WO2011144207A2 - Herstellungsverfahren einer halbleitervorrichtung - Google Patents

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Peter Engelhart
Robert Seguin
Wilhelmus Mathijs Marie Kessels
Gijs Dingemans
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Definitions

  • the invention relates to a manufacturing method of a semiconductor device.
  • the semiconductor surface must be passivated by the recombination activity of charge carriers via
  • a very efficient passivation system for semiconductor devices generally comprises a double layer of first and second passivation layers on a semiconductor surface.
  • the two passivation layers are each formed from a different dielectric material.
  • An example of such a double layer structure on a silicon substrate is a first passivation layer of thermally or wet-chemically grown silicon oxide and a second passivation layer of aluminum oxide deposited thereon.
  • the reasoning underlying this passivation system is that the first passivation layer has a chemically passivating effect, while the second passivation layer is field-effect-passivating in that, owing to a high solid area charge density, it frees charge carriers from the surface
  • Attack passivation layer and could at least partially destroy it.
  • the passivation underlying the metal paste is formed of alumina, it may be partially or completely destroyed or "eaten" during the heat treatment by the metal paste.
  • the semiconductor device to be produced is preferably a solar cell in which an improved surface passivation of the
  • the semiconductor substrate is formed of silicon.
  • the semiconductor substrate may include a semiconductor wafer.
  • the invention is based on the surprising finding that the application of a second passivation layer to a first passivation layer can lead to a lasting improvement in the passivation quality of the first passivation layer, even in the event that the second passivation layer is subsequently at least partially removed or damaged.
  • the reduction of the layer thickness of the second passivation layer may intentionally occur in the manufacturing process, for example by means of an additional etching step.
  • the treatment sacrificing the layer may be a process step which is necessary for the production and which inevitably leads to a reduction of the layer thickness of the second passivation layer by a predominant part.
  • the first passivation layer first on a semiconductor surface of the substrate, the first passivation layer
  • the second passivation layer which at a
  • the second passivation layer does not act, or not only as previously assumed, as a field-effect-passivating passivation layer, but solely or predominantly through its unique presence of the first
  • the second passivation layer as a hydrogen donor for the first
  • Passivation layer act. After the hydrogen has diffused into the first passivation layer, further maintenance of the second passivation layer is no longer necessary in this case.
  • the layer thickness reduction takes place essentially along the entire semiconductor surface or the entire further semiconductor surface. This essentially means that, due to the process, areas of insignificant size can be present, which are not influenced by the treatment sacrificing the layer, for example edge areas of the substrate protected by retaining devices.
  • the first dielectric material can also be converted into another material. All that is essential is that the first passivation layer made of the first dielectric material after the treatment sacrificing the layer no longer corresponds to the original one
  • Functional layer is resolved. By this is meant that the layer thickness of the second passivation layer due to an interaction with the
  • Functional layer decreases. It is thus not necessary for the second dielectric material to be in a dissolved form in the functional layer. Rather, conversion of the entire second passivation layer or a portion thereof may occur as a result of a chemical reaction between the material of the functional layer and the second dielectric material.
  • the functional layer may be, for example, a metal paste.
  • a contact layer for the solar cell is usually formed from the metal paste. Due to the heat treatment, the material of the metal paste reacts with the second dielectric material of the second passivation layer. The resulting reaction products can be present in solid form or else in gaseous form (for example nitrogen). The second passivation layer thus undergoes partial or complete chemical conversion. In this sense, in the present case, the heat treatment is a layer-sacrificing treatment.
  • Contact layer may have due to this reaction between the Paste material and the second dielectric material have improved adhesion to the substrate.
  • the second passivation layer during the sacrificial treatment at least
  • the second passivation layer can hereby be partially or completely mechanically removed or etched away.
  • the sacrificial treatment may be, for example, a
  • Texture etching treatment with which the light incident side surface of the solar cell is optimized for light absorption.
  • it may be an etching step in which certain layers are patterned during solar cell fabrication.
  • the first passivation layer are formed directly on the semiconductor surface and / or the second passivation layer is formed directly on the first passivation layer. Immediately means that there are no further intermediate layers between the respective layers.
  • the first passivation layer is a passivation layer which chemically passivates, it makes sense if it is arranged directly on the semiconductor surface to be passivated.
  • the passivation can be used both for p-type and for n-type doped semiconductor surfaces. In a predominantly field effect passivating
  • n + -doped high-efficiency solar cells made of silicon n + -doped high-efficiency solar cells made of silicon.
  • a semiconductor surface can be efficiently and cost-effectively passivated having differently doped regions, that is, with regions of n- or n + for the reasons given by the present process - type adjacent regions of p or p + -type. It is not
  • Passivier Mrs is patterned before applying the second passivation.
  • the semiconductor surface is not completely covered by the first passivation layer before the second passivation layer is deposited or deposited.
  • the first passivation layer may be at the
  • the second passivation layer is also applied to areas of the semiconductor surface not covered by the first passivation layer, ie, there directly to the semiconductor surface.
  • Area charge of the second passivation layer may be in the semiconductor
  • Passivier für is formed essentially of a metal oxide.
  • the second passivation layer has a second passivation layer
  • Alumina is formed. This may be the special one
  • the second passivation layer is in each case preferably produced by means of an atomic layer deposition process (ALD).
  • ALD atomic layer deposition process
  • the second passivation layer is formed from a compound of aluminum oxide aluminum nitride or aluminum oxynitride, optionally doped with a further element.
