[发明专利]导电性组合物及其在半导体装置制造中的使用方法

说明书

发明领域

本发明的实施方案涉及硅半导体装置，以及用于太阳能电池装置的正面的导电银浆。

发明背景

常规的具有p型基板的太阳能电池结构具有通常位于电池的正面或光照面上的负极和位于背面上的正极。众所周知，在半导体的p-n结上入射的合适波长的辐射充当在该半导体中产生空穴-电子对的外部能源。由于p-n结处存在电势差，因此空穴和电子以相反的方向跨过该结移动，从而产生能够向外部电路输送电力的电流。大部分太阳能电池为金属化的硅片形式，即，具有导电的金属触点。

尽管存在用于形成太阳能电池的多种方法及组合物，但是仍然需要具有改善的电性能的组合物、结构和装置、以及制造方法。

发明概述

本发明的实施方案涉及厚膜导电组合物，其包含：

a)导电材料；

b)包含一种或多种组分的一种或多种添加剂，所述组分选自铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱、铂；

c)一种或多种玻璃料；和

d)有机介质，

其中a)、b)和c)分散于d)中。

本发明的实施方案涉及厚膜导电组合物，其包含：

a)导电材料；

b)含铑添加剂；

c)一种或多种玻璃料；和

d)有机介质，

其中a)、b)和c)分散于d)中。

在一个实施方案中，导电粉末可为银。在另一个实施方案中，导电粉末可为例如铜。

在一个实施方案中，导电材料可为例如粉末、薄片、元素金属或合金金属。

在一个实施方案中，含铑添加剂可为树脂酸铑。例如，树脂酸铑可为得自Englehard Corp的#8826溶液。

含铑添加剂包含一定量的铑金属。例如，含铑添加剂可包含10-13重量％的铑金属。

在一个实施方案中，导电性组合物中铑金属的含量可为0.001至10重量％(占总导电性组合物的重量％)。在另一个实施方案中，铑金属的含量可为0.005至1.0重量％。在另一个实施方案中，铑金属可以占总导电性组合物的0.01至0.03重量％。在另一个实施方案中，铑金属的含量可为0.02重量％。

在一个实施方案中，玻璃料可为能软化、流动并在本文所述的加工条件下提供与基板和金属的有益反应的任何玻璃料。在该实施方案的一个方面，玻璃料可包含按总玻璃组合物的重量百分比计：SiO₂ 1-36、Al₂O₃ 0-7、B₂O₃ 1.5-19、PbO 20-83、ZnO 0-42、CuO 0-4、ZnO 0-12、Bi₂O₃ 0-35、ZrO₂ 0-8、TiO₂ 0-7、PbF₂ 3-34。

在一个方面，组合物可包含附加的金属/金属氧化添加剂，所述添加剂选自(a)金属，其中所述金属选自锌、钆、铈、锆、钛、锰、锡、钌、钴、铁、铜和铬；(b)一种或多种金属的金属氧化物，所述金属选自钆、铈、锆、钛、锰、锡、钌、钴、铁、铜和铬；(c)在焙烧时能够生成(b)的金属氧化物的任何化合物；以及(d)它们的混合物。在该实施方案的一个方面，含锌添加剂为ZnO。

本发明的一个实施方案涉及一种结构，其中所述结构包括厚膜组合物和基板。基板可为一个或多个绝缘层。基板可为一个或多个半导体基板。在一个方面，厚膜组合物可在一个或多个绝缘层上形成。在一个方面，一个或多个绝缘层可在半导体基板上形成。在另一个方面，焙烧时将有机载体除去并烧结银和玻璃料。

在本发明的一个实施方案中，电极由组合物形成，并且所述组合物经过焙烧以除去有机介质并烧结所述玻璃颗粒。

本发明的一个实施方案涉及制造半导体装置的方法。

所述方法包括以下步骤：

a)提供一个或多个半导体基板、一个或多个绝缘膜以及厚膜组合物，其中厚膜组合物包含：

a)导电材料；b)含铑添加剂；c)一种或多种玻璃料，和d)有机介质，其中a)、b)和c)分散于d)中；

b)将绝缘膜施加到半导体基板上；

c)将厚膜组合物施加到半导体基板上的绝缘膜上；和

d)焙烧半导体、绝缘膜以及厚膜组合物，其中在焙烧时，有机载体被除去，银和玻璃料被烧结，并且绝缘膜被厚膜组合物的组分穿透。

在该实施方案的一个方面，绝缘膜包含选自下列的一种或多种组分：氧化钛、氮化硅、SiNx:H、氧化硅、以及氧化硅/氧化钛。