使用激光束对半导体基板进行局部金属化制造技术

本公开描述了使用激光束对半导体基板进行的局部金属化，以及所得到的结构，例如微电子装置、半导体基板和/或太阳能电池。例如，太阳能电池包括基板以及设置在所述基板之中或上方的多个半导体区。多个导电接触结构电连接至所述多个半导体区。每个导电接触结构包括设置成与对应的半导体区接触的局部沉积的金属部分。部分。部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用激光束对半导体基板进行局部金属化
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求对2018年11月29日提交的美国临时申请NO.62/773,172、2018年11月29日提交的美国临时申请NO.62/773,168、2018年11月29日提交的美国临时申请NO.62/773,148和2018年4月6日提交的美国临时申请NO.62/654,198的优先权以及在先提交日期权益，所述美国临时申请中的每一件均据此全文以引用方式合并于本文。


[0003]本公开的实施例涉及可再生能源或半导体加工领域，具体而言，包含使用激光束的基板的局部金属化，以及所产生的结构。

技术介绍

[0004]光伏电池(常称为太阳能电池)是熟知的用于将太阳辐射直接转换为电能的装置。一般来讲，使用半导体加工技术在基板的表面附近形成p-n结，从而在半导体晶片或基板上制造太阳能电池。照射在基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板块体中形成电子和空穴对。所述电子和空穴对迁移至基板中的p掺杂区和n掺杂区，从而在掺杂区之间产生电压差。将掺杂区连接至太阳能电池上的导电区，以将电流从电池引导至与其耦接的外部电路。
[0005]电转换效率是太阳能电池的重要特性，因其直接与太阳能电池的发电能力有关；更高的效率为最终客户提供了附加价值；并且在其他所有条件相同的情况下，更高的效率也降低了每瓦特的制造成本。同样，简化的制造方法提供了通过降低生产单位成本来降低制造成本的机会。因此，用于提高太阳能电池效率的技术和用于简化太阳能电池的制造的技术是普遍需要的。
[0006]附图简要说明
[0007]图1A至图1H示出了制造太阳能电池的方法中的各种操作的剖视图。
[0008]图2示出了用于构造太阳能电池的示例性工作流程。
[0009]图3A和图3B包含太阳能电池的剖视图的数字图像。
[0010]图4A至图4C示出了太阳能电池的剖视图。
[0011]图5示出了太阳能电池的剖视图，
[0012]图6包含太阳能电池的剖视图的数字图像。
[0013]图7A示出了太阳能电池的剖视图，
[0014]图7B至图7D各自示出了太阳能电池的平面图。
[0015]图8A至图8C示出了太阳能电池的侧视图。
[0016]图9A至图9D是制造太阳能电池的方法中的各种操作的数字图像。
[0017]图10A和图10B是制造太阳能电池的方法中的各种操作的数字图像。
[0018]图11A至图11E示出了使用本文所述的方法、方式或设备制造的示例性基板。
具体实施方式
[0019]以下具体实施方式本质上只是示例性的，并非意图限制这些实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作实例、例子或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施方式未必相比于其他实施方式是优选的或有利的。此外，并不意图受前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
[0020]短语“一个实施例”或“某个实施例”的提及不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式进行组合。
[0021]术语。以下段落提供存在于本公开(包含所附权利要求书)中术语的定义和/或语境：
[0022]“区域”或“部分”描述了具有可定义特性但不一定有固定边界的物体或材料的离散区域、体积、部分或位置。
[0023]“包括”是一个开放式术语，不排除其他结构或步骤。
[0024]“构造成”通过指示诸如单元或部件之类的装置来表示结构，包括在运作期间执行一项或多项任务的结构，并且这种结构构造成即使该装置当前未在运作(例如，未开启/未激活)也会执行该任务。“构造成”执行一项或多项任务的装置明确地旨在不援引35U.S.C.
§
112(f)段(即第六段)对方法或步骤加功能的解释。
[0025]“第一”、“第二”等术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间、逻辑等)。例如，提及“第一”太阳能电池并不一定意指此类太阳能电池是某一序列中的第一个太阳能电池；相反，术语“第一”用于区分此太阳能电池与另一个太阳能电池(例如，“第二”太阳能电池)。