  • the chemical formula for such a material can thus generally be noted as Al x M y O z , Al x M y N z or Al x M m O y N z , wherein a desired stoichiometric ratio by suitable choice of x, y, z and optionally m is achieved.
  • M stands for the further element.
  • An aluminum-containing second passivation layer can by means of
  • the second passivation layer is formed by means of a
  • Deposition method deposited and preferably not by a wet-chemical application method such as sol-gel or the like.
  • a deposition method includes, for example, vapor deposition methods such as chemical vapor deposition (CVD), optionally plasma-enhanced, and physical vapor deposition (PVD), sputtering, epitaxy, and the like.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • sputtering sputtering
  • epitaxy and the like.
  • very effective second passivation layers can be produced in particular by means of atomic layer deposition (ALD).
  • Passivier Mrs is formed essentially of silicon nitride and / or silicon oxide. It is also advantageous to use silicon oxynitride or another suitable compound of silicon oxide and one or more further elements as the first dielectric material. Preferably, it is provided that the first passivation layer is deposited on the semiconductor surface. Alternatively, in particular in the case of silicon semiconductor substrates, the first passivation layer can be produced as a native oxide by means of oxidation of the semiconductor surface, wherein the
  • Oxidation in a gas atmosphere or wet-chemical can be performed.
  • the first passivation layer and / or the second passivation layer are each formed on both sides in a single deposition or oxidation step.
  • the respective passivation layer is formed in a single process step on both the front and on the back. This is done, for example, by mounting the substrate in a deposition chamber so that both of its surfaces are exposed to material deposition for passivation layer fabrication.
  • the passivation layer is produced by wet-chemical means, for example by wet-chemical oxidation, it is advisable to immerse the substrate on both sides or completely in the wet-chemical bath in order to obtain the deposition or oxidation on both sides.
  • the wet-chemical treatment can alternatively be done on one side.
  • the first and / or the second passivation layer may be applied symmetrically to the substrate, the layer may sacrifice treatment to substantially whole-area partial or complete Thickness reduction of the second passivation carried out either on one side or on both sides.
  • Form substrate For example, if alumina is on a n- or n + -type semiconductor surface, then only insufficient surface passivation can be achieved. In the case of wafer solar cells with base and emitter on opposite wafer surfaces, it is therefore advantageous to remove the aluminum oxide layer on the n- or n + -type surface according to the nature of the passivation. This is usually done in a one-sided way
  • Alumina also on the p- or p + -type semiconductor surface to be passivated allows more cost-effective removal of the alumina layer on the n- or n + -type surface, since the etching process is no longer one-sided.
  • the passivation layers on the substrate are subjected to a heat treatment (annealing).
  • Heat treatment has the consequence that the passivation effect of the first passivation layer improves substantially and sustainably.
  • the heat treatment may be a diffusion of hydrogen from the second
  • the heat treatment is expedient and with which parameters it must be carried out depends on the type of application of the passivation layers, in particular of the second passivation layer. If the second passivation already at a high temperature on the first
  • a subsequent heat treatment can also be omitted.
  • a heat treatment temperature of about 300 to 450 ° C is used, in particular of about 400 ° C.
  • the heat treatment preferably lasts at least about 5 minutes, especially about 5 to 20 minutes, more preferably at least 10 minutes, especially about 10 to 15 minutes.
  • an additional topcoat after the layer sacrificing treatment may be applied to the first
  • This cover layer can be made, for example
  • Silicon nitride may be formed.
  • the invention will be explained below with reference to embodiments with reference to the figures. Shown here by schematic cross-sectional drawings of intermediate states of a solar cell:
  • FIGS. 1a to 1e illustrate a sequence of method steps according to an embodiment of a production method of a solar cell with a full-area passivation.
  • a substrate 3 for example a
  • Silicon wafer provided with a semiconductor surface 31. From the semiconductor surface 31, a first passivation layer 1 is formed to result in the product in Fig. 1b.
  • the first dielectric material from which the first passivation layer 1 is formed may be, for example, silicon oxide be, which by means of thermal or wet chemical oxidation
  • a second passivation layer 2 is applied to the first passivation layer 1, for example by means of a deposition method.
  • the second passivation layer 2 is formed of alumina as the second dielectric material.
  • the substrate 3 with the two passivation layers 1, 2 formed thereon is shown in FIG. 1c.
  • a layer sacrificing treatment follows, which leads to a reduction of the layer thickness of the second passivation layer 2. While, according to a first embodiment shown in FIG. 1 d, the second passivation layer 2 is partially removed, for example as a result of a wet-chemical etching treatment, according to a second embodiment illustrated in FIG. 1 e
  • Function layer 4 applied, which leads to the layer thickness reduction of the second passivation layer 2.
  • the functional layer 4 is a screen-printed metal paste for producing a contact layer or metallization layer. This is the layer sacrificial treatment to a
  • Dielectric material reacts with the material of the metal paste and converts partially or completely, so that the remaining
  • Alumina layer has a smaller layer thickness.
  • FIGS. 2a to 2e An alternative embodiment of the manufacturing method is illustrated with reference to FIGS. 2a to 2e.
  • a substrate 1 having a semiconductor surface 31 according to FIG. 2a is first provided.
  • a structured first passivation layer 1 is formed, as shown in FIG. 2b.
