專利名稱：用于構(gòu)造摻雜分布圖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過以熱學(xué)工藝加入(Eintreiben)摻雜劑原子來構(gòu)造基于板狀或晶片狀半導(dǎo)體器件的表面的摻雜分布圖(Dotierstoffprofil)的方法。本發(fā)明也涉及一種半導(dǎo)體器件，譬如用于將電磁輻射或光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的主題也為一種用于利用基于至少一個(gè)表面的摻雜分布圖來制造平的板狀或晶片狀的半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
長期以來已公知的是，利用半導(dǎo)體材料能吸收半導(dǎo)體材料(譬如硅)中的(例如來自太陽光的到達(dá)地面上的光譜的)光子并且由此產(chǎn)生載流子對(duì)，所述載流子對(duì)在存在半導(dǎo)體結(jié)(或者不同摻雜的半導(dǎo)體區(qū)域或者相關(guān)聯(lián)的不同半導(dǎo)體材料)的情況下可以在不同摻雜的半導(dǎo)體區(qū)域或者半導(dǎo)體材料之間建立電壓。如果金屬接觸部以適當(dāng)?shù)男问奖话仓迷诓煌陌雽?dǎo)體區(qū)域上，則外部電路可以連接到該接觸部上并且在有足夠的光子流到半導(dǎo)體器件的情況下通過外部電路維持連續(xù)的通過電流。對(duì)于在工業(yè)上制造這樣的將光轉(zhuǎn)換成電流的半導(dǎo)體器件決定性的是光能至電能的轉(zhuǎn)換效率和與半導(dǎo)體器件的加工相聯(lián)系的制造成本。公知的是，將由硅構(gòu)成的在χ方向和y方向上的尺寸為例如100-300mm并且厚度優(yōu)選地在50 μ m到500 μ m之間的半導(dǎo)體板用作制造的原材料。半導(dǎo)體板(也稱為晶片)通?；旧暇鶆虻?fù)诫s有針對(duì)硅的摻雜劑。為了制造半導(dǎo)體結(jié)，第二摻雜劑被施加到半導(dǎo)體板表面的部分上或施加到所有半導(dǎo)體板表面上，或者朝著這些表面輸送。為此，考慮各種學(xué)物質(zhì)、化學(xué)和熱學(xué)方法以及濺射方法和離子注入方法，以便能將摻雜劑引到半導(dǎo)體板表面并且在那里能滲入半導(dǎo)體中。通常，來自摻雜劑源的摻雜劑以唯一的熱方法步驟被加入到硅中。在此，在制造適于將光子能量轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件時(shí)，決定性的是，每時(shí)間單位可以制造大件數(shù)的器件，以便將每個(gè)器件的加工成本保持低。此外，通常選擇用于加入摻雜劑的工藝，使得該體積的半導(dǎo)體器件被加熱沒有超過某一邊界溫度，因?yàn)橛绕涫窃跒榉菃尉У墓璨牧系那闆r下和在包含雜質(zhì)和晶格缺陷的硅材料的情況下，高的加工溫度導(dǎo)致硅中的在由于熱處理而造成的活性干擾中心上的通過光子產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)的少數(shù)載流子的使用壽命被俘獲并且(對(duì)電能生成無貢獻(xiàn)地)在高能初始狀態(tài)復(fù)合成其。通常，在熱處理時(shí)的邊界溫度在單晶硅器件的情況下在950°C到1100°C的范圍中，而在非單晶硅器件的情況下在900°C-95(TC以上，其中在該邊界溫度以上復(fù)合概率明顯升高。此外，有針對(duì)性地以熱學(xué)方式加入摻雜劑通過加工時(shí)間、在摻雜劑源中的摻雜濃度和在執(zhí)行該工藝的反應(yīng)空間中的大氣來控制。出于經(jīng)濟(jì)原因，在通常的工業(yè)制造的適于將光子能量轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件中，利用唯一的熱處理步驟產(chǎn)生從被供給摻雜劑的表面出來落入到硅內(nèi)部中的摻雜分布圖。通常，在此摻雜劑的滲入深度是在表面之下直至0.5 μ m深。至進(jìn)入該區(qū)域中，摻雜濃度非常強(qiáng)烈地下降，直至摻雜濃度小于初始硅材料的摻雜濃度。在熱處理期間，摻雜劑源的摻雜劑原子一方面具有滲入硅中的可能性而另一方面具有通過統(tǒng)計(jì)學(xué)過程在一定時(shí)間內(nèi)在硅中進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)了某個(gè)路段的可能性。摻雜劑原子在半導(dǎo)體器件與摻雜劑源之間的邊界面的總滲入深度因此通過因素時(shí)間、溫度、在摻雜劑源中的摻雜濃度、(在相對(duì)應(yīng)的大氣下)滲入半導(dǎo)體器件中的概率和在相對(duì)應(yīng)的加工條件下?lián)诫s劑原子在半導(dǎo)體器件內(nèi)的移動(dòng)性和摻雜劑源的局限性來確定。摻雜劑源中的初始濃度對(duì)于工業(yè)上可應(yīng)用的工藝非常高地來選擇。為此，尤其是存在兩個(gè)主要原因。一方面，迄今在半導(dǎo)體器件中需要非常高的表面摻雜濃度，以便能夠以經(jīng)濟(jì)上合理的制造工藝制造對(duì)于半導(dǎo)體材料具有低接觸過渡電阻的導(dǎo)電接觸部。為此大多采用金屬膏或無電流的金屬沉積方法，以便穿過介電層建立對(duì)半導(dǎo)體材料的接觸。另一方面，在摻雜劑源中和在半導(dǎo)體表面上需要高摻雜濃度，以便在僅一個(gè)熱學(xué)工藝步驟并且出于經(jīng)濟(jì)原因而有限的加工時(shí)間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)摻雜劑滲入半導(dǎo)體中至少0. 2 μ m到0. 3 μ m的滲入深度，并且與此并行地實(shí)現(xiàn)具有小于100歐姆/平方的電阻的摻雜膜層，而在此不必達(dá)到明顯在900°C以上的加工溫度。最小滲入深度是必要的，以便避免在烘烤金屬接觸部時(shí)譬如金屬離子的雜質(zhì)穿透到半導(dǎo)體結(jié)中并且在那里負(fù)面影響半導(dǎo)體結(jié)的二極管特性(期望沒有復(fù)合和泄漏電流)。在滲入摻雜劑原子時(shí)形成的摻雜層的層電阻應(yīng)足夠小，以便不導(dǎo)致在將載流子輸送到這些層中時(shí)的顯著的串聯(lián)電阻損耗。在這兩種情況下，比較簡單且經(jīng)濟(jì)上感興趣的加工序列是可能的，然而該加工序列要求摻雜劑的高的表面濃度，以便能夠?qū)崿F(xiàn)小的接觸過渡電阻并且以便由此由于在輸送載流子時(shí)的小電阻損耗能夠?qū)崿F(xiàn)在將光轉(zhuǎn)換成電能時(shí)的半導(dǎo)體器件的高轉(zhuǎn)換效率。在如< IO19摻雜劑原子/cm3的低初始摻雜濃度的情況下，例如在加入摻雜劑原子時(shí)為1000°c的溫度和為60分鐘的加工時(shí)間并不足以達(dá)到該目的。然而，摻雜層的最小導(dǎo)電能力和摻雜層的最小滲入深度是必要的，以便保證如下?lián)p耗機(jī)制在針對(duì)所描述類型的工業(yè)半導(dǎo)體器件使用通常的接觸方法被保持為小的
-通過在通過熱處理摻雜的區(qū)域中的串聯(lián)電阻引起的損耗(朝向金屬接觸部輸送載流
子)，
-半導(dǎo)體金屬接觸過渡部中的串聯(lián)電阻損耗，
-由于金屬接觸部引起的遮蔽損耗(其在最小寬度方面并且由此也在其彼此間的最佳距離方面被限制)，
-由雜質(zhì)引起的并聯(lián)電阻損耗或復(fù)合損耗，其由于所采用的金屬化方法而可穿透到半導(dǎo)體結(jié)的區(qū)域中，
