WO2006029849A1 - Verfahren zur gleichzeitigen rekristallisierung und dotierung von halbleiterschichten und nach diesem verfahren hergestellte halbleiterschichtsysteme - Google Patents

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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a method for the simultaneous recrystallization and doping of semiconductor layers, in particular for the production of crystalline silicon thin-film solar cells, and to semiconductor layer systems produced by this method, in particular crystalline silicon thin-film solar cells.
  • the production of thin, doped semiconductor layers or layer systems for electronics and photovoltaics is currently being carried out in various ways.
  • the aim is to realize sandwich-like layer structures from differently doped partial layers.
  • typically several process steps are used with which such a layer structure is sequential is built.
  • the building is done either by growing partial layers (deposition, epitaxy) or by driving a dopant (beispiels ⁇ , by diffusion or implantation).
  • the methods are typically characterized in that a plurality of drive-in processes or deposition processes are required for producing a plurality of differently doped layers. Exceptions are so-called co-diffusion processes in which differently doped layers are produced simultaneously from different dopant sources.
  • the present invention relates to semiconductor layer structures in which the semiconductor is recrystallized after a deposition step still on the liquid phase, for example, to change the Kris ⁇ tall Quilt.
  • Such an application is given, for example, in the "Silicon on Insulator” (SOI) technology or in the field of crystalline silicon thin-film solar cells, the invention being illustrated by way of example with reference to the latter system.
  • SOI Silicon on Insulator
  • Crystalline silicon thin-film solar cells are currently produced by different methods.
  • One of these prior art methods consists of the following process steps:
  • the seed layer serves both for the purpose of forming crystallization nuclei for the epitaxial deposition of the absorber and for the formation of a so-called “back surface field” (BSF) for the reduction of charge carrier recombination, for which the seed layer is usually heavily doped ,
  • BSF back surface field
  • Process Step 2 Instead of an undoped intermediate layer, a layer system consisting of at least one partial layer is deposited. At least one The partial layers of the layer system has a proportion of dopant which can act as acceptor or donor in the active absorber layer.
  • Process Step 3 The level of doping of the layer deposited in the third process step is chosen to be lower or equal to the doping which is necessary for the absorber of the finished semiconductor layer system or the finished thin-film solar cell.
  • the process step 7 i.e., the separate deposition of the absorber layer
  • the layer deposited in process step 3 can be used as the absorber because of the processes described below in the recrystallization step (step 5).
  • the essence of the method according to the invention is ultimately that both the formation of a BSF layer and the doping of the active absorber layer can take place during the recrystallization step.
  • the recrystallization step and the doping step occur simultaneously.
  • the formation of the BSF layer follows immediately the recrystallization and doping taking place at the same time, so that the formation of the BSF layer, the recrystallization and the doping of the absorber layer take place in situ in a high-temperature step.
  • process step 4 is modified.
  • a layer system consisting of at least one partial layer is deposited. At least one of these sublayers of the deposited capping layer system has a share of
  • the doped sub-layer of the interlayer system and the doped sub-layer of the capping layer system are complementarily doped to the doping of the layer deposited in process step 3 (later absorber).
  • a pnp or npn-doped system is made.
  • the intermediate layer system can be doped complementary to the capping layer system and to the layer deposited in process step 3 (later absorber layer). This then leads to npp + or pnn + doped systems. Other permutations are also possible (p + pn or n + np systems).
  • the advantages of the method according to the invention lie in the simplified process sequence, which makes it possible in particular to produce crystalline silicon thin-film solar cells at low cost: the layer structure and the functionality of the layer system can be achieved with fewer process steps.
  • the process according to the invention for the production of doped semiconductor layer systems or semiconductor layer systems produced by this process can be prepared or carried out as described in the example described below.
  • the example describes a crystalline silicon thin-film solar cell, which, however, does not lead to a restriction of the scope of protection as given by the patent claims.
  • FIG. 1 outlines the production of a crystalline silicon thin-film solar cell with a process according to the current state of the art.
  • FIG. 2 outlines the production of a crystalline silicon thin-film solar cell using the method according to the invention.
  • FIG. 1a shows a substrate 1 on which a conductive SiC layer 2 is arranged as an intermediate layer.
  • a metallic base contact 10 is attached to the underside of the substrate.
  • a seed layer 3 of silicon is arranged on the intermediate layer 2. This seed layer 3 is present in recrystallized, highly doped (for solar cells usually> 10 18 at / cm 3 dopant) form.
  • a normally doped (usually 10 16 -10 17 atoms / cm 3 ) silicon absorber layer 7 is arranged.
  • FIG. 1 b shows the process sequence which leads to the production of a layer system of the recrystallized crystalline silicon thin-film solar cell according to FIG.
  • the substrate is made by tape drawing (ceramic / Si tape). The cleaning of the substrate then takes place in step la.
  • the deposition of the doped or undoped conductive intermediate layer takes place.
  • the seed layer of silicon is deposited in process step 3. This is enriched with dopant, which is suitable in the present case to cause an n-line in the seed layer. However, the dopant can also cause a p-conduction.
  • the recrystallization step the silicon layer 3 or the seed layer 3 is heated and recrystallized by melt recrystallization (zone melting recrystallization in the present case).
  • the recrystallization step 5 consists of three sub-processes: First, the melting process, in which the silicon of the seed layer 3 is in the liquid phase, the second the solidification process, in which the liquid silicon is usually directionally solidified, and the third is a tempering process (in which the silicon is maintained at a temperature close to but below the melting temperature to reduce frozen voltages) after the melting and solidification process in which the silicon is present as a solid.
  • the capping layer 4 is removed again. Thereafter, in process step 7, the deposition of the photovoltaically active silicon Absorber layer 7.
  • the pn junction is produced. In the present case, this is done by printing, spraying or depositing one with dopant (this dopant is complementary to the dopant present in the absorber layer 7, ie in the present case leads to a p-conduction, but can also be applied to a p Lead in the absorber layer 7 to an n-line) enriched source layer with subsequent or simultaneous driving the dopant in the ak ⁇ tive absorber layer 7 by annealing.
  • the metallization or the emitter contacts 9 and the base contact 10 are finally applied.
  • the silicon seed layer 3 serves two purposes: Crystallization nuclei for the epitaxial deposition of the silicon absorber 7 are formed through them and they are formed serves to form a so-called "Back Surface Fields” (BSF) layer for reducing the charge carrier recombination at the interface from the intermediate layer 2 to the silicon, for which the seed layer 3 is highly doped in the present case.
  • BSF Back Surface Fields
  • FIGS. 2a before the melting process and 2b (after the melting process and the metallization) show, as in the process according to the invention, in contrast to the process according to the prior art (FIG. 1), the process step of the silicon epitaxy (separate precipitation of the active Silicon absorber layer in process step 7) becomes superfluous without having to compromise on the functionality of the basic structure, especially the presence of a BSF layer.
  • layers or layer system constituents which coincide with the layers or layer system constituents in FIG. 1 a or layer system constituents of the type shown in FIG Figure Ia shown arrangement correspond denoted by identi ⁇ 's reference numerals.
  • an intermediate layer system consisting of at least one partial layer (this is also denoted by the reference numeral 2 below) is sheared off. At least one of the partial layers of this intermediate layer system 2 has a precisely predetermined proportion of dopant, which later acts as acceptor or donor in the active absorber layer to be deposited.
  • the level of the silicon layer deposited in this process step (which represents the later absorber layer) is lower than or equal to the doping which is necessary for the later absorber layer or the solar cell absorber.
  • FIG. 2a now shows a schematic of the semiconductor layer combination according to the invention before the recrystallization step 5.
  • the conductive multi-layer 2 or the corresponding interlayer system 2 has been arranged or deposited on the conductive silicon substrate 1.
  • This intermediate layer system 2 is electrically conductive i. A. but also be non-conductive (eg, doped SiO 2 ) and highly doped (in the present case, the Do ⁇ t mich leads to an n-line, but can also lead to a p-type) and in the present case consists of a sub-layer.
  • the (later) silicon absorber layer 3 is deposited on the side facing away from the substrate.
  • this has a doping (here: like the Multi-intermediate layer 2 n-doping, but it can also be a p-type doping, if the intermediate layer system 2 has one such), which is lower than the doping, which finally sets for the solar cell absorber.
  • the later absorber layer 3 can also be undoped (technically possible here is also a slight complementary doping to the intermediate layer, which is over-doped on recrystallization).
  • section 3b two sections of the absorber layer (section 3b on the side facing away from the substrate, immediately adjacent to the intermediate layer system and section 3a on the side of section 3b facing away from the intermediate layer system 2 are immediately adjacent to section 3b).
  • the highly doped BSF layer has formed after the recrystallization process by indiffusion.
  • the capping layer 4 is deposited or arranged (FIG. In the present case (which will be described later), this is a capping multilayer or a capping layer system.
