[发明专利]高效太阳能电池的制造

说明书

技术领域

本发明主要涉及太阳能电池制造的领域，并且具体地，本发明提供用于选择性蚀刻绝缘层的加工技术。

背景技术

为了使太阳能可行地代替已经建立的发电方法如化石燃料和核电，必须降低太阳能电池的制造成本。通过使用带有少量硅的大面积器件，在薄膜器件中某种程度地实现了制造成本的降低，然而，目前提出用于这些器件的制造方法仍然是复杂的，并且通过寻找新的技术有助于使它们本身进一步简化或顺畅。

通常，光电器件具有两种金属触点，每一种极性一种。在常规的结构中，通常在格栅构造中不对半导体遮蔽太多的光的这些金属触点之一位于受光表面或前表面上。第二金属触点位于背表面上并且极性相反。在金属/硅的界面上，硅表面通常被重掺杂至高于1x10¹⁸个原子/cm³以允许金属和硅之间的低电阻接触。

在不太常规的结构中，从相同的表面上涂覆两种金属触点。然而，在这样的器件结构中的挑战是实现在n区和p区之间的电绝缘，特别是在各个区域被重掺杂(即n⁺和p⁺)以促进低电阻接触时。

发明内容

根据第一方面，提供一种在包括用于接触半导体结的下层的第一触点类型的器件中形成触点结构的方法，其中所述结包括第一掺杂剂极性的半导体材料的所述下层，与所述下层相反地掺杂的上面的半导体材料层，所述方法包括：

a)在所述上面的半导体材料层上形成掩蔽层；

b)在所述掩蔽层中形成开口，从而暴露所述半导体材料；

c)在所述掩蔽层中的开口下面的所述半导体材料中形成开口，所述半导体材料中的开口被形成为：延伸穿过上面的半导体材料层以暴露下面的半导体材料层，并且在所述半导体材料中的开口还被形成为：在掩蔽层中的开口的边缘之下延伸而形成围绕掩蔽层中的开口的整个外围延伸的底切区，由此底切区整个地跨过所述上面的半导体材料层延伸；以及

d)形成延伸至所述半导体材料中的开口中的金属层以接触下面的半导体层，所述金属层与上面的半导体材料层隔开，由此所述金属不将所述半导体结桥接。

所述掩蔽层可以是将作为最终器件的一部分而被保留的绝缘层，或者可以是在加工之后被除去的临时层。

在形成金属层之后，底切区可以限定在金属层和底切区中的上面的半导体材料层之间的空隙，以将所述金属层与上面的半导体区隔开。作为选择，底切区上的绝缘层可以陷落到半导体材料中的开口中，以将上面的半导体区与随后形成的金属层隔开。在后一种情况下，可以将绝缘层的底切区相对于绝缘层的其它区域改变，例如通过相对于绝缘层的其它区域变薄，以促进陷落到半导体材料中的开口中。实现绝缘层的底切区的变薄的一种方法是通过用可流动到半导体材料中的开口中的蚀刻剂蚀刻整个绝缘层，由此在其上表面和下表面上同时蚀刻底切区。还可以通过相对于绝缘层的其它区域软化而改变绝缘层，以促进陷落到半导体材料中的开口中。

根据另一方面，在掩蔽层或绝缘层中形成开口的方法包括：

a)形成掩蔽材料的层；

b)在所述掩蔽材料中形成开口；以及

c)通过掩蔽材料中的开口涂覆蚀刻剂，以蚀刻出绝缘层中的开口。

根据还有的另一方面，提供可以用于在半导体材料下层上形成掩蔽层或绝缘层中的开口的方法，该方法包括：

a)将磷扩散到绝缘层中以促进绝缘层的优先蚀刻，所述磷在将形成开口的位置扩散到所述绝缘层中；

b)使用优先蚀刻所述磷已经扩散到其中的绝缘材料的蚀刻剂，蚀刻所述绝缘层以暴露下面的半导体材料的掺杂层。通过将扩散源涂覆到将发生 扩散的绝缘层表面上，并且加热以驱使扩散物质进入绝缘层中，可以使所述物质扩散到绝缘层中。通过丝网印刷、喷墨印刷或通过形成具有将发生扩散的开口的掩模，并且使所述物质通过所述掩模中的开口扩散，可以涂覆扩散源。

还可以通过下列方法将扩散源的扩散物质扩散到绝缘层中：

a)在形成绝缘层之前，将扩散源沉积在半导体材料的表面上，所述扩散源是在扩散到绝缘层中时促进绝缘层的优先蚀刻的物质的源，所述扩散源是在绝缘层中将形成开口的位置沉积于绝缘层上的；

b)在半导体材料和扩散源上形成绝缘层，由此所述物质在沉积扩散源的位置被掺混到绝缘层中；