  • the first passivation layer 1 is first formed on the entire semiconductor surface 31 and then by means of conventional Masks / etching processes are structured so that areas of the
  • the structured first passivation layer 1 is subsequently referred to as
  • the diffusion layer 5 has diffusion regions on the exposed regions of the semiconductor surface 31. On the entire structure thus formed is then a second
  • Passivier für 1 deposited, for example, alumina by means of atomic layer deposition (ALD) to obtain the product shown in Fig. 2d.
  • ALD atomic layer deposition
  • the second passivation layer 2 is completely removed during a sacrificial treatment.
  • the sacrificial treatment layer can be carried out anyway in a solar cell manufacturing
  • Treatment for example, a texture etching step.
  • an additional etching step for removing the second passivation layer 2 may be incorporated into the manufacturing process.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: Bereitstellen eines Substrats (3) mit einer Halbleiteroberfläche (31); Bilden einer ersten Passivierschicht (1) aus einem ersten Dielektrikmaterial auf der Halbleiteroberfläche (31); Aufbringen einer zweiten Passivierschicht (2) aus einem zweiten Dielektrikmaterial auf die erste Passivierschicht (1) und / oder auf eine der Halbleiteroberfläche (31) gegenüberliegend angeordneten weiteren Halbleiteroberfläche auf dem Substrat (3); und Unterziehung des Substrates (3) einer Schicht opfernden Behandlung, bei der eine Schichtdicke der zweiten Passivierschicht (2) im Wesentlichen entlang der gesamten Halbleiteroberfläche (31) oder der gesamten weiteren Halbleiteroberfläche um einen überwiegenden Teil der Schichtdicke reduziert wird.

Description

Titel:
Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung.
Eine der begrenzenden Faktoren für die Effizienz von Halbleiterbauelementen und -Vorrichtungen ist die Rekombination von Ladungsträgern an
Halbleiteroberflächen, welche die Rekombinationsaktivität begünstigende Oberflächenzustände aufweisen. Dieses Problem ist insbesondere bei
Solarzellen von Bedeutung. Denn in diesem Fall stehen die rekombinierten Ladungsträger nicht mehr für die Stromerzeugung zur Verfügung. Um
Rekombinationen zu vermindern, muss die Halbleiteroberfläche passiviert werden, indem die Rekombinationsaktivität von Ladungsträgern über
Oberflächenzustände herabgesetzt wird.
Ein sehr effektives Passivierungssystem für Halbleitervorrichtungen allgemein umfasst eine Doppelschicht aus einer ersten und einer zweiten Passivierschicht auf einer Halbleiteroberfläche. Die beiden Passivierschichten sind jeweils aus einem unterschiedlichen Dielektrikmaterial gebildet. Ein Beispiel für eine derartige Doppelschichtstruktur auf einem Siliziumsubstrat ist eine erste Passivierschicht aus thermisch oder nasschemisch aufgewachsenem Siliziumoxid und einer hierauf abgeschiedenen zweiten Passivierschicht aus Aluminiumoxid. Die diesem Passivierungssystem zugrunde liegende Überlegung besteht darin, dass die erste Passivierschicht chemisch passivierend wirkt, während die zweite Passivierschicht feldeffektpassivierend ist, indem sie aufgrund einer hohen festen Flächenladungsdichte freie Ladungsträger von der
Halbleiteroberfläche verdrängt.
Derartige Doppelschichten haben häufig den Nachteil, dass die zweite
Passivierschicht empfindlich gegenüber bestimmten Prozessschritten der Halbleiterbauelement-Herstellung ist. Insbesondere bei der
Solarzellenherstellung sind nach dem Aufbringen der Passivierschicht noch mehrere weitere Prozessschritte durchzuführen, welche die zweite
Passivierschicht angreifen und sie zumindest teilweise zerstören könnten. Ein ähnliches Problem ergibt sich bei Rückseitenpassivierung einer Solarzelle und einer nachfolgenden Rückseitenmetallisierung mittels einer Metallpaste und anschließender Wärmebehandlung (Feuerprozess). Insbesondere dann, wenn die unterhalb der Metallpaste liegende Passivierung aus Aluminiumoxid gebildet ist, kann sie während der Wärmebehandlung durch die Metallpaste teilweise oder vollständig zerstört oder„aufgefressen" werden.
Um dieses vermeintliche Problem zu umgehen, wird in der Regel entweder versucht, die zweite Passivierschicht möglichst zum Ende des
Herstellungsverfahrens zu verlagern, nachdem Schicht schädliche
Behandlungsschritte abgeschlossen sind. Oder es wird eine Schutzschicht auf das Doppelschichtsystem abgeschieden, um die Passivierung zu schützen. Dies kann insbesondere beim oben beschriebenen Fall der Rückseitenmetallisierung vor dem Aufbringen der Metallpaste geschehen. Diese Herangehensweisen haben jedoch den Nachteil, dass sie zusätzliche Verfahrensschritte benötigen und somit die Kosten steigern und den Durchsatz vermindern.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Herstellungsverfahren einer
Halbleitervorrichtung bereitzustellen, bei der kostengünstig und mit möglichst geringem Mehraufwand eine effektive Oberflächenpassivierung der
Halbleitervorrichtung erzielt wird.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Bei der herzustellenden Halbleitervorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Solarzelle, bei der eine verbesserte Oberflächenpassivierung der
Halbleitersubstratoberfläche zu einer effizienteren Umwandlung von einfallendem Licht in elektrischen Strom führt. Eine gute
Oberflächenpassivierung kann jedoch auch in anderen Bereichen der
Halbleitertechnik von Bedeutung sein. Die hier beschriebene
Oberflächenpassivierung kann bei Solarzellen vorderseitig, also auf der
Lichteinfallseite der Solarzelle, rückseitig, also auf der Licht abgewandten
Seite der Solarzelle, oder beidseitig angewendet werden. Vorteilhafterweise ist das Halbleitersubstrat aus Silizium gebildet. Das Halbleitersubstrat kann einen Halbleiterwafer umfassen. Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass das Aufbringen einer zweiten Passivierschicht auf eine erste Passivierschicht dazu führen kann, die Passivierungsqualität der ersten Passivierschicht nachhaltig zu verbessern, selbst für den Fall, dass die zweite Passivierschicht nachträglich zumindest teilweise abgetragen oder beschädigt wird. Die Reduzierung der Schichtdicke der zweiten Passivierschicht kann hierbei absichtlich im Herstellungsprozess erfolgen, beispielsweise mittels eines zusätzlichen Ätzschrittes. Alternativ kann es sich bei der Schicht opfernden Behandlung um einen Verfahrensschritt handeln, welcher für die Herstellung notwendig ist, und welcher zwangsläufig zu einer Reduzierung der Schichtdicke der zweiten Passivierschicht um einen überwiegenden Teil führt.
