽能電池200的背側206上的半導體區域212、214。在一示例中，第一半導體區域212可以包括N型摻雜區域。在一個示例中，第二半導體區域214可以包括P型摻雜區域。在一實施例中，第一半導體區域212和第二半導體區域214可以位於基底202中。在一實施例中，第一半導體區域212和第二半導體區域214可以設置在基底202上。在一示例中，第一和第二半導體區域212、214可以是摻雜之多晶矽區。在一實施例中，摻雜之多晶矽區可以在太陽能電池200的背側206設置於基底202上。在一個實施例中，電介質區域(例如，穿隧氧化物)可以設置在摻雜之多晶矽區與基板之間。
在一實施例中，導電接點234、236可以在太陽能電池200的背側206設置於半導體區域212、214上。在一示例中，第一導電接點234可以設置在第一半導體區域212上。在一個示例中，第二導電接點236可以設置在第二半導體區域214上。在一示例中，導電接點234、236可以是金屬接點指。在一些示例中，金屬接點指可以是叉指狀的。在一實施例中，導電接點234、236提供從第一和第二半導體區域212、214到外部電路的電流傳導路徑。在一些實施例中，導電接點220、221可以包括金屬區域220。在一實施例中，電介質區域213可以設置在金屬區域220和基底202之間，如所示。在一個實施例中，電介質區域213可以包括氧化矽以及其它氧化物。在一實施例中，金屬區域220可以包括鋁(例如：鋁區域)、鋁/矽、鎳、銅、鈦、鎢和/或其合金。在一實施例中，金屬區域220可以具有大約在50-1000奈米範圍內的厚度。
在一實施例中，導電接點234、236可包括導電條230。在一個實施例中，導電條230可以設置在金屬區域220上，如所示。在一實施例中，導電條224可以包括銅、鎳、鋁、鐵和/或其合金。在一實施例中，導電條230可以具有大約在60-1200奈米範圍內的厚度。
在一些實施例中，金屬區域220和導電條230可以包括相同的金屬。在一示例中，金屬區域220和導電條230可以分別都包括鋁。在一些示例中，金屬晶種區域220的第一部分222處的金屬和接觸部分232的金屬可以實質上相同。例如，金屬區域220的第一部分222和導電條230的接觸部分232可以是鋁或含鋁合金。
在一個實施例中，金屬區域220和導電條230可以是實質上不同的。一個示例中，金屬區域220可以包括鋁，而導電條230可以包括鐵或鋼。在相同的示例中，可以使用熱壓工藝將包括鐵或鋼的導電條接合到包括鋁的金屬晶種區域。
在一實施例中，另一個半導體區域可以位於太陽能電池200的前側204上。在一示例中，半導體區域可以包括N型或P型摻雜區域。在一實施例中，另一導電接點可設置在太陽能電池200的前側204上的半導體區域上。在一實施例中，導電接點還可以包括接合到金屬區域的導電條，其中導電接點係位於太陽能電池200的前側上的半導體區域上。在相同的實施例中，半導體裝置200可以是前接觸式太陽能電池。
參照第7圖至第9圖，其顯示根據一些實施例的製造半導體裝置的方法。如所示，第7圖至第9圖的方法實質上類似於第2圖至第5圖的方法。第7圖至第9圖的方法具有與第2圖至第5圖的元件相似的附圖標記，其中在所有附圖中相同的附圖標記指代相似的元件。在一實施例中，除了下面描述的部分以外，第7圖至第9圖的半導體裝置300的結構分別實質上類似於第2圖至第5圖中的半導體裝置200的結構。因此，除非在第7圖至第9圖中具體指出，否則第2圖至第5圖中的類似結構的描述分別同樣適用於第7圖至第9圖的結構。
參照第7圖和第1圖的流程圖的相應操作104，根據一些實施例，經塗覆的導電條330可以放置在金屬區域320的第一部分322上。在一示例中，
經塗覆的導電條330可以放置在第一和第二半導體區域312、314上。在一個實施例中，如所示地，經塗覆的導電條330可以放置為實質上與半導體區域312、314平行。在一實施例中，如所示地，經塗覆的導電條330可以包括具有塗層335的金屬條333。在一個實施例中，塗層335可以具有大約在1-10μm範圍內的厚度331。在一實施例中，塗層335的厚度331可以大於或等於金屬區域320的厚度321。在一實施例中，金屬區域320可以具有大約在50-1000奈米範圍內的厚度。在一實施例中，塗層335可以包括鋁(例如，鋁區域)、鋁/矽、鎳、銅、鈦、鎢和/或其合金以及其他示例。在一實施例中，塗層可以包括錫膏。在一實施例中，金屬條可以包括鎳、銅、鐵和鋼以及其他示例。在一實施例中，厚度331的比例可以是厚度321的2倍、10倍或100倍或更多。在一實施例中，經塗覆的導電條330可以是經塗覆的導電線、經塗覆的帶、經塗覆的預切割箔或箔的塗覆條。在一個示例中，經塗覆的導電條330可以是經塗覆的銅線或經塗覆的鋁箔。
