本发明专利技术涉及通过一次成形和／或涂覆制备膜状半导体材料和／或电子元件的方法。该方法的特征是在待涂覆的衬底上或者在一次成形法中使用的模具的表面上涂覆由纳米级体系内在物质构成的胶料。所述胶料能够使膜状半导体材料在一次成形或涂覆过程之后更简单地从衬底上解除，减少与衬底或模具材料的反应并因此减少了半导体材料的污染，减少从半导体材料向衬底的热传递，对半导体材料的精细结构可能具有有利影响，特别是其中值粒径。在本发明专利技术有利的实施方案中，所用的胶料不仅与更好地从衬底解除并减少半导体材料的污染有关，而且此外能够以有目的的方式用于产生半导体材料中的掺杂剂图案。为了此目的，以限定的图案向衬底上施加至少两种具有不同掺杂剂含量的胶料。在一次成形和／或涂覆过程中通过扩散到半导体材料中转变这些掺杂剂图案。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通过一次成形和/或涂覆制备膜状半导体材料和/或电子 元件的方法。
技术介绍
本文基于下面的 一般性术语定义胶料(Schlichte ):与牢固粘结的涂层相比，胶料理解为用简单方 式施加并且又能够容易地除去-例如通过简单地磨去-的层。在浇注技 术领域中，胶料是为了使多孔膜部件表面平整涂覆在铸模和/或铸芯上的 覆盖层(Oberzugsschicht)物质。为此，通常将磨细的耐火至高耐火物 质用作基材。该覆盖层隔离基体并针对由于金属熔融产生的模具的热和 /或化学负载提供防护。模塑法基本上压制出元件的立体形状(Gestalt)。在根据DIN 8580 的分类中，初次由液态或塑性或粒状或粉状的聚集体状态制备立体外形 的一次成形法是已知的，并且在根据DIN 8550分类中，通过施加压力、 拉压应力、拉力、弯曲或剪切应力改变固态聚集体状态中存在的立体形 状的成形法是已知的。用于组件的粉状聚集体状态的原材料或原材料混 合物在这里以及在下文中也称作起始粉末。 一 次成形法的例子是浇注、 凝固、结晶，还有使用或不使用模具的熔融或烧结，以及固化工艺。半导体材料理解为包含周期系第三、第四和第五族的至少一种元素 及其相互之间的化合物及其混合物的材料。所述材料可以作为固体、层 或粉末或粉末混合物存在。在膜状半导体材料中元素特别是掺杂剂的分 布，特别是选自周期系第三和第五族元素的掺杂剂的分布以如下方式选 择优选在制备电子元件时产生至少一个电荷分离的p-n结。卸下(Lift-off)理解为不明显破坏该层地从4于底解除(Abl6sung) 所述层。在此处和下文中的电子元件理解为具有至少一个诸如在二极管和 晶体管中出现的电荷分离结的元件。具体的电子元件例如是太阳能电池或光电二;f及管。纳米级理解为从lnm (10 —9m)至999.9nm的所有尺寸。体系内在(systemimmanent)在下文中理解为仅包4舌在之后的半导体材料或电子元件中以期望的方式出现的化学元素的成分/粉末。特别地，这些是周期表笫三、第四和第五族所有元素、其相互间的化合物和/或其混合物。膜状结构理解为在两个空间维度上具有至少lcm空间宽度而在第 三空间方向上它们的宽度小于lmm的结构。关于膜状半导体材料特别是Si的一次成形(Urformen)和/或涂覆 方法的现有技术公开了例如下面所述的方法a) 其中由气相沉积材料的薄层法(D U nnschichtverfahren )。可以 提及例如等离子气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、低压化学 气相沉积(LPCVD)、热丝气相沉积(HWCVD)。这些方法的主 要缺陷是使用相对昂贵的衬底并且通常生产率低，对于在衬底上沉积总 计以1到数十nm/min高度的小厚度生长的材料这是明显的。b) 用于制备具有在大约100ym到lmm范围内的典型厚度的晶片 的一次成形方法例如RGS法、条带法(String Ribbon Verfahren)或者EFG 是现有技术。在此方面G.Hahn等在Proceedings WCPEC IV, Hawaii, 2006年5月提供了全面的概括。用于多晶固体材料或用于单晶的其它一 次成形方法是例如4艮据Bridgman或Czochmlski的铸4走或单晶生长法。现有技术的进一步描述可以在Photon Special 2006，Solar Verlag Aachen 中找到,或者由 A. Luque和 S. Hegedus在Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, Wiley， Sussex 2002提供。次成形法，其中将粘结剂和硅粉搅拌在一起形成胶料，随后取出胶料在 支撑物上形成膜，并且在保护气体气氛中于140(TC下烧结形成单晶硅晶粒层。d)用于制备具有晶片典型厚度的层的涂覆法是例如热喷涂法，可 形成粘结良好的涂层，尤其是在耐磨涂层领域。硅粉的热喷涂在1977 年已经被授予专利。US 4,003,770公开了在不同的衬底上使用合适的气 氛沉积厚度在3和18mil之间，相当于厚度在大约75和大约425 y m之 间的p和n掺杂的层，以及随后热处理以提高晶粒尺寸。提及了厚硅层的解除，但是对于解除这种硅层的方法条件或卸下这种硅层的参数没有 任何陈述。