Bei bestimmten Konfigurationen kann eine Verbesserung der
Passivierungsqualität der ersten Passivierschicht selbst dann eintreten, wenn die zweite Passivierschicht nicht auf die erste Passivierschicht selbst
aufgebracht wird, sondern auf der der ersten Passivierschicht
gegenüberliegenden Seite des Substrats. Anders ausgedrückt, wird zunächst auf einer Halbleiteroberfläche des Substrates die erste Passivierschicht
aufgebracht und anschließend auf der gegenüberliegenden weiteren
Halbleiteroberfläche die zweite Passivierschicht, welche bei einer
nachfolgenden Behandlung des Substrats um einen überwiegenden Teil ihrer Schichtdicke reduziert wird. Eine Erklärung hierfür ist, dass die zweite Passivierschicht nicht oder nicht nur wie bisher vermutet als feldeffektpassivierende Passivierschicht wirkt, sondern allein oder vorwiegend durch ihr einmaliges Vorhandensein der ersten
Passivierschicht eine verbesserte Passivierungswirkung verleiht. Beispielsweise kann die zweite Passivierschicht als Wasserstoff-Spender für die erste
Passivierschicht wirken. Nachdem der Wasserstoff in die erste Passivierschicht diffundiert ist, ist das weitere Beibehalten der zweiten Passivierschicht in diesem Fall nicht mehr notwendig. Die Schichtdickenreduzierung erfolgt in beiden genannten Ausführungsformen im Wesentlichen entlang der gesamten Halbleiteroberfläche oder der gesamten weiteren Halbleiteroberfläche. Hierbei bedeutet im Wesentlichen, dass prozessbedingt Bereiche unwesentlicher Größe vorliegen können, welche durch die Schicht opfernde Behandlung nicht beeinflusst werden, beispielsweise durch Haltevorrichtungen geschützte Randbereiche des Substrats.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite
Passivierschicht während der Schicht opfernden Behandlung ihre Schichtdicke im Wesentlichen vollständig einbüßt. Anders ausgedrückt, existiert die zweite Passivierschicht aus dem zweiten Dielektrikmaterial nach der Schicht opfernden Behandlung nicht mehr. Im Wesentlich bedeutet hier, dass nicht als Passivierschicht funktionsfähige, insbesondere nicht zusammenhängende Schichtreste auf dem Substrat verbleiben können. Anstelle, dass die erste Passivierschicht während der Schicht opfernden
Behandlung aufgelöst oder abgetragen wird, kann das erste Dielektrikmaterial hierbei auch in ein anderes Material umgewandelt werden. Wesentlich ist lediglich, dass die erste Passivierschicht aus dem ersten Dielektrikmaterial nach der Schicht opfernden Behandlung nicht mehr mit ursprünglicher
Schichtdicke beziehungsweise gar nicht mehr vorliegt.
Auch wenn bei einem bestimmten Verfahren zur Herstellung der Solarzelle üblicherweise keine Schicht opfernde Behandlung vorgesehen sein sollte, kann das bewusste Entfernen der zweiten Passivierschicht Vorteile mit sich bringen. In bestimmten Ausführungsformen können hierdurch unerwünschte Effekte am Rand der Solarzelle vermeiden werden. Ist beispielsweise die erste
Passivierschicht nicht oder nur unvollständig am Substratrand ausgeprägt, was häufig der Fall ist, kommt beim Aufbringen der zweiten Passivierschicht diese zweite Passivierschicht dort unmittelbar mit der Halbleiteroberfläche in Berührung. Aufgrund von Flächenladungen der zweiten Passivierschicht, können am Substratrand unerwünschte Effekte auftreten, beispielsweise ein
parasitärer Stromfluss aufgrund eines Inversions- oder Akkumulationskanals (Shunting).
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zweite
Passivierschicht während der Schicht opfernden Behandlung zumindest teilweise in einer über der zweiten Passivierschicht angeordneten
Funktionsschicht aufgelöst wird. Hiermit ist gemeint, dass die Schichtdicke der zweiten Passivierschicht aufgrund einer Wechselwirkung mit der
Funktionsschicht abnimmt. Es ist somit nicht notwendig, dass das zweite Dielektrikmaterial sich in einer gelösten Form in der Funktionsschicht befindet. Vielmehr kann eine Umwandlung der gesamten zweiten Passivierschicht oder eines Teils hiervon als Ergebnis einer chemischen Reaktion zwischen dem Material der Funktionsschicht und dem zweiten Dielektrikmaterial erfolgen.