在一些實施例中，經塗覆的第一導電條可以放置在半導體裝置300的前側304和/或背側306上。在一示例中，第一導電條可以放置在位於半導體裝置300的背側上的第一半導體區域上，和/或第二導電條可以放置在位於半導體的前側304上的第二半導體區域上。在一些實施例中，第一和第二金屬區域可以分別形成在第一和第二導電條與第一和第二半導體區域之間。如上所述，可以使用複數個導電條(例如：第一、第二導電條)。
參照第8圖以及第1圖的流程圖的相應操作106，可以執行接合工藝以將經塗覆的導電條330的接觸部分332接合到金屬區域320的第一部分322。在一實施例中，第8圖的接合工藝實質上類似於第4圖中所描述的接合工藝。因此，第4圖的對應部分的描述同樣適用於第8圖的描述。
參照第9圖以及第1圖的流程圖的相應操作108，根據一些實施例，可以執行蝕刻工藝以形成導電接點334、336。在一實施例中，除了如下所
述之部分外，第9圖的蝕刻工藝實質上類似於第5圖所述的蝕刻工藝。因此，第5圖的對應部分的描述同樣適用於第9圖的描述。
在一個示例中，如所示，第一和第二導電接點334、336可以形成在半導體裝置300的背側306上。在一些實施例中，相反地，包括經塗覆的導電條的一個或多個導電接點可形成在半導體裝置的前側。在一示例中，第一導電接點可以形成在位於半導體裝置300的背側上的第一半導體區域上方，和/或第二導電接點可以形成在位於半導體裝置300的前側上的第二半導體區域上方。
在一實施例中，經塗覆的導電條330可以抑制金屬區域320的第一部分322的蝕刻。在示例中，蝕刻325可以包括蝕刻經塗覆的導電條330的塗層335，其中在方塊108，塗層335可以抑制金屬區域320的第一部分322的蝕刻。在一個示例中，第8圖的經塗覆的導電條330的塗層335可具有等於金屬晶種區域220的第二厚度321的第一厚度331。在相同的示例中，蝕刻325可包括蝕刻穿透具有第二厚度321的金屬區域320。在相同的示例中，蝕刻325可以包括蝕刻具有第一厚度331的經塗覆的導電條330的塗層335，其中蝕刻325至少部分地暴露金屬條333。在一個示例中，金屬條333可以至少部分地被塗層335塗覆(例如：在金屬晶種區域的第一部分322和經塗覆的導電條330的接觸部分332之間的界面)。在一些示例中，塗層337可包括與金屬區域320實質上相同的金屬。在一些示例中，塗層335可不被蝕刻(例如：塗層335根本未被蝕刻)。
在一個示例中，蝕刻325可以包括至少部分地蝕刻導電條330的塗層337，其中在方塊108，經塗覆的導電條330可以抑制金屬晶種區域320的第一部分322的蝕刻。在一個示例中，第8圖的經塗覆的導電條330的塗層337可以具有大於金屬區域320的厚度321的厚度331。在相同的示例中，蝕刻225可以包括蝕刻穿透具有第二厚度321的金屬區域320。在一個示例中，如所示，
蝕刻225可以將第一導電接點234與第二導電接點236電隔離。在一個示例中，如所示，第一和第二導電接點334、336可以形成在半導體裝置300的背側306上。在相同的示例中，蝕刻225可以包括至少部分地蝕刻具有第一厚度331的導電條330的塗層337，其中經塗覆的導電條330的塗層337抑制金屬晶種區域320的第一部分322的蝕刻且第一厚度331大於第二厚度321。