  • the dopant concentrations in dopant source layers of the intermediate layer system 2 are usually about 10 18 to 10 22 atoms / cm 3 .
  • Buffer layers of the layer system 2 may be undoped or have dopant concentrations of up to about 10 18 atoms / cm 3 . These values apply before the melting or the recrystallization step.
  • the values for the dopant source layer typically about> 10 ls atoms / cm 3 '
  • the dopant distribution may have sharp cracks, but also vary slowly over the layer cross-section (senk ⁇ right to the layer plane) according to the process.
  • the number of layers used in intermediate layer system 2 depends on the needs of the recrystallization process. Usually it is two to three layers. As a rule, only one layer is deposited here as the source layer.
  • the layer thicknesses must be adjusted in accordance with the thermal sequence of the process. Usually, layer thicknesses in the order of 100 to 1000 nm are used.
  • the layer materials are all materials in question, keep at the high process temperatures (up et ⁇ wa 1500 0 C) semiconductor purity. Therefore, compounds of Si, O, C, N, B, P, Al, Ga, Sb, As and / or In are used, in particular SiO 2 , SiN x (x is an integer, equal to or greater than 1 ), SiC, BN and / or BC.
  • the doping of the intermediate layer system 2 may possibly also be complementary to the doping of the absorber layer 3.
  • the BSF layer for thin-film solar cells is used on the side or side of the later absorber layer facing the substrate side (the rubbing-in, however, may also be carried out alternatively on the front side or on the side of the later absorber layer facing away from the substrate), it is customary for Si.
  • Solar cells used the following values:
  • the recrystallization process the following occurs: During the melting partial process, dopant is dissolved out of the intermediate layer system 2 and distributed virtually homogeneously in the melt of the later absorber layer 3. When the melt re-solidifies, the later absorber layer 3 becomes this dopant incorporated and activated in the resulting absorber layer. It now serves the basic doping of this layer, which thereby becomes the active absorber layer (or the base of the solar cell). In the subsequent annealing and cooling process dopant further diffuses from the Eisen ⁇ layer system 2 in the newly formed absorber layer 3.
  • the recrystallization process according to the invention can be described in more detail by 5 different phases:
  • Heating and holding phase (ramp for temperature increase):
  • the final temperature for silicon is typically in the range of 900 0 C to 1300 0 C (for other materials, the temperature must be adjusted accordingly).
  • the control parameters during this phase are the time, the temperature profile, the plateau temperature, the plateau time and / or the process gas atmosphere.
  • the melting of the silicon layer and the holding takes place.
  • this is determined by heat outputs, distribution of the heating power, feed rate and, in some cases, the process gas atmosphere.
  • the parameters may be different. Typical duration: a few tenths to a few tens of seconds. In laser or electron beam recrystallization, the time is significantly shorter (down to nanoseconds). 3. Recrystallization phase: re-solidification of the molten layer
  • Control is possible in this phase only by adjusting temperature and annealing times, i. through the temperature profile over time.
  • the doping is driven in and there is a relaxation of Verspannun ⁇ conditions of the crystal.
  • the control parameters in this phase are the temperature (s), the holding duration (s) and / or the cooling rate (s) (ramps).
  • the substrate system is cooled down to room temperature.
  • Control here are the ramp duration and the ramp shape.
  • the melting phase and the recrystallization phase must be designed in a combination of diffusion, solubility and segregation so that the desired end profile results.
  • the essence of the invention thus lies in the fact that the doping of the active absorber layer 3a and the recrystallization of the absorber layer 3a simultaneously in a high-temperature step and that in the same high-temperature step (at the end of phase 3. and during phase 4.) immediately thereafter the realization of BSF layer 3b takes place. Subsequent to the process steps described so far, the diffusion of the emitter, the removal of the capping layer system 4 as well as the application of the metallization or the emitter contacts 9 takes place.
  • FIG. 2b shows a crystalline silicon thin-film solar cell produced by the method according to the invention as described.
  • the conductive, highly doped interlayer system 2 is arranged on the surface opposite the base contact.
  • the in-depth, heavily doped BSF layer 3b is arranged adjacently thereto.
  • the normally doped silicon absorber layer which is the actual absorber of the solar cell (reference numeral 3a), is located adjacent to it.
  • the emitter layer 8 can be seen directly on the absorber layer 3a (on its side facing away from the BSF layer).
  • the two emitter contacts 9 are then arranged on this surface facing away from the absorber.
  • FIG. 2a an advantageous expan sion of the modifications made in comparison with the prior art can also be recognized.
  • a capping layer system 4 consisting of at least one partial layer is deposited on the later absorber layer 3.
  • At least one sub-layer of this capping layer system (in the case shown, the capping layer system 4 consists of this sub-layer) has a proportion of dopant which is complementary to that of the absorber layer (ie the n-line is verur ⁇ gently, if the absorber layer is p-conducting and vice versa). In the present case, the dopant causes a p-type conduction.
  • This capping layer system 4 now acts as follows during process step 5: In the melting partial process, dopant dissolves out of the capping layer system 4 and is distributed virtually homogeneously in the melt of the later absorber layer 3.
  • the amount of dopant dissolved out or diffused into this melt can be controlled by undoped or weakly doped sublayers which lie on the side of the later silicon absorber layer 3 of the capping layer system 4.
  • the concentration of the dopant from the capping layer system 4 in the later absorber layer 3 is set by segregation processes.
  • Segregation (this is a process in which there is a difference in concentration between two adjacent layers, even when in thermal equilibrium.) Segregation occurs, for example, for the impurity iron in silicon, extremely hard on solidification: the concentration in the solid Silicon may be 10 5 times smaller than in the liquid) between liquid and solid phase can be achieved by Adjusting the temperature gradient in the layer and thus the direction of solidification are controlled. Segregation also occurs when two different materials adjoin one another (for example SiO 2 and Si). This is then called solid-state segregation and can lead to a concentration gradient remaining in thermal equilibrium over two solid-state layers. In the method according to the invention, the solid state segregation can be utilized by means of cleverly selected layer materials for the intermediate layer system 2 and / or the capping layer system 4 at the interface to the silicon or to the absorber layer 3.
  • the concentration of the third dopant in the absorber layer (the third dopant is the one that consists of the doped sublayer of the capping layer).
  • Layer system 4 in the absorber layer 3 eindiffun ⁇ ) is typically for silicon before melting or the recrystallization between 0 atoms / cm 3 (undoped) and about 10 18 atoms / cm 3 and after the melting or the Rekristallisati ⁇ onsön between about 10 17 and 10 22 atoms / cm 3 , preferably between 3 ⁇ 10 18 and 2 ⁇ 10 21 atoms / cm 3 .
  • the concentration of the dopant in the low-doped absorber layer or in the low-doped region of the absorber layer 3 is between 0 atoms before the melting or the recrystallization step. me / cm 3 (undoped) and about 10 17 atoms / cm 3 .
  • the corresponding concentration after the melting or the recrystallization step is between about 10 14 atoms / cm 3 and 10 19 atoms / cm 3 .
  • Optimal for solar cells is a dopant concentration (after melting) of 10 16 to 5xlO 17 atoms / cm 3 .
  • the separate production of the pn junction or the emitter layer 8 is also omitted in the production process according to the invention.
  • the preparation of the pn junction can also be carried out in the high-temperature step in which the production of the BSF layer takes place. After removal of the capping multi-layer 4, therefore, the metallization of the solar cell can be started directly.
  • a conventional capping layer 4 can also be used and the pn
  • Transition analogous to the process step 8 of the prior art are prepared (by printing, spraying or depositing a dopant, which is kom ⁇ plementary to the existing in the absorber layer 3 doping layer, enriched source layer with subsequent or simultaneous driving this dopant in the active absorber layer 3 by Tempering).
  • an emitter layer can be produced which has a thickness which corresponds to the thickness of the emitter / absorber layer 3 Absorbers below.
  • Such an emitter layer has typically a thickness in the range of about 1 micron.
  • Essential aspects of the present invention are thus the doping of the base layer or absorber layer in the melt phase by outdiffusion from doped, applied to the base layer Schicht ⁇ systems and at the same time to this doping er ⁇ following recrystallization of the absorber layer and production of the BSF layer Diffusion from a source layer.
  • the processes described thus take place in a single high-temperature step.
  • the control of the doping of the absorber layer can be done by adjusting the Rekristallleitersgeschwindig- speed and the before and after heating Auf ⁇ , cooling and tempering.
  • the control of the doping of the absorber layer can also be achieved by adapting the multilayer systems, i. the capping multilayer system and / or the interlayer multilayer system (in terms of number and / or type of sublayers used, their dopant content and their thickness).