Bei der Funktionsschicht kann es sich beispielsweise um eine Metallpaste handeln. Mittels einer Wärmebehandlung (eines sogenannten Feuerschritts) wird üblicherweise aus der Metallpaste eine Kontaktschicht für die Solarzelle gebildet. Aufgrund der Wärmebehandlung reagiert das Material der Metallpaste mit dem zweiten Dielektrikmaterial der zweiten Passivierschicht. Die hieraus entstehenden Reaktionsprodukte können in fester Form oder auch gasförmig vorliegen (beispielsweise Stickstoff). Die zweite Passivierschicht erfährt somit eine teilweise oder vollständige chemische Umwandlung. In diesem Sinne handelt es sich vorliegend bei der Wärmebehandlung um eine Schicht opfernde Behandlung. Die durch den Feuerschritt aus der Metallpaste gebildete
Kontaktschicht kann hat aufgrund dieser Reaktion zwischen dem Pastenmaterial und dem zweiten Dielektrikmaterial eine verbesserte Haftung zum Substrat aufweisen.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die zweite Passivierschicht während der Schicht opfernden Behandlung zumindest
Teilweise entfernt wird. Die zweite Passivierschicht kann hierbei teilweise oder vollständig mechanisch abgetragen oder weggeätzt werden. Bei der Schicht opfernden Behandlung kann es sich beispielsweise um eine
Texturätzbehandlung handeln, mit welcher die lichteinfallseitige Oberfläche der Solarzelle für die Lichtabsorption optimiert wird. Alternativ kann es sich um einen Ätzschritt handeln, bei dem bestimmte Schichten während der Solarzellenherstellung strukturiert werden.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die erste Passivierschicht unmittelbar auf der Halbleiteroberfläche und / oder die zweite Passivierschicht unmittelbar auf der ersten Passivierschicht gebildet werden. Mit unmittelbar ist gemeint, dass sich keine weiteren Zwischenschichten zwischen den jeweiligen Schichten befinden. Insbesondere dann, wenn es sich bei der ersten Passivierschicht um eine chemisch passivierende Passivierschicht handelt, ist es sinnvoll, wenn sie unmittelbar auf der zu passivierenden Halbleiteroberfläche angeordnet ist.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste
Passivierschicht auf einer n-Typ und / oder p-Typ dotierten
Halbleiteroberfläche gebildet wird. Wenn auf der häufig chemisch
passivierenden ersten Passivierschicht keine weitere, insbesondere keine feldeffektpassivierende, zweite Passivierschicht mehr vorhanden ist, kann die Passivierung sowohl für p-Typ als auch für n-Typ dotierte Halbleiteroberflächen eingesetzt werden. Bei einer vorwiegend feldeffektpassivierenden
Passivierschicht hängt es dagegen vom Vorzeichen ihrer festen
Flächenladungsdichte ab, welcher Dotierungstyp effektiv passiviert werden kann. Die vorliegend beschriebenen Passivierungen können insbesondere auf n+-dotierten Hocheffizienzsolarzellen aus Silizium eingesetzt werde. Zudem kann aus den genannten Gründen mit dem vorliegenden Verfahren auch eine Halbleiteroberfläche effektiv und kostengünstig passiviert werden, welche unterschiedlich dotierte Bereiche aufweist, also mit Gebieten von n- oder n+- Typ angrenzend an Gebieten von p- oder p+-Typ. Es sind somit nicht
unterschiedliche Passivierungssysteme für die einzelnen Dotierungsbereiche notwendig. Im Wesentlichen die gesamte Halbleiteroberfläche kann mit einem Durchgang des Herstellungsverfahrens passiviert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste
Passivierschicht vor dem Aufbringen der zweiten Passivierschicht strukturiert wird. Somit ist die Halbleiteroberfläche nicht vollständig durch die erste Passivierschicht bedeckt, bevor die zweite Passivierschicht aufgetragen oder abgeschieden wird. Die erste Passivierschicht kann bei dem
Herstellungsverfahren beispielsweise als Diffusionsbarriere und -maske zur Bildung von Diffusionsbereichen in der Halbleiteroberfläche verwendet werden. In diesem Fall wird die zweite Passivierschicht auch auf nicht durch die erste Passivierschicht bedeckte Bereiche der Halbleiteroberfläche aufgebracht, dort also unmittelbar auf die Halbleiteroberfläche. Bei bestimmten Kombinationen aus Dotierungstyp der Halbleiteroberfläche beziehungsweise -oberflächenbereiche und Vorzeichen der festen
Flächenladung der zweiten Passivierschicht kann sich im Halbleiter ein
Inversionskanal bilden, was zu einem als Shunting bezeichneten
Kurzschlusseffekt führen kann. Um dies zu vermeiden, sollte die zweite
Passivierschicht möglichst entfernt werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zweite
Passivierschicht im Wesentlichen aus einem Metalloxid gebildet wird.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die zweite Passivierschicht aus
Aluminiumoxid gebildet wird. Hierbei kann es sich um die spezielle
stöchiometrische Zusammensetzung Al203 handeln, oder ganz allgemein um eine AlOx-Schicht mit geeigneter Stöchimetrie. Alternativ kann auch eine andere geeignete Verbindung aus Aluminiumoxid und einem oder mehreren weiteren Elementen als zweites Dielektrikmaterial eingesetzt werden, insbesondere Aluminiumoxynitrid (AlxOyNz). Die zweite Passivierschicht wird in jedem Fall vorzugsweise mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) erzeugt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zweite Passivierungsschicht aus einer Verbindung aus Aluminiumoxid Aluminiumnitrid oder Aluminiumoxynitrid, gegebenenfalls dotiert mit einem weiteren Element, gebildet wird. Die chemische Formel für ein derartiges Material kann somit allgemein als AlxMyOz, AlxMyNz oder AlxMmOyNz notiert werden, wobei ein gewünschtes stochiometrisches Verhältnis durch geeignete Wahl von x, y, z und gegebenenfalls m erzielt wird. Hier steht M für das weitere Element. Eine Aluminium enthaltende zweite Passivierungsschicht kann mittels
Atomlagenabscheidung auf die Substratvorder- und / oder -rückseite
aufgebracht werden. Dies gilt jedoch auch für das Aufbringen einer
Passivierungsschicht aus einem anderen geeigneten Material.