-由于在所構(gòu)造的摻雜層內(nèi)的少數(shù)載流子的復(fù)合而引起的損耗(尤其是電磁輻射的光譜的短波成分，其中該電磁輻射可以被半導(dǎo)體器件轉(zhuǎn)換成電能)。如果未實(shí)現(xiàn)將這些損耗充分最小化，則由于該原因不能制造經(jīng)濟(jì)上有利的或有競爭能力的用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)迄今不能實(shí)現(xiàn)制造用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件并且同時(shí)滿足如下標(biāo)準(zhǔn)
-提供適于高生產(chǎn)能力(平均1個(gè)晶片/秒)的制造工藝和制造設(shè)備， -從表面開始摻雜半導(dǎo)體板，所述半導(dǎo)體板基本上具有第一類型的均勻初始摻雜(Π型或P型半導(dǎo)體)，以第二摻雜劑相反摻雜并且同時(shí)實(shí)現(xiàn)摻雜劑原子的深的滲入深度(在滲入深度深的情況下，相反極性的第二摻雜劑的Pn結(jié)處于在表面之下至少0. 3 μ m，但是更好為 > Iym或甚至更深)，
-實(shí)現(xiàn)比較低的表面濃度(<<102°摻雜劑原子/cm3)，而在此不必轉(zhuǎn)為非常高的加工溫度(>900°C)，
-使用為多個(gè)小時(shí)的用于加入摻雜劑的長加工時(shí)間，而在此無需相對(duì)于通常短非常多的工藝來顯著提高生產(chǎn)成本，
-有效地使用介電層，所述介電層同時(shí)用于使表面中的缺陷鈍化并且用于明顯降低表面上的反射，
-通過在用于從表面來將摻雜劑原子加入到半導(dǎo)體板中的高溫處理期間將雜質(zhì)聚集并且必要時(shí)緊接著去除(譬如通過刻蝕掉或氧化摻雜層的非常高摻雜的區(qū)域)在那里聚集的金屬雜質(zhì)，有效地從半導(dǎo)體器件中去除金屬雜質(zhì)或者無損傷地進(jìn)行去除。迄今尚未公開在經(jīng)濟(jì)上可應(yīng)用的用于加入摻雜劑原子的方法，所述方法允許以明顯高于每小時(shí)1000個(gè)部件的生產(chǎn)能力制造用于將光轉(zhuǎn)換成電能的大面積的半導(dǎo)體器件， 并且為此允許明顯高于一小時(shí)的用于加入摻雜劑的加工時(shí)間。也沒有要用在商業(yè)上的用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件可用，所述半導(dǎo)體器件具有滲入深度為Iym和更深的大面積擴(kuò)散的區(qū)域。此外，目前在市場上沒有用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件可用，這些半導(dǎo)體器件具有明顯在102° P原子/cm3的P表面濃度并且利用經(jīng)濟(jì)的金屬化方法(金屬膏)來接觸。市面上可獲得的用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件受制于如下要求出于經(jīng)濟(jì)和競爭原因要引起在這些產(chǎn)品的單位功率成本的價(jià)格比較方面使這些產(chǎn)品對(duì)于潛在購買者有吸引力的成本。同時(shí)需要使用如下方法所述方法允許單位時(shí)間制造非常大的件數(shù)的大面積半導(dǎo)體器件，以便能夠存在于市場。在預(yù)先給定的情況下，幾乎所有在市場上可獲得的產(chǎn)品目前進(jìn)行了如下折衷為了實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)點(diǎn)，這些折衷使所述的用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的效率潛能未被利用。目前世界范圍生產(chǎn)的用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的主要部分在具有本征缺陷和雜質(zhì)的多晶Si晶片上被制造。尤其是，在兩個(gè)表面(朝光側(cè)和背光側(cè))上具有金屬接觸部的所有這類晶體硅器件在此都具有如下弱點(diǎn)
〇由于太陽光譜在光譜的藍(lán)色范圍中的不充分產(chǎn)出，朝光側(cè)的發(fā)射器區(qū)域中的高復(fù)合損耗導(dǎo)致效率損失，
〇通過導(dǎo)致極大的效率損失的前側(cè)接觸部引起的高遮蔽損耗， 〇在發(fā)射器中、在金屬接觸部至發(fā)射器的接觸過渡部中和在接觸部的線性導(dǎo)電性中的串聯(lián)電阻損耗，其導(dǎo)致效率損失，
〇表面缺陷的不足的鈍化，其導(dǎo)致效率損耗，因?yàn)楸仨毷褂梅浅８叩腜 (磷)表面濃度， 以便實(shí)現(xiàn)可接受的接觸過渡電阻，
〇在硅中本征雜質(zhì)以及在加工期間引入的外部雜質(zhì)的由工藝引起的不充分的消除或鈍化。由此，得到半導(dǎo)體部件內(nèi)部中的復(fù)合損耗和與之相聯(lián)系的效率損失，其尤其是在多晶硅材料的情況下會(huì)起極大作用并且極大限制可實(shí)現(xiàn)的效率，
8〇在較薄的并且由此成本更低廉的半導(dǎo)體器件的情況下，晶體硅半導(dǎo)體器件越薄，通過表面鈍化就越強(qiáng)烈地限制最大可實(shí)現(xiàn)的效率，
〇通過表面結(jié)構(gòu)中的缺損(Defizite)引起的在將光耦合輸入到晶體硅半導(dǎo)體器件中時(shí)的極大損耗，或者在紋理化的表面上的非常強(qiáng)烈地?fù)诫s的發(fā)射器的情況下的在發(fā)射器和 pn結(jié)中的復(fù)合損耗。在US-A_4，(^9，518中公開了一種太陽能電池，所述太陽能電池的發(fā)射器由不同厚度的區(qū)域構(gòu)成。在較大厚度的區(qū)域上布置有接觸部。引用文 Kklufcik J.等人的“Low Cost Industrial Technologies of Crystalline Silicon Solar Cells"(Proceedings of the IEEE,第 85 卷第 5 其月，1997 年五月，第711-730頁)描述了用于成本低廉地制造晶體硅太陽能電池的方法。所述晶體硅太陽能電池可以具有厚度不同的發(fā)射器，其中在接觸指延伸的區(qū)域中，厚度大于鄰接的區(qū)域。在US-A-2007/0215596中公開了一種用于處理布置成堆的硅晶片的加熱裝置。在此，每個(gè)單個(gè)晶片被定位在支座(Aufnahme)中。所述支座相疊地來布置并且遭受在300°C 到800°C之間的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)是改進(jìn)一種開頭所述類型的方法，使得避免了現(xiàn)有技術(shù)固有的缺點(diǎn)。尤其是要實(shí)現(xiàn)的是，可制造具有所希望的摻雜劑深度分布圖 (Dotierstoff-Tiefenprofil)的成本低廉的半導(dǎo)體器件，并且尤其是在使用已知的設(shè)備的情況下可以實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)能力，或在可比較的生產(chǎn)能力的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)更長的用于加入摻雜劑原子的加工時(shí)間，以便能夠?qū)崿F(xiàn)將摻雜劑更深地滲入到半導(dǎo)體材料中。也要提出如下可能性毫無問題地接觸具有摻雜分布圖的表面區(qū)域，而不被接觸部遮蔽的區(qū)域不具有摻雜濃度，該摻雜濃度在復(fù)合活性的干擾部位上具有高濃度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在制造優(yōu)選地具有摻雜劑深度分布圖的半導(dǎo)體器件時(shí)要保證所述半導(dǎo)體器件在熱處理之后是極其平的。根據(jù)本發(fā)明，該問題在方法方面基本上通過如下方式來解決首先在表面的區(qū)域上或者該區(qū)域中構(gòu)造包含摻雜劑的層，并且然后使多個(gè)具有相對(duì)應(yīng)的層的半導(dǎo)體器件彼此相疊以堆的形式遭受熱處理，用于構(gòu)造相應(yīng)的摻雜分布圖。