[发明专利]用于制造电子部件的接触区域的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造电子器件的衬底的至少一个局部接触区域的方法，以用于将该区域与连接器接触，其中衬底在接触侧配备有由铝构成的或包含铝的经烧结的多孔层。

背景技术

在半导体制造中，尤其是太阳能电池生产中，出于制造费用的原因在电池的前侧和背侧上使用经烧结的金属接触部。

通常，在硅太阳能电池的背侧上有大面积的铝层，该铝层通过热处理在太阳能电池制造期间受到烧结处理，由此同时通过所谓的背面场(Back-Surface-Field；BSF)来提供太阳能电池背侧的钝化。

在烧结时，与要称作第一层的硅衬底直接接触的铝层熔融在铝层和硅衬底之间的边界面上并且与邻接的第一层形成合金。在冷却时，用Al高掺杂的硅层外延地在晶片——即衬底——的背侧上硬化。与此同时，使富含硅的Al层在Al层上硬化，并且在冷却过程结束时使在用铝高掺杂的层和富含硅的层之间的Al-Si共晶体硬化。用铝高掺杂的外延生长的硅层负责使太阳能电池背侧钝化。通过高Al掺杂，在该层的半导体材料中形成过量的负电的位置固定的Al受体，由这些Al受体产生抵制少数载流子的电场、即所谓的背面场。

然而，当铝层在太阳能电池或衬底的整个背侧上延伸时，存在焊接问题，因为并不容易实现例如将镀锡的或未镀锡的金属连接器、尤其是铜连接器直接焊接在铝背侧上。尽管如此为了实现所需的电接触，通常通过丝网印刷、压印或其他合适的印刷方法将银接触印制导线或焊点直接施加到衬底表面上并且将镀锡的铜带焊接到衬底表面上。因此，在焊接接触部的区域中设置有铝层的空缺，结果在该区域中不能形成背面场，使得太阳能电池背侧面不完全地电钝化并且由此出现局部小的光电流。

因为银作为原材料是昂贵的材料，所以要放弃银以降低制造费用。因此，希望的是完全避免Ag接触部。

将接触带直接焊接在铝层上由于多个原因而难以实现。一个原因在于Al颗粒的氧化表面。另一原因是，铝上侧由于烧结工艺而未充分连贯地形成。这样，在烧结工艺期间在以Si掺杂的合金层之上形成由各球形烧结在一起的Al颗粒构成的Al层(烧结层)，其中不存在封闭的由铝构成的复合结构而是存在比较疏松的经烧结的由铝构成的复合结构，该复合结构根据铝糊的组分或在烧结时的工艺参数而或多或少是多孔的。

尽管如此，然而如果要实现在烧结铝层上焊接，由于多孔性并且由此引起的层的不稳定性则只会提供非常小的支持。该较小的支持表现在大约为2-8N的小的拉脱力，其中烧结层本身被撕裂使得在撕裂部位的两侧上看到颗粒的球体结构。

同样出现的是，在铝层上的焊接连接受到在模块中在工作条件下作用的拉力。可能出现小的裂纹，这些裂纹可导致焊接部位的较低的耐久性并且也可导致更高的过渡电阻，或者连接可作为整体而撕裂并且机械和电接触部完全损毁。

在DE-A-10 2007 012 277中公知一种用于制造太阳能电池的方法。在方法步骤中，铝大面积地施加到半导体衬底的背侧上并且进入半导体衬底中形成合金。未进入硅中形成合金的铝在蚀刻中步骤中至少部分地被去除。这需要工艺技术上的开销，这在生产线的范围中对太阳能电池的制造有负面影响。

EP-A-1 739 690涉及一种太阳能电池，其中在形成背面场之后以化学方式去除前面形成的经烧结的铝层。

为了制造太阳能电池上的导电接触部，根据US-A-2003/0108664涂覆前体混合物(Precursor-Mischung)。该前体混合物可以包含铝。为了将材料烧结，可以使用脉冲式的激光束。

为了将电接触部施加到半导体衬底上，DE-B-10 2006 040 352规定，借助激光束对涂覆到半导体衬底上的金属粉末进行烧结。随后将未烧结的材料去除。

为了制造根据EP-A-2 003 699的金属半导体接触部，将可焊接的材料烧结到施加到太阳能电池上的铝烧结层中。

发明内容

本发明所基于的任务在于，改进开头所述类型的方法，使得提供可以以机械方式保持的、可以电学方式完美连接、如焊接的接触区域。与现有技术相比还要提供工艺技术上的简化。

根据本发明，该任务通过如下方式来解决：在接触区域中无触碰地通过集中的电磁辐射、优选激光辐射来对经烧结的多孔层进行致密化和/或去除。

尤其设置，对该区域施加以集中的电磁辐射、优选激光辐射。