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gleichzeitigen Rekristallisierung und Dotierung von Halbleiterschichten, insbesondere zur Herstellung von kristallinen Silicium-Dünnschichtsolarzellen. In diesem Verfahren wird in einem ersten Schritt eine Substratbasisschicht 1 hergestellt, in einem darauf folgenden Schritt auf dieser ein mindestens eine dotierte Teilschicht aufweisendes Zwischenschichtsystem 2 abgeschieden, in einem darauf folgenden Schritt eine undotierte oder ebenfalls dotierte Absorberschicht 3 auf dem Zwischenschichtsystem 2 abgeschieden und in einem Rekristallisationsschritt die Absorberschicht 3 aufgeheizt, geschmolzen, abgekühlt und getempert. In einer vorteilhaften Verfahrensmodifikation kann auch statt einer undotierten Capping-Schicht ein mindestens eine Teilschicht aufweisendes Capping-Schichtsystem 4 auf der Absorberschicht 3 abgeschieden werden.

Description

Verfahren zur gleichzeitigen Rekristallisierung und Dotierung von Halbleiterschichten und nach diesem Verfahren hergestellte Halbleiterschichtsysteme
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ver¬ fahren zur gleichzeitigen Rekristallisierung und Do¬ tierung von Halbleiterschichten insbesondere zur Her¬ stellung von kristallinen Silizium-Dünnschichtsolar¬ zellen und auf nach diesem Verfahren hergestellte Halbleiterschichtsysteme, insbesondere kristalline Silizium-Dünnschichtsolarzellen.
Die Herstellung von dünnen, dotierten Halbleiter¬ schichten bzw. SchichtSystemen für Elektronik und Photovoltaik wird derzeit auf verschiedenste Arten durchgeführt. Im allgemeinen ist es das Ziel, sand¬ wichartige Schichtstrukturen aus unterschiedlich do¬ tierten Teilschichten zu realisieren. Dabei kommen typischerweise mehrere Prozessschritte zum Einsatz, mit welchen eine solche Schichtstruktur sequentiell aufgebaut wird. Das Aufbauen geschieht entweder durch Aufwachsen von Teilschichten (Abscheidung, Epitaxie) oder durch Eintreiben eines Dotierstoffs (beispiels¬ weise durch Diffusion oder Implantation) . Die Verfah- ren sind typischerweise dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen mehrerer unterschiedlich dotierter Schichten mehrere Eintreibprozesse oder Abscheidepro¬ zesse benötigt werden. Ausnahmen sind sog. Co- Diffusionsprozesse, bei denen aus unterschiedlichen Dotierstoffquellen gleichzeitig unterschiedlich do¬ tierte Schichten hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft Halbleiter- Schichtstrukturen, bei denen der Halbleiter nach ei- nem Abscheideschritt noch über die Flüssigphase rekristallisiert wird, um beispielsweise die Kris¬ tallstruktur zu ändern. Eine solche Anwendung ist beispielsweise in der „Silicon on Insulator" (SOI) - Technologie gegeben oder im Bereich der kristallinen Silizium-Dünnschichtsolarzellen. Insbesondere an letzterem System wird die Erfindung nachfolgend bei¬ spielhaft erläutert.
Kristalline Silizium-Dünnschichtsolarzellen werden gegenwärtig durch unterschiedliche Verfahren herge¬ stellt. Eines dieser Verfahren nach dem Stand der Technik besteht aus den folgenden Prozessschritten:
1. Herstellen eines Substrates. 2. Abscheidung einer leitfähigen Zwischenschicht.
3. Abscheidung einer Keimschicht, welche üblicher¬ weise mit Dotierstoff angereichert ist, der in der Keimschicht eine n- oder p-Leitung hevorruft.
4. Aufbringen einer „Capping"-Schicht durch Abschei- düng oder thermisches Oxidieren. 5. Aufheizen und Rekristallisierung' der Keimschicht.
6. Entfernen der Capping-Schicht .
7. Abscheiden der photovoltaisch aktiven Absorber¬ schicht. 8. Herstellung des pn-Übergangs durch Eintreiben ei¬ nes Dotierstoffs in die aktive Absorberschicht. 9. Aufbringen der Metallisierung.
Die Keimschicht dient dabei sowohl dem Zweck, Kris- tallisationskeime für die epitaktische Abscheidung des Absorbers zu bilden, als auch zur Ausbildung ei¬ nes sog. „Back Surface Fields" (BSF) zur Verminderung von Ladungsträger-Rekombinationen. Hierzu ist die Keimschicht üblicherweise hochdotiert.
Ausgehend vom Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das separate Abscheiden der photovoltaisch aktiven Absorberschicht überflüs¬ sig werden zu lassen, ohne an der Funktionalität des prinzipiellen Aufbaus, insbesondere dem Vorhandensein der BSF-Schicht, Abstriche machen zu müssen.
Diese Aufgabe wird durch das Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 1, das danach hergestellte HaIb- leiterschichtsystem nach Patentanspruch 38 sowie das System nach Anspruch 39 gelöst. Vorteilhafte Weiter¬ bildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen beschrie¬ ben.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die folgenden Prozessschritte modifiziert:
Prozessschritt 2 : Statt einer undotierten Zwischen- schicht wird ein aus mindestens einer Teilschicht be¬ stehendes SchichtSystem abgeschieden. Mindestens eine der Teilschichten des Schichtsystems besitzt einen Anteil an Dotierstoff, der in der aktiven Absorber¬ schicht als Akzeptor oder Donator wirken kann.
Prozessschritt 3 : Das Niveau der Dotierung der im dritten Prozessschritt abgeschiedenen Schicht wird niedriger oder gleich der Dotierung, die für den Ab¬ sorber des fertig hergestellten Halbleiterschichtsys¬ tems bzw. der fertig hergestellten Dünnschichtsolar- zelle notwendig ist, gewählt.
Durch diese beiden Prozessschrittmodifikationen kann der Prozessschritt 7 (d.h. die separate Abscheidung der Absorberschicht) entfallen, weil aufgrund von nachfolgend beschriebenen Abläufen im Rekristallisie- rungsschritt (Schritt 5) die im Prozessschritt 3 ab¬ geschiedene Schicht als Absorber verwendet werden kann. Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt letztendlich darin, dass sowohl die Ausbildung einer BSF-Schicht als auch die Dotierung der aktiven Absorberschicht während des Rekristallisationsschrit¬ tes erfolgen kann. Der Rekristallisationsschritt und der Dotierschritt erfolgen gleichzeitig. Die Ausbil¬ dung der BSF-Schicht folgt unmittelbar der gleichzei- tig stattfindenden Rekristallisierung und Dotierung, so dass die Ausbildung der BSF-Schicht, die Rekris¬ tallisation und die Dotierung der Absorberschicht in einem Hochtemperaturschritt in-situ geschehen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante wird auch Prozessschritt 4 modifiziert. Statt einer undo¬ tierten Capping-Schicht wird ein aus mindestens einer Teilschicht bestehendes Schichtsystem abgeschieden. Mindestens eine dieser Teilschichten des abgeschiede- nen Capping-Schichtsystems besitzt einen Anteil an
Dotierstoff, welcher dem der Absorberschicht komple- mentär ist . Diese Ausgestaltungsform bewirkt die Her¬ stellung eines pn-Übergangs gleichzeitig mit der Her¬ stellung der BSF-Schicht unmittelbar nach der Wieder¬ erstarrung im selben Hochtemperaturschritt. Nach Ent- fernen der Capping-Multischicht kann dann unmittelbar mit der Metallisierung der Solarzelle begonnen wer¬ den.
Zusätzlich kann durch eine weitere Rekristallisierung der Emitter-/Absorberschicht an der der Substratbasis abgewandten Oberfläche mit gezielter Einstellung der Dicke des verflüssigten Siliziums eine Emitterschicht beliebiger, die Absorberdicke unterschreitenden Dicke hergestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvarian¬ te sind die dotierte Teilschicht des Zwischenschicht- Systems und die dotierte Teilschicht des Capping- Schichtsystems komplementär dotiert zu der Dotierung der in Prozessschritt 3 (späterer Absorber) abge¬ schiedenen Schicht. In diesem Fall wird ein pnp- oder ein npn-dotiertes System hergestellt. Ebenso kann das Zwischenschichtsystem komplementär zu dem Capping- Schichtsystem und zu der in Prozessschritt 3 abge- schiedenen Schicht (spätere Absorberschicht) dotiert sein. Dies führt dann zu npp+ oder pnn+ dotierten Systemen. Auch weitere Permutationen sind möglich (p+pn oder n+np-Systeme) .
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen in der vereinfachten Prozessabfolge, welche es insbe¬ sondere erlaubt, kostengünstig kristalline Silizium- Dünnschichtsolarzellen herzustellen: Der Schichtauf¬ bau und die Funktionalität des Schichtsystems kann mit weniger Prozessschritten erreicht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung von dotierten HalbleiterschichtSystemen bzw. nach diesem Verfahren hergestellte Halbleiterschichtsyste- me können wie in dem nachfolgend beschriebenen Bei¬ spiel hergestellt werden oder ausgeführt sein. Das Beispiel beschreibt eine kristalline Silizium- Dünnschichtsolarzelle, was jedoch zu keiner Ein¬ schränkung des Schutzumfangs, wie er durch die Pa- tentansprüche gegeben ist, führt.
