局限液相磊晶层形成方法技术

本发明专利技术公开了一种局限液相磊晶层形成方法，在一平坦的载板表面，依序施加第一涂布层及第二涂布层之后，将上述结构置于一高温下，使部份第二涂布层溶入第一涂布层中，随后以适当的降温速率将温度降至室温，此时第一涂布层中的第二涂布层因为过饱和而析出，并在第一涂布层与第二涂布层的接合处产生一个新的薄膜层，该薄膜层可称为局限液相磊晶层，其与载板及部份未溶的第一涂布层结合为一体，藉以作为制作半导体组件的基板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及结合了涂料制作工艺与液相 磊晶薄膜层的生长原理，在一平坦的载板表面生长一层液相磊晶薄膜层，利用此薄膜的特 性，可以制作出所谓的P-N接合，成为一种半导体组件的基板的方法。
技术介绍
现有技术的多晶硅薄膜可以通过一种制程，在玻璃或陶瓷基板上沉积非晶硅与金 属铝的迭层，并经高温热处理而形成，即是所谓的MIC(Metal-Induced-Crystalline)制程。然而现有技术虽然可以提供低成本的太阳能电池，但是由于需要使用高真空的溅 镀系统或气相薄膜沉积系统等薄膜生长设备，不是结晶硅太阳能电池厂的标准生产设备， 需要另外投入资金及制程开发，且其光电转换效率仍待加强。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在提供一种，其中本专利技术利用印刷涂 布技术与液相磊晶薄膜层的生长原理，在一平坦的载板表面生长一层液相磊晶薄膜层，利 用此薄膜的特性，藉以制作出所谓的P-N接合，可成为一种半导体组件的基板。为了达到上述目的，本专利技术提供一种，用以成为一种半 导体组件的基板，该包括以下步骤利用印刷技术将一第一涂布层印刷于一载板的平坦表面上；利用印刷技术将一第二涂布层印刷于该第一涂布层的上方；将已涂布有该第一涂布层及该第二涂布层的载板放置于一石墨生长舱中，该石墨 生长舱包含一石墨上盖及一石墨舱体，该石墨舱体具有一容置室，该容置室用以安置该已 涂布有第一涂布层及第二涂布层的载板，并使该石墨上盖密合于该石墨舱体，藉以形成一 封闭的反应舱将石墨生长舱放入一加热舱内，首先令加热舱内充满还原或惰性气氛，然后将 加热舱内加热到能使该第一涂布层及该第二涂布层烘干的温度，接着让加热舱温度升到 600°C 1000°C并保持恒温；将加热舱的温度调降至室温，随降温过程，一局限液相磊晶层逐渐长成，其中该第 二涂布层的硅元素在该第一涂布层融熔的铝粉中呈现过饱和而析出，并附着于与该第一涂 布层融熔的铝粉接触的的第二涂布层表面，致使该局限液相磊晶层在垂直方向逐渐变厚， 同时水平方向也接合成一体。其中，该第一涂布层为一金属薄层，其中金属薄层可以作为电极用。该载板材质为一氧化铝材质。该第一涂布层包含有一金属元素粉体、一黏结剂、一掺杂有P型的元素及一树脂 或溶剂。该金属元素粉体材质为一铝、一镓、一铟、一锡、一银、一银铝合金、一银锡合金、一 镓铝合金、一金锡合金的至少其中之一。该第二涂布层包含有一 P型结晶硅粉、一黏结剂、一 P型掺杂的元素以及一树脂或 溶剂。本专利技术中，在一载板上先涂布一层本专利技术称作溶剂型的涂料，再于其上，涂布另一 层本专利技术称作溶质型的涂料，形成载板上具有两层上下迭合涂料的结构，再将此结构体或 并合于一石墨生长舱，再将石墨生长舱连同内含的载板置于加热器舱中，并于加热器舱施 以还原性或惰性气氛，加热至适当的温度予以持温(soaking)，稍后再将加热器舱的温度降 下；而此结构体随着温度的下降，上述的局限液相磊晶层将会逐渐长成。因此，本专利技术提供 的能解决现有技术的缺失，其能大幅降低制造成本，并且提高工 业量产的可行性。附图说明图1为显示本专利技术的的流程图。图2为显示本专利技术的的涂布印刷有第一涂布层示意图。图3为显示本专利技术的的涂布印刷有第二涂布层示意图。图4为显示本专利技术的的石墨生长舱的示意图。图5为显示本专利技术的的载板安置于石墨生长舱内的示 意图。图6为显示本专利技术的的局限液相磊晶层的示意图。 具体实施例方式以下配合图式对本专利技术的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人员在 研读本说明书后能据以实施。参考图1，为本专利技术的的流程图，并配合图2，为本专利技术 的的第一涂布层示意图。如图1的步骤Sio所示，首先将第一涂 布层20以印刷涂布方式涂布于一载板10的平坦表面上，该载板10的材质可以为可以是一氧化铝、一碳化硅、一氧化硅、一氮化铝、一氮化硼、一氮化镓、一氧化硼、一掺硅氧化铝陶 瓷、一石榴石、一玻璃或其它绝缘性材质。该载板可以是一金属、一合金材料、一石墨、一半导体材料等导电载板、一导电箔 片、一具有金属披覆层的载板，该具有金属披覆层的金属可以是一银、一银合金、一铝、一铝 合金、一铜、一铜合金、一氧化铍、一不锈钢或一金属硅或其它适当金属材质。该第一涂布层20包含有一金属元素粉体、一黏结剂、一掺杂有P型的元素或其 化合物及一改善涂料印刷性能的树脂及溶剂，其中该金属元素粉体的粒径范围为0.1微 米至数十微米之间，约占85. Owt % 99. Owt % (质量百分比)，该黏结剂为玻璃粉，约占 0. 