尤其是規(guī)定，層同過構(gòu)造包含摻雜劑原子的氧化膜層或者通過摻雜劑原子的離子注入或?yàn)R射來制造。因此，根據(jù)本發(fā)明為了構(gòu)造臨時(shí)的第一摻雜分布圖，在半導(dǎo)體器件的表面的區(qū)域上或者該區(qū)域中構(gòu)造包含摻雜劑的層，以便然后使多個(gè)具有相對(duì)應(yīng)的層的半導(dǎo)體器件彼此以堆的形式承受溫度處理(Temperaturbehandlung)步驟，用于將摻雜劑原子加入到半導(dǎo)體中。如果已經(jīng)在半導(dǎo)體器件上構(gòu)造了摻雜層的情況下構(gòu)造了摻雜劑深度分布圖，則現(xiàn)在通過熱處理在該堆中構(gòu)造與第一摻雜分布圖相比具有更大的深度的第二摻雜分布圖。換言之，首先在各個(gè)半導(dǎo)體器件中構(gòu)造第一摻雜分布圖。然后，相對(duì)應(yīng)地相繼鋪設(shè)并且堆疊分別具有第一摻雜分布圖的半導(dǎo)體器件。這樣構(gòu)造的堆緊接著作為單元承受熱處理，以便在相應(yīng)的半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生第二摻雜分布圖，該第二摻雜分布圖具有比第一摻雜分布圖更大的深度。第二摻雜分布圖也可以稱作最終摻雜分布圖。然而，只要例如為了去除半導(dǎo)體材料中的雜質(zhì)而進(jìn)行其他溫度處理或者刻蝕步驟，這也就包含在熱處理之后在堆中構(gòu)造的摻雜分布圖的改變。尤其是在該方面下，也存在如下可能性在對(duì)置的側(cè)、即板狀的或晶片狀的半導(dǎo)體器件的表面中構(gòu)造有包含摻雜劑的層。這些層不僅在溫度處理期間引起來自半導(dǎo)體器件內(nèi)部的雜質(zhì)的積累和收集，而且在熱處理期間保護(hù)半導(dǎo)體材料免受外部雜質(zhì)滲入的影響。尤其是規(guī)定，在將半導(dǎo)體器件布置成堆之前，每個(gè)半導(dǎo)體器件都被熱處理，使得在氧化膜層中存在的揮發(fā)性組成部分(尤其是有機(jī)組成部分)被去除或者被轉(zhuǎn)換，以致在然后的在該堆中執(zhí)行的熱處理過程中保證半導(dǎo)體器件不能彼此粘住并且因此緊接著毫無問題地能被分離，使得排除了損傷。在本發(fā)明的改進(jìn)方案中規(guī)定，為了構(gòu)造氧化膜層，例如將流質(zhì)的摻雜劑源涂敷到半導(dǎo)體器件上，或者將摻雜劑濺射到半導(dǎo)體器件上。在此，流質(zhì)的摻雜劑源通過噴撒、噴射、 霧化、汽化、轉(zhuǎn)印(Transferdruck)、擠壓輥、緊接著為冷凝或者通過浸漬法而被涂到半導(dǎo)體器件上。然而，也存在如下可能性通過潤濕方法涂敷摻雜劑源。這樣，流質(zhì)的摻雜劑源可以通過如輥的轉(zhuǎn)移裝置被涂到半導(dǎo)體器件上。在ρ導(dǎo)電的硅原材料的情況下，含磷的溶液、改性的磷酸溶液和/或含磷的溶膠-凝膠溶液被用作流質(zhì)的摻雜劑源。也可以涂含磷的膏或者濺射譬如P2O5的摻雜劑。如果半導(dǎo)體襯底由硅構(gòu)成，則磷硅玻璃膜因此形成為氧化膜層。與此相對(duì)，如果硅構(gòu)成的η襯底被用作基本材料，則例如含硼的溶液被用作流質(zhì)的摻雜劑源，使得得到硼硅玻璃膜作為氧化膜層。當(dāng)然，本發(fā)明并不限于硅作為基本材料。更確切地說，考慮適于制造半導(dǎo)體器件、 尤其是用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的所有其他半導(dǎo)體材料和摻雜劑。根據(jù)本發(fā)明，建議一種兩級(jí)熱學(xué)方法，其中第一方法步驟的特征在于，在時(shí)間上臨時(shí)的摻雜劑深度分布圖在如500°C到1100°C、優(yōu)選地至1000°c的高加工溫度的情況下產(chǎn)生，而表面附近的襯底層具有通常的特性。根據(jù)本發(fā)明，流質(zhì)的摻雜劑源被涂到半導(dǎo)體器件的表面上并且在第一熱學(xué)步驟中被干燥，使得出現(xiàn)臨時(shí)的摻雜劑深度分布圖并且摻雜劑源的表面相對(duì)于由如刮擦、摩擦的機(jī)械影響和如濕氣的化學(xué)影響引起的損傷并不敏感。尤其是，表面附近的層的所設(shè)置的特性的特點(diǎn)在于盡可能避免該層粘附到其它部件上。臨時(shí)的或第一摻雜劑深度分布圖的特征在于，能夠?qū)崿F(xiàn)載流子的分開的臨時(shí)的分布圖具有從半導(dǎo)體器件的表面出發(fā)的優(yōu)選地Tv < 0. 2 μ m的深度Tv。在第一處理階段期間，半導(dǎo)體器件被分離。與此相對(duì)，半導(dǎo)體器件在第二熱處理階段期間被耦合。即使第一處理階段優(yōu)選地是前面所描述的類型的熱處理階段，必要時(shí)即使在室溫下也可以產(chǎn)生臨時(shí)的分布圖。板狀的半導(dǎo)體器件(譬如由多晶硅構(gòu)成的部件)的摻雜劑源的干燥在500°C以上的、尤其是在800°C到920°C之間的范圍中的溫度的情況下進(jìn)行。由于該第一方法步驟，根據(jù)本發(fā)明能執(zhí)行然后的方法步驟，而沒有損傷半導(dǎo)體器件或者妨礙摻雜原子的滲入。這樣， 根據(jù)本發(fā)明在然后的方法步驟中將相對(duì)應(yīng)的經(jīng)過熱處理的半導(dǎo)體器件堆疊，以便執(zhí)行另一熱處理。由于堆疊得到了如下優(yōu)點(diǎn)在同時(shí)經(jīng)濟(jì)性的方法方式的情況下給出了特別少污染物地建立摻雜劑深度分布圖；因?yàn)橛捎诙询B而存在如下可能性在通常的加工設(shè)備中采用的情況下，在相同的停留持續(xù)時(shí)間的情況下實(shí)現(xiàn)了更高的生產(chǎn)能力。然而尤其給出如下優(yōu)點(diǎn)在可比較的生產(chǎn)能力的情況下實(shí)現(xiàn)更長的熱處理，結(jié)果是摻雜劑的滲入深度更高?？商孢x地，比目前所采用的加工設(shè)備具有更小的結(jié)構(gòu)長度的處理設(shè)備可被采用，以便與目前的方法相比在相同的用于加入摻雜劑的加工時(shí)間的情況下實(shí)現(xiàn)相同的生成能力。由此也得到了經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。尤其是規(guī)定，在由作為基本材料的多晶硅材料構(gòu)成的半導(dǎo)體器件的情況下，氧化膜層形成在為500°C< T1 ( 920°C的溫度T1的情況下執(zhí)行。此外，成堆的半導(dǎo)體器件相對(duì)彼此被布置為使得這些半導(dǎo)體器件基本上彼此平面地靠置。與此無關(guān)地規(guī)定，為了實(shí)現(xiàn)簡單堆，半導(dǎo)體器件可以被引入到居中的外殼(Einhausung)中。為了盡可能地避免或者排除損傷，在堆疊半導(dǎo)體器件時(shí)應(yīng)將相應(yīng)要放置的半導(dǎo)體器件盡可能僅以其自重而被放置到已堆疊的半導(dǎo)體器件上。按照根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的變形方案，半導(dǎo)體器件的堆疊可以實(shí)現(xiàn)為使得形成的堆相對(duì)于水平線傾斜地走向并且待堆疊的半導(dǎo)體器件沿著定位輔助裝置通向該堆。以堆存在的半導(dǎo)體器件的熱處理可以以成批的方式實(shí)現(xiàn)。連續(xù)的用于構(gòu)造所希望的摻雜分布圖的方法方式同樣是可能的。為了避免污染，在熱處理期間半導(dǎo)體器件與其接觸的裝置由高純的半導(dǎo)體材料、 如硅、高純的石英和/或陶瓷構(gòu)成。通過相對(duì)應(yīng)的輔助裝置支撐或引導(dǎo)半導(dǎo)體器件或堆。與此無關(guān)地，半導(dǎo)體器件應(yīng)被堆疊，使得該堆的密度基本上對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體器件的密度。