用于制造导电多衬底堆叠的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于由一个尤其是波长敏感的半导体衬底（2）和至少一个另外的尤其是波长敏感的半导体衬底（2'，2''）制造多衬底堆叠的方法，具有以下步骤：将至少分段地导电的介电层（3，3'）施加到所述半导体衬底（2，2'，2''）中的至少一个半导体衬底的至少一个衬底表面（2o，2o'，2o''，2u，2u'，2u''）上；以及将该半导体衬底（2）与所述另外的半导体衬底（2'，2''）接触并且构造所述半导体衬底（2，2'，2''）之间的导电连接。

Method for manufacturing a conductive multi substrate stack

The invention relates to a semiconductor substrate by a particular wavelength sensitive (2) and at least one other semiconductor substrate especially wavelength sensitive (2', 2'') multi stacked substrate manufacturing method, which comprises the following steps: at least the dielectric layer to the conductive segments (3, 3') applied to the semiconductor substrate (2, 2', 2'') at least one surface of the substrate at least one semiconductor substrate in the (2O, 2o', 2o'', 2U, 2u', 2u''); and the semiconductor substrate (2) with the addition of a semiconductor substrate (2', 2'') and the contact structure a semiconductor substrate (2, 2', 2'') a conductive connection between the.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造导电多衬底堆叠的方法
本专利技术涉及根据权利要求1所述的用于制造多衬底堆叠的方法。
技术介绍
在制造尤其是用于产生电流的导电多衬底堆叠时，存在各种不同的技术问题：-在最小可能的面积的情况下产生尽可能高的电流量，-在最低可能的成本的情况下适合大规模的制造，-电流产生的长期稳定性，-相对于尤其是连接部位处的环境影响的稳定性，-可靠的电流产生。
技术实现思路
因此本专利技术所基于的任务是，说明一种方法，该方法至少部分地、优选地主要解决上述问题。该任务利用权利要求1和9的特征来解决。本专利技术的有利的改进方案在从属权利要求中加以说明。由至少两个在说明书、权利要求书和/或图中所说明的特征构成的全部组合也落在本专利技术的范围中。在所说明的值范围的情况下，处于所提到的极限之内的值也应当作为极限值被公开并且能够以任意的组合要求保护。本专利技术的基本思想是，为了由一个（波长敏感的）半导体衬底和至少一个另外的（波长敏感的）半导体衬底制造多衬底堆叠而执行以下步骤：-将至少分段地导电的介电层施加到所述半导体衬底中的至少一个半导体衬底的至少一个衬底表面上；以及-将该半导体衬底与所述另外的半导体衬底接触并且构造半导体衬底之间的导电连接。根据本专利技术，尤其是将波长敏感的半导体衬底理解为适于转换非常窄的特定的波长范围、尤其是单个波长的半导体衬底。该半导体衬底尤其是由作为基质材料的半导体构成。该半导体衬底优选地是掺杂的，或由多个不同地掺杂的区域构成。在特殊的实施方式中，也可以根据本专利技术将波长敏感的半导体衬底理解为由多个尤其是相对薄的衬底构成的衬底堆叠，该衬底堆叠用于转换非常窄的特定的波长范围、尤其是单个波长。