在一實施例中，第一蝕刻劑可用於蝕刻穿透圖的金屬區域320的第二部分324。在一示例中，第一蝕刻劑可以包括具有氧化劑的酸(例如：過氧化氫)。在一些示例中，第一蝕刻劑可包括鹼(例如：氫氧化鉀、氫氧化鈉)。在一個示例中，第8圖的經塗覆的導電條330可以包括具有大於金屬區域320的第二厚度321的第一厚度331的塗層。在一示例中，經塗覆的導電條330的塗層337可以包括與金屬區域320實質上相同的金屬。在一個示例中，第一蝕刻劑可以被配置以蝕刻穿透金屬晶種區域220的第二厚度321，並且部分地蝕刻導電條330的具有第一厚度331的塗層337，如所示。在示例中，第一蝕刻劑可配置以蝕刻穿透金屬區域320的第二部分322且蝕刻穿透經塗覆的導電條330的塗層337。在一個實施例中，蝕刻持續時間可以被配置以使蝕刻穿透金屬區域320的第二部分324並且部分地蝕刻經塗覆的導電條330的塗層337。在一些示例中，蝕刻持續時間可以被配置以長到蝕刻穿透金屬區域320的第二部分324和經塗覆的導電條330的塗層337。在一些實施例中，可以使用多種蝕刻劑(例如：第一、第二等)。在示例中，第一蝕刻劑可以用於蝕刻金屬區域320，並且第二蝕刻劑可以用於蝕刻經塗覆的導電條330的塗層337。在一些示例中，第一蝕刻劑可以被配置以蝕刻包括第一金屬的金屬區域320，並且第二蝕刻劑可以被用於蝕刻包括第二(不同的)金屬的塗層337。在一個實施例中，經塗覆的導電條330可以被稱為部分犧牲蝕刻阻障。
第10圖根據一些實施例繪示由第7圖至第9圖中描述的方法形成的示例半導體裝置。如所示，半導體裝置可以是太陽能電池300。如所示，
太陽能電池300可以具有在正常操作期間面向太陽的前側304和與前側304相對的背側306。在一個實施例中，太陽能電池300實質上類似於第6圖的太陽能電池200。如所示，太陽能電池300具有與第6圖的太陽能電池的元件相似的附圖標記，其中在所有附圖中相同的附圖標記表示類似的元件。在一實施例中，除了下面描述的部分之外，太陽能電池300的結構分別實質上類似於第6圖中的太陽能電池200的結構。因此，第6圖的對應部分的描述同樣適用於第10圖的描述。
在一實施例中，太陽能電池300可以包括導電接點334、336。在一個實施例中，導電接點334、336包括設置在金屬區域320上的經塗覆的導電條。在一示例中，導電接點334、336可以是金屬接點指。在一些示例中，金屬接點指可以是叉指狀的。在一實施例中，如所示，經塗覆的導電條可以包括具有塗層337的金屬條333。在一示例中，塗層337可環繞金屬條333。在一實施例中，金屬區域320可以具有大約在50-1000奈米範圍內的厚度。在一實施例中，塗層337可以包括鋁(例如：鋁區域)、鋁/矽、鎳、銅、鈦、鎢和/或其合金以及其他示例。在一實施例中，金屬條333可以包括鎳、銅、鐵和鋼以及其他示例。在一實施例中，塗層337的厚度比例可以是金屬區域320的厚度的2倍、10倍或100倍或更多。在一個實施例中，塗層337可以具有大約在1-10μm範圍內的厚度331。在一實施例中，經塗覆的導電條330可以是經塗覆的導電線、經塗覆的帶、經塗覆的預切割箔或經塗覆的箔條。在一個示例中，經塗覆的導電條330可以是經塗覆的銅線或經塗覆的鋁箔。
第11圖繪示根據一些實施例，由第7圖至第9圖中所述之方法形成之示例半導體裝置。如所示，太陽能電池400可為前接觸式太陽能電池。如所示，太陽能電池400可以具有在正常操作期間面向太陽的前側404和與前側404相對的背側406。在一個實施例中，太陽能電池400實質上類似於第6圖和第10圖的太陽能電池200和300。如所示，太陽能電池400具有與第6圖
和第10圖的太陽能電池的元件類似的附圖標記，其中相同的附圖標記在所有附圖中表示相似的元件。在一實施例中，除了以下描述之部分以外，太陽能電池400的結構和第6圖及第7圖的太陽能電池200及300的結構實質上類似。在一示例中，類似於第10圖的前電介質區域323的前電介質區域423可以形成在表面403上方。在一些實施例中，前電介質區域423可以包括氧化矽以及其它氧化物。因此，第6圖和第10圖的對應部分描述同樣適用於第11圖的描述。
在一實施例中，另一半導體區域414可以位於太陽能電池400的前側404上。在一示例中，半導體區域414可以包括N型或P型摻雜區域。在一實施例中，另一經塗覆的導電接點435可以設置在太陽能電池400的前側404上的半導體區域414上。在一個實施例中，經塗覆的導電接點435還可以包括接合到金屬區域420的導電條433，其中導電接點435位於太陽能電池400的前側404上的半導體區域414上。在一實施例中，經塗覆的導電條433可以具有塗層437。在一些實施例中，經塗覆的導電條433可以至少部分地被塗覆。