由此保證了，半導(dǎo)體器件彼此平面地靠置，使得按照開創(chuàng)性的(eigenerfinderisch) 建議利用了半導(dǎo)體器件的關(guān)于這一點(diǎn)在堆中進(jìn)行的熱處理，以便避免各個(gè)半導(dǎo)體器件的扭曲，即在熱處理之后有平滑的或平坦的或者至少波形較少的半導(dǎo)體器件可用。在該堆中進(jìn)行的熱處理的特點(diǎn)也在于，在硅構(gòu)成的半導(dǎo)體器件中通過在為800°C < T4 < 1380°C的溫度T4的情況下的熱處理而明顯減小了晶體缺陷的數(shù)目、尤其是位錯(cuò)線的數(shù)據(jù)。此外得到了如下優(yōu)點(diǎn)在具有張力和機(jī)械應(yīng)力的由硅構(gòu)成的波形的半導(dǎo)體器件中， 通過在為800°C< T4 < 1380°C的溫度T4的情況下的熱處理明顯減小了硅材料中的應(yīng)力或波動(dòng)(WeiIigkeit)。此外有利的是，通過在合成氣體大氣(Formiergasatmosphaere)中或在包含其他氫氣的大氣中的在堆布置中的熱處理改善了半導(dǎo)體器件的金屬接觸部的接觸特性。如果將根據(jù)Ere方法制造的半導(dǎo)體器件被堆疊，則該堆的密度應(yīng)優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體器件材料的密度的0. 5倍到0. 2倍。在用于將光轉(zhuǎn)換成電能的工業(yè)半導(dǎo)體器件的完整的整體制造過程的上下文中，應(yīng)看到根據(jù)本發(fā)明的用于制造半導(dǎo)體器件的方法以及相關(guān)的方法技術(shù)。重點(diǎn)在此在于用于加入摻雜劑原子的溫度處理過程以及然后的用于在ρ摻雜的半導(dǎo)體器件中制造η摻雜區(qū)域的處理步驟。然而，本發(fā)明絕不限于此。其他半導(dǎo)體器件或其他摻雜也可以利用所描述的流程和方法來有利地制造。根據(jù)本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件的特點(diǎn)尤其在于，所述半導(dǎo)體器件至少在表面的部分處具有比較深地?cái)U(kuò)散的區(qū)域，這些區(qū)域以對(duì)于工業(yè)批量制造相對(duì)非常緩慢的用于加入摻雜劑原子的溫度處理工藝被制造。所描述的用于在半導(dǎo)體器件的溫度過程中加入摻雜劑原子的方法允許兩種有利的應(yīng)用
一方面，可以極大地提高在現(xiàn)有的生產(chǎn)線中制造生產(chǎn)能力，而加工時(shí)間不必縮短或者用于加入摻雜劑原子的熱學(xué)工藝的設(shè)備大小不必提高。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的處理單元 (Prozesseinheit)禾口更大的處理窗(Prozessfenster)0·另一方面，可能的是，在生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力不變或甚至更高的情況下在加入摻雜劑原子時(shí)使用了明顯更長的加工時(shí)間，而不必顯著提高加工設(shè)備的長度或者顯著提高加工成本。本發(fā)明的主要特征是用于將摻雜劑原子加入到半導(dǎo)體器件中的溫度處理方法，該溫度處理方法在第一部分加工步驟中首先優(yōu)選地將摻雜劑源涂敷到半導(dǎo)體器件的表面或者表面的部分上。為此，考慮不同的方法和摻雜劑源，如這些方法和摻雜劑源原則上在現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣。與此關(guān)聯(lián)的尤其是如磷酸、改性的磷酸、溶膠-凝膠磷化合物、POCl3、含P的膏、濺射的P化合物(如P2O5)和其他磷化合物的磷摻雜劑源，這些磷摻雜劑源通過不同的沉積方法、如冷凝、氣相淀積、霧化沉積、液滴狀噴射涂層、浸漬法、噴撒方法、印刷方法、寫入方法或者濺射而被涂敷到半導(dǎo)體器件的表面或者表面的部分上。代替涂敷摻雜劑源來產(chǎn)生包含摻雜劑原子的層，摻雜劑原子也可以例如通過摻雜劑的離子注入而被引入或被加入。在第二部分加工步驟中，這樣涂敷的摻雜劑源被轉(zhuǎn)換成合適的溫度處理步驟。在此，在溫度作用(直至用于加入摻雜劑原子的加工溫度)下在一定程度上將摻雜劑源的揮發(fā)性組成部分從摻雜劑源中去除并且在半導(dǎo)體器件上產(chǎn)生摻雜膜。在轉(zhuǎn)換摻雜劑源時(shí)的溫度-時(shí)間-分布圖以及加工大氣在此被選擇為使得得到的摻雜層滿足然后的工藝要求并且對(duì)此被優(yōu)化。此外，該過程在如下加工設(shè)備中實(shí)施所述加工設(shè)備除了摻雜劑之外并不將雜質(zhì)并且尤其是不將金屬雜質(zhì)引入半導(dǎo)體器件中或者由此使其表面污染。在將摻雜劑源轉(zhuǎn)換成合適的摻雜膜時(shí)，可以構(gòu)造加熱斜坡、最大溫度、冷卻斜坡、加工氣體大氣、加工氣體引導(dǎo)和排氣引導(dǎo)，使得形成的摻雜膜足夠均勻、不包含雜質(zhì)并且在溫度影響下將摻雜劑源的揮發(fā)性物質(zhì)有針對(duì)性地從處理空間中去除，而不允許在半導(dǎo)體器件上形成不希望的冷凝或者冷凝液滴。在部分過程中，以摻雜劑源覆蓋的表面在該過程期間優(yōu)選地不與輸送系統(tǒng)或者用于半導(dǎo)體器件的支承體材料接觸。在第三部分加工步驟中，大面積的半導(dǎo)體器件相疊地或者并排地被布置成堆。因此，在比較小的體積和小的基本面(支承面)上布置有非常多的半導(dǎo)體器件。因此，半導(dǎo)體表面的表面之和是堆布置的基本面的多倍。因此，在用于在比較小的加工基本面上加入摻雜劑原子(擴(kuò)散)的合適的熱處理爐中，單位時(shí)間可以加工非常高的件數(shù)的半導(dǎo)體器件。這不僅可以在用于加入摻雜劑原子的連續(xù)方法中而且在(封閉的)被裝載和被卸載的加工室中被轉(zhuǎn)化。在此，該堆在端部、即端面上可以被蓋板覆蓋，以便防止雜質(zhì)滲入。蓋板也可以用作使堆穩(wěn)定。通過半導(dǎo)體器件的在體積方面被壓縮的布置(代替根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所需的大的離散的半導(dǎo)體器件間距)，非常長的加工時(shí)間和高生產(chǎn)能力與可接受的加工成本和可接受的生產(chǎn)面積需求以及可接受的加工設(shè)備成本相協(xié)調(diào)。該方法在適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換摻雜劑源時(shí)在前面的部分加工步驟中附加地引起對(duì)半導(dǎo)體器件及其表面的污染防護(hù)。由于器件的表面直接彼此靠置，所以這些表面在很大程度上被防止由于與爐材料接觸引起的污染或被防止雜質(zhì)通過氣相朝向表面輸送。附加的保護(hù)通過在表面上的摻雜劑層形成，所述摻雜劑層可以在加入摻雜劑原子期間收集來自半導(dǎo)體器件內(nèi)部的雜質(zhì)并且阻止來自外部的雜質(zhì)滲入半導(dǎo)體器件中。因此可能的是，用于加入摻雜劑原子的加工時(shí)間和加工溫度與相對(duì)應(yīng)的加熱斜坡和冷卻斜坡一樣與相應(yīng)的半導(dǎo)體材料在非常寬泛的范圍中匹配，使得通過該熱處理步驟可以使半導(dǎo)體材料中的缺陷和雜質(zhì)最小化。尤其是規(guī)定，在前面稱作第三部分加工步驟的方法步驟中，該方法步驟本來是本發(fā)明的第二主要方法步驟，第二摻雜分布圖被構(gòu)造，所述第二摻雜分布圖也應(yīng)被稱為最終摻雜分布圖，只要不顧摻雜分布圖的通過尤其是為了去除雜質(zhì)的然后的必要時(shí)需要的進(jìn)一步的溫度處理步驟或者刻蝕步驟引起的改變。