非常窄的特定的波长范围、尤其是单个波长是波长谱的一部分，所提到的根据本专利技术的波长特定的衬底优选地对该单个波长敏感，该波长谱覆盖UV光的范围，超过可见范围直到红外范围的波长范围。根据本专利技术的波长范围尤其是从1nm延伸至1mm，优选地在50nm至50μm之间、最优选地在380nm至780nm之间延伸。本专利技术尤其是涉及一种用于尤其是在没有高精度对准单元的情况下连接多个半导体衬底的方法。该方法尤其是被用于制造多层太阳能电池，该多层太阳能电池的各个层、尤其是半导体衬底具有不同波长敏感性并且通过导电连接、优选地TSV、更优选地通过介电层中的纳米颗粒彼此连接。此外，本专利技术涉及一种借助于该方法制造的产品。本专利技术尤其是描述一种方法，该方法将多个衬底、优选地波长敏感的太阳能电池彼此连接，使得连接点、尤其是接触部位在连接过程之后具有与其它连接点、尤其是接触部位的最高可忽略的偏差。根据本专利技术的过程在此没有对准设备也行，并且相应地加速这样的多层太阳能电池的相应的生产过程。随着生产过程的加速而出现相应的成本降低，其使生产过程由于每时间单位的件数的提高而更有利。在一种十分特别地优选的实施方式中，将配备有导电纳米颗粒的介电层施加到两个要彼此连接的太阳能电池中的至少一个上。层的介电特性允许通过直接接合或所谓的熔融接合将两个太阳能电池接合，而介电层中的导电纳米颗粒建立太阳能电池之间的连接。在此，介电层中的导电纳米颗粒的密度根据本专利技术尤其是被选择为大的，使得至少在沿着连接面的几个部位处通过介电层进行从一个太阳能电池到另一太阳能电池的尤其是连续的、导电的连接。在这种根据本专利技术的实施方式中，至少不需要精确的对准设备，优选地不需要对准设备，因为纳米颗粒尤其是分布在比纯接触面更大的面区域上、优选地在整个面上，使得总是进行接触。同时，尽管有（附加的）纳米颗粒，光学透明性应当尽可能完全地得到保持，即尽可能少地受纳米颗粒影响。吸收能力和/或散射能力尤其是通过针对太阳能电池的敏感波长范围相应地选择纳米颗粒而被选择，使得吸收能力和/或散射能力是尽可能小的。纳米颗粒具有小于100μm、优选地小于10μm、更优选地小于1μm、最优选地小于100nm、最最优选地小于10nm的平均直径。本专利技术的最大优点在于，可以尤其是完全放弃（光学）对准设备并且衬底堆叠能够利用极宽的波长谱。根据本专利技术可以放弃（光学）对准设备，因为负责导电连接的元件、尤其是TSV、接触部、贯穿部、钻孔或纳米颗粒允许衬底相对于彼此的位置的公差。只要接触设备包括对准、即在最宽泛的意义上也被理解为对准设备，选择具有大于0.1μm、优选地大于1μm、更优选地大于10μm、最优选地大于100μm、最最优选地大于1mm的公差或对准精度的对准设备就足够了。由此，对准不仅可以显著更快地进行，而且对准设备可以显著更低成本地制造。此外，根据本专利技术的实施例有利地在于，衬底表面由适于直接接合和/或熔融接合的材料、尤其是氧化物构成，由此通过利用熔融接合技术使两个衬底彼此的连接特别容易。本专利技术因此尤其是描述一种用于制造多层衬底的方法，该多层衬底由至少两个衬底构成，所述衬底在至少一个部位处通过导电连接彼此连接。衬底相互之间的连接优选地是持久的。但是在一种特别优选的实施方式中，在构造持久连接之前进行预接合的构造，该预接合使得能够在构造持久连接之前将两个衬底再次彼此分开，只要这应当是必要的。预接合强度尤其是小于2.5J/m2、优选地小于2J/m2、更优选地小于1.5J/m2、最优选地小于1.0J/m2、最最优选地小于0.1J/m2。由此，根据本专利技术变得可能的是，在以新衬底扩展之后，在新施加的衬底通过另一过程、尤其是热处理持久地与根据本专利技术的衬底堆叠连接之前，检查衬底堆叠的功能性、尤其是电导率。在此，持久连接在热处理之后的接合强度大于0.1J/m2、优选地大于0.5J/m2、更优选地大于1.0J/m2、最优选地大于1.5J/m2、最优选地大于等于2.5J/m2。热处理优选地在炉中、更优选地在连续式炉中被执行。在热处理期间的温度尤其是小于1000°C、优选地小于750°C、更优选地小于500°C、最优选地小于250°C、最最优选地仅稍微高于室温。