雖然上面已經描述了具體實施例，但是這些實施例並不旨在限制本揭露的範圍，即使僅有單一個實施例被描述為與特定特徵相關。除非另外表示，否則本揭露中提供的特徵示例係旨在說明而非為限制。上述描述意圖涵蓋對於受有本揭露利益之領域中具有通常知識者而言為顯而易見的替代物、修改和均等物。
本揭露的範圍包括本文(明確地或隱含地)揭露的任何特徵或特徵的組合，或其任何概括，而不考慮其是否緩解任一或所有本發明解決之問題。因此，在本申請(或其主張優先權的申請案)的審查期間，可制定新的申請專利範圍成任何這樣的特徵組合。特別是，參照所附的申請專利範圍，來自附屬項的特徵可與獨立項的特徵組合，而來自各獨立項的特徵可以任何適當的方式組合，且不僅為所附的申請專利範圍中所列舉的特定組合。
102、104、106、108:操作
Claims (38)
- 一種製造半導體裝置的方法，該方法包括：形成一第一半導體區域；形成一第一金屬區域在該第一半導體區域上方；放置一第一導電條於該第一金屬區域的第一部分上方，其中該第一導電條形成在該第一半導體區域上方；將該第一導電條的一接觸部分接合到該第一金屬區域的第一部分以將該第一導電條電連接至該第一金屬區域；以及形成一第一導電接點在該第一半導體區域上方，其中所述之形成包括蝕刻該第一金屬區域的第二部分，並且其中該第一導電條抑制該第一金屬區域的第一部分的蝕刻。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一半導體區域包括在該半導體裝置的一背側上形成該第一半導體區域，其中該背側被設置以在正常操作期間背對太陽。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其進一步包括：形成一第二半導體區域在該半導體裝置的一前側上，其中該前側被配置以在正常操作期間面向太陽；形成一第二金屬區域在該第二半導體區域上方；放置一第二導電條在該第二金屬區域的第一部分上方，其中該第二導電條係形成在該第二半導體區域上方；將該第二導電條的一接觸部分接合到該第二金屬區域的第一部分，以將該第二導電條電連接到該第二金屬區域；以及 形成一第二導電接點在該第二半導體區域上方，其中所述之形成包括蝕刻該第二金屬區域的第二部分，並且其中該第二導電條抑制該第二金屬區域的第一部分的蝕刻。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其進一步包括：形成一第二半導體區域在該半導體裝置的一背側上，其中該背側被配置以在正常操作期間背對太陽；形成一第二金屬區域在該第二半導體區域上方；放置一第二導電條在該第二金屬區域的第一部分上，其中該第二導電條係形成在該第二半導體區域上方；將該第二導電條的一接觸部分接合到該第二金屬區域的第一部分，以將該第二導電條電連接到該第二金屬區域；以及形成一第二導電接點在該第二半導體區域上方，其中所述之形成包括蝕刻該第二金屬區域的第二部分，並且其中該第二導電條抑制該第二金屬區域的第一部分的蝕刻。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其中放置該第一導電條於該第一金屬區域的第一部分上方包括將一第一導電線、帶或箔條放置在該第一金屬區域的第一部分上。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其中將該第一導電條的一接觸部分接合到該第一金屬區域的第一部分包括向該第一導電條的該接觸部分施加力，以電連接該第一導電條至該第一金屬區域。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其中將該第一導電條的一接觸部分接合到該第一金屬區域的第一部分包括使用雷射來 電連接該第一導電條至該第一金屬區域。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其中將該第一導電條的該接觸部分接合到該第一金屬區域的第一部分包括加熱該第一導電條的該接觸部分以電連接該第一導電條至該第一金屬區域。
- 如申請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其中將該第一導電條的一接觸部分接合到該第一金屬區域的第一部分包括加熱設置在該第一導電條的該接觸部分與該第一金屬區域的第一部分之間的一導電黏合劑，其中所述之加熱電連接該第一導電條至該第一金屬區域。