Es skizziert Figur 1 die Herstellung einer kristalli¬ nen Silizium-Dünnschichtsolarzelle mit einem Verfah¬ ren nach dem gegenwärtigen Stand der Technik.
Es skizziert Figur 2 die Herstellung einer kristalli¬ nen Silizium-Dünnschichtsolarzellen mit dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren.
Figur Ia zeigt ein Substrat 1, auf dem eine leitfähi¬ ge SiC-Schicht 2 als Zwischenschicht angeordnet ist. Auf der der Zwischenschicht abgewandten Seite ist an der Substratunterseite ein metallischer Basiskontakt 10 angebracht. Auf der Zwischenschicht 2 ist eine Keimschicht 3 aus Silizium angeordnet. Diese Keim¬ schicht 3 liegt in rekristallisierter, hochdotierter (für Solarzellen üblicherweise > 1018 at/cm3 Dotier¬ stoff) Form vor. Auf der hochdotierten Keimschicht 3 ist eine normal dotierte (üblicherweise 1016-1017 Ato- me/cm3) Silizium-Absorberschicht 7 angeordnet.
In Bezug auf das Substrat 1 gesehen oberhalb der Ab¬ sorberschicht 7 befindet sich die Emitterschicht 8, auf der zwei metallische Emitterkontakte 9 angeordnet sind. Figur Ib zeigt die Prozessabfolge, welche zur Her¬ stellung eines Schichtsystems der rekristallisierten kristallinen Silizium-Dünnschichtsolarzelle nach Fi¬ gur Ia führt . Im Schritt 1 wird das Substrat durch Bandziehen hergestellt (Keramik/Si-Band) . Anschlie¬ ßend erfolgt im Schritt Ia die Reinigung des Sub¬ strats. Im nächsten Schritt 2 erfolgt die Abscheidung der dotierten oder undotierten, leitfähigen Zwischen¬ schicht. Auf der dotierten oder undotierten Zwischen- Schicht 2 wird im Prozessschritt 3 die Keimschicht aus Silizium abgeschieden. Diese ist mit Dotierstoff angereichert, der im vorliegenden Fall dazu geeignet ist, in der Keimschicht eine n-Leitung hervorzurufen. Der Dotierstoff kann jedoch auch eine p-Leitung her- vorrufen. In Prozessschritt 4 wird eine Capping-
Schicht abgeschieden. Diese besteht im vorliegenden Fall aus SiO2. Das Aufbringen der Capping-Schicht kann auch durch thermisches Oxidieren erfolgen. In Prozessschritt 5, dem Rekristallisierungsschritt, wird die Siliziumschicht 3 bzw. die Keimschicht 3 durch Schmelz-Rekristallisierung (im vorliegenden Fall Zonenschmelz-Rekristallisierung) aufgeheizt und rekristallisiert. Der Rekristallisierungsschritt 5 besteht aus drei Teilprozessen: Zum ersten dem Schmelzprozess, bei dem das Silizium der Keimschicht 3 in flüssiger Phase vorliegt, zum zweiten dem Er- starrungsprozess, bei dem das flüssige Silizium übli¬ cherweise gerichtet erstarrt und zum dritten einem Temperprozess (bei dem das Silizium auf einer Tempe- ratur in der Nähe, aber unterhalb der Schmelztempera¬ tur gehalten wird, um eingefrorene Spannungen abzu¬ bauen) , nach dem Schmelz- und Erstarrungsprozess, bei dem das Silizium als Festkörper vorliegt. Im nachfolgenden Schritt 6 wird die Capping-Schicht 4 wieder entfernt. Danach erfolgt im Prozessschritt 7 die Abscheidung der photovoltaisch aktiven Silizium- Absorberschicht 7. Im nachfolgenden Schritt 8 wird der pn-Übergang hergestellt. Dies erfolgt im vorlie¬ genden Fall durch Drucken, Sprühen oder Abscheiden einer mit Dotierstoff (dieser Dotierstoff ist komple- mentär zum in der Absorberschicht 7 vorhandenen Do¬ tierstoff, führt also im vorliegenden Fall zu einer p-Leitung, kann jedoch auch bei einer p-Leitung in der Absorberschicht 7 zu einer n-Leitung führen) an¬ gereicherten Quellenschicht mit nachfolgendem oder gleichzeitigem Eintreiben des Dotierstoffs in die ak¬ tive Absorberschicht 7 durch Tempern. Hierdurch ent¬ steht die Emitterschicht 8. Im Schritt 9 erfolgt schließlich das Aufbringen der Metallisierung bzw. der Emitterkontakte 9 und des Basiskontakts 10. Die Silizium-Keimschicht 3 dient zwei Zwecken: Durch sie werden Kristallisationskeime für das epitaktische Abscheiden des Siliziumabsorbers 7 ausgebildet und sie dient der Ausbildung eines sog. „Back Surface Fields" (BSF) -Schicht zur Verminderung der Ladungs- träger-Rekombination an der Grenzfläche von der Zwi¬ schenschicht 2 zum Silizium. Hierzu ist die Keim¬ schicht 3 im vorliegenden Fall hochdotiert.
Die Figuren 2a (vor dem Schmelzprozess) und 2b (nach dem Schmelzprozess und der Metallisierung) zeigen, wie im erfindungsgemäßen Verfahren im Gegensatz zum Verfahren nach dem Stand der Technik (Figur 1) der Prozessschritt der Silizium-Epitaxie (separates Ab¬ scheiden der aktiven Silizium-Absorberschicht im Pro- zessschritt 7) überflüssig wird, ohne dass an der Funktionalität des prinzipiellen Aufbaus, speziell dem Vorhandensein einer BSF-Schicht, Abstriche ge¬ macht werden müssen. In den Figuren sind Schichten bzw. Schichtsystem-Bestandteile, die mit den Schich- ten bzw. Schichtsystem-Bestandteilen in Figur Ia übereinstimmen oder Schichtsystembestandteilen der in Figur Ia gezeigten Anordnung entsprechen mit identi¬ schen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im erfindungsge¬ mäßen Prozess wird in Prozessschritt 2 statt einer beliebig dotierten oder undotierten Zwischenschicht ein aus mindestens einer Teilschicht bestehendes Zwi¬ schenschichtsystem (dieses wird nachfolgend ebenfalls durch das Bezugszeichen 2 gekennzeichnet) abgeschie¬ den. Mindestens eine der Teilschichten dieses Zwi¬ schenschichtsystems 2 besitzt einen exakt vorgegebe- nen Anteil an Dotierstoff, der später in der abzu¬ scheidenden aktiven Absorberschicht als Akzeptor oder Donator wirkt. In Prozessschritt 3 ist das Niveau der in diesem Prozessschritt abgeschiedenen Silizium¬ schicht (welche die spätere Absorberschicht dar- stellt) niedriger oder gleich der Dotierung, die für die spätere Absorberschicht bzw. den Solarzellenab¬ sorber notwendig ist. Durch die nachfolgend beschrie¬ benen, im Rekristallisierungsschritt stattfindenden Abläufe kann im erfindungsgemäßen Verfahren die sepa- rate Abscheidung des Siliziumabsorbers (im Stand der Technik dem Prozessschritt 7 entsprechend) entfallen. Die Figur 2a zeigt nun ein Schema der erfindungsgemä¬ ßen Halbleiter-Schichtkombination vor dem Rekristal¬ lisierungsschritt 5. Auf dem leitfähigen Siliziumsub- strat 1 ist die leitfähige Multi-Zwischenschicht 2 bzw. das entsprechende Zwischenschichtsystem 2 ange¬ ordnet bzw. abgeschieden worden. Dieses Zwischen¬ schichtsystem 2 ist elektrisch leitfähig kann i. A. aber auch nicht-leitfähig sein (z.B. dotiertes SiO2) und hochdotiert (im vorliegenden Fall führt die Do¬ tierung zu einer n-Leitung, kann jedoch auch zu einer p-Leitung führen) und besteht im vorliegenden Fall aus einer Teilschicht. Auf dem Zwischenschichtsystem 2 ist auf der substratabgewandten Seite die (spätere) Silizium-Absorberschicht 3 abgeschieden. Diese weist im vorliegenden Fall eine Dotierung (hier: wie die Multi-Zwischen-Schicht 2 n-Dotierung, es kann aber auch eine p-Dotierung sein, wenn das Zwischen- Schichtsystem 2 eine solche aufweist) auf, welche niedriger als die Dotierung ist, die sich für den So- larzellenabsorber schlussendlich einstellt. Die spä¬ tere Absorberschicht 3 kann jedoch auch undotiert sein (technisch möglich ist hier auch eine leichte Komplementär-Dotierung zur Zwischenschicht, die beim Rekristallisieren überdotiert wird) . In Figur 2b sind zwei Abschnitte der Absorberschicht (Abschnitt 3b auf der substratabgewandten Seite unmittelbar angrenzend an das Zwischenschichtsystem und Abschnitt 3a auf der dem Zwischenschichtsystem 2 abgewandten Seite des Ab¬ schnitts 3b unmittelbar an den Abschnitt 3b angren- zend) gekennzeichnet. In Abschnitt 3b hat sich nach dem Rekristallisierungsprozess durch Eindiffusion die hochdotierte BSF-Schicht ausgebildet. Oberhalb der späteren Absorberschicht 3 ist (Fig. 2a) die Capping-Schicht 4 abgeschieden bzw. angeordnet. Diese ist im vorliegenden Fall (was später beschrie¬ ben wird) eine Capping-Multischicht bzw. ein Capping- SchichtSystem.