布置成堆的半導(dǎo)體器件的溫度處理優(yōu)選地在至少10分鐘到20分鐘直至達(dá)到M小時(shí)的時(shí)間段上進(jìn)行，在該時(shí)間段期間將半導(dǎo)體器件保持在如下溫度下該溫度在多晶硅的情況下優(yōu)選地在800°C到1000°C的范圍中。該時(shí)間在此表示保持時(shí)間。但是通常來說，在T=SOOt^Ij IXT5之間的溫度范圍中在時(shí)間段t上對(duì)成堆的半導(dǎo)體器件執(zhí)行熱處理，其中T5=半導(dǎo)體器件的材料的熔化溫度，其中0<t ( M h。在要強(qiáng)調(diào)的開創(chuàng)性的擴(kuò)展方案中規(guī)定，在構(gòu)造所希望的第二摻雜分布圖之后局部地去除半導(dǎo)體器件的經(jīng)摻雜的表面區(qū)域。這尤其是通過刻蝕或者氧化來進(jìn)行。通過這些措施可以保證在未被去除的區(qū)域中存在高摻雜濃度，結(jié)果在必要的規(guī)模上結(jié)合前接觸部 (Frontkontakten)可以實(shí)現(xiàn)良好的電接觸。然而，去除并不一定以物理方式進(jìn)行。如氧化的在表面區(qū)域中的改性是作用相同的。表面上在摻雜濃度方面被減小的區(qū)域(這些區(qū)域直接遭受要轉(zhuǎn)換成電能的輻射) 具有低的干擾部位濃度，因?yàn)槿缃饘匐s質(zhì)的干擾部位在通過溫度處理加入摻雜劑期間基本上僅僅被貯藏到高濃度的區(qū)域中。此外，摻雜區(qū)域的去除也導(dǎo)致更低的摻雜濃度，因?yàn)閾诫s劑也被視為半導(dǎo)體中的干擾部位。由于干擾部位濃度低，所以也減小了不希望的復(fù)合。換言之，在用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件中，發(fā)射器層被選擇性地部分去除或者被刻蝕回，其中半導(dǎo)體材料被去除的區(qū)域通常用于進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，并且在殘留的未去除表面的區(qū)域中可進(jìn)行與前接觸部的接觸。此外得到如下優(yōu)點(diǎn)在要通過半導(dǎo)體器件轉(zhuǎn)換的輻射所入射的區(qū)域中，通過選擇性地去除表面而去除了雜質(zhì)。盡管去除了表面區(qū)域，但是相對(duì)應(yīng)的用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的效率不受負(fù)面影響，因?yàn)橛捎诟鶕?jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，摻雜分布圖、即具有由加入的摻雜劑原子構(gòu)成的表面的區(qū)域足夠深地延伸到半導(dǎo)體材料中。因此可能的是，在第四部分加工步驟中或在更多必需的部分加工步驟中，將前面所擴(kuò)散的區(qū)的區(qū)域有針對(duì)性地去除。為此考慮刻蝕方法或氧化方法或燒蝕方法或這些方法的組合，這些方法有針對(duì)性地將半導(dǎo)體器件的前面摻雜的區(qū)的區(qū)域氧化和/或刻蝕掉和/ 或燒蝕。這些區(qū)域是在半導(dǎo)體中具有非常高的摻雜濃度的區(qū)域并且因此是雜質(zhì)優(yōu)選地積聚的區(qū)域。這些區(qū)域與摻雜劑源一起可重復(fù)性地均勻地或者選擇性地被刻蝕掉，使得剩下至少主要在接收光的部位上具有比較低的摻雜濃度的發(fā)射器區(qū)域。為了去除經(jīng)摻雜的表面區(qū)域，也考慮汽化、尤其是激光燒蝕。發(fā)射器中的摻雜劑表面濃度c例如應(yīng)在加入磷時(shí)在方法鏈結(jié)束之后在5 · IO16 P 原子/cm3到IO20 P原子/cm3、優(yōu)選地在IO18 P原子/cm3到5 ·1019 P原子/cm3的范圍之間。 發(fā)射器的滲入深度、即Pn結(jié)距表面的深度接著相對(duì)深地延伸并且接著優(yōu)選地大于在用于將光轉(zhuǎn)換成電能的通常的工業(yè)半導(dǎo)體器件的情況下的深度，在所述通常的工業(yè)半導(dǎo)體器件中，發(fā)射器深度在0.3μπι到0.5μπι的范圍中。根據(jù)本發(fā)明，給出了在Ιμπι到IOym之間的范圍中的發(fā)射器深度，盡管在發(fā)射器中的P表面濃度明顯更低，但所述發(fā)射器深度能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射器的足夠的導(dǎo)電性。為至少Iym的深度數(shù)據(jù)與半導(dǎo)體器件的表面有關(guān)，而無需或者通過實(shí)體去除或者通過例如氧化來進(jìn)行發(fā)射器的選擇性去除。在事先將發(fā)射器層的區(qū)域去除的區(qū)域中，發(fā)射器層的有效深度優(yōu)選地延伸直至在0. 3 μ m到9. 7 μ m之間的范圍，尤其是在由硅作為基本材料構(gòu)成的半導(dǎo)體器件的情況下延伸直至該范圍。在這些數(shù)據(jù)的情況下由此得到發(fā)射器層的厚度應(yīng)為至少0. 3 μ m。分別被剝離的層的厚度d優(yōu)選地被合計(jì)，其中0<d < 0. 3 μ m，更確切地說與前面提及的其他參數(shù)無關(guān)。剩余的發(fā)射器厚度應(yīng)該優(yōu)選為> 0. 3 μ m。本發(fā)明明顯并不限于由硅構(gòu)成的多晶襯底構(gòu)成的半導(dǎo)體器件。更確切地說，也可以使用如硅的單晶材料。在此，為了構(gòu)造臨時(shí)的摻雜分布圖可以例如在大約10分鐘的時(shí)間段上在大約1100°C的溫度的情況下進(jìn)行熱處理。在這種情況下，構(gòu)造摻雜劑的直到大約 2ym的有效滲入深度。在對(duì)布置成堆的半導(dǎo)體器件的熱處理結(jié)束之后、即在第二熱處理步驟之后，有效深度合計(jì)為5 μ m或更大，其中優(yōu)選地應(yīng)追求在IOw原子/cm3到IO19原子/cm3 的范圍中的表面摻雜濃度作為在制成半導(dǎo)體器件之后的最終表面濃度。當(dāng)然，所有這些值示例性地被提及，而不應(yīng)由此限制根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)。此外應(yīng)注意的是，為構(gòu)造臨時(shí)的摻雜分布圖而說明的時(shí)間段原則上包括加熱和冷卻。具有較小的摻雜濃度的發(fā)射器的優(yōu)點(diǎn)是載流子的更高的少數(shù)載流子使用壽命，這些載流子通過吸收發(fā)射器區(qū)域中的光來產(chǎn)生。因此，與在這樣的具有較低的摻雜濃度的表面上可能的改進(jìn)的表面鈍化一起可以制造針對(duì)可轉(zhuǎn)化的太陽光譜的短波成分具有改進(jìn)的光輸出的半導(dǎo)體器件。但是對(duì)于中波和長波的光成分也可預(yù)期改進(jìn)的光輸出，因?yàn)橥ㄟ^較低的摻雜濃度減小了對(duì)發(fā)射器區(qū)域中的太陽光譜的該成分的寄生吸收，并且因此這些光成分完全滲入半導(dǎo)體器件的體積中，并且在那里可有助于提高少數(shù)載流子的產(chǎn)生。附加地可能的是，利用在比較低的溫度下的較長的用于加入摻雜劑原子的過程更為有效地將來自半導(dǎo)體器件內(nèi)部的雜質(zhì)首先積聚在發(fā)射器的高摻雜的區(qū)域中，并且緊接著必要時(shí)與發(fā)射器的這些區(qū)域一起刻蝕掉或者轉(zhuǎn)換這些雜質(zhì)?，F(xiàn)有技術(shù)沒有提供所有這些優(yōu)點(diǎn)?？商孢x地，前面所描述的有利的具有低P表面濃度和較高的滲入深度的發(fā)射器通過如下方式來制造在轉(zhuǎn)換摻雜劑源的部分加工步驟之后，摻雜層從半導(dǎo)體表面被去除，并且僅僅直至在該時(shí)刻已被裝入到半導(dǎo)體中的摻雜劑在然后的用于加入摻雜劑的堆過程中更深地被加嵌入。根據(jù)本發(fā)明存在如下可能性，選擇性地去除發(fā)射器層。沒有部分去除發(fā)射器層(該
