專利名稱：在基片上形成復(fù)合納米顆粒金屬的金屬化觸點(diǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本披露涉及半導(dǎo)體薄膜的制造，并且更具體地涉及在一個(gè)基片上形成多個(gè)復(fù)合 納米顆粒金屬區(qū)域的方法。背景太陽能(光伏)電池將陽光轉(zhuǎn)換成電力。使用一種取之不盡的能源，太陽能電池 的使用可以替代石油，而石油產(chǎn)生的污染促成了全球變暖。然而，為了在經(jīng)濟(jì)上可行， 由太陽能電池所發(fā)的電力必須或者通過降低制造成本或者同樣通過增加效率而使得成本 實(shí)質(zhì)性地降低?，F(xiàn)在參見

圖1，在此示出了一個(gè)簡化的屬類光伏電池。在此，一個(gè)太陽能電池 被構(gòu)造為具有集電結(jié)的一個(gè)吸收器。在一個(gè)典型的硅光伏電池中，吸收器103是由一個(gè) 發(fā)射極104和一個(gè)基極區(qū)域構(gòu)成的。典型地，該基極區(qū)域被摻雜有一些形成受體位點(diǎn)的 原子(例如，硼)，被稱為ρ型硅，而發(fā)射極區(qū)域被摻雜有產(chǎn)生供體位點(diǎn)的原子(例如， 磷)，被稱為η型硅。在這兩個(gè)區(qū)域之間的靜電勢(shì)的差異在它們的界面處形成了集電結(jié)。在一個(gè)被稱為光激發(fā)的過程中，所吸收光線的光子產(chǎn)生多個(gè)電子空穴對(duì)，然后 這些電子空穴對(duì)通過一種擴(kuò)散過程自由移動(dòng)穿過該吸收器103。如果一個(gè)擴(kuò)散載流子到達(dá) 該ρ-η結(jié)的邊緣，它被收集并且將產(chǎn)生電流。為了從該裝置提取這個(gè)電流，有必要在發(fā) 射極和基極區(qū)域上都包括金屬觸點(diǎn)。當(dāng)位于正面?zhèn)葧r(shí)，這些金屬電極必須被形成圖案以 允許入射光進(jìn)入該電池。此外，一個(gè)太陽能電池的前表面典型地覆蓋有一個(gè)介電層。這 個(gè)層的作用是既要減少由于在前表面復(fù)合而損失的載流子數(shù)量又要減少從該器件的前表 面所反射的光的量。因?yàn)橐粋€(gè)電介質(zhì)不傳導(dǎo)電流，有必要使正面金屬電極直接接觸該層 之下的硅。
太陽能電池器件的性能至少部分地取決于電極105 (通常定位在該介電層之上) 與發(fā)射極層104(通常定位在該介電層之下)之間的電接觸件(優(yōu)選為一種歐姆接觸)。 高接觸電阻通常導(dǎo)致該太陽能電池高的總串聯(lián)電阻，這傾向于負(fù)面地影響太陽能電池的 填充因數(shù)(FF)并因此負(fù)面地影響該太陽能電池的總效率。此外，不希望的寄生性損失機(jī) 制，如由正面金屬與基極之間的直接物理接觸所形成的結(jié)點(diǎn)分流，將傾向于導(dǎo)致低結(jié)點(diǎn) 并聯(lián)電阻，這也可以降低該器件的效率。為了進(jìn)一步改進(jìn)對(duì)來自該體積的載流子的收集，還可以增加一個(gè)BSF(背表面 場(chǎng))層106。通過將后表面復(fù)合的影響最小化，BFS層106傾向于排斥更靠近背側(cè)而定 位的那些帶反電荷的載流子。這就是說，對(duì)于流向該后表面的少數(shù)載流子，BSF層106 與晶片吸收器103之間的界面傾向于引入一種阻隔，從而導(dǎo)致晶片接收器中更高的少數(shù)載流子濃度水平。例如，對(duì)于一個(gè)P型晶片，可以添加Al (鋁)或B (硼)來排斥電子。 相反，對(duì)于一個(gè)η型晶片，可以添加P(磷)來排斥空穴。通過增強(qiáng)對(duì)來自該體積中的載 流子的收集，該器件的效率得到改進(jìn)。在太陽能電池中應(yīng)用金屬來形成前側(cè)和后側(cè)電極(或金屬化)通常是太陽能電池 工藝中確定效率和成本的重要步驟之一。例如，制備前側(cè)金屬柵的一個(gè)方法是通過例如 由光刻術(shù)所制備的預(yù)先限定的遮蔽模版來蒸發(fā)形成高導(dǎo)電性的金屬層。