Die Besonderheiten des Zwischenschichtsystems sind wie folgt (diese Besonderheiten gelten ebenso für das später beschriebene Capping-Schichtsystem) :
Die Dotierstoffkonzentrationen in Dotierstoff-Quell¬ schichten des Zwischenschichtsystems 2 betragen übli- cherweise etwa 1018 bis 1022 Atome/cm3. Pufferschich¬ ten des Schichtsystems 2 können undotiert sein oder Dotierstoffkonzentrationen bis etwa 1018 Atome/cm3 aufweisen. Diese Werte gelten vor dem Aufschmelzen bzw. dem Rekristallisationsschritt. Nach dem Auf- schmelzen bzw. dem Rekristallisationsschritt betragen die Werte für die Dotierstoff-Quellenschicht (diese entspricht der vorgenannten Teilschicht mit dem exakt vorgegebenen Anteil an Dotierstoff) typischerweise etwa > 10ls Atome/cm3' Die Dotierstoffverteilung kann scharfe Sprünge aufweisen, aber auch entsprechend des Prozesses langsam über den Schichtquerschnitt (senk¬ recht zur Schichtebene) variieren. Die in dem Zwi¬ schenschichtsystem 2 verwendete Schichtanzahl (Quel¬ lenschichten und Pufferschichten) richtet sich nach den Notwendigkeiten des Rekristallisationsprozesses. Üblicherweise beträgt sie zwei bis drei Schichten. In der Regel wird hierbei nur eine Schicht als Quell- Schicht abgeschieden. Die Schichtdicken müssen ent¬ sprechend des thermischen Ablaufs des Prozesses ein¬ gestellt werden. Üblicherweise werden Schichtdicken in der Größenordnung von 100 bis 1000 nm eingesetzt. Als Schichtmaterialien kommen alle Materialien in Frage, die bei den hohen Prozesstemperaturen (bis et¬ wa 15000C) Halbleiterreinheit behalten. Es werden da¬ her Verbindungen aus Si, 0, C, N, B, P, Al, Ga, Sb, As und/oder In verwendet, insbesondere SiO2, SiNx (x ist eine ganze Zahl, gleich oder größer als 1), SiC, BN und/oder BC.
Wie bereits beschrieben, kann die Dotierung des Zwi- schenschichtsystems 2 eventuell auch komplementär zur Dotierung der Absorberschicht 3 sein.
Wenn die rückseitig bzw. an der Substratzugewandten Seite der späteren Absorberschicht eingetriebene (das Eintreiben kann jedoch auch alternativ hierzu vorder¬ seitig bzw. auf der substratabgewandten Seite der späteren Absorberschicht erfolgen) BSF-Schicht für Dünnschichtsolarzellen genutzt wird, werden üblicher¬ weise für Si-Solarzellen folgende Werte verwendet:
• Schichtdicke der BSF-Schicht (durch das Diffusi- onsprofil gegeben) im Bereich von 0.1 bis 5 μm
• Dotierstoffkonzentration in der BSF-Schicht im
Bereich von etwa 1017 bis 1021 Atome/cm3.
Je nach Material und Anwendung können diese Werte aber auch außerhalb des genannten Bereichs liegen.
Im Prozessschritt 5, dem Rekristallisationsprozess, geschieht folgendes: Während des Schmelz-Teil¬ prozesses wird Dotierstoff aus dem Zwischenschicht¬ system 2 herausgelöst und verteilt sich quasi homogen in der Schmelze der späteren Absorberschicht 3. Beim Wiedererstarren der Schmelze der späteren Absorber- schicht 3 wird dieser Dotierstoff in die entstehende Absorberschicht eingebaut und aktiviert. Er dient nun der Grunddotierung dieser Schicht, die dadurch zur aktiven Absorberschicht (bzw. der Basis der Solarzel¬ le) wird. Im nachfolgenden Temper- und Abkühlprozess diffundiert weiter Dotierstoff aus dem Zwischen¬ schichtsystem 2 in die neu gebildete Absorberschicht 3. Durch die im Festkörperzustand der Absorberschicht 3 gegenüber der Flüssigphase verringerten Diffusions¬ geschwindigkeit akkumuliert sich der Dotierstoff nun an der rückseitigen Oberfläche (d.h. an der dem Zwi¬ schenschichtsystem 2 zugewandten Oberfläche der Ab¬ sorberschicht 3) der Absorberschicht 3 und bildet da¬ durch im Schichtbereich 3b bedingt durch die Eindif- fusion eine hochdotierte BSF-Schicht aus.
Für die Steuerung in der Rekristallisationsphase bzw. im Rekristallisationsschritt stehen die folgenden Pa¬ rameter zur Verfügung:
Heizleistungen, Verteilung der Heizleistung, Vor¬ schubgeschwindigkeit, Aufheiz-/Abkühlrampen, Höhe (d.h. Temperatur) der Temperplateaus und Temperzei¬ ten. All diese Parameter beeinflussen letztendlich a) die Zeit, in der das Silizium geschmolzen ist und b) den Temperaturverlauf über die Zeit. Der erfindungs- gemäße Rekristallisationsprozess lässt sich genauer durch 5 verschiedene Phasen beschreiben:
1. Aufheiz- und Haltephase (Rampe zur Temperatur¬ erhöhung) :
Diese dauert typischerweise einige Minuten, die Endtemperatur liegt bei Silizium typischerweise im Bereich von 9000C bis 13000C (bei anderen Materialien muss die Temperatur entsprechend angepasst werden) . Die Steuerparameter während dieser Phase sind die Zeit, der Temperaturver¬ lauf, die Plateautemperatur, die Plateauzeit und/oder die Prozessgasatmosphäre.
2. Schmelzphase:
Hier erfolgt das Aufschmelzen der Silizium¬ schicht und das Halten. Wird beim Zonenschmelz- prozess durch Heizleistungen, Verteilung der Heizleistung, Vorschubgeschwindigkeit und z.T. auch Prozessgasatmosphäre bestimmt. Bei anderen Schmelzverfahren können die Parameter anders sein bzw. gewählt werden. Typische Zeitdauer: Einige zehntel bis einige zehn Sekunden. Beim Laser- oder Elektronenstrahlrekristallisieren ist die Zeit deutlich kürzer (bis hinunter zu Nanosekunden) . 3. Rekristallisationsphase: Wiedererstarren der geschmolzenen Schicht
Beim ZMR-Prozess (Zonenschmelz- Rekristallisationsprozess bzw. engl, zone- melting recrystallisation process) bestimmen Vorschubgeschwindigkeit, Heizleistung und Heiz¬ leistungsverteilung, Energieabfuhr (Wärmelei¬ tung, Abstrahlung und Konvektion) , sowie Rich- tung der Energieeinkopplung die Rekristallisa¬ tion. Dies ist wichtig für die Segregation, die während des Wiedererstarrens stattfindet (nach¬ folgend beschrieben) .
4. Temperphase:
Die Steuerung ist in dieser Phase nur durch Einstellung von Temperatur und Temperzeiten möglich, d.h. durch das Temperaturprofil über der Zeit. Hier wird die Dotierung eingetrieben und es erfolgt eine Relaxation von Verspannun¬ gen des Kristalls. Die Steuerparameter sind in dieser Phase die Temperatur(en) , die Haltedau¬ er(n) und/oder die Abkühlgeschwindigkeit (en) (Rampen) .