05Wt% 3. Owt %，该P型掺杂的元素或其化合物，该P型元素系如硼或硼氧化物，约占 0. OOlwt % 1. Owt %，该改善涂料印刷性能的树脂及溶剂，约占0. Iwt % 5. Owt %，要注 意的是，除了使用该金属元素粉体，还可使用一金属液体，该金属元素粉体或该金属液体的 材质可以是铝、镓、铟、锡、银、银铝合金、银锡合金、镓铝合金、金锡合金或其它适合金属材质。接着，进入图3的步骤S20，将第二涂布层30以印刷涂布方式涂布于该第一涂 布层20的表面上，以形成有上下两涂布层的结构，其中第二涂布层30的配方包含有一高 纯度P型结晶硅粉、一黏结剂、一 P型掺杂的元素或其化合物以及一改善涂料印刷性能的 树脂及溶剂，其中该高纯度P型结晶硅粉，其粒径范围为0. 05微米至数十微米之间，约占 95. Owt% 99. 5wt%，该黏结剂可以是玻璃粉，约占0. 05wt% 3. ，该P型掺杂的元 素或其化合物，该P型元素如硼或硼氧化物，约占0. OOlwt % 1. Owt %,该改善涂料印刷性 能的树脂及溶剂，约占0. Iwt % 5. Owt %。接着进入图5的步骤S30，并配合图4，本专利技术的石墨生长舱的示意图，该石墨生长 舱4包含一石墨上盖41及一石墨舱体43，该石墨舱体43具有一容置室431，该容置室431 用以安置该已涂布有第一涂布层20及第二涂布层30的载板10，然后将该石墨上盖41盖合 于石墨舱体43，以形成一封闭的反应舱，当石墨生长舱4置于高温时，载板10上的涂料化为 一层液体，其四周都被局限的状态，如此可确保液相磊晶薄膜成长过程的稳定性及重现性， 量产的可行性也可透过加热炉舱体的适当匹配而可以达成。接着进入步骤S40，将石墨生长舱4放入一加热舱(图未显示)内，首先令加热舱 内充满还原或惰性气氛，然后将加热舱逐渐调升温度，当该第一涂布层20及该第二涂布层 30经烘干后，便将温度逐渐调升到600°C 1000°C后，再持温约5 30分钟内，此步骤主要 是完全第一涂布层20的铝粉完全融熔使其化为液态相的铝液并且溶解部份第二涂布层30 的金属硅粉；接着进入步骤S50，令加热舱以适当降温速率的温度调降，例如以每分钟10°C降 温速率调至室温，随降温过程，第二涂布层30的硅元素在第一涂布层20融熔的铝粉(铝 液)中呈现过饱和而析出，并附着于与己铝液接触的的第二涂布层30表面，致使局限液相 磊晶层50在垂直方向逐渐变厚，同时水平方向也接合成一体，局限液相磊晶层50最终的厚 度取决于持温的温度、降温速率、第二涂布层30厚度及其它因子的设定，其中，该第一涂布 层20为一金属薄层，其中金属薄层在外围裸露以作为底端的电极用途。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种局限液相磊晶层形成方法，用以成为一种半导体组件的基板，其特征在于，该局限液相磊晶层形成方法包括以下步骤：利用印刷技术将一第一涂布层印刷于一载板的平坦表面上；利用印刷技术将一第二涂布层印刷于该第一涂布层的上方；将已涂布有该第一涂布层及该第二涂布层的载板放置于一石墨生长舱中，该石墨生长舱包含一石墨上盖及一石墨舱体，该石墨舱体具有一容置室，该容置室用以安置该已涂布有第一涂布层及第二涂布层的载板，并使该石墨上盖密合于该石墨舱体，藉以形成一封闭的反应舱：将石墨生长舱放入一加热舱内，首先令加热舱内充满还原或惰性气氛，然后将加热舱内加热到能使该第一涂布层及该第二涂布层烘干的温度，接着让加热舱温度升到６００℃～１０００℃并保持恒温；将加热舱的温度调降至室温，随降温过程，一局限液相磊晶层逐渐长成，其中该第二涂布层的硅元素在该第一涂布层融熔的铝粉中呈现过饱和而析出，并附着于与该第一涂布层融熔的铝粉接触的的第二涂布层表面，致使该局限液相磊晶层在垂直方向逐渐变厚，同时水平方向也接合成一体。其中，该第一涂布层为一金属薄层，其中金属薄层可以作为电极用。

【技术特征摘要】
1.一种局限液相磊晶层形成方法，用以成为一种半导体组件的基板，其特征在于，该局 限液相磊晶层形成方法包括以下步骤利用印刷技术将一第一涂布层印刷于一载板的平坦表面上；利用印刷技术将一第二涂布层印刷于该第一涂布层的上方；将已涂布有该第一涂布层及该第二涂布层的载板放置于一石墨生长舱中，该石墨生长 舱包含一石墨上盖及一石墨舱体，该石墨舱体具有一容置室，该容置室用以安置该已涂布 有第一涂布层及第二涂布层的载板，并使该石墨上盖密合于该石墨舱体，藉以形成一封闭 的反应舱将石墨生长舱放入一加热舱内，首先令加热舱内充满还原或惰性气氛，然后将加热舱 内加热到能使该第一涂布层及该第二涂布层烘干的温度，接着让加热舱温度升到600°c 1000°C并保持恒温；将加热舱的温度调降至室温，随降温过程，一局限液相磊晶层逐渐长成，其中该第二涂 布层的硅元素在该第一涂布层融熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：林庆浩，张嘉甫，吴庆丰，
申请(专利权)人：致嘉科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[]