盡管得到了高質(zhì) 量的觸點(diǎn)，但是在要求低成本和高生產(chǎn)量的制造環(huán)境中這些方法并不實(shí)用。形成前側(cè)金 屬柵的一個(gè)替代方法包括使用鎳和銅電鍍槽，被稱作隱埋觸點(diǎn)。然而，使用這一方法的 問題在于它也是成本密集型的。而對(duì)于正面金屬柵的第三種廣泛使用的方法涉及使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)。參 見，例如 J.H.Wohlgemuth，S.Narayanan,禾口 R.Brenneman，Proc.21st IEEEPVSC, 221-226(1990) ； J.F.Nijs, J.Sclufcik, J.Poortmans, S.Sivoththaman，禾Π R.P.Mertens, IEEE Trans.on Elect.Dev.46, 1948-1969(1999)。在此，該正面金屬柵是由一種銀基漿料形
成的，它通過一個(gè)膠輥而沉積在基片(或其上的材料層)上，以迫使?jié){料穿透包括導(dǎo)線網(wǎng) 孔和一種圖案化乳劑的絲網(wǎng)。這種銀基漿料典型地包括幾種主要組分，包括(1)尺寸通 常小于約Iym的Ag顆粒，(2) —種玻璃原料，該玻璃料包含多種金屬氧化物，以及(3) 一種有機(jī)粘合劑?？商娲?，該后電極可以使用一種鋁基漿料來形成，這種鋁基漿料以一種類似 方式沉積到該器件的前側(cè)上。在兩個(gè)電極的沉積之后，在大約800°C-900°C的溫度下燒 制該漿料。在這個(gè)燒制過程中，Ag基漿料中的玻璃原料去除了前表面介電層，從而允許 該金屬接觸其下的發(fā)射極層。在后側(cè)上，在電極形成的同時(shí)這個(gè)燒制周期致使Al形成一 個(gè)BSF層。然而，使用以上說明的絲網(wǎng)印刷工藝存在幾個(gè)缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)限制了效率并且 增加了制造的復(fù)雜性。因此令人希望的是找到改進(jìn)該工藝的方法。概述本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施方案中涉及一種用于對(duì)基片形成觸點(diǎn)的方法。該方法包括 提供一個(gè)基片，該基片被摻雜有一種第一摻雜劑；并且將一種第二摻雜劑擴(kuò)散進(jìn)該基片 的至少一個(gè)第一側(cè)中以形成一個(gè)第二摻雜劑區(qū)域，該第一側(cè)進(jìn)一步包括一個(gè)第一側(cè)表面 積。該方法還包括在該基片的第一側(cè)上形成一個(gè)介電層。該方法進(jìn)一步包括在該介電層 上形成一組復(fù)合層區(qū)域，其中該組復(fù)合層區(qū)域中的每個(gè)復(fù)合層區(qū)域被構(gòu)造為進(jìn)一步包括 一組第IV族半導(dǎo)體納米顆粒以及一組金屬顆粒。該方法還包括將該組復(fù)合層區(qū)域加熱至 一個(gè)第一溫度，其中該組復(fù)合層區(qū)域的至少某些復(fù)合層區(qū)域蝕刻穿透該介電層并且與該 第二摻雜劑區(qū)域形成一組觸點(diǎn)。附圖簡要說明從本發(fā)明的不同配置的詳細(xì)說明并且從附圖將更好地理解本發(fā)明，這些說明和 附圖意在進(jìn)行說明而不是限制本發(fā)明。這些附圖是示意性的，沒有按比例繪制。圖1是一個(gè)光伏電池的示意性截面?zhèn)纫晥D；圖2示出 了 一個(gè)簡圖，該簡圖對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的一組硅納米顆粒將其表面積/體 積與直徑進(jìn)行比較；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第IV族納米顆粒的球形度的一個(gè)簡圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的Si納米顆粒的表面污染、燒結(jié)溫度和熔化溫度與直徑 