5. Abkühlphase:
Hier erfolgt ein Herunterkühlen des Substrat- Systems auf Raumtemperatur. Die Parameter zur
Steuerung sind hier die Rampendauer und die Rampenform. Insbesondere die Schmelzphase und die Rekristallisationsphase müssen im Zusammen¬ spiel von Diffusion, Löslichkeit und Segrega- tion so gestaltet werden, dass sich das ge¬ wünschte Endprofil ergibt . Das Wesen der Erfindung liegt somit darin, dass die Dotierung der aktiven Absorberschicht 3a sowie die Rekristallisation der Absorberschicht 3a gleichzeitig in einem Hochtemperaturschritt erfolgen und dass im selben Hochtemperaturschritt (am Ende der Phase 3. und während der Phase 4.) unmittelbar anschließend die Realisation der BSF-Schicht 3b erfolgt. Im An- schluss an die bisher beschriebenen Prozessschritte erfolgt noch das Diffundieren des Emitters, das Ent¬ fernen des Capping-Schichtsystems 4 sowie die Auf¬ bringung der Metallisierung bzw. der Emitterkontakte 9.
Figur 2b zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen Verfah¬ ren wie beschrieben hergestellte kristalline Silizi¬ um-Dünnschichtsolarzelle. Auf dem leitfähigen Silizi¬ umsubstrat 1 (mit an der Unterseite angebrachtem Ba¬ siskontakt 10) ist auf der dem Basiskontakt gegenü- berliegenden Oberfläche das leitfähige, hochdotierte ZwischenschichtSystem 2 angeordnet. Oberhalb des bzw. auf der substratabgewandten Seite des Zwischen¬ schichtsystems 2 ist an diesem angrenzend die eindif¬ fundierte, hochdotierte BSF-Schicht 3b angeordnet. Oberhalb der bzw. auf der zwischenschichtabgewandten Seite der BSF-Schicht befindet sich angrenzend an diese dann die normal-dotierte Silizium-Absorber¬ schicht, der eigentliche Absorber der Solarzelle (Be¬ zugszeichen 3a) . Am oberen Ende der Schichtfolge, un- mittelbar auf der Absorberschicht 3a (auf deren BSF- Schicht-abgewandten Seite) , ist die Emitterschicht 8 zu erkennen. Auf dieser sind dann auf ihrer absorber- abgewandten Oberfläche die beiden Emitterkontakte 9 angeordnet . Anhand von Figur 2a ist auch eine vorteilhafte Erwei¬ terung der im Vergleich zum Stand der Technik vorge¬ nommenen Modifikationen zu erkennen. Statt einer un¬ dotierten Capping-Schicht wird ein aus mindestens ei- ner Teilschicht bestehendes Capping-Schichtsystem 4 auf der späteren Absorberschicht 3 abgeschieden. Min¬ destens eine Teilschicht aus diesem Capping- Schichtsystem (im gezeigten Fall besteht das Capping- Schicht-System 4 aus dieser Teilschicht) besitzt ei- nen Anteil an Dotierstoff, der dem der Absorber¬ schicht komplementär ist (der also n-Leitung verur¬ sacht, wenn die Absorberschicht p-leitend ist und um¬ gekehrt) . Im vorliegenden Fall bewirkt der Dotier¬ stoff eine p-Leitung. Dieses Capping-Schichtsystem 4 wirkt nun während des Prozessschrittes 5 folgenderma¬ ßen: Im Schmelz-Teilprozess löst sich Dotierstoff aus dem Capping-Schichtsystem 4 heraus und verteilt sich in der Schmelze der späteren Absorberschicht 3 quasi homogen. Die Menge des herausgelösten bzw. in diese Schmelze eindiffundierenden Dotierstoffs kann durch un- oder schwachdotierte Teilschichten gesteuert wer¬ den, die auf der Seite der späteren Silizium- Absorberschicht 3 des Capping-SchichtSystems 4 lie¬ gen. Im Erstarrungs-Teilprozess des Prozessschritts 5 wird die Konzentration des Dotierstoffs aus dem Cap¬ ping-SchichtSystems 4 in der späteren Absorberschicht 3 durch Segregationsprozesse eingestellt.
Die Segregation (dies ist ein Vorgang, bei dem sich ein Konzentrationsunterschied zwischen zwei angren¬ zenden Schichten einstellt, selbst wenn man sich im thermischen Gleichgewicht befindet. Segregation tritt z.B. für den Verunreinigungsstoff Eisen in Silizium extrem beim Erstarren auf: Die Konzentration im fes- ten Silizium kann 105 mal kleiner sein als im flüssi¬ gen) zwischen Flüssig- und Festphase kann durch Ein- stellen des Temperaturgradienten in der Schicht und damit der Richtung der Erstarrung gesteuert werden. Segregation tritt auch auf, wenn zwei unterschiedli¬ che Materialien aneinander grenzen (beispielsweise SiO2 und Si) . Diese wird dann Festkörpersegregation genannt und kann dazu führen, dass im thermischen Gleichgewicht ein Konzentrationsgradient über zwei Festkörperschichten bestehen bleibt. Im erfindungsge¬ mäßen Verfahren kann die Festkörpersegregation durch geschickt gewählte Schichtmaterialien für das Zwi¬ schenschichtsystem 2 und/oder das Capping-Schicht- system 4 an der Grenzfläche zum Silizium bzw. zur Ab¬ sorberschicht 3 ausgenutzt werden.
Im Temperschritt diffundiert weiter Dotierstoff aus der Capping-Multischicht 4 in die nun feste Absorber¬ schicht 3. Aufgrund dieser Festkörperdiffusion bildet sich an der Oberfläche der Silizium-Schicht eine der Absorberschicht 3 gegendotierte Schicht, die als So- larzellenemitter bzw. Emitterschicht 8 (siehe Figur 2b) dient.
Die Konzentration des dritten Dotierstoffs in der Ab¬ sorberschicht (der dritte Dotierstoff ist derjenige, der aus der dotierten Teilschicht des Capping-
Schichtsystems 4 in die Absorberschicht 3 eindiffun¬ diert) beträgt typischerweise für Silizium vor dem Aufschmelzen bzw. dem Rekristallisationsschritt zwi¬ schen 0 Atome/cm3 (undotiert) und etwa 1018 Atome/cm3 und nach dem Aufschmelzen bzw. dem Rekristallisati¬ onsschritt zwischen etwa 1017 und 1022 Atome/cm3, vor¬ zugsweise zwischen 3xlO18 und 2xlO21 Atome/cm3. Die Konzentration des Dotierstoffs in der niedrig dotier¬ ten Absorberschicht bzw. im niedrig dotierten Bereich der Absorberschicht 3 beträgt vor dem Aufschmelzen bzw. dem Rekristallisationsschritt zwischen 0 Ato- me/cm3 (undotiert) und etwa 1017 Atome/cm3. Die ent¬ sprechende Konzentration nach dem Aufschmelzen bzw. dem Rekristallisationsschritt beträgt zwischen etwa 1014 Atome/cm3 und 1019 Atome/cm3. Optimal für Solar- zellen ist eine Dotierstoffkonzentration (nach dem Aufschmelzen) von 1016 bis 5xlO17 Atome/cm3.
Wird wie beschrieben ein Capping-Multischichtsystem 4 verwendet, so entfällt bei dem erfindungsgemäßen Her- stellungsprozess ebenfalls die separate Herstellung des pn-Übergangs bzw. der Emitterschicht 8 (Prozess¬ schritt 8 im Stand der Technik) , d.h. die Herstellung des pn-Übergangs kann ebenfalls im Hochtemperatur¬ schritt, in dem die Herstellung der BSF-Schicht er- folgt, erfolgen. Nach Entfernen der Capping-Multi- schicht 4 kann also unmittelbar mit der Metallisie¬ rung der Solarzelle begonnen werden.
Alternativ hierzu kann jedoch auch eine konventionel- Ie Capping-Schicht 4 verwendet werden und der pn-
Übergang analog zum Prozessschritt 8 des Standes der Technik hergestellt werden (durch Drucken, Sprühen oder Abscheiden einer mit Dotierstoff, welcher kom¬ plementär zum in der Absorberschicht 3 vorhandenen Dotierschicht ist, angereicherten Quellenschicht mit nachfolgendem oder gleichzeitigem Eintreiben dieses Dotierstoffs in die aktive Absorberschicht 3 durch Tempern) .
Optional kann durch eine weitere Rekristallisierung der Emitter/Absorberschicht 3, 8, an der substratab- gewandten Oberfläche bzw. der Emitterseite mit ge¬ zielter Einstellung der Dicke des verflüssigten Sili¬ ziums eine Emitterschicht hergestellt werden, welche eine Dicke aufweist, die die Dicke des Absorbers un¬ terschreitet. Eine solche Emitterschicht hat typi- scherweise eine Dicke im Bereich von etwa 1 μm.
Wesentliche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind somit die Dotierung der Basisschicht bzw. Absorber- Schicht in der Schmelzphase durch Ausdiffusion aus dotierten, an der Basisschicht anliegenden Schicht¬ systemen und die gleichzeitig zu dieser Dotierung er¬ folgende Rekristallisierung der Absorberschicht und Herstellung der BSF-Schicht durch Diffusion aus einer Quellenschicht. Die beschriebenen Vorgänge erfolgen also in einem einzigen Hochtemperaturschritt.