- 如請求項9所述之製造半導體裝置的方法，其中加熱設置在該第一導電條的該接觸部分與該第一金屬區域的第一部分之間的一導電黏合劑包括加熱設置在該第一導電條的該接觸部分與該第一金屬區域的第一部分之間的錫膏。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一導電接點在該第一半導體區域上方包括至少部分地蝕刻該第一導電條。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一金屬區域在該第一半導體區域上方包括於該第一半導體區域上方形成鋁。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其中放置一第一導電條於該第一金屬區域的第一部分上方包括對齊銅線或鋁箔於該第一金屬區域的第一部分上方。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一導電接點在該第一半導體區域上包括： 蝕刻該第一金屬區域的第二部分，其中所述之蝕刻係蝕刻穿透具有一第一厚度的該第一金屬區域；以及蝕刻具有一第二厚度的該第一導電條，其中該第二厚度大於該第一厚度，並且其中該第一導電條抑制該第一金屬區域的第一部分的蝕刻。
- 如請求項1所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一導電接點在該第一半導體區域上包括：用一第一蝕刻劑蝕刻該第一金屬區域的第二部分，其中該第一蝕刻劑被配置以蝕刻穿透該第一金屬區域的第二部分；以及用該第一蝕刻劑蝕刻該第一導電條，其中該第一導電條抑制該第一金屬區域的第一部分的蝕刻。
- 一種製造半導體裝置的方法，該方法包括：形成一第一半導體區域和一第二半導體區域；形成一第一金屬區域在該第一半導體區域上方；放置經塗覆的一第一導電條於該第一金屬區域的第一部分上方，其中經塗覆的該第一導電條係形成在該第一半導體區域上方；以及將經塗覆的該第一導電條的一接觸部分接合到該第一金屬區域的第一部分以將經塗覆的該第一導電條電連接至該第一金屬區域；以及形成一第一導電接點在該第一半導體區域上方，其中所述之形成包括蝕刻該第一金屬區域的第二部分，並且其中經塗覆的該第一導電條抑制該第一金屬區域的第一部分的蝕刻。
- 如請求項16所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一半導體區域包括在該半導體裝置的一背側上形成該第一半導體區域，其中該背側被設置以在正常操作期間背對太陽。
- 如請求項16所述之製造半導體裝置的方法，其進一步包括：形成一第二半導體區域在該半導體裝置的一前側上，其中該前側被配置以在正常操作期間面向太陽；形成一第二金屬區域在該第二半導體區域上方；放置經塗覆的一第二導電條在該第二金屬區域的第一部分上方，其中經塗覆的該第二導電條係形成在該第二半導體區域上方；將經塗覆的該第二導電條的一接觸部分接合到該第二金屬區域的第一部分，以將經塗覆的該第二導電條電連接到該第二金屬區域；以及形成一第二導電接點在該第二半導體區域上方，其中所述之形成包括蝕刻該第二金屬區域的第二部分，並且其中經塗覆的該第二導電條的塗層抑制該第二金屬區域的第一部分的蝕刻。
- 如請求項16所述之製造半導體裝置的方法，其進一步包括：形成一第二半導體區域在該半導體裝置的一背側上，其中該背側被配置以在正常操作期間背對太陽；形成一第二金屬區域在該第二半導體區域上方；放置經塗覆的一第二導電條在該第二金屬區域的第一部分上，其中經塗覆的該第二導電條係形成在該第二半導體區域上方； 將經塗覆的該第二導電條的一接觸部分接合到該第二金屬區域的第一部分，以將經塗覆的該第二導電條電連接到該第二金屬區域；以及形成一第二導電接點在該第二半導體區域上方，其中所述之形成包括蝕刻該第二金屬區域的第二部分，並且其中經塗覆的該第二導電條之塗層抑制該第二金屬區域的第一部分的蝕刻。
- 如請求項16所述之製造半導體裝置的方法，其中放置經塗覆的該第一導電條於該第一金屬區域的第一部分上方包括將經塗覆的導電線、經塗覆的帶或經塗覆的箔條放置在該第一金屬區域的第一部分上。