的比較；圖5是一個(gè)流程圖，該流程圖描繪了制造根據(jù)本發(fā)明的第IV族半導(dǎo)體納米顆粒 金屬化觸點(diǎn)的工藝步驟；圖6 A-B展示了一組簡圖，這些簡圖示出了根據(jù)本發(fā)明用于光伏電池的一個(gè)復(fù)合 發(fā)射極觸點(diǎn)的形成；圖7A至圖7B展示了一組簡圖，這些簡圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)復(fù)合發(fā)射極 觸點(diǎn)的形成；和圖8A-B展示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)基片中的摻雜區(qū)域的背面觸點(diǎn)的形成。圖9A-B展示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)基片中的摻雜區(qū)域的背面觸點(diǎn)的形成。詳細(xì)說明現(xiàn)在將參見如附圖所示的本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案來詳細(xì)地說明本發(fā)明。在 以下的說明中，許多特定的細(xì)節(jié)被詳盡地解釋以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，對(duì) 于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將清楚的是沒有某些或所有這些特定細(xì)節(jié)本發(fā)明也可以實(shí)施。 在其他的例子中，沒有詳細(xì)地說明熟知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)，以免不必要地使得本發(fā) 明含混。如先前所說明的，存在多個(gè)與使用可商購的金屬漿料相關(guān)的熟知的問題，這些 金屬漿料用于觸點(diǎn)的絲網(wǎng)印刷。一個(gè)問題是高接觸電阻(或不良的金屬導(dǎo)電性)，這通常 導(dǎo)致填充因數(shù)降低。另一個(gè)問題是由燒結(jié)造成的金屬毛刺所引起的結(jié)漏，這進(jìn)一步降低了填充因 數(shù)。因此，為了實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)慕佑|電阻并且避免金屬毛刺，通常使用更深的發(fā)射極擴(kuò)散 (產(chǎn)生大約40-500hm/sq的薄層電阻)，這導(dǎo)致在該發(fā)射極的頂部形成所謂的“死層 (dead-layer)”。這導(dǎo)致在發(fā)射極中更高的復(fù)合，從而導(dǎo)致電池不良的藍(lán)光響應(yīng)。絲網(wǎng)印 刷電池的一種額外的損耗機(jī)理是高遮蔽損耗，這是因?yàn)橄鄬?duì)寬的正面觸指件(在大約100 與150 μ m之間)?？傮w來說，燒制條件以及Ag基漿料(在此也稱為“漿劑”)的特性嚴(yán)重影響這 種燒透過程。過度燒制可以產(chǎn)生低電阻率的觸點(diǎn)但是可以因?yàn)锳g毛刺而使結(jié)區(qū)分流，而 欠燒制可以產(chǎn)生高電阻率的觸點(diǎn)。因此，一種折中方法通常是在實(shí)現(xiàn)足夠的串聯(lián)電阻的 同時(shí)限制結(jié)點(diǎn)分流量，從而產(chǎn)生低于理想值的填充因數(shù)。具體地講，已經(jīng)示出漿料燒透過程耗盡了摻雜劑原子的發(fā)射極區(qū)域，從而產(chǎn)生 更高的接觸電阻。例如，參見 Sopori et al，Proceedings of 17th Workshop onCrystalline Silicon Solar Cells and Modules, Vail, Colorado, (2007)。通常，當(dāng)金屬與一種半導(dǎo)體接