根据本专利技术的方法可以应用于所有类型的衬底，所述衬底应当通过接触部位和/或贯穿部和/或被掺杂的半导体区域彼此连接。优选地公开将根据本专利技术的方法用于制造多层太阳能衬底堆叠。在仅仅非常略微地高于室温的温度下持久接合的制造可以利用如例如在WO2012/136267A1、WO2012/100786A1、WO2012/136268A1、WO2012/136266A1、PCT/EP2012/064545中所描述的根据本专利技术的实施方式来执行。这些实施方式以及与此有关的对根据本专利技术的衬底堆叠的改变因此被包括到本专利文献中，并且可以有助于改进根据本专利技术的方法/衬底堆叠。用于根据本专利技术制造根据本专利技术的衬底堆叠的衬底原则上可以具有任何任意的形状和大小。在太阳能行业中，优选地涉及矩形的、几毫米至几米长和宽的太阳能面板。这些太阳能面板在工业设备中全自动地被加工。这样的尤其是矩形的太阳能面板的长度和/或宽度尤其是大于10mm、优选地大于100mm、更优选地大于500mm、最优选地大于1000nm。尤其是可以生产具有10mm至300mm之间、优选地50mm至250mm之间、更优选地100mm至200mm之间、最优选地156mm的宽度和长度的非常小的面板。根据本专利技术的一种优选实施方式，将光聚焦到根据本专利技术所制造的面板上，以便使光效率最大化。但是根据本专利技术也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于由一个波长敏感的半导体衬底（2）和至少一个另外的波长敏感的半导体衬底（2'，2''）制造多衬底堆叠的方法，具有以下步骤：‑将至少分段地导电的介电层（3，3'）施加到所述半导体衬底（2，2'，2''）中的至少一个半导体衬底的至少一个衬底表面（2o，2o'，2o''，2u，2u'，2u''）上；以及‑将该半导体衬底（2）与所述另外的半导体衬底（2'，2''）接触并且构造所述半导体衬底（2，2'，2''）之间的导电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.29 DE 102014112430.81.一种用于由一个波长敏感的半导体衬底（2）和至少一个另外的波长敏感的半导体衬底（2'，2''）制造多衬底堆叠的方法，具有以下步骤：-将至少分段地导电的介电层（3，3'）施加到所述半导体衬底（2，2'，2''）中的至少一个半导体衬底的至少一个衬底表面（2o，2o'，2o''，2u，2u'，2u''）上；以及-将该半导体衬底（2）与所述另外的半导体衬底（2'，2''）接触并且构造所述半导体衬底（2，2'，2''）之间的导电连接。2.根据权利要求1所述的方法，其中每个半导体衬底（2，2'，2''）具有n型掺杂层和p型掺杂层，其中相邻的半导体衬底（2，2'，2''）分别以n型掺杂层与相邻的半导体衬底（2，2'，2''）的p型掺杂层邻接。3.根据权利要求1或2之一所述的方法，其中所述介电层（3，3'）通过溶胶-凝胶过程被构造为基质复合材料，尤其是被构造为被掺入导电颗粒、优选地纳米颗粒的陶瓷层、优选地氧化硅层。4.根据权利要求1或2之一所述的方法，其中所述介电层（3，3'）通过至少分段地施加纳米颗粒并且紧接着通过自然氧化物使所述介电层（3，3'）氧化来产生。5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述半导体衬底（2，2'，2''）被构造为太阳能电池。6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述半导体衬底（2，2'，2''）被构造为在尤其是至少部分地、优选地主要地、更优选地完全地不同的波长范围内波长敏感的。7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述介电层（3，3'）分别被施加到两个相对的衬底表...

【专利技术属性】
技术研发人员：T马蒂亚斯，
申请(专利权)人：EV集团E·索尔纳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT