專利名稱：利用擠壓的承載摻雜劑材料制備太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造，并且更具體地涉及大面積器件例如 硅晶片基太陽能電池的低成本制造，和通過利用擠壓方法在半導(dǎo)體器件 的半導(dǎo)體襯底中形成摻雜區(qū)的功率半導(dǎo)體器件，
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的太陽能電池一般包括能夠由太陽光產(chǎn)生電能量的大面積的、
單層的p-n結(jié)二極管.這些電池一般利用被摻雜以包括一個或多個n-型摻 雜區(qū)和一個或多個p-型摻雜區(qū)的硅晶片制成.這些太陽能電池(還稱為 硅晶片基太陽能電池)當(dāng)前在太陽能電池的商業(yè)制造中是主要技術(shù)，并 且是本發(fā)明的主要焦點(diǎn).
通常稱為交指型后觸點(diǎn)(IBC)電池的理想太陽能電池幾何形狀，包 括半導(dǎo)體晶片，如硅，和p-型和n-型摻雜的交替線(交叉條紋).這個 電池結(jié)構(gòu)具有p和n區(qū)的所有電極接觸可以形成在晶片一側(cè)的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)多 個晶片連接在一起成為一個模塊時，布線全部從一邊進(jìn)行.對于這種器 件的器件結(jié)構(gòu)和制備方式已經(jīng)在題目為"Solar Cell Production Using Non-Contact Patterning and Direct Write Metallization"的共有 和共同未決的美國專利申請序列No. 11/336， 714中描述了，其通過參考全 部并入這里。
用來形成IBC太陽能電池中的交替摻雜線區(qū)的一個方法是在晶片上 布置交替摻雜劑類型的承栽摻雜劑膠，然后用適當(dāng)?shù)臏囟确植技訜嵩摼?片以便使摻雜劑進(jìn)入。 一般用成本高的步驟進(jìn)行太陽能電池?fù)诫s和摻雜 區(qū)的圖形化，該高成本的步驟可包括使用阻擋沉積、阻擋圖案化、激光 處理、損傷移除和氣相爐擴(kuò)散。利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)也可以產(chǎn)生期望的交 叉摻雜區(qū)。然而，絲網(wǎng)印刷明顯的缺點(diǎn)是兩個分開的印刷操作將需要 寫入兩種承栽摻雜劑材料，并且兩次印刷需要精密地很好對準(zhǔn).而且， 絲網(wǎng)印刷需M觸晶片，這增加了損傷(破壞)晶片的風(fēng)險，由此增加 了總生產(chǎn)成本。另外，在應(yīng)用笫二絲網(wǎng)印刷步驟之前，需要干燥第一絲 網(wǎng)印刷層。
一種通常使用的太陽能電池結(jié)構(gòu)利用電池晶片的背表面作為寬面積 金屬焊墊， 一般為鋁，來形成與器件P型側(cè)的接觸.在金屬焙燒期間，鋁 和硅相互作用形成P+摻雜層.在某些情況下，也用硼摻雜該背表面，以 制造P+層。該層的作用是建立所謂的背面場，其減少背面敷金屬上的光 電流的復(fù)合.該寬區(qū)域金屬層一般通過絲網(wǎng)印刷或焊墊印刷涂敷，這兩 種方法都是接觸印刷法，并因此增加了破壞晶片的風(fēng)險.
需要在太陽能電池襯底中制造摻雜區(qū)的低成本的方法和系統(tǒng)，避免
與接觸印刷法有關(guān)的問題.具體地，需要用來在IBC太陽能電池的制造中 制造自對準(zhǔn)p型和n型摻雜區(qū)的更簡單和更可靠的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用來制造大面積半導(dǎo)體的低成本的方法和系統(tǒng)，該 方法和系統(tǒng)包括將承栽摻雜劑材料(摻雜劑墨水)擠壓到半導(dǎo)體襯底 (例如，單晶硅晶片)的一個或多個預(yù)定表面區(qū)域上；然后加熱(熱處 理)該半導(dǎo)體襯底，以便布置在摻雜墨水中的摻雜劑擴(kuò)散到襯底中，以 形成一個或多個期望的摻雜區(qū)。與常規(guī)絲網(wǎng)印刷:^支術(shù)相比，將摻雜劑材 料擠壓在襯底上提供了對摻雜區(qū)的特征分辨率(feature resolution)的
更好控制，另外，通過將摻雜劑墨水?dāng)D壓到襯底上，摻雜劑墨水可以可 靠地布置在期望的襯底區(qū)域上，而不接觸襯底，由此避免了與常規(guī)接觸 印刷法有關(guān)的晶片破壞問題，通過提供更好的特征分辨率和減少晶片損 壞，當(dāng)與常規(guī)的制造方法相比較時，本發(fā)明減少了與制造大面積半導(dǎo)體 器件相關(guān)的總體制造成本，
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 一種用來制造大面積半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)包 括利用上述的擠壓方法在半導(dǎo)體襯底的表面中形成期望的摻雜區(qū)，在 襯底表面上形成鈍化層，利用激光燒蝕或其它非接觸設(shè)備在鈍化層中形 成接觸開口 ，之后利用直接寫金屬化設(shè)備在該接觸開口中沉積接觸結(jié)構(gòu) 并在鈍化層上形成金屬化線.通過利用這些非接觸處理方法中的每一 個，本發(fā)明很容易地可靠地制造具有最小晶片損傷的太陽能電池.在一 個可選實(shí)施例中，在形成鈍化層之前，可從襯底表面移除殘留的摻雜劑 墨水。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用來制造IBC型太陽能電池的系統(tǒng)包括擠 壓頭，其能夠同時將具有自對準(zhǔn)安排的兩種不同摻雜劑類型(例如，n-型摻雜劑墨水和p-型摻雜劑墨水)的交叉摻雜劑墨水結(jié)構(gòu)擠壓在襯底表 面上.擠壓頭包括多個噴嘴(出口通道)，其分別在它們的入口開口處 連通到所選的摻雜劑墨水源，以及具有以自對準(zhǔn)布置設(shè)置在襯底表面上 方的出口開口。在一個實(shí)施例中，每個其它噴嘴都與P型摻雜刑墨水源連通，并且剩余的噴嘴與n型摻雜劑墨水源連通，由此每個p型擠壓結(jié)構(gòu)設(shè) 置在兩個n型擠壓結(jié)構(gòu)之間.該系統(tǒng)包括用于在擠壓工藝期間相對于擠壓 頭移動襯底的x-y臺或其它機(jī)構(gòu).通過利用這樣的擠壓頭，p型和n型摻雜 劑墨水結(jié)構(gòu)同時以自對準(zhǔn)的方式設(shè)置在襯底表面上，由此避免了允許第 一絲網(wǎng)印刷摻雜劑墨水在沉積第二絲網(wǎng)印刷墨之前干燥所需要的延遲時 間，以及也避免了需要精確地對準(zhǔn)第二絲網(wǎng)印刷操作.
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，通過層壓多片微加工的硅、塑料或其它 非鐵材料來制備擠壓頭。重要的是分配摻雜劑墨而不引入有害的雜質(zhì)， 并且尤其是避免過渡金屬雜質(zhì).該需求不希望使用鐵金屬基流體系統(tǒng). 微加工的娃晶片的結(jié)合是很好理解且可靠的工藝。可以形成擠壓頭以便 兩種摻雜劑墨水從噴嘴陣列的相對兩側(cè)供給，或者擠壓頭可以利用"側(cè) 射擊"結(jié)構(gòu)形成，其中兩種摻雜劑墨水都從同一側(cè)供給到該噴嘴陣列，
根據(jù)另外的可選實(shí)施例，第三種(例如，相對輕摻雜或非摻雜的) 墨水與兩種相對重?fù)诫s劑墨水一起擠壓以便每個相鄰對的重?fù)诫s劑墨水 結(jié)構(gòu)被輕或非摻雜墨水結(jié)構(gòu)隔開。非摻雜墨水可用作摻雜劑墨水結(jié)構(gòu)之 間的間隔物和/或阻擋以防止摻雜周圍環(huán)境。在可選的實(shí)施例中，由于器 件性能的原因，希望重n型和p型摻雜結(jié)構(gòu)被產(chǎn)生兩個重?fù)诫s區(qū)之間的輕 摻雜半導(dǎo)體區(qū)域的輕摻雜墨水隔開。
根據(jù)又一實(shí)施例，重?fù)诫s墨水的窄線嵌入在第二種(例如，非摻雜 的)墨水的較寬線之間。窄線是通過形成擠壓頭產(chǎn)生的，以便選擇的噴 嘴通道鄰接于它們的有關(guān)出口開口而聚合，相反，用于非摻雜墨水的噴 嘴通道在到達(dá)頭出口之前分歧，其進(jìn)一步擠榨窄線并形成連續(xù)薄片，其 中窄線設(shè)置在寬的非摻雜結(jié)構(gòu)之間。線寬的全控制是擠壓頭設(shè)計(jì)以及材 料的相對流速的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，擠壓頭包括單個增壓室(plenum),其 提供在擠壓頭的端面之前終止的幾個分歧噴嘴通道，由此生成產(chǎn)生摻雜 劑或金屬骨的均勻擠壓薄片的流量并入部分。該擠壓頭提供了用于形成 所謂的背表面場的交替非接觸法，減少了光電流在背面敷金屬上的復(fù) 合，由此避免了與常規(guī)的絲網(wǎng)印刷或墊印刷法有關(guān)的晶片破壞，減少了 制造成本。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，混合摻雜法使用固態(tài)源摻雜和氣相摻雜 的組合.以如上描述的方式將摻雜劑墨水結(jié)構(gòu)擠壓在晶片上，但還在摻 雜劑墨水結(jié)構(gòu)的每側(cè)上形成非摻雜結(jié)構(gòu)，并且有意形成間隙以便所選的 表面區(qū)域?qū)ｉT暴露在擠壓結(jié)構(gòu)之間。然后在包含氣相摻雜劑的環(huán)境中進(jìn) 行襯底的溫度退火.結(jié)合摻雜環(huán)境的熱處理會在覆蓋區(qū)中導(dǎo)致固態(tài)源摻 雜，以及在暴露區(qū)中導(dǎo)致環(huán)境源摻雜。
根據(jù)另一實(shí)施例，通過共擠壓材料來帽蓋(全部覆蓋)擠壓摻雜劑 墨水結(jié)構(gòu)。與固態(tài)源摻雜有關(guān)的已知問題是，當(dāng)摻雜劑在擴(kuò)散時，它們 擴(kuò)散出源并擴(kuò)散到晶片的其它部分上，在晶片的周閨部分會產(chǎn)生不希望 的摻雜效應(yīng)。通過帽蓋摻雜劑墨水結(jié)構(gòu)，防止摻雜劑墨水污染晶片的其 它部分.在完成熱處理之后可選擇地移除帽蓋結(jié)構(gòu)。


針對下面的描述、所附權(quán)利要求和附圖，將更容易理解本發(fā)明的這
些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中
圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的概括性實(shí)施例的晶片處理設(shè)備的簡化透視
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用來利用圖1的晶片處理設(shè)備制造晶
片基太陽能電池的系統(tǒng)的框圖3是示出根據(jù)本發(fā)明另 一 實(shí)施例的晶片處理設(shè)備的多重?fù)诫s劑墨 水?dāng)D壓設(shè)備的簡化透視圖4 (A)和4 (B)分別是示出根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的多重?fù)诫s劑 墨水?dāng)D壓頭的 一部分的分解和組合透視圖5(A)、 5(B) 、 5(C) 、 5(D) 、 5(E) 、 5(F)和5(G)是 示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例在利用圖2的系統(tǒng)和圖4 (B)的擠壓頭制 備IBC太陽能電池器件期間的各個處理階段的透視圖6是示出根據(jù)本發(fā)明另 一示范性實(shí)施例的多重?fù)诫s劑墨水?dāng)D壓頭 的一部分的分解透視圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一示范性實(shí)施例的多擠壓頭的簡化透視
圖8是示出由圖7的多擠壓頭形成的示范性擠壓結(jié)構(gòu)的截面端視圖； 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一示范性實(shí)施例的多擠壓頭的簡化截面頂 視圖1 o是示出根據(jù)本發(fā)明的另 一示范性實(shí)施例用來產(chǎn)生摻雜刑墨水的
寬薄片的擠壓頭的一部分的簡化截面頂視圖ii是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的混合摻雜方法的簡化透視和
圖12是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的帽蓋摻雜劑墨水結(jié)構(gòu)的簡化截
面?zhèn)纫晥D.
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種大面積半導(dǎo)體器件制造的改進(jìn)。提出以下描述能使 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員制造和使用如在特定應(yīng)用和其需求的上下文中提供 的本發(fā)明。如這里使用的，方向術(shù)語例如"上部的"、"向上的"、"下 部的"、"向下的"、"前面的"、"后面的"指的是為了說明提供相 對的位置，并且不是指定絕對的觀點(diǎn)。另外，這里使用短語"整體連接 的"和"整體模鑄的"來描述單個模鑄的或加工結(jié)構(gòu)的兩個部分之間的 連接關(guān)系，并且不同于術(shù)語"連接的"或"耦合的"(沒有修飾語"整 體地")，其表示借助例如粘接劑、扣件、夾子或可移動接合點(diǎn)結(jié)合的 兩個分離結(jié)構(gòu)。對優(yōu)選實(shí)施例的各種改iM"于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易 見的，并且這里定義的普遍原理可應(yīng)用到其它實(shí)施例.因此，本發(fā)明不 是指限制于所示出的和描述的具體實(shí)施例，而是最寬的范圍與這里公開 的原理和新穎的特征一致。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的概括性實(shí)施例用于在半導(dǎo)體襯底101上制造 集成電路(例如，太陽能電池)的晶片處理設(shè)備IOO的簡化透視圖.晶片 處理設(shè)備100通常包括在第一時間段(Tl)期間在襯底101上形成擠壓結(jié) 構(gòu)120-1至120-4的擠壓設(shè)備110A和在第二時間段(T2)期間加熱襯底101 的熱處理(加熱)設(shè)備140，以便摻雜劑從擠壓結(jié)構(gòu)120-l至120-4擴(kuò)散到 襯底101中以分別形成摻雜區(qū)101-l至101-4。下面描述襯底101的隨后處 理。
擠壓設(shè)備l 1 OA包括可操作地耦合到含有摻雜劑墨水l 12的貯液器(摻 雜劑墨水源)lll的擠壓頭(模)130。擠壓已用在大范閨的應(yīng)用中，但 不認(rèn)為已經(jīng)用在了大面積半導(dǎo)體器件的制造中，尤其是用在半導(dǎo)體襯底 中摻雜區(qū)的形成。擠壓是很好建立的制造工藝， 一般用于建立相對長的、 窄目標(biāo)的固定截面剖面.與傳統(tǒng)的擠壓工藝相似，摻雜劑墨水112通過利 用公知技術(shù)(例如，利用合適的泵或螺旋鉆)在擠壓頭130中限定的出口
孔135-l至135-4推出和/或汲取，由此產(chǎn)生了多個摻雜劑墨7MM12-1至 112-4。出口孔135-l至135-4形成所擇的形狀(例如，矩形)以便珠112-1 至112-4具有所希望的截面形狀.利用合適的機(jī)構(gòu)(未示出)在擠壓工藝 期間相對出口孔135-l至135-4移動襯底101，由此在表面區(qū)域102-1至 102-4上分別沉積珠112-1至112-4，由此在襯底101上形成擠壓結(jié)構(gòu) 120-l至120-4。在一個實(shí)施例中，擠壓結(jié)構(gòu)120-1至120-4被表面102的 開放(未覆蓋的)區(qū)域隔開.例如，擠壓結(jié)構(gòu)120-l和120-2被開放的表 面區(qū)域102-31隔開。
根據(jù)實(shí)施例，摻雜劑墨水112包括糊狀媒介材料，所希望的n型或p 型摻雜劑分布到該糊狀媒介材料中.例如，合適的可擠壓砩摻雜劑墨水 包括多種有機(jī)金屬磷化合物中的一種或多種，其中包含取代基的辨存在 于碳鏈長度可變的化合物中。這些化合物在室溫下必須是液體或者明確 地說在其它溶劑中完全可溶.磷摻雜劑墨水還包括稀溶液的磷酸。另夕卜， 使用在處理期間燒掉或蒸發(fā)的易揮發(fā)有機(jī)媒介。這些媒介一般是高沸點(diǎn) 溶劑(b.p. 150-300攝氏度)的乙基纖維素溶液，例如2，2,4-三曱基-1,3-戊二醇單異丁酸酯(商標(biāo)為Texanol)、硨品醇、丁基卡必醇和許多 本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它溶液。最后，磷摻雜劑墨水可包括流變性添 加劑，例如氫化蓖麻油和增塑刑例如各種鄰苯二甲酸酯(鄰苯二甲酸二 甲酯、鄰苯甲酸二丁癍、鄰苯二甲酸二辛酯等).也可包括表面活性劑 和潤濕劑。適合于擠壓的糊形式的其它摻雜劑墨水公開在Jalal Sala邁i, FERRO公司，Electronic Materical Systems， USA16th Workshop on Crystalline Silicon Solar Cells & Modules:Materials and Processes, 2006年8月6-9日，丹佛，美國科羅拉多州的"Paste Development for Low Cost High Efficiency Silicon Solar Cells,"中。
在隨后的時間內(nèi)，也就是在襯底101上形成擠壓結(jié)構(gòu)120-l至120-4 之后，利用熱處理設(shè)備140加熱襯底101。在一個實(shí)施例中，熱處理設(shè)備 140是保持在8501C或更高溫度下的烘箱或窯爐(kiln).該加熱處理會 導(dǎo)致布置在擠壓結(jié)構(gòu)120-1至120-4中的摻雜劑分別通過表面區(qū)域102-1 至102-4擴(kuò)散到襯底101中，以及分別形成摻雜區(qū)101-l至101-4.在一個 實(shí)施例中，擠壓結(jié)構(gòu)120-l至120-4被分隔開一個足夠的距離以使得每個 摻雜區(qū)與相鄰的摻雜區(qū)被輕摻雜的或本征(未摻雜的)硅的區(qū)域隔開。
例如，摻雜區(qū)101-1和101-2被本征區(qū)101-31隔開，摻雜區(qū)101-2和101-3 被本征區(qū)101-32隔開，以及摻雜區(qū)101-3和101-4被本征區(qū)101-33隔開.
圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的另 一 實(shí)施例利用基于擠壓的晶片處理設(shè)備 100 (圖l)和其它非接觸處理技術(shù)制備晶片基的太陽能電池的系統(tǒng)200。 如圖2的上部所示，該制備工藝?yán)镁幚碓O(shè)備100以在晶片(襯 底)IOI中形成一個或多個摻雜區(qū)(例如，延伸的摻雜區(qū)101-1)，然后 進(jìn)一步處理襯底101以包括毯覆蓋鈍化(電絕緣的)層215。在一個實(shí)施 例中，晶片處理設(shè)備100利用擠壓設(shè)備110A (參見圖l)以形成與以上參 考圖l描述相似的摻雜區(qū)圖案。在另一實(shí)施例中，晶片處理設(shè)備100利用 在以下提出的各個具體實(shí)施例中描述的各種技術(shù)和結(jié)構(gòu)。 一旦完成了晶 片處理，就利用公知的非接觸處理技術(shù)在上表面102上形成鈍化層215, 如這里提到的，包括襯底101和鈍化層215的組合結(jié)構(gòu)一般是"晶片"或 "器件"201，以及在處理循環(huán)的每個階段參考附加的后綴，其表示器件 的當(dāng)前處理階段(例如，在形成鈍化層215之后和在以下描述的燒蝕工藝 之前，器件201稱為"器件201T1，后綴"T1"表示處理循環(huán)中相對早的 點(diǎn)，，)，
然后對器件201T1進(jìn)行各種非接觸處理以制造可用的太陽能電池。首 先，利用激光燒蝕設(shè)備230以通過暴露出襯底101上表面102的對應(yīng)部分的 鈍化層215來限定接觸孔217，以便接觸孔在摻雜擴(kuò)散區(qū)上方布置成直的 平行行。合適的燒蝕工藝更詳細(xì)地描述在2006年11月21日申請的、標(biāo)題 為"MULTIPLE STATION SCAN DISPLACEMENT INVARIANT LASER ABLATION APPARATUS"的共有且共同未決的美國專利申請序列No. 11/562, 383中， 其全部通過參考并入這里。在通過鈍化層215限定接觸孔217之后，將部 分處理的晶片2 01 T2傳送到直接寫金屬化設(shè)備25 0，利用該設(shè)備25O將接觸 結(jié)構(gòu)218沉積到接觸孔217中，以及在鈍化層215上形成金屬互連線219以 便每個金屬互連線219連接設(shè)置在相關(guān)摻雜擴(kuò)散區(qū)上方的接觸結(jié)構(gòu)218. 涉及直接寫金屬化器件250的另外詳細(xì)的和可選的實(shí)施例公布在以上引 用的共有的美國專利申請序列No. 11/336， 714中。最后，金屬化器件
理設(shè)備270以形成完成的太陽能電池201T4。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明另 一實(shí)施例的晶片處理設(shè)備l OOB的擠壓部分 的簡化圖。晶片處理設(shè)備100B包括在擠壓處理期間在襯底101B上方支撐
擠壓頭130B的擠壓設(shè)備11 OB.晶片處理設(shè)備l OOB不同于晶片處理設(shè)備l 00 (以上描述的)之處在于，擠壓頭130B與含有兩種不同摻雜劑墨水112 和115的兩個承栽摻雜刑材料源111和114連通，并且能夠擠壓摻雜劑墨水
IOIB上.尤其是，如以下更詳細(xì)提出的，形成^壓頭130B以便摻雜劑墨 水112傳送到第一組出口孔135 (例如，出口孔135-11和135-12)，以及 摻雜劑墨水115傳送到第二不同組的出口孔135 (例如，出口135-21和 135-22 )，其中第一組和第二組沿著擠壓頭130B交替布置，利用這種布 置，以交指型布置，沉積摻雜劑墨112為擠壓結(jié)構(gòu)120-11和120-12以及沉 積摻雜劑墨115為擠壓結(jié)構(gòu)120-21和120-22 (即，使得擠壓結(jié)構(gòu)120-21 設(shè)置在擠壓結(jié)構(gòu)120-11和120-12之間)。
實(shí)際使用時，擠壓設(shè)備110B工作與噴墨印刷設(shè)備相似，以提供襯底 101B-T1關(guān)于擠壓頭130B的移位(就是說，通過在靜止襯底lOIB上方在方 向Y1上移動擠壓頭130B，或通過在靜止的擠壓頭130B下面在方向Y2上移 動襯底101B).摻雜劑墨水112和115在壓力下供給到擠壓頭130B中'施 加的流體壓力和相對的頭-晶片運(yùn)動是由自動系統(tǒng)控制以制造受控尺度 的線120.
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，交指型摻雜刑墨水線120的間距由設(shè)計(jì)到擠 壓頭130B中的相鄰出口孔135之間的間距控制.例如，露出的表面區(qū)域 102-31，其設(shè)置在被擠壓結(jié)構(gòu)120-11覆蓋的第一表面區(qū)域102-11和被擠 壓結(jié)構(gòu)120-21覆蓋的第二表面區(qū)域102-21之間，具有由出口孔135-11和 135-21的相鄰邊界之間的間隔確定的寬度。由于擠壓頭130B可以用精確 的加工方法例如光刻蝕刻和晶片鍵合制備，所以對于相鄰的擠壓結(jié)構(gòu)120 之間的間隔，可獲得微米級的很高精度。寫入不同摻雜劑墨水的對準(zhǔn)線 的這個新穎方式超過了現(xiàn)有技術(shù)的絲網(wǎng)印刷法。
圖4 (A)和4 (B)是示出根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的擠壓頭130B-1的 一部分的分解和組合透視圖。擠壓頭130B-1包括中心薄片310、上和下供 給線路薄片320和330、以及上和下帽蓋薄片340和350。對中心薄片310 微加工以包括多個平行的噴嘴溝道(例如，噴嘴溝道315-11、 315-12、 315-21和315-22)，其中每個噴嘴溝道都具有限定在側(cè)邊緣317中的封閉 端和相對的開口端.同樣，對供給線路薄片320和330微加工以包括歧管 (增壓室)和供給溝道，布置它們以將摻雜劑墨水傳送到中心薄片310的
相應(yīng)噴嘴.例如，供給線路薄片320包括在垂直于噴嘴溝道的方向上延伸 的增壓室322，并且包括與增壓室322連通的并且分別在噴嘴溝道315-11 和315-12的封閉端上方延伸的供給溝道325-11和325-12.同樣，供給線 路薄片330包括增壓室332和分別在噴嘴溝道315-21和315-12的封閉端 上方延伸的供給溝道335-21和335-22.
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，利用不引入不希望的雜質(zhì)尤其是產(chǎn)生栽流 子復(fù)合的雜質(zhì)的材料制造橋壓頭130B-1.例如聚四氟乙烯(PTFE)和其
料。重要的是分配摻雜劑墨112和115而不引入有害的雜質(zhì)。尤其是避免 過渡金屬和其它金屬雜質(zhì).這些包括金、銅、鐵等。這使得不希望使用 含鐵金屬基的流體系統(tǒng).在優(yōu)選實(shí)施例中，利用微加工的硅制備薄層310 至350,如圖4 (B)所示，然后利用公知技術(shù)疊置并結(jié)合薄層310至350， 以完成擠壓頭130B-1.
如由圖4 (B)的虛線所示，在操作期間，笫一摻雜劑墨水112沿著增 壓室322傳輸，并且通過供給溝道322-ll和322-12壓入噴嘴溝道315-11 和315-12中(圖4 (A))，并由此排出出口孔135-11和135-12作為摻雜 劑墨水珠112-1和112-2.同樣，摻雜劑墨水115沿著增壓室332傳榆，并 通過供給溝道332-21和332-22壓入噴嘴溝道315-21和315-22中(圖4 (A))，由此通過出口孔135-21和135-22排出作為摻雜劑墨水珠115-1 和115-2。
圖5 (A)至5 (G)示出了用于利用系統(tǒng)200 (圖2)和擠壓頭130B-1 (圖4 (A)和4 (B))制備IBC太陽能電池器件的各個工藝步驟。
圖5 (A)示出了分別由摻雜劑墨水珠112-1、 115-1、 112-2和115-2 形成的擠壓結(jié)構(gòu)120-11、 120-21、 120-12和120-22 (見圖4 (B))。擠 壓結(jié)構(gòu)120-11、 120-21、 120-12和120-22分別設(shè)置在村底101-Bl的表面 區(qū)域102-11、 102-21、 102-12和102-22上，以便相鄰對的擠壓結(jié)構(gòu)分別 被相應(yīng)的露出表面區(qū)域102-31、 102-32和102-33隔開.在一個實(shí)施例 中，相比露出的表面區(qū)域102-31、 102-32和102-33，擠壓結(jié)構(gòu)120-11、 120-21、 120-12和120-22相對窄.在該實(shí)施例中，摻雜劑墨水112包括p 型摻雜劑以及摻雜劑墨水115包括n型摻雜劑.
圖5 (B)示出了在隨后的熱處理期間利用熱處理設(shè)備140的襯底 101B-T2,由此來自每個擠壓結(jié)構(gòu)120-11、 120-21、 120-12和120-22的
摻雜刑擴(kuò)散到襯底101B-T2中.具體地，包含在摻雜劑墨水112中的p型摻 雜刑通過表面區(qū)域102-ll和102-12擴(kuò)散以形成p型(笫一)摻雜區(qū)101-11和101-12,同樣，包含在摻雜劑墨水115中的n型摻雜刑通過表面區(qū)域 102-21和102-22擴(kuò)散以形成n型(笫二 )摻雜區(qū)101-11和101-12.注意 每個p型摻雜區(qū)(例如，摻雜區(qū)101-11)與所有的其它p型摻雜區(qū)(例如， 摻雜區(qū)101-12)隔開至少一個n型摻雜區(qū)(例如，摻雜區(qū)101-21)。另外， 每個摻雜區(qū)(例如，摻雜區(qū)101-11)與它的相鄰的鄰接摻雜區(qū)(例如， 摻雜區(qū)101-21)被襯底101B-T2的未摻雜(本征)或輕摻雜區(qū)(例如，區(qū) 域101-31)隔開。如上所述，p型摻雜區(qū)和n型摻雜區(qū)的交替布置有助于 制備IBC型太陽能電池.
圖5 ( C )描繪了在完成了加熱/擴(kuò)散處理之后從襯底101-T3的表面區(qū) 域102-11、 102-21、 102-12和102-22移除殘余的摻雜劑墨水的可選工 藝，通過利用具有在加熱/擴(kuò)散處理期間燒掉的媒介的摻雜劑墨水可避免 這個墨水移除步驟。注意每個摻雜擴(kuò)散區(qū)101-11、 101-21、 101-12和 101-22都延伸到表面區(qū)域102-11、 102-21、 102-12和102-22。
圖5 ( D )示出了在襯底101-T3的上表面102上隨后形成的鈍化層215， 由此提供了部分形成的器件201-T1 (這參考圖2如上所述).
圖5 (E)示出了隨后的激光燒蝕處理，在此期間使用激光脈沖LP來 移除部分鈍化層215以便定義接觸開口 217 ，其暴露出設(shè)置在摻雜區(qū)1 Ol-11、 101-21、 101-12和101-22上方的表面102的一部分。例如，接觸開 口217-41和217-42延伸穿過鈍化層215到表面區(qū)域102-22的相應(yīng)部分， 其如上所述設(shè)置在摻雜區(qū)101-22上方。同樣，形成接觸開口217，其延伸 穿過鈍化層215直至設(shè)置在摻雜區(qū)101-11、 101-21和101-12上方的表面 區(qū)域。利用激光燒蝕設(shè)備230進(jìn)行激光燒蝕處理，這參考圖2如上所述。
圖5 (F)描繪了接觸材料M1從直接寫金屬化設(shè)備250 (圖2)隨后沉 積到形成在鈍化層215中的每個開口217中，以便接觸結(jié)構(gòu)218直接形成在 襯底101的露出部分上。例如，接觸結(jié)構(gòu)218-41和218-42分別插入到接觸 開口217-41和217-42中、以及設(shè)置在摻雜區(qū)101-22上方的表面102的接 觸部分中。同樣，接觸結(jié)構(gòu)218形成在設(shè)置于摻雜區(qū)101-11、 101-12和 101-21上方的每個接觸開口 217中'
圖5 (G)示出了以在鈍化層214的上表面上形成金屬線結(jié)構(gòu)219-1至 219-4的方式沉積金屬材料M2的隨后工藝，以便每個金屬線結(jié)構(gòu)接觸設(shè)置在相應(yīng)一個摻雜區(qū)101-11、 101-12、 101-21和101-22上方的一組接觸結(jié) 構(gòu)。例如，金屬線結(jié)構(gòu)219-4接觸接觸結(jié)構(gòu)218-41和218-42的上端，由 此借助接觸結(jié)構(gòu)218-41和218-42在摻雜區(qū)101-22和金屬線結(jié)構(gòu)219-4之 間提供電連接。同樣，每個金屬線結(jié)構(gòu)219-1、 219-2和219-3都借助對應(yīng) 的接觸結(jié)構(gòu)電連接到摻雜區(qū)101-11、 101-21和101-12.還利用直接寫金 屬化設(shè)備250進(jìn)行金屬線形成工藝，其是參考圖2如上所述。
利用包含直通孔和可選的附加增壓室的另外層，能夠提供一種從擠 壓頭的一側(cè)交指型分配的方式，以及還可選地提供一種以任意的或重復(fù) 圖案分配三種或多種材料的方式。在擠壓頭的一側(cè)上提供入口能夠在相 對于襯底較寬范圍的角度內(nèi)操作擠壓頭，包括所謂的"側(cè)射擊"模式， 其中擠壓材料流幾乎平行于襯底排出擠壓頭。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的擠壓頭130B-2的一部分的分 解透視圖，其利用包括直通孔的六個層以便于從擠壓頭130B-2的一側(cè)形 成交指型的擠壓結(jié)構(gòu).擠壓頭130B-2包括下薄片410、第一供給線路薄片 420、第一直通薄片430、第二供給線路薄片440、上直通薄片450和下帽 蓋薄片460。下薄片410包括以以上參考圖4 (A)描述的方式形成的多個 平行的噴嘴溝道415-11、 415-12、 415-21和415-22'第一供給線路薄片 420包括第一增壓室422和與第一薄片410的相應(yīng)噴嘴415-11和415-12對 準(zhǔn)的供給通道425-ll和425-12。另外，供給線路薄片420包括與笫一薄片 410的相應(yīng)噴嘴415-21和415-22對準(zhǔn)的供給孔425-21和425-22。第一直 通薄片430包括分別與第一供給線路薄片420的供給孔435-21和435-22 對準(zhǔn)的第一和第二供給孔435-21和435-22、和與增壓室422對準(zhǔn)的第三供 給孔4 37 。第二供給線路薄片44 0包括第二增壓室44 2和分別與第 一直通薄 片430的第一和第二供給孔435-21和435-22對準(zhǔn)的供給通道445-21和 445-22。上直通薄片450包括與薄片440的供給孔447對準(zhǔn)的第一供給孔 457和與薄片440的增壓室442對準(zhǔn)的第二供給孔459。
如由圖6中的虛線所示，在操作期間笫 一摻雜劑墨水l 12通過供給孔 457、 447和437傳輸?shù)皆鰤菏?22，并且離開增壓室422通過供給通道 425-11和425-12進(jìn)入到噴嘴溝道415-11和415-12中，然后從噴嘴通道 415-11和415-12排出作為摻雜劑墨水珠112-1和112-2。同樣，笫二摻雜 劑墨水114通過供給孔459傳輸給增壓室442。摻雜劑墨水114的笫一部分 通過供給通道445-21和供給孔435-21和425-21排出增壓室442進(jìn)到噴嘴
溝道415-21中，然后從噴嘴溝道415-21排出作為摻雜劑墨水珠114-1。 摻雜劑墨水114的第二部分通過供給通道445-22和供給孔435-22和425-22排出增壓室442進(jìn)到噴嘴溝道415-22中，然后從噴嘴溝道415-22排出 作為摻雜劑墨水珠114-2。摻雜劑墨水珠112-1、 112-2、 114-1和114-2 形成與圖5 (A)所示相似的擠壓結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的另一變形中，至少一種類型的摻雜劑墨水與非摻雜墨水 一起分配.該非摻雜墨水可用作摻雜劑墨水結(jié)構(gòu)之間的間隔物和/或阻擋 層以防止受到來自周圍環(huán)境的摻雜.處于器件性能的原因，希望具有被 本征或輕摻雜的半導(dǎo)體隔開的重n型和p型摻雜材料條帶.這可通過提供 同時輸送三種類型墨水的多擠壓頭，每個承栽不同成分的摻雜劑或根本
沒有摻雜劑來實(shí)現(xiàn)，
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的多擠壓頭130C-1的簡化透視 圖。為了說明的目的以虛線描繪了多擠壓頭130C-1的噴嘴溝道層，但供 給通道、供給孔和增壓室，它們以以上描述的方式形成，為了清楚從圖 中省略了。與在前描述的實(shí)施例相似，摻雜劑墨水112從噴嘴515-ll和 515-12分配，以及摻雜劑墨水115從噴嘴515-21和515-22分配，然而， 在該實(shí)例中非摻雜墨水117從分別設(shè)置在相鄰對的噴嘴515-11、 515-12、 515-21、 515-22之間的噴嘴515-31至515-35分配,例如，噴嘴515-32 設(shè)置在噴嘴515-11和515-21之間，在用于太陽能電池?fù)诫s的實(shí)際器件 中，摻雜劑源的間距從100微米改變?yōu)閹缀撩?。對于一般的晶片尺寸，這 暗示一些噴嘴的數(shù)量為100至1000數(shù)量級，遠(yuǎn)大于由這里描述的示范性實(shí) 施例示出的。借助歧管結(jié)構(gòu)，如圖8所示，擠壓結(jié)構(gòu)120-31至120-35分別 由珠117-l至117-5形成，使得非摻雜材料分布在承栽每一種摻雜劑的擠 壓結(jié)構(gòu)120-11、 120-21、 120-12和120-22的每一側(cè)上。
根據(jù)多擠壓頭130C-1的另 一方面，各種噴嘴將墨水流并入到交替材 料的連續(xù)薄片中，其描繪于圖8中。也就是說，由非摻雜材料形成的擠壓
結(jié)構(gòu)在每個相鄰對的摻雜擠壓結(jié)構(gòu)的側(cè)邊緣之間延伸(例如，非摻雜結(jié) 構(gòu)120-32在(第一)擠壓結(jié)構(gòu)120-11和(笫二)擠壓結(jié)構(gòu)120-21的相應(yīng) 側(cè)邊緣之間延伸)。為了獲得這種聚合，利用錐形指狀物512形成噴嘴， 其示于圖7中。設(shè)計(jì)噴嘴出口孔的錐度以使得用層狀流和最小的混合擠壓 該材料。在該實(shí)施例中，墨水流的相對寬度基本相等。在其它實(shí)施例中， 希望制造嵌入在非摻雜材料的較寬線之間的很窄的摻雜擠壓結(jié)構(gòu)。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的多擠壓頭130C-2的簡化截面頂 視圖。出于說明的目的，以截面描繪了多擠壓頭130C-2的噴嘴溝道層(為 了清楚省略了其它特征).多擠壓頭130C-2的特征在于并入具有錐形噴 嘴壁的噴嘴615-11、 615-12、 615-21和615-22，該壁建立了交叉在非摻 雜或輕摻雜材料的較寬的珠117-l至117-5之間的壓縮的、相對窄的承栽 摻雜劑珠112-1、 112-2、 115-1和115-2的有用嵌入。注意并入噴嘴 615-11、 615-12、 615-21和615-22的端部相對于頭端面619往后倒退了 一距離C。在單個噴嘴的端部和頭端面619之間的擠壓頭130C4內(nèi)的最終 內(nèi)間距使得承栽摻雜刑材料在離開擠壓頭13 0C-1之前被進(jìn)一步壓縮和變 窄以及隨后沉積在襯底上。線寬的全控制是擠壓頭設(shè)計(jì)以及材料相對流 速的函數(shù)。
擠壓頭130C-2尤其有用的應(yīng)用是將重?fù)诫s半導(dǎo)體指狀物的線寫入到 太陽能電池的表面上。這些半導(dǎo)體指狀物用于為栽流子提供從電池表面 到電池的柵格線的低電阻路徑。包含的這些指狀物以包括能夠?qū)崿F(xiàn)輕摻 雜發(fā)射極層而沒有大的電阻損耗負(fù)擔(dān)、提高電池的藍(lán)光電響應(yīng)、減少接 觸電阻、以及允許柵格線被隔開更遠(yuǎn)的幾種方式改進(jìn)了電池性能，由此 降低了光遮蔽。
在當(dāng)前實(shí)際中，將半導(dǎo)體指狀物結(jié)合到太陽能電池的發(fā)射極中需要 額外的工藝步驟，因此會增加成本. 一般，首先在磷擴(kuò)散反應(yīng)器中處理 電池以制造輕摻雜的發(fā)射極，如同常規(guī)的電池一樣，然后增加三個步驟 (1)在硅中激光寫入溝槽(2 )損傷蝕刻和(3 )附加的磷擴(kuò)散步驟。在 對該工藝的有用改善中，在單個擠壓操作中同時應(yīng)用輕和重?fù)诫s源，由 此消除了三個附加的工藝步驟.在優(yōu)選的方法實(shí)施例中，相對窄的線是 重?fù)诫s墨水，以及相對寬的線是輕摻雜墨水。半導(dǎo)體指狀物可應(yīng)用到半 導(dǎo)體晶片的一側(cè)或兩側(cè)上。如果對兩側(cè)圖案化，則可在單個步驟中進(jìn)行 推進(jìn)摻雜劑的熱處理-
圖10示出了另 一個擠壓頭130D-1 ，其包括供給幾個噴嘴溝道715-1 到715-5的單個增壓室722，以參考圖9上述的方式，噴嘴溝道715-1到 715-5在端面719之前分歧和終止，由此產(chǎn)生流動合并部分，其產(chǎn)生摻雜 劑或金屬骨的均勻擠壓薄片。墨水進(jìn)入并分布遍及高壓室722，在這一點(diǎn) 遇到分開的噴嘴溝道715-1至715-5,噴嘴溝道715-l至715-5增加了流動 阻抗，這確保了即使墨水從單個點(diǎn)流入增壓室，通過每個通道的流也基
本相等。例如該頭可以用于以非接觸的方法用金屬或摻雜劑在太陽能電 池的寬區(qū)域上寫，由此避免晶片損壞，晶片損壞是利用常規(guī)絲網(wǎng)印刷技 術(shù)常有的風(fēng)險.這也可以用于寫中間寬度的線，例如上面示出的母線條
金屬化。在可選實(shí)施例中，兩個類似于圖10中示出的襯底安裝在疊置的
布置中，其間有分離層，并且兩個或多個材料層(例如，摻雜劑墨水和 金屬骨線)以垂直疊置的布置同時各自從兩個結(jié)構(gòu)擠壓出.