14去除包括轉(zhuǎn)換)的區(qū)域具有高的摻雜劑表面濃度并且非常深地?cái)U(kuò)散。這些區(qū)域可以與小的接觸過渡電阻接觸。發(fā)射器的要將太陽光轉(zhuǎn)換成電能的其余區(qū)域選擇性地具有摻雜濃度基本上低、但是摻雜劑滲入深度相對(duì)更深的發(fā)射器，使得能夠?qū)崿F(xiàn)可利用的太陽光譜的短波成分的更好的輸出。根據(jù)本發(fā)明，為了制造相對(duì)應(yīng)的選擇性發(fā)射器，在將摻雜劑真正加入到晶片堆中之后針對(duì)用于將光子轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的接收光的那側(cè)應(yīng)用掩膜化步驟 (Maskierungsschritt)，該掩膜化步驟能至少部分地或者也可以完全地并且此外對(duì)在加工序列中稍后要接觸的區(qū)域進(jìn)行掩膜化，并且在刻蝕回其他發(fā)射器區(qū)域時(shí)不改變所述在加工序列中稍后要接觸的區(qū)域。根據(jù)該原因簡單的是，制造到具有非常高的摻雜劑表面濃度的發(fā)射器的具有較低的接觸過渡電阻的良好接觸部。在接觸選擇性發(fā)射器時(shí)的問題通常在于，摻雜劑在堆中的熱處理期間深深加入的區(qū)域和金屬接觸部彼此間在批量制造方法中可重復(fù)性地彼此對(duì)準(zhǔn)來使得選擇性發(fā)射器的較弱摻雜的區(qū)域沒有被金屬接觸部接觸，所述較弱摻雜的區(qū)域具有更低的摻雜劑表面濃度。通常，沒有適當(dāng)彼此對(duì)準(zhǔn)的這樣的區(qū)域含有急劇降低最大可達(dá)到的效率的極大風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樵诮佑|具有小的滲入深度的弱摻雜的發(fā)射器時(shí)會(huì)出現(xiàn)由于pn結(jié)中的雜質(zhì)引起的復(fù)合損耗并且可能甚至?xí)霈F(xiàn)短路路徑。然而，在根據(jù)本發(fā)明的深的、但是配備有小的摻雜劑表面濃度的發(fā)射器中，這種概率明顯降低，因?yàn)樵谂c適于接觸的高摻雜的發(fā)射器區(qū)域相比具有小的摻雜劑表面濃度的、 摻雜分布圖的滲入深度在制造具有金屬膏的金屬接觸部時(shí)可是總是還相對(duì)深的發(fā)射器區(qū)域中，極少發(fā)生對(duì)發(fā)射器的損傷，并且由于發(fā)射器實(shí)施得深，所以雜質(zhì)沒有到達(dá)半導(dǎo)體結(jié)。 因此，這樣制造的選擇性發(fā)射器對(duì)于具有高摻雜劑表面濃度的發(fā)射器區(qū)域與金屬膏接觸區(qū)域的完美對(duì)準(zhǔn)明顯更不敏感。因此，得到了相對(duì)大的處理窗，所述處理窗容忍在這些區(qū)域彼此對(duì)準(zhǔn)時(shí)的偏差和不精確性。為了在加入摻雜劑原子時(shí)從半導(dǎo)體器件的表面出發(fā)能夠執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明規(guī)定的加工序列，可以采用在后面描述的設(shè)備技術(shù)，這些設(shè)備技術(shù)具有開創(chuàng)性的內(nèi)容并且可以獨(dú)立于(loesgeloest)根據(jù)本發(fā)明的用于加入摻雜劑原子的工藝而得到采用。就這點(diǎn)而言， 即使設(shè)備特征在后面結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法予以闡述，這些設(shè)備特征本身也被評(píng)價(jià)為有創(chuàng)造性。為了制造根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，需要不同的生產(chǎn)設(shè)備。在此，對(duì)于部分加工步驟、如涂敷摻雜劑源和將摻雜劑源適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換成合適的包含摻雜劑的摻雜膜或氧化層膜， 可以采用已屬于現(xiàn)有技術(shù)的各種生產(chǎn)設(shè)備。然而，在本發(fā)明的意義上主要的是用于由大面積的半導(dǎo)體器件形成堆的設(shè)備技術(shù)和相關(guān)的方法技術(shù)，其中所述大面積的半導(dǎo)體器件在非常窄的體積上允許非常高的表面之和、非常高的引入堆中的大面積的單半導(dǎo)體器件之和。 該方法和相關(guān)的設(shè)備技術(shù)的特征在于，無損傷地接管來自在前過程的半導(dǎo)體器件并且將這些半導(dǎo)體器件壓縮成一個(gè)堆，該堆通過合適的處理技術(shù)可以盡可能無損傷地被弓I入到用于將摻雜劑原子加入半導(dǎo)體器件中的熱學(xué)系統(tǒng)中，并且又可以被取出。此外，與此相關(guān)的是如下設(shè)備技術(shù)所述設(shè)備技術(shù)又將大面積的半導(dǎo)體器件從堆布置中分離，而不損傷半導(dǎo)體器件。為了形成堆布置，采用了適當(dāng)?shù)妮o助裝置，這些輔助裝置保證了這樣形成的堆布置可重復(fù)性地被制造，使得可以處理該布置并且不會(huì)出現(xiàn)半導(dǎo)體器件彼此間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此外，堆布置的形式必須是如此，使得在真正的用于將摻雜劑原子加入到半導(dǎo)體器件的制造過程中不出現(xiàn)半導(dǎo)體器件彼此間的顯著移位和不出現(xiàn)對(duì)表面的損傷或污染，并且堆布置在高溫度過程結(jié)束之后又可以被分解，而不損傷半導(dǎo)體器件，或可以將其以所希望的節(jié)拍時(shí)間和精確定位(Positionstreue)又作為單個(gè)器件輸送給接下來的生產(chǎn)設(shè)備。對(duì)于處理設(shè)備而言，考慮各種自動(dòng)化處理系統(tǒng)，所述自動(dòng)化處理系統(tǒng)可以通過損傷少的抓取機(jī)構(gòu)拾起并且精確定位地放置晶片，以及考慮將半導(dǎo)體器件自動(dòng)地通過輸送段以所希望的堆形式彼此對(duì)準(zhǔn)的運(yùn)輸段。在此重要的是，沒有損傷、擦壞或者污染半導(dǎo)體器件表面。也可以采用自動(dòng)化的抓取器或其他公知的分離機(jī)構(gòu)，以便在加入摻雜劑原子之后從堆布置中又分離出大面積的半導(dǎo)體器件。在這種情況下也允許一點(diǎn)也不損傷表面。為了在將成形物(Gebilde)轉(zhuǎn)移或者裝載到用于加入摻雜劑原子的適當(dāng)?shù)臓t中時(shí)、在通過該爐運(yùn)輸時(shí)或者在卸載和轉(zhuǎn)移到接下來的設(shè)備時(shí)使半導(dǎo)體器件的堆狀的壓縮布置在其形狀方面穩(wěn)定，并且保護(hù)相應(yīng)外部的大面積的半導(dǎo)體器件(視布置而定為最上部和最下部的半導(dǎo)體器件或最前部和最后部的半導(dǎo)體器件)，有利的是并且在本發(fā)明的意義上采用成型的或者形狀穩(wěn)定的部件，借助所述部件可以簡化地輸送堆狀的布置。這在最簡單的情況下是在大面積的半導(dǎo)體器件的垂直相疊地堆疊的布置之上和之下的板。然而，同樣可以使用堆狀布置的外殼(運(yùn)輸箱)。在這種情況下，例如也可能的是，尤其垂直于大面積的、比較薄的半導(dǎo)體器件的邊地并排靜止布置這些半導(dǎo)體器件。在選擇要使堆穩(wěn)定的運(yùn)輸輔助裝置時(shí)，決定性的是材料選擇，所述材料選擇必須有助于在半導(dǎo)體器件中或者在半導(dǎo)體器件的表面上不出現(xiàn)不希望的雜質(zhì)。此外，運(yùn)輸輔助裝置不允許在加入來自摻雜劑源的摻雜劑時(shí)半導(dǎo)體器件上的溫度不均勻性負(fù)面影響半導(dǎo)體器件的表面，而是應(yīng)寧可改進(jìn)溫度均勻性。