觸時(shí)，半導(dǎo)體中更高的摻雜劑濃度產(chǎn)生更低的接觸電阻。因此，更高的摻雜劑濃度對(duì)更 好的觸點(diǎn)形成是有利的。一個(gè)選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)可以提供超出以上說明的均勻擴(kuò)散的發(fā)射極太陽能電池 的效率增加。例如，參見 M.GREEN，SILICON SOLAR CELLS.ADVANCED PRINCIPLES AND PRACTICE Chap. 10 (Centre for PhotovoltaicDevices and Systems, University of New South Wales, Sydney 1995)。這就是說，增加非常接近金屬的局部區(qū)域中的摻雜劑濃度并且減小遠(yuǎn)離金屬的區(qū)域中的摻雜劑濃度傾向于減少載流子復(fù)合并且提供與任何金屬接 觸點(diǎn)的良好接觸(例如，歐姆接觸)。除與正面金屬化相關(guān)的問題之外，還存在與背面觸點(diǎn)漿料相關(guān)的另外的問題， 具體是Al基漿料，它用于在P型硅太陽能電池中形成一個(gè)BSF層。具體地講，在一個(gè) 燒透步驟之后，一個(gè)Al BSF過程產(chǎn)生顯著的晶片彎曲，這是鋁與硅的熱膨脹系數(shù)之間的 明顯失配的結(jié)果。此外，當(dāng)Al-BSF接觸點(diǎn)與正面的金屬柵共同燒制時(shí)，這個(gè)過程不是最 優(yōu)的，優(yōu)化的過程要求在正面與背面觸點(diǎn)的燒制條件之間取一個(gè)平衡。盡管存在BSF， 這在該器件的背面產(chǎn)生較高的復(fù)合。因此，在本技術(shù)領(lǐng)域中對(duì)于漿料和方法存在一種需要，用于在光伏(太陽能)電 池上提供金屬化，它們產(chǎn)生出具有更好特性的低成本太陽能電池，如具有與隱埋材料層 改進(jìn)的接觸(更低的電阻)的多個(gè)金屬層以及減小的復(fù)合損耗。在此提供的配置的方法和配方(例如，Ag基或Al基漿料)能夠形成相對(duì)于使用 現(xiàn)有技術(shù)的漿料和方法所形成的觸點(diǎn)具有改進(jìn)特性的到材料層(例如，發(fā)射極層)上的接 觸點(diǎn)。這提供了幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，如改進(jìn)的器件性能和降低的加工成本。第IV族納米顆粒的特征一般而言，納米顆粒是至少在一維上小于IOOnm的一種微觀顆粒。術(shù)語“第IV 族納米顆?！蓖ǔＪ侵妇哂性诖蠹sInm至IOOnm之間的平均直徑的氫封端的第IV族納 米顆粒，并且包括硅、鍺、碳、或者它們的組合。術(shù)語“第IV族納米顆?！边€包括摻 雜的第IV族納米顆粒。這些第IV族顆?？梢栽谝粋€(gè)等離子室中形成，也可以通過其他適當(dāng)?shù)闹圃旒夹g(shù) 來形成，如，蒸發(fā)(S.Ijima，Jap.J Appl, Phys.26, 357(1987))、氣相熱解(K.A Littau， P. J. Szaiow ski, A.J.Muller, A.R.Kortan, L.E.Brus, JPhys.Chem.97, 1224(1993))、 氣相光分解(J.M.Jasinski and F.K.LeGoues, Chem.Mater.3, 989 (1991))、電化學(xué)浸蝕 (V.Petrova-Koch et al., Appl.Phys丄ett.61，943(1992))、硅烷和二 甲硅油的等離子體分 解(H.Takagi etal，Appl.Phys.Lett.56, 2379(1990)),高溫液相氧化還原反應(yīng)(J.R.Heath， Science 258，1131 (1992))以及過在氮?dú)庀禄亓鱶intyl鹽、KSi和在乙二醇二甲醚、二 乙二醇二甲醚、或THF的一種溶劑中的過量四氯化硅(R.A.Bley and S.Μ.Kauzlarich，J Am.Chem.Soc.，118，12461(1996))。與一種傾向于具有與尺寸無關(guān)的穩(wěn)定物理特性(例如，熔化溫度、沸騰溫度、 密度、導(dǎo)電性、等)的體材料(> IOOnm)相比，納米顆?？梢跃哂信c尺寸有關(guān)的物理 性質(zhì)，并且因此對(duì)諸如連結(jié)點(diǎn)之類的用途是有用的。例如，當(dāng)與可替代的方法如絲網(wǎng)遮 蔽法或沉積相比時(shí)，半導(dǎo)體納米顆?？梢愿菀椎夭⑶冶阋说乇粓D案化從而形成半導(dǎo)體結(jié)。關(guān)于形狀，除更多規(guī)則形狀如球形、六邊形、正方形及其混合的之外，第IV族 半導(dǎo)體納米顆粒的配置還包括拉長的顆粒形狀，如納米線，或不規(guī)則的形狀。另外，這 些納米顆粒實(shí)際上可以是單晶的、多晶的、或非晶的。這樣，可以通過改變第IV族半導(dǎo) 體納米顆粒的構(gòu)成、尺寸、形狀、以及結(jié)晶特性的屬性來形成不同類型的第IV族半導(dǎo)體 納米顆粒材料。實(shí)例包括單一的或混合的元素成分構(gòu)成(包括合金、核/殼結(jié)構(gòu)、摻雜 的納米顆粒、以及它們的組合)、單獨(dú)的或混合的形狀和尺寸(以及它們的組合)、以及
7單一形式的結(jié)晶性(或結(jié)晶性的一個(gè)范圍或混合、以及它們的組合)。一般而言，半導(dǎo)體納米顆粒典型地必須被形成為既致密又低孔隙率的連接區(qū) 域。這樣的一種方法是燒結(jié)，這是一種用于制成彼此黏附的顆粒、并且在與尺寸有關(guān)的 熔化發(fā)生之前使納米晶體相互作用而燒結(jié)的方法，例如，參見A.N.Goldstein，The melting of silicon nanocrystals Submicron thin-film structuresderived from nanocrystal precursors, APPLIED PHYSICS A.，1996。在燒結(jié)過程中，當(dāng)材料流進(jìn)空隙中時(shí)顆粒密度增加，從而導(dǎo)致薄膜的總體積的 減小。在燒結(jié)過程中發(fā)生的原子移動(dòng)通過重新充填影響總孔隙率的減少，隨后材料從薄 膜的體內(nèi)轉(zhuǎn)移到表面、或從薄膜的表面轉(zhuǎn)移到氣相中。其結(jié)果是，實(shí)質(zhì)上成球形并且優(yōu)選地直徑在大約4nm與大約IOOnm之間的第 IV族半導(dǎo)體納米顆粒易于在更低的溫度燒結(jié)，并且因此有利于形成結(jié)點(diǎn)。在又另一種 配置中，第IV族半導(dǎo)體納米顆粒實(shí)質(zhì)上是球形的并且更優(yōu)選地直徑在大約4.0nm與大約 20.0nm之間。在又另一種配置中，第IV族半導(dǎo)體納米顆粒實(shí)質(zhì)上是球形的并且最優(yōu)選 地7.0nm。溫度優(yōu)選地被選定為以便能夠充分地?zé)Y(jié)第IV族半導(dǎo)體顆粒的層?，F(xiàn)在參見圖2，其中示出了 一個(gè)簡圖，對(duì)于根據(jù)優(yōu)選結(jié)構(gòu)的一組Si納米顆粒比較 其表面積/體積與的直徑的關(guān)系。橫軸202以納米為單位示出了 Si納米顆粒的直徑，而 縱軸203以米―1為單位示出了表面積/體積。—般而言，Si原子具有大約O.llSnm的原子半徑，并且易于形成具有大約 0.5431nm的晶胞尺寸的金剛石晶體結(jié)構(gòu)。此外，盡管未示出，但是具有大約0.125nm的 原子半徑以及大約0.566nm的晶胞尺寸的Ge將具有實(shí)質(zhì)上類似于Si的面積/體積相對(duì)于 直徑的曲線。在大約4nm以下，在災(zāi)難性的污染區(qū)域204中，表面積/體積比例極大地增加， 從大約1.5m 1 (在大約4nm處)至大約6.0m 1 (在大約Inm處)。最后，所有Si原子實(shí) 際上都是表面或殼原子，并且污染的可能性是極高的。因此，為了減少污染的目的，第 IV族納米顆粒的直徑應(yīng)總體上大于4nm?，F(xiàn)在參見圖3，其中示出了一個(gè)簡圖，示出根據(jù)優(yōu)選的配置的的第IV族納米顆 粒的球形度?？傮w而言，可以通過使用透射電子顯微鏡(“TEM” )圖像來獲得顆粒形 狀均勻度或球形度的一個(gè)度量。TEM是一種成像技術(shù)，其中一個(gè)電子束穿透一個(gè)樣品， 并且使一個(gè)圖像形成、放大并且定向以顯現(xiàn)在一個(gè)熒光屏或者膠片的感光層上，或被一 個(gè)傳感器(如一個(gè)CCD照相機(jī))檢測(cè)。如在圖形實(shí)例中所示，可以通過標(biāo)識(shí)單獨(dú)的顆粒并且描繪橫穿一個(gè)顆粒的最短 和最長尺寸的一條直線來測(cè)量顆粒大小。均勻度可以被定義為一個(gè)顆粒的最大直徑比最 小直徑的比值。通過測(cè)量定義為最長尺寸Ll與最短尺寸L2的比值的顆粒尺度，可以獲 得量值L1/L2來作為球形度的水平。例如，對(duì)于一個(gè)理想球形顆粒，均勻度是等于大約 1.0。對(duì)于一個(gè)不規(guī)則的顆粒，均勻度通常遠(yuǎn)大于約1.0。例如，如果一個(gè)顆粒是桿或針 形的，該L1/L2比值可以大于5。最佳球形度通常在大約1.0與大約2.0之間。除表面 污染之外，低于2的一個(gè)L1/L2比值對(duì)于納米顆粒應(yīng)用技術(shù)是有利的，如噴墨印刷?，F(xiàn)在參見圖4，根據(jù)優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，顆粒表面污染405、燒結(jié)溫度406和熔化溫度 411被示為Si納米顆粒直徑407的函數(shù)。橫軸407示出了 Si納米顆粒直徑，左側(cè)縱軸408
η = Tn
示出了顆粒表面污染物濃度(原子/cm3)而右側(cè)縱軸409示出了溫度(°C )。在一個(gè)大約4nm直徑處，Si顆粒表面污染是大約1.02xl021原子/cm3，對(duì)應(yīng)于 如先前所示的大約1.5m1的表面積/體積比。當(dāng)在該Si顆粒表面污染提高到大于災(zāi)難性 的污染區(qū)域404中的約1.02xl021原子/cm3時(shí)，燒結(jié)、致密層形成、以及電子空穴復(fù)合加 重，如先前所講述的。相比之下，在大約13nm之下，Si納米顆粒的燒結(jié)溫度隨對(duì)應(yīng)的直徑尺寸的減小 而急劇地減小。在大約13nm之上，據(jù)信燒結(jié)溫度隨納米顆粒直徑的增加而增加，最后達(dá) 到大約947°C，或Si的熔化溫度(大約1414°C )的67%。其關(guān)系式為
權(quán)利要求
1.一種用于在基片上形成觸點(diǎn)的方法，該方法包括提供該基片，該基片被摻雜有一種第一摻雜劑；將一種第二摻雜劑擴(kuò)散到該基片的至少一個(gè)第一側(cè)之中以形成一個(gè)第二摻雜劑區(qū) 域，該第一側(cè)進(jìn)一步包括一個(gè)第一側(cè)表面區(qū)域；在該基片的第一側(cè)上形成一個(gè)介電層；在該介電層上形成一組復(fù)合層區(qū)域，其中該組復(fù)合層區(qū)域中的每個(gè)復(fù)合層區(qū)域進(jìn)一 步包括一組第IV族半導(dǎo)體納米顆粒以及一組金屬顆粒；和將該組復(fù)合層區(qū)域加熱至一個(gè)第一溫度，其中該組復(fù)合層區(qū)域中的至少某些復(fù)合層 區(qū)域蝕刻穿透該介電層并且與該第二摻雜劑區(qū)域形成一組觸點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在該基片的第一側(cè)上形成一組第IV族半導(dǎo) 體納米顆粒區(qū)域的步驟，其中在該基片的第一側(cè)上形成一個(gè)介電層的步驟之前，該組第 IV族半導(dǎo)體納米顆粒區(qū)域中的每個(gè)第IV族半導(dǎo)體納米顆粒區(qū)域被構(gòu)造在該組復(fù)合層區(qū)域 中的一個(gè)復(fù)合層區(qū)域與該基片之間。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一溫度是在大約500°C與大約1200°C之間。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一溫度是在大約700°C與大約900°C之間。