【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及与硅基板和其它半导体的金属接触,其中接触材料包括掺杂原子的供给源,从而起到其自身的杂质源的作用,便于形成接触材料与基板之间的低电阻欧姆接触。2.
技术介绍
的描述在正确设计的p-n结太阳能电池中,电子运动到与n型硅相接触的金属电极,空穴运动到与p型硅相接触的金属电极。这些接触对于电池的性能极为重要,因为来自电池的有用能量迫使电流穿过高电阻硅/金属界面,或者通过高电阻电极材料棒。包括界面和电极材料在内的电池的总特定串联电阻应该不大于1Ω-cm2。由于低电阻接触的需要,对半导体表面处的掺杂原子的浓度有相当高的要求。对于n型硅,掺杂浓度必须≥1×1019原子/cm3(在5×1022原子/cm3硅密度的基础上,为百万个原子分之200(ppma))。对于p型硅,要求不那么严格,要求表面浓度≥1×1017原子/cm3(2ppma)。而且,为了使光能到电能的转换效率最大,特别是对于n型表面,通常要求在除了直接位于金属电极下方之外的被照射一侧的任何地方都具有较低的表面掺杂浓度。因此,理想的接触材料是这样一种材料,向其紧下面的硅提供足够量的杂质(也称为自掺杂),具有高导电性,与硅的强机械连接,并且不会因可由复合而失去电子和空穴的引入位置而降低硅的电学性质。最后,这种理想的接触材料应该是廉价的,而且应该通过经济的方法,诸如丝网印刷,使其本身被施加。在很大程度上具有上述所需特性的一种已知的接触材料为铝。当用于与p型硅相接触从而在硅太阳能电池中形成正极时,铝具有这些性质。这是由于在硅中,铝本身是p型杂质。只要处理温度超过577℃的铝-硅低共熔温度, ...
【技术保护点】
一种制造接触的方法,其包括: 提供具有半导体表面的半导体; 向该半导体的至少一部分表面施加一个银层; 向该银层的至少一部分施加一种杂质,该杂质能够掺入该半导体中; 将该半导体表面、银层、和杂质加热至第一温度; 保持该第一温度直到至少部分银层、部分杂质、和部分半导体表面形成熔融合金为止;以及 将该熔融合金冷却到低于第一温度的第二温度,使得熔融合金中所包含的至少一部分杂质被加入到至少一部分半导体的外延再次生长区域中,熔融合金形成基本上为固体的包含半导体原子和杂质原子的第一区域和基本上为固体的包含银原子和杂质原子的第二区域,并且在该基本上为固体的第二区域的至少一部分与该外延再次生长区域的至少一部分之间形成欧姆电接触。
【技术特征摘要】
US 1999-11-23 60/167,358;US 2000-3-29 09/538,0341.一种制造接触的方法,其包括提供具有半导体表面的半导体;向该半导体的至少一部分表面施加一个银层;向该银层的至少一部分施加一种杂质,该杂质能够掺入该半导体中;将该半导体表面、银层、和杂质加热至第一温度;保持该第一温度直到至少部分银层、部分杂质、和部分半导体表面形成熔融合金为止;以及将该熔融合金冷却到低于第一温度的第二温度,使得熔融合金中所包含的至少一部分杂质被加入到至少一部分半导体的外延再次生长区域中,熔融合金形成基本上为固体的包含半导体原子和杂质原子的第一区域和基本上为固体的包含银原子和杂质原子的第二区域,并且在该基本上为固体的第二区域的至少一部分与该外延再次生长区域的至少一部分之间形成欧姆电接触。2.如权利要求1所述的方法,其中所述熔融合金包括银和半导体部分,半导体部分的浓度等于或大于低共熔浓度。3.如权利要求1所述的方法,其中所述半导体选自由硅、锗、和硅-锗合金所组成的组中。4.如权利要求1所述的方法,其中所述杂质选自由磷、硼、锑、砷、铟、铝、和镓所组成的组中。5.如权利要求1所述的方法,其中通过施加液态杂质来完成杂质的施加。6.如权利要求1所述的方法,其中通过施加元素涂层来实现杂质的施加。7.如权利要求1所述的方法,其中银层的厚度在1μm至15μm范围内。8.如权利要求1所述的方法,其中第一温度在银层与半导体的低共熔温度之上。9.如权利要求1所述的方法,其中保持包括将第一温度保持至少一分钟的持续时间。10.一种制造半导体装置的方法,其包括提供具有第一和第二相对表面的半导体;向该第一表面的至少一部分施加银层;向该银层的至少一部分施加一种杂质,该杂质能够掺入半导体中;向该第二表面的至少一部分施加一金属层;将该第一和第二相对表面、银层、金属层、和杂质加热至第一温度;保持该第一温度直到至少一部分银层、一部分杂质、和一部分半导体形成第一熔融合金,并且至少一部分金属层和一部分半导体形成第二熔融合金;将所述第一和第二熔融合金冷却至低于第一温度的第二温度,使得第一熔融合金中所包含的至少一部分杂质被加入到至少一部分的第一外延再次生长区域中,并且至少一部分第二熔融合金被加入到至少一部分的第二外延再次生长区域中,使得第一熔融合金形成基本上为固体的与至少一部分第一外延再次生长区域欧姆电接触的第一区域,第二熔融合金形成基本上为固体的与至少一部分第二外延再次生长区域欧姆电接触的第二区域;和形成与基本上为固体的第一区域的第一电接触,和形成与基本上为固体的第二区域的第二电接触。11.如权利要求10所述的方法,其中所述第一熔融合金包括银部分和半导体第一表面部分,半导体部分的浓度等于或大于低共熔浓度;所述第二熔融合金包括金属部分和半导体第二表面部分,半导体部分的浓度等于或大于低共熔浓度。12.如权利要求10所述的方法,其中所述半导体选自由硅、锗、和硅-锗合金所组成的组中。13.如权利要求10所述的方法,其中所述金属层为铝。14.如权利要求10所述的方法,其中所述杂质选自由磷、硼、锑、砷、铟、铝、和镓所组成的组中。15.如权利要求10所述的方法,其中通过施加液态杂质来实现杂质的施加。16.如权利要求10所述的方法,其中通过施加元素涂层来实现杂质的施加。17.如权利要求10所述的方法,其中银层的厚度在1μm至15μm范围内。18.如权利要求10所述的方法,其中所述第一温度在银层与半导体的低共熔温度之上。19.如权利要求10所述的方法,其中所述保持包括将第一温度保持至少一分钟的持续时间。20.如权利要求10所述的方法,该方法进一步包括向金属层的至少一部分施加第二杂质,该第二杂质能够掺入半导体中;将第二杂质加热至第一温度;保持该第一温度直到至少一部分金属层、一部分第二杂质、和一部分半导体形成第二熔融合金;以及将第二熔融合金冷却至低于第一温度的第二温度,使得至少一部分第二杂质被加入到至少一部分第二...
【专利技术属性】
技术研发人员:丹尼尔L迈耶,休伯特P戴维斯,鲁斯A加西亚,乔伊斯A杰瑟普,
申请(专利权)人:荏原太阳能公司,
类型:发明
国别省市:US[美国]
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