尤其是也必須保證，所有大面積的半導(dǎo)體器件在用于加入摻雜劑原子的溫度處理期間盡管有運(yùn)輸輔助裝置也經(jīng)歷基本上相同的溫度-時(shí)間變化過程。材料選擇因此限于如下材料這些材料與在高加工溫度下的高純熱工藝或與在相應(yīng)種類的半導(dǎo)體器件的情況下用于加入摻雜劑原子的工藝相兼容。為此，在Si半導(dǎo)體器件的情況下考慮譬如SiC、Al203、 石英的純陶瓷材料或者譬如硅的半導(dǎo)體材料。結(jié)構(gòu)形式要與對(duì)溫度均勻性的要求和對(duì)無損傷地運(yùn)輸堆布置的要求相匹配。尤其是如果針對(duì)運(yùn)輸輔助裝置使用與待加工的半導(dǎo)體器件相同的類型的高純半導(dǎo)體材料，則不會(huì)出現(xiàn)在堆布置與運(yùn)輸輔助部件之間由于不同的熱膨脹系數(shù)引起的值得注意的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此外，該布置應(yīng)通過自動(dòng)化的處理技術(shù)來處理。優(yōu)選地，具有大面積的半導(dǎo)體器件的堆布置在連續(xù)型高溫處理爐中被加工。在直至100個(gè)相疊的半導(dǎo)體器件板的布置中，可以確定的是，當(dāng)堆布置中的半導(dǎo)體器件不是作為單部件被加工時(shí)，在用于以適度的加熱斜坡和大于10分鐘(尤其是大于60分鐘)的較長的保持時(shí)間在相應(yīng)最大的用于加入摻雜劑原子的加工溫度下加入摻雜劑原子的通常的工藝中寧可改進(jìn)溫度均勻性。此外，可以延長用于加入摻雜劑原子的加工時(shí)間，而不減小半導(dǎo)體器件在用于加入摻雜劑原子的加工步驟中的生產(chǎn)能力。相反已表明的是，明顯更高的生產(chǎn)能力和/或明顯提高了的加工時(shí)間是可能的，并且在此在加工鏈結(jié)束時(shí)所制造的用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的效率可以被提升。這一方面可以歸因于在加入摻雜劑原子時(shí)提高的加工時(shí)間和與此相聯(lián)系的在最小化半導(dǎo)體中的電活性的雜質(zhì)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。另一方面， 通過該布置出現(xiàn)了對(duì)在爐中的外部雜質(zhì)的固有防護(hù)。這尤其是在如連續(xù)型高溫爐的用于將摻雜劑原子加入到半導(dǎo)體器件中的具有用于運(yùn)輸器件的金屬網(wǎng)帶(Metallgeflechtsgurt)的爐布置中適用，但是即使在其他爐類型的情況下也適用，其他爐類型由于晶片運(yùn)輸或者爐中的部件可導(dǎo)致半導(dǎo)體工藝中的污染。然而在理想情況下，在本發(fā)明的意義上，堆布置利用其相應(yīng)的高純運(yùn)輸輔助裝置被運(yùn)輸通過連續(xù)型高溫爐，使得沒有部件在有污染風(fēng)險(xiǎn)的情況下必須處于用于將摻雜劑原子加入半導(dǎo)體器件處的爐的被加熱的處理內(nèi)部中。因?yàn)樵诖酸槍?duì)運(yùn)輸半導(dǎo)體器件堆布置的材料選擇非常有限，所以優(yōu)選的爐結(jié)構(gòu)形狀是連續(xù)型爐，所述連續(xù)型爐的處理空間通過石英隧道與在其周圍的加熱元件隔開。通過處理空間的運(yùn)輸例如可以利用行程-步進(jìn) (Hub-Schreit)輸送系統(tǒng)來進(jìn)行，所述行程-步進(jìn)輸送系統(tǒng)例如使用由高純的適于半導(dǎo)體工藝的材料(石英、SiC、高純陶瓷)構(gòu)成的長桿或者管。這些桿或者管在此通過被加熱的整個(gè)處理空間伸展并且在該處理空間外部同步地運(yùn)動(dòng)到合適的支承部上。在此，每個(gè)堆布置利用可能相關(guān)的運(yùn)輸輔助裝置在任何時(shí)刻都被至少一個(gè)桿或者兩個(gè)管所支持。這些桿或者管可以沿著所希望的運(yùn)輸方向通過爐內(nèi)部運(yùn)動(dòng)(步進(jìn))并且垂直地運(yùn)動(dòng)(行程運(yùn)動(dòng))。如果晶片堆沒有在爐內(nèi)部中短時(shí)放置于支承面上，則需要至少兩個(gè)另外的桿或者管。這些桿或者管同樣應(yīng)平行同步地運(yùn)動(dòng)。利用這樣的布置因此可能的是，在所希望的運(yùn)輸平面中分別完成半導(dǎo)體器件的向前運(yùn)動(dòng)。在具有桿或管的第二布置事先在運(yùn)輸平面之下的平面上逆著運(yùn)輸方向運(yùn)動(dòng)了路段-Xl之后，在限定的向前運(yùn)動(dòng)了路段Xl之后，該第二布置被舉起。在通過桿或者管的第二布置到達(dá)運(yùn)輸平面時(shí)，相應(yīng)的堆布置現(xiàn)在也被桿或管相對(duì)于堆布置的中心對(duì)稱地來支持并且具有桿或者管的第一布置又可以下降。在然后的步驟中，堆布置與半導(dǎo)體器件一起重新向前運(yùn)動(dòng)了距離XI，而具有桿或者管的第一布置在下降的平面向回行駛了-XI。在路段的端部處，具有桿或者管的第一布置又相對(duì)于堆的中心對(duì)稱地在運(yùn)輸平面的高度上承擔(dān)該堆，并且具有桿或者管的第二布置又下降。利用行程步進(jìn)原理可能的是，半導(dǎo)體器件的堆狀布置以均勻的速度近似連續(xù)地通過處理空間輸送。替換于此地，堆布置分別可以在步進(jìn)運(yùn)動(dòng)之后短時(shí)地在爐中被放置在對(duì)此適當(dāng)?shù)乇话仓玫闹С忻嫔?，而輸送堆的管或?多個(gè))桿逆著運(yùn)輸方向又被向回牽引。分別與半導(dǎo)體器件的堆布置接觸的運(yùn)輸桿或者運(yùn)輸管沒有沾污該布置，并且沒有進(jìn)行相對(duì)于堆布置的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于支持裝置分別在爐中向前并且然后又向回被運(yùn)輸僅比較短的路段，所以部件不必連續(xù)地被加熱，而是在相同溫度的情況下近似靜止。這促進(jìn)了在運(yùn)輸堆布置時(shí)的溫度均勻性，并且在很大程度上避免了運(yùn)輸機(jī)構(gòu)的寄生加熱功率。通過該結(jié)構(gòu)，爐長度被限于通過爐內(nèi)部伸展的高純的桿或者管的長度。然而，由于具有半導(dǎo)體器件的堆疊能在多個(gè)軌跡上并排地運(yùn)輸并且具有直至200個(gè)或甚至更多的半導(dǎo)體器件的堆布置在比較小的基本面(不大于或略微大于板狀的單半導(dǎo)體器件)上可以被運(yùn)輸，所以可能的是以被加熱的為數(shù)米的爐長度和在例如1-5小時(shí)的范圍中的加工時(shí)間實(shí)現(xiàn)了每小時(shí)通常為數(shù)千個(gè)半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)能力。在迄今在用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件中為加入摻雜劑原子所采用的具有金屬網(wǎng)運(yùn)輸帶的連續(xù)型高溫爐中，甚至在每小時(shí)的通常的大面積的半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)能力的情況下(在用于加入摻雜劑原子的最大恒定溫度的情況下)可使用直至一天的加工時(shí)間， 而不提高爐長度，只要僅僅堆布置包括足夠數(shù)目的半導(dǎo)體器件(例如350件)。目前，這樣的生產(chǎn)能力的通常加工時(shí)間為大約10分鐘。