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一溫度是在大約700°C與大約850°C之間。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該組觸點(diǎn)中的每個(gè)觸點(diǎn)具有在約IxlO-5Ohm· cm2 與約5xlO_3Ohm · cm2之間的電阻率。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第二摻雜劑區(qū)域是一個(gè)η型發(fā)射極區(qū)域，該η型 發(fā)射極區(qū)域具有約400hm/sq與約1500hm/sq之間的薄層電阻。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第二摻雜劑區(qū)域是一個(gè)η型發(fā)射極區(qū)域，該η型 發(fā)射極區(qū)域具有在約800hm/sq與約1200hm/sq之間的薄層電阻。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該介電層包括SiNx、Si02、以及TiOx中的至少一種。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中一組復(fù)合層區(qū)域表面區(qū)域的總面積是在該第一側(cè) 表面區(qū)域的大約與大約50%之間。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中一組復(fù)合層區(qū)域表面區(qū)域的總面積是在該第一側(cè) 表面積的大約2%與大約20%之間。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中一組復(fù)合層區(qū)域表面區(qū)域的總面積是在該第一側(cè) 表面區(qū)域的大約5%與大約10%之間。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該組金屬顆粒包括Al與Ag之一。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該組金屬顆粒進(jìn)一步包括一種玻璃料和一種有機(jī) 粘合劑。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一摻雜劑是η型的而該第二摻雜劑是ρ型的。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一摻雜劑是ρ型的而該第二摻雜劑是η型的。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該組第IV族半導(dǎo)體納米顆粒包括一種第三摻雜 劑，該第三摻雜劑與該第二摻雜劑是相同的摻雜劑類型。
18.—種用于在基片上形成觸點(diǎn)的方法，該方法包括提供該基片，該基片被摻雜有一種第一摻雜劑；在該基片的一個(gè)第二側(cè)上形成一個(gè)介電層；在該介電層上形成一組復(fù)合層區(qū)域，其中該組復(fù)合層區(qū)域包括一組第IV族半導(dǎo)體納 米顆粒以及一組金屬顆粒；和將該組復(fù)合層區(qū)域加熱至一個(gè)第一溫度，其中該組復(fù)合層區(qū)域中的至少某些復(fù)合層 區(qū)域蝕刻穿透該介電層并且對(duì)于該基片形成一組觸點(diǎn)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括將一種第二摻雜劑擴(kuò)散到該基片的至少一 個(gè)第一側(cè)中以形成一個(gè)第二摻雜劑區(qū)域的步驟，該第一側(cè)進(jìn)一步包括一個(gè)第一側(cè)表面區(qū) 域。