- 如請求項16所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一導電接點在該第一半導體區域上方包括至少部分地蝕刻經塗覆的該第一導電條的塗層。
- 如請求項16所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一導電接點在該第一半導體區域上包括：蝕刻該第一金屬區域的第二部分；以及蝕刻經塗覆的該第一導電條的一第一塗層以暴露一金屬條，其中該金屬條電連接至該第一金屬區域的第一部分。
- 如請求項16所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一導電接點在該第一半導體區域上包括：用一第一蝕刻劑蝕刻該第一金屬區域的第二部分，其中該第一蝕刻劑被配置以蝕刻穿透該第一金屬區域的第二部分；以及 用該第一蝕刻劑蝕刻經塗覆的該第一導電條的塗層，其中塗層與該第一金屬區域包括實質上相同的金屬，且其中該第一蝕刻劑被配置以蝕刻塗層及該第一金屬區域。
- 如請求項16所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一導電接點在該第一半導體區域上包括：蝕刻該第一金屬區域的第二部分；以及蝕刻經塗覆的該第一導電條的塗層以暴露一金屬條，其中塗層與該第一金屬區域包括實質上相同的金屬，且其中第二金屬電耦合到該第一金屬區域的第一部分。
- 如請求項16所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一導電接點在該第一半導體區域上包括：蝕刻該第一金屬區域的第二部分，其中該第一金屬區域包括鋁；以及蝕刻經塗覆的該第一導電條的鋁塗層以暴露一金屬條，其中該金屬條電耦合到該第一金屬區域的第一部分。
- 如請求項16所述之製造半導體裝置的方法，其中對齊經塗覆的該第一導電條於該第一金屬區域的第一部分上方包括對齊經塗覆的銅線或經塗覆的鋁箔於該第一金屬區域的第一部分上方。
- 如請求項16所述之製造半導體裝置的方法，其中形成一第一導電接點在該第一半導體區域上包括：蝕刻具有一第一厚度的該第一金屬區域的第二部分；以及 蝕刻經塗覆的該第一導電條之具有一第二厚度的塗層，其中該第二厚度實質上等於該第一金屬區域的該第一厚度，並且其中所述之蝕刻暴露電耦合到該第一金屬區域的第一部分的一金屬條。
- 一種太陽能電池，該太陽能電池包括：一第一半導體區域；以及一第一金屬接點指，設置在該第一半導體區域上方，該第一金屬接點指包括：一第一金屬區域，設置在該第一半導體區域上方；以及經塗覆的一第一導電條，設置在該第一金屬區域的至少一部分上方，其中經塗覆的該第一導電條形成在該第一半導體區域上方，且經塗覆的該第一導電條包括與該第一金屬區域實質上相同的金屬。
- 如請求項28所述之太陽能電池，其中該第一半導體區域係形成在該太陽能電池的一背側上。
- 如請求項28所述之太陽能電池，其中該第一金屬區域包括鋁。
- 如請求項28所述之太陽能電池，其中經塗覆的該第一導電條包括具有鋁塗層的一金屬條。
- 如請求項31所述之太陽能電池，其中該金屬條是銅線。
- 如請求項28所述之太陽能電池，其中經塗覆的該第一導電條的塗層具有一第一厚度，該第一厚度大約等於該第一金屬區域的一第二厚度。
- 如請求項28所述之太陽能電池，其中經塗覆的該第一導電條是被至少部分地塗覆。
- 如請求項28所述之太陽能電池，其中經塗覆的該第一導電條被放置為實質上平行於該第一半導體區域。
- 如請求項28所述之太陽能電池，其進一步包括：一第二半導體區域；以及一第二金屬接點指，設置在該第二半導體區域上方，該第二金屬接點指包括：一第二金屬區域，設置在該第二半導體區域上方；以及經塗覆的一第二導電條，設置在該第二金屬區域上方，其中經塗覆的該第二導電條放置在該第二半導體區域上方。
- 如請求項28所述之太陽能電池，其中經塗覆的該第一導電條是經塗覆的電線或經塗覆的金屬箔。
- 如請求項28所述之太陽能電池，其中經塗覆的該第一導電條是經塗覆的銅線或經塗覆的鋁箔。
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