Die Steuerung der Dotierung der Absorberschicht kann durch Anpassung der Rekristallisierungsgeschwindig- keit sowie der vorher und nachher stattfindenden Auf¬ heiz-, Abkühl- und Temperprozesse geschehen. Die Steuerung der Dotierung der Absorberschicht kann je¬ doch auch durch Anpassung der Multischichtsysteme, d.h. des Capping-Multischichtsystems und/oder des Zwischenschicht-MuItischichtsystems (in Bezug auf An¬ zahl und/oder Art der verwendeten Teilschichten, de¬ ren Dotierstoffgehalt und deren Dicke) erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines dotierten Halb¬ leiterschichtsystems für Elektronik oder Photo- voltaik, wobei
in einem ersten Schritt eine Substratbasis- schicht (1) hergestellt wird,
in einem zweiten Schritt auf dieser Substratba¬ sisschicht (1) ein aus mindestens einer Teil¬ schicht bestehendes Zwischenschichtsystem (2) abgeschieden wird, wobei mindestens eine der Teilschichten des ZwischenschichtSystems (2) mit einem ersten Dotierstoff in erster Konzentration angereichert wird,
in einem dritten Schritt eine undotierte oder mit einem zweiten Dotierstoff in zweiter Kon- zentration dotierte Absorberschicht (3) auf dem
Zwischenschichtsystem (2) abgeschieden wird, und
in einem Rekristallisationsschritt die Absorber¬ schicht (3) aufgeheizt und zum Schmelzen ge¬ bracht sowie anschließend zum Erstarren abge- kühlt wird.
2. Herstellungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Absorberschicht (3) dotiert wird, indem der Rekristallisationsschritt so gesteuert wird bzw. indem so aufgeheizt, abgekühlt und getempert wird, dass erster Dotierstoff aus dem Zwischen¬ schichtsystem (2) in die Absorberschicht (3) eindiffundiert, während diese geschmolzen ist und/oder während diese wieder erstarrt und/oder während diese erstarrt ist.
3. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
nach dem dritten Schritt und vor dem Rekristal- lisationsschritt eine undotierte Capping-Schicht
(4) auf die Absorberschicht (3) aufgebracht wird und dass diese Capping-Schicht (4) nach dem Re¬ kristallisationsschritt wieder entfernt wird.
4. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
nach dem dritten Schritt und vor dem Rekristal¬ lisationsschritt ein aus mindestens einer Teil- schicht bestehendes Capping-Schichtsystem (4) auf der Absorberschicht (3) aufgebracht wird, wobei mindestens eine der Teilschichten des Cap- ping-Schichtsystems (4) mit einem dritten Do¬ tierstoff in dritter Konzentration angereichert wird.
5. Herstellungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
dieses Capping-Schichtsystem (4) nach dem Re¬ kristallisationsschritt wieder entfernt wird.
6. Herstellungsverfahren nach einem der beiden vor¬ hergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf der substratabgewandten Seite des Halblei- terschichtSystems ein pn-Übergang bzw. eine
Emitterschicht erzeugt wird, indem der Rekris¬ tallisationsschritt so gesteuert wird bzw. indem so aufgeheizt, abgekühlt und getempert wird, dass dritter Dotierstoff aus dem Capping- Schichtsystem (4) in die Absorberschicht (3) eindiffundiert während diese geschmolzen ist und/oder während diese wieder erstarrt und/oder während diese erstarrt ist.
7. Herstellungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Menge des eindiffundierten dritten Dotier¬ stoffs mit Hilfe von auf der der Absorberschicht (3) zugewandten Seite liegenden, un- oder schwach dotierten Teilschichten des Capping-
SchichtSystems (4) gesteuert wird.
8. Herstellungsverfahren nach einem der beiden vor¬ hergehenden Ansprüche oder nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Menge des dritten und/oder die Menge des ersten Dotierstoffs, die in die Absorberschicht (3) eindiffundiert während diese erstarrt und/oder erstarrt ist, durch Segregationsprozes- se eingestellt wird.
9. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
« auf der substratabgewandten oder der substratzu- gewandten Seite des Halbleiterschichtsystems oder der Absorberschicht (3) ein pn-Übergang bzw. eine Emitterschicht erzeugt wird, in dem ein dritter, zum ersten und zweiten Dotierstoff komplementärer Dotierstoff in die Absorber- schicht (3) eingetrieben wird.
10. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Dotierstoff zum ersten Dotierstoff komplementär ist oder dass der zweite Dotier¬ stoff zum ersten Dotierstoff nicht komplementär ist .
11. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste und der zweite Dotierstoff identisch sind.
12. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche und nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der dritte Dotierstoff zum zweiten Dotierstoff komplementär ist oder dass der dritte Dotier¬ stoff zum zweiten Dotierstoff nicht komplementär ist.
13. Herstellungsverfahren -nach einem der vorherge- henden Ansprüche und nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite und der dritte Dotierstoff identisch sind.
14. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche und nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Dotierstoff komplementär zum ersten und dritten Dotierstoff ist oder dass der erste Dotierstoff komplementär zum zweiten und dritten Dotierstoff ist oder dass der dritte Dotierstoff komplementär zum ersten und zweiten Dotierstoff ist.
15. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Absorberschicht (3) so komplementär zum Zwi¬ schenschichtsystem (2) dotiert wird, dass die Komplementär-Dotierung im Rekristallisations- schritt überdotiert wird.
16. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schichtdicke mindestens einer Teilschicht des Zwischenschichtsystems (2) über 10 nm und/oder unter 10000 nm, insbesondere über 100 nm und/oder unter 1000 nm beträgt und/oder dass das Zwischenschichtsystem Verbindungen aus Si, O, C, N, B, P, Al, Ga, Sb, As und/oder In, ins¬ besondere SiO2, SiNx, SiC, BC und/oder BN, ent- hält oder daraus besteht und/oder dass das Zwi¬ schenschichtsystem (2) leitfähig ist.
17. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche und nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schichtdicke mindestens einer Teilschicht des Capping-Schichtsystems (4) über 10 nm und/oder unter 10000 nm, insbesondere über 100 nm und/oder unter 1000 nm beträgt und/oder dass das Capping-SchichtSystem Verbindungen aus Si, O, C, N, B, P, Al, Ga, Sb, As und/oder In, ins¬ besondere SiO2, SiNx, SiC, BC und/oder BN, ent¬ hält oder daraus besteht.
18. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Rekristallisationsschritt getempert wird.
19. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche und nach einem der Ansprüche 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass
über die Heizleistung und/oder die Verteilung der Heizleistung und/oder die Vorschubgeschwin- digkeit und/oder mindestens eine Aufheizrampe und/oder mindestens eine Abkühlrampe und/oder die Temperatur eines Temperplateaus und/oder über eine Temperzeit gesteuert wird.
20. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge- henden Ansprüche und nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
über die Temperatur und/oder eine Temperzeit bzw. durch das Temperaturprofil über der Zeit gesteuert wird.
21. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche und nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstellung über einen Temperaturgradienten in der Absorberschicht (3) und/oder in dem Cap- ping-Schichtsystem (4) und/oder zwischen der Ab- sorberschicht (3) und dem Capping-SchichtSystem
(4) erfolgt.
22. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche und nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der pn-Übergang bzw. die Emitterschicht erzeugt wird, indem eine mit dem dritten Dotierstoff an¬ gereicherte Quellenschicht auf die Absorber¬ schicht (3) aufgebracht, aufgedruckt, aufge- sprüht oder auf der Absorberschicht (3) abge¬ schieden wird und anschließend oder gleichzeitig der dritte Dotierstoff in die Absorberschicht (3) durch Tempern eingetrieben wird.
23. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Konzentration so gewählt wird, dass sie gleich oder niedriger ist, wie die nach Ab- Schluss des Herstellungsverfahrens in der Absor¬ berschicht (3) zu erzielende Dotierstoffkonzen- tration.
24. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dotierung der Absorberschicht (3) über die Rekristallisationsgeschwindigkeit und/oder -temperatur gesteuert wird.
25. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge- henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dotierung der Absorberschicht (3) gesteuert wird über die Anzahl, die Dicke und/oder den Do¬ tierstoffgehalt der einzelnen Schichten des Cap- ping-Schichtsystems (4) und/oder des Zwischen¬ schichtsystems (2) .
26. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Substratbasis (1) zugewandten Teil der Absorberschicht (3) eine Schicht mit einer höheren Konzentration an Dotierstoff als in der restlichen Absorberschicht (3) , insbesondere eine BSF-Schicht (Back-Surface-Field) , ausgebil¬ det wird, indem der Rekristallisationsschritt so gesteuert wird bzw. indem so aufgeheizt, abge¬ kühlt und getempert wird, dass erster Dotier¬ stoff aus dem Zwischenschichtsystem (2) in die Absorberschicht (3) eindiffundiert, während die¬ se geschmolzen ist und/oder während diese wieder erstarrt und/oder während diese erstarrt ist.
27. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
durch einen zusätzlichen Rekristallisie- rungsschritt die Absorberschicht (3) an ihrer substratabgewandten Seite in einem definierten Dickenbereich aufgeschmolzen wird.
28. Herstellungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
der aufgeschmolzene Dickenbereich kleiner ist als die Dicke der Absorberschicht (3) und/oder dass eine Emitterschicht, insbesondere mit einer
Dicke von über 0.1 μm und/oder unter 10 μm, her¬ gestellt wird.
29. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche und nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration des dritten Dotierstoffs in der Absorberschicht (3) vor dem Rekristallisa¬ tionsschritt bzw. dem Aufschmelzen über 0 Ato¬ me/cm3 und/oder unter 1018 Atome/cm3 beträgt und/oder dass diese Konzentration nach dem Re¬ kristallisationsschritt bzw. dem Aufschmelzen über 1016Atome/cm3 und/oder unter 1023 Atome/cm3, insbesondere über 3»1018 und/oder unter 2*1021 Atome/cm3, beträgt.
30. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Konzentration des ersten Dotierstoffs im Zwischenschichtsystem (2) vor dem Rekristallisa- tionsschritt bzw. dem Aufschmelzen über 0 Ato¬ me/cm3 und/oder unter 1023 Atome/cm3 beträgt und/oder dass diese Konzentration nach dem Re¬ kristallisationsschritt bzw. dem Aufschmelzen über 1016 Atome/cm3 beträgt.
31. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Konzentration des zweiten Dotierstoffs in der Absorberschicht (3) vor dem Rekristallisati- onsschritt bzw. dem Aufschmelzen über 0 Ato¬ me/cm3 und/oder unter 1017 Atome/cm3 beträgt und/oder dass diese Konzentration nach dem Re¬ kristallisationsschritt bzw. dem Aufschmelzen über 1014 Atome/cm3 und/oder unter 1019 Atome/cm3, insbesondere über 1016 Atome/cm3 und/oder unter
5»1017 Atome/cm3 beträgt.
32. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste und der zweite Dotierstoff eine n-Leitung hervorrufen (n+np-System) und dass der dritte Dotierstoff eine p-Leitung hervorruft oder dass umgekehrt der erste und der zweite Do¬ tierstoff eine p-Leitung hervorrufen und dass der dritte Dotierstoff eine n-Leitung hervorruft (p+pn-System) oder dass der erste und der dritte
Dotierstoff eine n-Leitung hervorrufen und dass der zweite Dotierstoff eine p-Leitung hervorruft (npn-System) oder umgekehrt (pnp-System) oder dass der zweite und der dritte Dotierstoff eine n-Leitung hervorrufen und dass der erste Dotier¬ stoff eine p-Leitung hervorruft (pnn+-System) oder umgekehrt (npp+-System) .
33. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf die Substratbasisschicht (1) und/oder auf die Absorberschicht (3) eine metallische Kon¬ taktschicht bzw. eine Metallisierung aufgebracht wird.
34. Herstellungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch und nach einem der Ansprüche 6 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Emitterkontakt auf der Emitterschicht aufge¬ bracht wird.
35. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Substratbasisschicht (1) und/oder die Absor- berschicht (3) Silizium (Si) enthält und/oder leitfähig ist.
36. Herstellungsverfahren nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche und nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Capping-Schicht (4) bzw. das Capping-
SchichtSystem (4) durch Abscheiden oder durch thermisches Oxidieren hergestellt wird.
37. Verwendung eines Herstellungsverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche im Bereich der Herstellung von elektronischen Bauteilen, insbesondere in der Silicon-on-Insulator Techno¬ logie, oder zur Herstellung von oder im Bereich von Dünnschichtsolarzellen, insbesondere von kristallinen Silizium-DünnschichtSolarzellen.
38. Halbleiterschichtsystem, insbesondere Dünn¬ schichtsolarzelle oder kristalline Dünnschicht¬ solarzelle auf Siliziumbasis, hergestellt durch ein Herstellungsverfahren nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 36.
39. Dotiertes Halbleiterschichtsystem für Elektronik oder Photovoltaik, mit
einer Substratbasisschicht (1) ,
einem auf dieser Substratbasisschicht (1) ange¬ ordneten, aus mindestens einer Teilschicht be- stehenden ZwischenschichtSystem (2) , wobei min¬ destens eine der Teilschichten des Zwischen¬ schichtsystems (2) mit einem ersten Dotierstoff dotiert ist,
und einer auf diesem Zwischenschichtsystem ange¬ ordneten, mit einem zweiten Dotierstoff dotier¬ ten Absorberschicht (3) .
40. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach dem vor¬ hergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Absorberschicht (3) rekristallisiert ist.
41. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 39 bis 40,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Dotierstoff zum ersten Dotierstoff komplementär ist oder dass der zweite Dotier¬ stoff zum ersten Dotierstoff nicht komplementär ist.
42. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 39 bis 41,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste und der zweite Dotierstoff identisch sind.
43. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 39 bis 42,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke mindestens einer Teilschicht des Zwischenschichtsystems (2) über 10 nm und/oder unter 10000 nm, insbesondere über 100 nm und/oder unter 1000 nm beträgt und/oder dass das Zwischenschichtsystem Verbindungen aus Si, O, C, N, B, P, Al, Ga, Sb, As und/oder In, ins¬ besondere SiO2, SiNx, SiC, BC und/oder BN, ent¬ hält oder daraus besteht und/oder dass das Zwi- schenschichtsystem (2) leitfähig ist.
44. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 39 bis 43,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf der substratbasisabgewandten oder der sub- stratbasiszugewandten Seite des Halbleiter¬ schichtsystems oder auf der substratbasisabge¬ wandten oder der substratbasiszugewandten Seite an oder in der Absorberschicht (3) ein pn-Über- gang bzw. eine Emitterschicht angeordnet ist.
45. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach dem vor¬ hergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Emitterschicht eine Dicke von über 0.1 μm und/oder unter 10 μm aufweist.
46. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 44 bis 45,
dadurch gekennzeichnet, dass die Emitterschicht komplementär dotiert ist zur Absorberschicht (3) oder dass die Emitterschicht nicht komplementär dotiert ist zur Absorber¬ schicht (3) .
47. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach Anspruch 46,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dotierstoffkonzentration in der Emitter¬ schicht über 1016 und/oder unter 1023 Atome/cm3, insbesondere über 3*1018 und/oder unter 2*1021 Atome/cm3 beträgt .
48. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 39 bis 47,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem der Substratbasis (1) zugewandten oder abgewandten Teil der Absorberschicht (3) eine Schicht mit einer höheren Konzentration an Do- tierstoff als in der restlichen Absorberschicht
(3) ausgebildet ist.
49. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach dem vor¬ hergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schicht mit der höheren Konzentration an Do¬ tierstoff eine Dicke von über 0.02 μm und/oder unter 50 μm, insbesondere von über 0.1 μm und/oder unter 5 μm aufweist.
50. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 48 oder 49, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dotierstoffkonzentration in der Schicht mit der höheren Konzentration an Dotierstoff über
1015 Atome/cm3 und/oder unter 1023 Atome/cm3, ins¬ besondere über 1017 Atome/cm3 und/oder unter 1021 Atome/cm3 beträgt.
51. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 39 bis 50,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Konzentration des ersten Dotierstoffs über
1016 Atome/cm3 beträgt.
52. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 39 bis 51,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Konzentration des zweiten Dotierstoffs über 1014 Atome/cm3 und/oder unter 1019 Atome/cm3, ins¬ besondere über 1016 Atome/cm3 und/oder unter 5*1017 Atome/cm3 beträgt.
53. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 39 bis 52,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf die Substratbasisschicht (1) und/oder auf die Absorberschicht (3) eine metallische Kon¬ taktschicht bzw. eine Metallisierung aufgebracht ist.
54. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach dem vor¬ hergehenden Anspruch und nach einem der Ansprü¬ che 44 bis 47,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Emitterkontakt auf der Emitterschicht aufge¬ bracht ist .
55. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 39 bis 54,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Substratbasisschicht (1) und/oder die Absor¬ berschicht (3) Silizium (Si) enthält und/oder leitfähig ist .
56. Dotiertes Halbleiterschichtsystem nach einem der Ansprüche 39 bis 55,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Zwischenschichtsystem (2) Verbindungen aus Si, O, C, N, B, P, Al, GA, Sb, As und/oder In, insbesondere SiO2, SiNx, SiC, BC und/oder BN, enthält oder daraus besteht .
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