Vorzugsweise wird die zweite Passivierungsschicht mittels eines
Abscheideverfahrens abgeschieden und vorzugsweise nicht mittels eines nasschemischen Auftragungsverfahrens wie Sol-Gel oder dergleichen. Ein solches Abscheideverfahren umfasst beispielsweise Aufdampfverfahren wie chemische Gasphasenabscheidung (CVD - chemical vapor deposition), gegebenenfalls plasmagestützt, und physikalische Gasphasenabscheidung (PVD - physical vapor deposition), Sputterverfahren, Epitaxie und dergleichen. Wie bereits angemerkt, lassen sich insbesondere mittels Atomlagenabscheidung (ALD - atomic layer deposition) sehr effektive zweite Passivierungsschichten herstellen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste
Passivierschicht im Wesentlichen aus Siliziumnitrid und / oder Siliziumoxid gebildet wird. Vorteilhaft ist auch die Verwendung von Siliziumoxinitrid oder einer anderen geeigneten Verbindung aus Siliziumoxid und einem oder mehreren weiteren Elementen als erstes Dielektrikmaterial. Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die erste Passivierschicht auf die Halbleiteroberfläche abgeschieden wird. Alternativ hierzu kann, insbesondere bei Siliziumhalbleitersubstraten, die erste Passivierschicht als ein natives Oxid mittels Oxidation der Halbleiteroberfläche erzeugt werden, wobei die
Oxidation in einer Gasatmosphäre oder nasschemisch durchgeführt werden kann.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste
Passivierschicht und die zweite Passivierschicht beidseitig auf dem Substrat gebildet werden, also sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite des Substrates. Hierbei können die beiden Passivierschichten jeweils
unterschiedliche Schichtdicken auf den beiden Substratseiten aufweisen.
Vorzugsweise ist jedoch die Passivierung auf der Substratvorderseite im
Wesentlichen identisch zu der auf der Substratrückseite.
Zweckmäßigerweise werden die erste Passivierschicht und / oder die zweite Passivierschicht jeweils in einem einzigen Abscheide- oder Oxidationsschritt beidseitig gebildet. Mit anderen Worten wird in dieser Ausführungsform die jeweilige Passivierschicht in einem einzigen Verfahrensschritt sowohl auf der Vorder-, als auch auf der Rückseite gebildet. Dies geschieht beispielsweise indem das Substrat in einer Abscheidekammer so montiert wird, dass beide seine Oberflächen der Materialabscheidung für die Passivierschichtherstellung ausgesetzt sind. Wenn die Passivierschicht auf nasschemischem Wege erzeugt wird, beispielsweise mittels nasschemischer Oxidation, bietet es sich an, das Substrat beidseitig beziehungsweise vollständig in das nasschemische Bad einzutauchen, um die beidseitige Abscheidung oder Oxidation zu erhalten. Die nasschemische Behandlung kann jedoch alternativ auch einseitig erfolgen. Während die erste und / oder die zweite Passivierungsschicht also symmetrisch auf das Substrat aufgebracht werden können, kann die Schicht opfernde Behandlung zur im Wesentlichen ganzflächigen teilweisen oder vollständigen Dickenreduzierung der zweiten Passivierschicht entweder einseitig oder beidseitig erfolgen.
Es ist in besonderen Ausführungsformen auch sinnvoll, lediglich die zweite Passivierschicht aus dem zweiten Dielektrikmaterial beidseitig auf dem
Substrat auszubilden. Befindet sich beispielsweise Aluminiumoxid auf einer Halbleiteroberfläche von n- oder n+-Typ, kann hier nur eine ungenügende Oberflächenpassivierung erzielt werden. Bei Wafer-Solarzellen mit Basis und Emitter auf gegenüberliegenden Waferoberflächen ist es daher vorteilhaft, die Aluminiumoxid-Schicht auf der n- oder n+-Typ Oberfläche nach Ausprägung der Passivierung zu entfernen. Dies wird üblicherweise in einem einseitigen
Ätzprozess realisiert. Das Aufbringen einer zweiten Passivierschicht aus
Aluminiumoxid auch auf der zu passivierenden Halbleiteroberfläche von p- oder p+-Typ erlaubt ein kostengünstigeres Entfernen der Aluminiumoxid-Schicht auf der n- oder n+-Typ Oberfläche, da der Ätzprozess nicht mehr einseitig zu erfolgen hat.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass nach dem oder während des
Aufbringens der zweiten Passivierschicht auf die erste Passivierschicht und vor der Schicht opfernden Behandlung die Passivierschichten auf dem Substrat einer Wärmebehandlung (Tempern) unterzogen werden. Diese
Wärmebehandlung hat zur Folge, dass sich die Passivierwirkung der ersten Passivierschicht wesentlich und nachhaltig verbessert. Beispielsweise kann die Wärmebehandlung eine Diffusion von Wasserstoff aus der zweiten
Passivierschicht in die erste Passivierschicht unterstützen.
Ob und in welchem Umfang die Wärmebehandlung sinnvoll ist und mit welchen Parametern sie durchgeführt werden muss, hängt von der Art des Aufbringens der Passivierschichten, insbesondere der zweiten Passivierschicht ab. Wird die zweite Passivierschicht bereits bei einer hohen Temperatur auf die erste
Passivierschicht abgeschieden, so kann eine nachträgliche Wärmebehandlung auch entfallen. Vorzugsweise wird eine Wärmebehandlung bei einer
Temperatur zwischen etwa 200 und 600 °C durchgeführt, da bei einer höheren Temperatur ein Ausdiffundieren von Wasserstoff aus den Passivierschichten zu befürchten ist. Bevorzugt wird eine Wärmebehandlungstemperatur von etwa 300 bis 450° C verwendet, insbesondere von etwa 400° C. Die Wärmebehandlung dauert vorzugsweise mindestens etwa 5 Minuten, insbesondere etwa 5 bis 20 min, eher bevorzugt mindestens 10 Minuten, insbesondere etwa 10 bis 15 min.
In allen vorangehend beschriebenen Ausführungsformen kann eine zusätzliche Deckschicht nach der Schicht opfernden Behandlung auf die erste
Passivierschicht oder auf Reste der zweiten Passivierschicht aufgebracht werden, beispielsweise um die optische Anpassung einer Lichteinfallseite der Solarzelle zu optimieren. Diese Deckschicht kann beispielsweise aus
Siliziumnitrid gebildet sein. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen anhand schematischer Querschnittszeichnungen von Zwischenzuständen einer Solarzelle:
Fig. 1a bis 1e eine Abfolge von Verfahrensschritten gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 2a bis 2e eine Abfolge von Verfahrensschritten gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung.
Die Fig. 1a bis 1e veranschaulichen eine Abfolge von Verfahrensschritten gemäß einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle mit einer vollflächigen Passivierung.
Zunächst wird gemäß der Fig. 1a ein Substrat 3, beispielsweise ein
Siliziumwafer, mit einer Halbleiteroberfläche 31 bereitgestellt. Aus der Halbleiteroberfläche 31 wird eine erste Passivierschicht 1 gebildet, um als Ergebnis das Produkt in Fig. 1 b zu erhalten. Das erste Dielektrikmaterial, aus dem die erste Passivierschicht 1 gebildet ist, kann beispielsweise Siliziumoxid sein, welches mittels thermischer oder nasschemischer Oxidation
aufgewachsen wird.
In einem anschließenden Verfahrensschritt wird eine zweite Passivierschicht 2 auf die erste Passivierschicht 1 aufgebracht, beispielsweise mittels eines Abscheideverfahrens. Die zweite Passivierschicht 2 ist aus Aluminiumoxid als zweites Dielektrikmaterial gebildet. Das Substrat 3 mit den hierauf gebildeten beiden Passivierschichten 1 , 2 ist in Fig. 1c dargestellt. Anschließend folgt während der Herstellung der Solarzelle eine Schicht opfernde Behandlung, welche zu einer Reduzierung der Schichtdicke der zweiten Passivierschicht 2 führt. Während gemäß einer in Fig. 1d dargestellten ersten Ausführungsform die zweite Passivierschicht 2 teilweise abgetragen wird, beispielsweise infolge einer nasschemischen Ätzbehandlung, wird gemäß einer in Fig. 1e veranschaulichten zweiten Ausführungsform eine
Funktionsschicht 4 aufgebracht, welche zur Schichtdickenreduzierung der zweiten Passivierschicht 2 führt.
Bei der Funktionsschicht 4 handelt es sich um eine siebgedruckte Metallpaste zur Herstellung einer Kontaktschicht beziehungsweise Metallisierungsschicht. Hierbei handelt es sich bei der Schicht opfernden Behandlung um einen
Feuerschritt zur Trocknung der aufgetragenen Metallpaste. Das zweite
Dielektrikmaterial reagiert hierbei mit dem Material der Metallpaste und wandelt sich teilweise oder vollständig um, so dass die übrigbleibende
Aluminiumoxidschicht eine geringere Schichtdicke aufweist.
Eine alternative Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird anhand der Fig. 2a bis 2e veranschaulicht. Auch hier wird zunächst ein Substrat 1 mit einer Halbleiteroberfläche 31 gemäß der Fig. 2a bereitgestellt. Auf dem Substrat 1 wird eine strukturierte erste Passivierschicht 1 gebildet, wie in der Fig. 2b dargestellt. Hierbei kann die erste Passivierschicht 1 zunächst auf der gesamten Halbleiteroberfläche 31 gebildet und anschließend mittels üblicher Masken /Ätzverfahren strukturiert werden, so dass Bereiche der
Halbleiteroberfläche 31 freigelegt werden.