B. Kharas等,Journal of Applied Physics 97 (2005) 094906公开了由等 离子喷涂法获得的厚硅膜上的阻抗谱测量结果。为了在阻抗谱上检查硅 膜微观结构各向异性的影响，可将膜从硅衬底上机械分离。其中使用的 方法步骤没有阐述。Dickey, HC禾口 Meek, TT在4也们的论文Active electronic devices made by DC plasma arc spray process(Vacuum 59 (2000),179)中描述了在 标准条件下或在低真空下直流等离子喷涂p-掺杂的硅。根据衬底表面的 粗糙度，获得牢固地粘结在衬底上的涂覆层或自支撑(frei stehend)条。 利用平整玻璃表面，制备出具有大约3至lOmil相当于大约75到250 ju m厚的自支撑硅膜。Kraiem, J. Papet, P .等(Proceedings WCPEC IV, Hawaii, 2006年5月) 在他们的论文中提出ELIT法，其中外延生长用于太阳能电池的Si 薄膜。在氢氟酸中通过阳极氧化(Eloxieren)使硼掺杂的硅晶片的表面产 生多孔，随后分两步蚀刻，从而获得一个在另一个上面的不同孔隙率的 两个层。然后该体系在氢气氛中于110(TC下经受热处理(tempern)。 在此过程中，重组了最底部的多孔层，并且相对位于下面的晶片材料形 成连续脆性破坏(Trennbruch)。从而获得了从余下的晶片体积中解除 的层，并且在最后一个方法步聚中在该层上外延涂覆50jum厚的结晶 硅。H丄Kim等在Layer Transfer Process (Proceeding WCPEC IV, Hawaii,2006年5月)中描述了类似的方法。然而，在这些方法中发生的 晶片材料的消耗，，以及在层每次解除后需要再加工单晶表面是复杂和 昂贵的。此外，能获得的层面积的尺寸受限于可得到的晶片尺寸。考虑到材料花费以及半导体材料可能的弹性，希望获得自支撑 (freitragend)的或者视需要在成本有利的膜例如塑料膜之间层压的或 者施加在这种膜上的半导体材料。根据现有技术的所有的这些方法对衬底表面的粗糙度或平整度或 其晶序(kristallineOrdnimg)有严格要求。根据现有技术的方法的另一 个共同缺陷在于在制备0.05到10mm厚的厚半导体层的过程中，在至少 60(TC温度下的至少一个高温步骤是必需的，导致不能在塑料衬底上制 备这种层。因此，为了在塑料膜上或在塑料膜之间制备这种层或膜状半导体材料，不得不首先在能够承受至少60(TC温度的衬底上制备半导体 材料。然后不得不以技术上复杂的方式从所述衬底上解除所得层或膜状 半导体材料，随后施加到塑料膜或其它一些载体上。现有技术没有公开借助于一次成形和/或涂覆工艺能够一体化制备 电子元件的任何方本文档来自技高网...
【技术保护点】
通过一次成形和／或涂覆工艺制备膜状半导体材料或电子元件的方法，特征在于在涂覆和／或一次成形之前，在一次成形法中使用的模具上或在涂覆法中使用的衬底上至少部分地施加至少一种体系内在的纳米级胶料。
【技术特征摘要】
DE 2007-6-26 102007029576.81.通过一次成形和/或涂覆工艺制备膜状半导体材料或电子元件的方法，特征在于在涂覆和/或一次成形之前，在一次成形法中使用的模具上或在涂覆法中使用的衬底上至少部分地施加至少一种体系内在的纳米级胶料。2. 根据权利要求1的方法，特征在于，使用具有在分散剂中的至少 一种纳米级体系内在粉末的至少 一种 分散体的胶料。3. 根据权利要求2的方法， 特征在于，使用含具有4到900nm直径d，/。的颗粒的粉末。4. 根据权利要求1到3中至少一项的方法， 特征在于，使用具有至少 一种掺杂剂的胶料。5. 根据权利要求1到4中至少一项的方法， 特征在于，使用具有选自第3或第5主族的掺杂剂的胶料。6. 根据权利要求2的方法， 特征在于， 使用有机分散剂。7. 根据权利要求6的方法， 特征在于，使用选自醇、丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸曱酯、聚乙烯基烷基化物或 者这些分散剂的混合物的有机分散剂。8. 根据权利要求1到7中至少一项的方法， 特征在于，通过刮涂、涂抹、刷涂、喷涂、吹涂、印刷，借助于丝网印刷施加、 用掩膜喷涂，或者通过浸渍模具或衬底向模具或衬底施加胶料。9. 根据权利要求1到8中至少一项的方法， 特征在于，在模具或衬底的表面上施加至少两种具有不同掺杂剂或掺杂剂比例的纳米级体系内在月交料。10. 根据权利要求1到9的方法， 特征在于，通过丝网印刷、印刷、免注、热喷涂或等离子喷涂施加在涂覆和/ 或一次成形期间所用的一种或多种原料。11. 根据权利要求10的方法， 特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：M特罗查，GJ施米茨，D弗兰克，T巴尔，R蒂弗斯，S雷克斯，M阿佩尔，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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