[0026]除非另有明确说明，否则“联接/耦接(coupled)”是指与另一元件/节点/特征直接或间接接合(joined)或通信或可与之直接或间接接合或通信的元件、特征、结构或节点，并且不一定是直接地机械接合在一起。
[0027]“阻止/抑制”描述减少、减小、最小化或有效地或实际上消除某些事物，诸如完全避免结果、结局或未来状态。
[0028]“暴露于激光束”描述了使材料经受入射激光的过程，可与“经受激光”、“用激光处理”和其他类似短语互换使用。
[0029]“掺杂区”、“半导体区”和类似的术语描述设置在基板中、基板上、基板上方或之上的半导体的区域。此类区域可具有N型导电性或P型导电性，并且掺杂浓度可以变化。此类区域可指多个区域，诸如第一掺杂区、第二掺杂区、第一半导体区、第二半导体区等。这些区域可由基板上的多晶硅形成，也可以作为基板本身的部分。
[0030]“薄介电层”、“隧穿介电层”、“介电层”、“薄介电材料”或中间层/材料是指在半导体区上、在基板与另一半导体层之间或者在基板上或基板中的掺杂区或半导体区之间的材料。在某个实施例中，薄介电层可以是厚度为约2纳米或更小的隧穿氧化物或氮化物层。薄介电层可称为很薄的介电层，通过该薄介电层可实现电传导。传导可归因于量子隧穿和/或通过介电层中的薄点直接物理连接的较小区域的存在。示例性材料包括氧化硅、二氧化硅、氮化硅和其他介电材料。
[0031]“中间层”或“绝缘层”描述了提供用于电绝缘、钝化和抑制光反射率的层。中间层
可以是数个层，例如中间层的堆叠。在某些上下文中，中间层可与隧穿介电层互换，而在其他上下文中，中间层是掩蔽层或“抗反射涂覆层”(ARC层)。示例性材料包括氮化硅、氮氧化硅、氧化硅(SiOx)、二氧化硅、氧化铝、非晶硅、多晶硅、氧化钼、氧化钨、氧化铟锡、氧化锡、氧化钒、氧化钛、碳化硅和其他材料及它们的组合。在某个实例中，中间层可包括可以充当防潮层的材料。而且，例如，绝缘材料可以是用于太阳能电池的钝化层。在某个实例中，中间层可以是介电双层，诸如氧化硅(SiOx)(例如具有高氢含量)、氧化铝(Al2O3)介电双层。
[0032]“局部沉积的金属”和“金属沉积”用于描述借由将金属源暴露于激光而形成金属区，该激光将来自金属源的金属形成和/或沉积到基板的部分上。此工艺不限于金属沉积的任何特定理论或机理。在某个实例中，可在金属箔暴露于激光束时形成局部沉积的金属，该激光束将来自金属箔(诸如所有暴露于该激光束的金属箔)的金属形成和/或沉积到硅基板的部分上。此工艺可称为“激光辅助金属化图案化”或LAMP技术。局部沉积的金属可以具有1纳米(nm)至20微米(μm)的厚度、大约由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括：为基板提供中间层，所述中间层包括开口，所述开口通向所述基板的暴露部分；将金属箔定位在所述中间层中的所述开口上方；以及将所述金属箔暴露于激光束以形成多个导电接触结构，每个导电接触结构具有局部沉积的金属部分，所述局部沉积的金属部分电连接至所述基板的所述暴露部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述金属箔定位在所述基板上方包括将所述金属箔的连续片材定位在所述基板上方。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板包括多个N型和P型半导体区，并且其中所述中间层中的所述开口使所述多个N型和P型半导体区的部分露出。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述基板之中或上方形成多个半导体区。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述将所述金属箔暴露于所述激光束之后，去除所述金属箔的至少一部分。6.根据权利要求5所述的方法，其中去除所述金属箔的未暴露于所述激光束的至少一部分包括在所述导电接触结构的边缘处形成边缘特征。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述将所述金属箔暴露于所述激光束形成飞溅特征。8.根据权利要求7所述的方法，还包括去除所述飞溅特征。9.一种太阳能电池，包括：基板；多个半导体区，所述多个半导体区设置在所述基板之中或上方；以及多个导电接触结构，所述多个导电接触结构电连接至所述多个半导体区，每个导电接触结构包括设置成与所述多个半导体区中的至少一者直接接触的局部沉积的金属结构。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕珮玄，本杰明，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：发明
国别省市：