Die strukturierte erste Passivierschicht 1 wird anschließend als
Diffusionsbarriere verwendet, um eine Diffusionsschicht 5 in dem Substrat 1 zu erzeugen. Entsprechend der Strukturierung der erste Passivierschicht 1 weist die Diffusionsschicht 5 an den freigelegten Bereichen der Halbleiteroberfläche 31 Diffusionsbereiche auf. Auf die gesamte so gebildete Struktur wird anschließend eine zweite
Passivierschicht 1 abgeschieden, beispielsweise aus Aluminiumoxid mittels Atomlagenabscheidung (ALD), um das in Fig. 2d dargestellte Produkt zu erhalten. Die zweite Passivierschicht 1 setzt sich sowohl auf der ersten
Passivierschicht 2 als auch in den freigelegten Bereichen unmittelbar auf der Halbleiteroberfläche 31 ab.
Schließlich wird die zweite Passivierschicht 2 während einer Schicht opfernden Behandlung vollständig entfernt. Bei der Schicht opfernden Behandlung kann es sich um eine bei der Solarzellenherstellung ohnehin durchzuführende
Behandlung handeln, beispielsweise um einen Texturätzschritt. Alternativ kann auch ein zusätzlicher Ätzschritt zum Abtragen der zweiten Passivierschicht 2 in den Herstellungsprozess eingefügt sein.
Bezugszeichenliste:
1 erste Passivierschicht
2 zweite Passivierschicht 3 Substrat
31 Halbleiteroberfläche
4 Funktionsschicht
5 Diffusionsschicht

Claims

Patentansprüche:
1 . Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung, umfassend die
folgenden Verfahrensschritte:
Bereitstellen eines Substrats (3) mit einer Halbleiteroberfläche (31 ); Bilden einer ersten Passivierschicht (1 ) aus einem ersten
Dielektrikmaterial auf der Halbleiteroberfläche (31 );
Aufbringen einer zweiten Passivierschicht (2) aus einem zweiten Dielektrikmaterial auf die erste Passivierschicht ( 1 ) und / oder auf eine der Halbleiteroberfläche (31 ) gegenüberliegend angeordneten weiteren Halbleiteroberfläche auf dem Substrat (3); und
Unterziehung des Substrates (3) einer Schicht opfernden Behandlung, bei der eine Schichtdicke der zweiten Passivierschicht (2) im Wesentlichen entlang der gesamten Halbleiteroberfläche (31 ) oder der gesamten weiteren Halbleiteroberfläche um einen überwiegenden Teil der Schichtdicke reduziert wird.
2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Passivierschicht (2) während der Schicht opfernden Behandlung ihre Schichtdicke im Wesentlichen vollständig einbüßt.
3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Passivierschicht (2) während der Schicht opfernden Behandlung zumindest teilweise in einer über der zweiten Passivierschicht (2) angeordneten Funktionsschicht (4) aufgelöst wird.
4. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die zweite Passivierschicht (2) während der Schicht opfernden Behandlung zumindest Teilweise entfernt wird.
5. Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Passivierschicht (1 ) unmittelbar auf der Halbleiteroberfläche (31 ) und / oder die zweite Passivierschicht (2) unmittelbar auf der ersten Passivierschicht (1 ) gebildet werden.
6. Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Passivierschicht (1 ) auf einer n-Typ und / oder p-Typ dotierten Halbleiteroberfläche (31 ) gebildet wird.
7. Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Passivierschicht (1 ) vor dem Aufbringen der zweiten Passivierschicht (2) strukturiert wird.
8. Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Passivierschicht (2) im Wesentlichen aus einem Metalloxid gebildet wird.
9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Passivierschicht (2) aus Aluminiumoxid gebildet wird.
10. Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Passivierschicht (1 ) im Wesentlichen aus Siliziumnitrid und / oder Siliziumoxid gebildet wird.
1 1 . Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Passivierschicht (1 ) auf die
Halbleiteroberfläche (31 ) abgeschieden wird.
12. Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Passivierschicht (1 ) und die zweite
Passivierschicht (2) beidseitig auf dem Substrat (3) gebildet werden.
13. Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem oder während des Auf bringens der zweiten Passivierschicht (2) auf die erste Passivierschicht (1 ) und vor der Schicht opfernden Behandlung die Passivierschichten (1 , 2) auf dem Substrat (3) einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
1 . Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Herstellung einer Solarzelle.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
JP2706113B2 (ja) * 1988-11-25 1998-01-28 工業技術院長 光電変換素子
US6410403B1 (en) * 2000-11-02 2002-06-25 Promos Technologies, Inc. Method for planarizing a shallow trench isolation
JP2004193350A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Sharp Corp 太陽電池セルおよびその製造方法
US7659475B2 (en) * 2003-06-20 2010-02-09 Imec Method for backside surface passivation of solar cells and solar cells with such passivation
DE102005025125B4 (de) * 2005-05-29 2008-05-08 Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh Verfahren zur Herstellung einer einseitig kontaktierten Solarzelle und einseitig kontaktierte Solarzelle
JP4767110B2 (ja) * 2006-06-30 2011-09-07 シャープ株式会社 太陽電池、および太陽電池の製造方法
DE102006046726A1 (de) * 2006-10-02 2008-04-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Solarzelle mit strukturierter Rückseitenpassivierungsschicht aus SIOx und SINx sowie Verfahren zur Herstellung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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None

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