圖ll描繪了一種根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的混合摻雜方法，其使用固 體源摻雜(即，利用摻雜刑墨水摻雜)和氣相摻雜的結(jié)合.在圖ll描述
的實(shí)例中，摻雜劑墨水結(jié)構(gòu)120-l至120-4用以上描述的方式形成在襯底 101D上，并且非摻雜結(jié)構(gòu)形成在相關(guān)摻雜結(jié)構(gòu)120-l至120-4的每側(cè)上(例 如，非摻雜結(jié)構(gòu)120-31和120-32形成在摻雜結(jié)構(gòu)120-l的相對兩側(cè)上). 另外，選擇的表面區(qū)域102-31至102-35有意地暴露在擠壓結(jié)構(gòu)之間.例 如，非摻雜結(jié)構(gòu)120-32和120-33之間的間隙提供暴露的上表面區(qū)域 102-22.在本實(shí)施例中，襯底101D的溫度退火在辨(n型摻雜)環(huán)境145 中進(jìn)行，并且使用p型摻雜劑墨水結(jié)構(gòu)120-l至120-4(例如，承栽硼骨). 與摻雜環(huán)境145結(jié)合的熱處理將會導(dǎo)致襯底101D的區(qū)域101-11至101-14 中的固體源摻雜和區(qū)域101-21至101-25中的環(huán)境源摻雜。本發(fā)明的再一 個方面是摻雜刑墨水結(jié)構(gòu)120-l至120-4可以與非摻雜材料(例如，非摻 雜結(jié)構(gòu)120-31至120-33 ) —起共同擠壓.在具體實(shí)施例中，在擠壓工藝 之后，襯底101D將具有暴露的區(qū)域(例如，暴露的表面區(qū)域102-22 )、 摻雜劑阻擋區(qū)域(例如，非摻雜結(jié)構(gòu)120-31至120-33下方的表面區(qū)域) 和摻雜劑墨水覆蓋區(qū)域(例如，擠壓結(jié)構(gòu)120-11至120-14下面的表面區(qū) 域)。在摻雜劑環(huán)境中的熱處理之后，被處理的晶片將具有三個具有不 同摻雜水平的明顯區(qū)域，
具有固態(tài)摻雜劑源方式的已知問題是，當(dāng)摻雜劑在擴(kuò)散時，它們從 源擴(kuò)散出來并擴(kuò)散到晶片的其它部分上，在晶片的周圍部分產(chǎn)生了不希 望的摻雜效應(yīng)。根據(jù)圖12中所描繪的本發(fā)明的另一實(shí)施例，在每個摻雜 劑墨水?dāng)D壓結(jié)構(gòu)120-1上方形成帽蓋層120E以防止污染晶片的其它部 分。帽蓋結(jié)構(gòu)120E全部覆蓋擠壓結(jié)構(gòu)120-1，其中它覆蓋結(jié)構(gòu)120-1的側(cè) 表面和上表面.摻雜劑結(jié)構(gòu)120-1和帽蓋結(jié)構(gòu)120E由于共同擠壓工藝而必 須相互對準(zhǔn)，該工藝描述在2005年11月17日申請的、標(biāo)題為 "Extrusion/Dispensing Systems and Methods"的共有美國專利申
請序列No. 11/282， 882中公開，其通過參考全部并入這里.在本發(fā)明的具 體實(shí)施例中，擠壓頭利用垂直和水平共擠壓的組合，其描述在11/282, 882 (以上引用的)中，以制造材料復(fù)合頭，其中固態(tài)源不鄰接晶片的兩側(cè) 被帽蓋結(jié)構(gòu)帽蓋.
更希望的特征是固態(tài)摻雜劑源線的端部由帽蓋結(jié)構(gòu)帽蓋.本發(fā)明的 一個方面是形成摻雜源和帽蓋結(jié)構(gòu)的材料流改變了.該流的變化例如能 夠制造線兩端被帽蓋的共擠壓線.
盡管已關(guān)于某些具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員 很清楚，本發(fā)明的發(fā)明特征還可應(yīng)用到其它實(shí)施例，其所有的都指的是 落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，困8和9中公開的擠壓結(jié)構(gòu)可僅包括一種 摻雜劑墨水(例如，n型)，而不是兩種不同的摻雜劑墨水.在另一實(shí)例 中，摻雜刑骨，當(dāng)烘烤時還能產(chǎn)生鈍化層或抗反射涂層.在另一實(shí)例中， 單個直接寫印刷步驟能填充介質(zhì)中的接觸開口并在器件上形成導(dǎo)電線. 在另一實(shí)例中，可使用玻璃粉燃燒穿通(fire through)的方法消除在 介質(zhì)中打開接觸開口的分離處理步猓。
權(quán)利要求
1.一種在半導(dǎo)體襯底上制備器件的方法，該方法包括在半導(dǎo)體襯底的表面上擠壓承載第一摻雜劑材料，使得該承載第一摻雜劑材料在半導(dǎo)體襯底的第一表面區(qū)域上形成第一擠壓結(jié)構(gòu)，該承載第一摻雜劑材料包括第一摻雜劑類型的第一摻雜劑；和加熱半導(dǎo)體襯底以使得第一摻雜劑通過第一表面區(qū)域擴(kuò)散進(jìn)入半導(dǎo)體襯底中，由此形成半導(dǎo)體襯底的第一摻雜區(qū)。
2. —種用于在襯底上制備晶片基半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 用于在半導(dǎo)體襯底的表面上擠壓承栽第一摻雜劑材料和承栽笫二摻雜劑材料的裝置，使得該承栽第一摻雜劑材料在半導(dǎo)體襯底的第一表面 區(qū)域上形成笫一擠壓結(jié)構(gòu)，以及該承栽第二摻雜劑材料在半導(dǎo)體襯底的 第二表面區(qū)域上形成第二擠壓結(jié)構(gòu)，其中第一和第二表面區(qū)域被笫三表 面區(qū)域隔開，以及其中該承栽第一摻雜劑材料包括第一摻雜劑類型的第 一摻雜劑，以及該承栽笫二摻雜劑材料包括笫二摻雜劑類型的笫二摻雜 劑，和用于加熱半導(dǎo)體襯底的裝置，其使得第一摻雜劑通過第一表面區(qū)域 擴(kuò)散進(jìn)入半導(dǎo)體襯底中，由此形成第一摻雜區(qū)，和使得第二摻雜劑通過 第二表面區(qū)域擴(kuò)散進(jìn)入半導(dǎo)體襯底中，由此形成笫二摻雜區(qū).
全文摘要
通過將承載摻雜劑材料(摻雜劑墨水)擠壓到半導(dǎo)體晶片的一個或多個預(yù)定的表面區(qū)域上，然后熱處理該晶片以使來自摻雜劑墨水的摻雜劑擴(kuò)散到晶片中以形成相應(yīng)的摻雜區(qū)，可以有效地制造晶片基的太陽能電池。使用多增壓室擠壓頭在晶片表面上以自對準(zhǔn)式的布置同時擠壓具有兩種不同摻雜劑類型(例如，n型摻雜劑墨水和p型摻雜劑墨水)的相互交叉的摻雜劑墨水結(jié)構(gòu)。通過層壓定義一個或多個墨水流通道的多片微加工的硅來制備擠壓頭。非摻雜的或輕摻雜墨水與重?fù)诫s墨水共擠壓以用作間隔物或阻擋，并且任選地形成全部覆蓋重?fù)诫s墨水的帽蓋?；旌系臒崽幚砝脷鈶B(tài)摻雜劑以同時摻雜晶片的暴露部分。
文檔編號H01L21/228GK101202219SQ200710198989
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月12日
發(fā)明者D·K·福克, E·J·什拉德 申請人:帕洛阿爾托研究中心公司