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括在該基片的第二側(cè)上形成一組第IV族半 導(dǎo)體納米顆粒區(qū)域的步驟，其中在該基片的第一側(cè)上形成一個(gè)介電層的步驟之前，該組 第IV族半導(dǎo)體納米顆粒區(qū)域的每個(gè)第IV族半導(dǎo)體納米顆粒區(qū)域被構(gòu)造在該組復(fù)合層區(qū)域 中的一個(gè)復(fù)合層區(qū)域與該基片之間。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該介電層包括SiNx、SiO2>以及TiOx中的至少 一種。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該第一溫度是在大約500°C與大約1200°C之間。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該第一溫度是在大約700°C與大約900°C之間。
24.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該第一溫度是在大約700°C與大約850°C之間。
25.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該組觸點(diǎn)中的每個(gè)觸點(diǎn)具有大約 IxlCT5Ohm · cm2與大約5xl(T30hm · cm2之間的電阻率。
26.如權(quán)利要求18所述的方法，其中一組復(fù)合層區(qū)域表面區(qū)域的總面積是在該第一側(cè) 表面區(qū)域的大約與大約50%之間。
27.如權(quán)利要求18所述的方法，其中一組復(fù)合層區(qū)域表面區(qū)域的總面積是在該第一側(cè) 表面區(qū)域的大約2%與大約20%之間。
28.如權(quán)利要求18所述的方法，其中一組復(fù)合層區(qū)域表面區(qū)域的總面積是在該第一側(cè) 表面區(qū)域的大約5%與大約10%之間。
29.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該組金屬顆粒包括Al和Ag中的一種。
30.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該組金屬顆粒進(jìn)一步包括一種玻璃原料和一種有 機(jī)粘合劑。
31.如權(quán)利要求19所述的方法，其中該第一摻雜劑是η型的而該第二摻雜劑是ρ型的。
32.如權(quán)利要求19所述的方法，其中該第一摻雜劑是ρ型的而該第二摻雜劑是η型的。
33.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該組第IV族半導(dǎo)體納米顆粒包括一種第三摻雜 劑，該第三摻雜劑與該第一摻雜劑是相同的摻雜劑類型。
全文摘要
在此披露了一種用于在基片形成觸點(diǎn)的方法。該方法包括提供一個(gè)基片，該基片被摻雜有一種第一摻雜劑；并且將一種第二摻雜劑擴(kuò)散到該基片的至少一個(gè)第一側(cè)之中以形成一個(gè)第二摻雜劑區(qū)域，該第一側(cè)進(jìn)一步包括一個(gè)第一側(cè)表面積。該方法還包括在該基體的第一側(cè)上形成一個(gè)介電層。該方法進(jìn)一步包括在該介電層上形成一組復(fù)合層區(qū)域，其中該組復(fù)合層區(qū)域中的每個(gè)復(fù)合層區(qū)域進(jìn)一步包括一組第IV族半導(dǎo)體納米顆粒以及一組金屬顆粒。該方法還包括將該組復(fù)合層區(qū)域加熱至一個(gè)第一溫度，其中該組復(fù)合層區(qū)域中的至少某些復(fù)合層區(qū)域蝕刻穿透該介電層并且與該第二摻雜劑區(qū)域形成一組觸點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L31/0224GK102017164SQ200880129079
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者卡雷爾·凡赫斯登, 弗朗切斯科·萊米, 德米特里·波普拉夫斯基, 梅森·特里, 馬爾科姆·阿博特 申請(qǐng)人:英諾瓦萊特公司