所謂的間斷型高溫爐(diskontinuierlicherHochtemperaturofen)也可以被利用來將摻雜劑原子加入半導(dǎo)體器件中，其中將堆布置裝載，接著在大的處理空間中實(shí)施該工藝，并且最后將該爐卸載。為此合適的例如是高純的分批處理爐(Kammerofen)。用于將摻雜劑原子加入半導(dǎo)體器件中的連續(xù)型高溫處理爐提供了如下優(yōu)點(diǎn)原則上任何半導(dǎo)體器件都經(jīng)歷過同樣的溫度分布并且加熱功率近似保持恒定。當(dāng)半導(dǎo)體器件的堆狀布置被加工時(shí)，在加入摻雜劑原子時(shí)允許在數(shù)小時(shí)范圍內(nèi)的長加工時(shí)間的所描述的方法的另一優(yōu)點(diǎn)在于半導(dǎo)體器件利用張緊和不規(guī)則的波狀表面、 譬如ER；硅(邊緣限定薄膜供料生長(edge defined film-fed growth))或者其他所謂的帶拉伸的(bandgezogen)硅材料或薄膜硅(Foliensilizium)材料通過長的熱處理在波紋性方面可以被減小、即被平滑，并且由此使前述過程的熱應(yīng)力松弛或者減小。在其中可看到開創(chuàng)性的構(gòu)思，即獨(dú)立于根據(jù)本發(fā)明的用于將摻雜劑原子加入到半導(dǎo)體器件的加工步驟。例如試驗(yàn)已表明，在由波狀的Ere硅襯底構(gòu)成的堆中減小各個(gè)Si襯底的波紋性。 在這種情況下，用來將堆布置中的襯底表面彼此或相疊地?cái)D壓的力也起了作用。尤其是在水平相疊的襯底堆的情況下，成堆的襯底的數(shù)目和可能在其上的運(yùn)輸輔助部件的量是重要的。優(yōu)選地，因而應(yīng)將直至200至300個(gè)半導(dǎo)體元件彼此水平相疊地層加成堆并且在其上具有由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的板，該板使該堆加重并且避免了部件的滑動(dòng)。另一優(yōu)選的應(yīng)用規(guī)定，在第一溫度處理步驟(其中包含摻雜劑的氧化層被構(gòu)造在半導(dǎo)體器件表面上)之后將氧化層去除，使得在然后的用加入摻雜劑原子的溫度處理步驟中進(jìn)一步僅將摻雜劑加入到堆布置中，該摻雜劑已經(jīng)事先被引入到半導(dǎo)體器件中(第一溫度處理步驟)。由此，已在堆布置中加入摻雜分布圖期間明顯降低了摻雜劑的表面濃度并且產(chǎn)生了深的摻雜劑滲入深度分布圖，如上面已描述為是有利的那樣。這樣，由此例如在沒有刻蝕過程的情況下去除了半導(dǎo)體材料的部分，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)例如磷的在每立方厘米為 1018-浙°個(gè)P原子的摻雜劑表面濃度，盡管事先已使用了具有非常高的摻雜濃度的摻雜劑源，該摻雜劑源在第一溫度處理步驟之后例如已將>>1(T P原子/cm3的摻雜濃度加入到半導(dǎo)體器件表面中。在硅半導(dǎo)體器件的情況下去除摻雜劑源或者所謂的摻雜劑硅酸鹽玻璃優(yōu)選地在包含可以釋放氟離子的氟化氫(HF)或氟化合物的化學(xué)溶液或者汽化處理方法中來執(zhí)行。對(duì)此尤其合適的是具有用于以濕化學(xué)方式處理半導(dǎo)體器件的輥道式運(yùn)輸裝置的連續(xù)的連續(xù)型設(shè)備。這里所描述的教導(dǎo)的另一有利變形方案是，不僅在平面的用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件(太陽能電池)的接收光的那側(cè)上而且在對(duì)置的那側(cè)上涂敷摻雜劑源，以便能夠從那里開始緊接著將摻雜劑加入到半導(dǎo)體器件中。由此，尤其是在多晶半導(dǎo)體器件、譬如多晶硅或者帶拉伸的硅(ETO，線帶(string ribbon),RGS等)的情況下，在加入摻雜劑期間可以有效地從所有配備有擴(kuò)散源的表面出發(fā)收集半導(dǎo)體材料中的雜質(zhì)并且因此使其不受損傷。用于去除半導(dǎo)體材料中的雜質(zhì)的概率由此極大地升高。在此有益的是，在加入摻雜劑之后從表面開始在然后的加工步驟之一中部分地或完全又去除半導(dǎo)體器件的這樣摻雜的區(qū)域。例如必要的是，用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的接收光的那側(cè)最后要獲得不同于對(duì)置側(cè)的摻雜，但是首先在兩側(cè)上加入同樣的摻雜劑，以便更有效地將雜質(zhì)從半導(dǎo)體器件中去除。與此無關(guān)地，堆的密度同樣大致等于半導(dǎo)體器件的密度，即保證半導(dǎo)體器件的平面的疊置，以便實(shí)現(xiàn)所希望的平滑。換言之，只要板狀的半導(dǎo)體器件是由硅構(gòu)成的半導(dǎo)體器件，堆密度就可以為大約2. 3g/cm3。例如，如果根據(jù)Ere方法制造的半導(dǎo)體器件被堆疊，則堆的密度優(yōu)選地要對(duì)應(yīng)于晶片材料的密度的0. 5倍到0. 2倍，由此不管現(xiàn)有的波紋性而保證了晶片不折斷。然而同時(shí)，由于在堆中進(jìn)行的對(duì)晶片的溫度處理而得到了波紋性減小、即平滑。除了用于加入摻雜劑原子和用于平滑波形的帶拉伸的多晶硅半導(dǎo)體器件(譬如 EFG-Si)的應(yīng)用之外，還考慮其他溫度處理方法，其中半導(dǎo)體器件的堆布置提供了極大優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橛纱丝梢允褂梅浅ｉL的加工時(shí)間并且在合適的溫度處理系統(tǒng)的情況下和在處理空間中有合適數(shù)目的經(jīng)堆疊的半導(dǎo)體器件或經(jīng)堆疊的半導(dǎo)體器件的壓縮的情況下仍然達(dá)到了半導(dǎo)體器件的非常高的生產(chǎn)能力。因此，對(duì)將太陽光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的工業(yè)上的批量制造而言，迄今并無經(jīng)濟(jì)地可設(shè)想的長的溫度處理步驟令人感興趣。這種溫度處理步驟例如是如下方法其中半導(dǎo)體器件在加入摻雜劑原子之后在為此通常的為800°c -1100°C的加工溫度的情況下承受了在大約500°C -800°C的另一溫度處理。在該溫度范圍中，已經(jīng)被加入的摻雜劑原子并不顯著地進(jìn)一步被加入到半導(dǎo)體器件中。 但是，在文獻(xiàn)[M. Rinio等人，Proc. 23rd EPVSEC,第 1014頁(2008年)]、[Τ· Buonassisi 等人，NREL Workshop on Crystalline Si Solar Cells and Modules (2007 年)]中公開了，這樣的附加的溫度處理步驟導(dǎo)致受污染的或配備有晶體缺陷的半導(dǎo)體器件的材料質(zhì)量的改進(jìn)(更高的少數(shù)載流子適用壽命)。在此，從所述文獻(xiàn)同樣公開了長加工時(shí)間在此是有利的。此外，在文獻(xiàn)[B.Sopori ； Dehli,印度，1999 年 11 月，NREL/CP -520-27524， "Impurities and Defects in Photovoltaic Devices…”]中公開了，同樣利用非常長的溫度處理(直至1-2天)在比較適度的溫度下可以實(shí)現(xiàn)的是，在半導(dǎo)體器件中作為沉淀物團(tuán)簇 (Prezipitat-Cluster)存在的雜質(zhì)與沉淀物團(tuán)簇脫離并且作為半導(dǎo)體中的間質(zhì)雜質(zhì)變成移動(dòng)的，并且因此通過摻雜劑積聚而在半導(dǎo)體器件的表面上被收集，或在然后的加工步驟、 如刻蝕中甚至可以被去除。適度的溫度在此是在如下通常的溫度以下的溫度所述通常的溫度在工業(yè)上制造用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件中被使用，以便通過該溫度處理將來自被涂敷到表面區(qū)域上的摻雜劑源的摻雜劑原子加入到半導(dǎo)體器件中。高溫處理步驟在半導(dǎo)體器件的堆狀布置中的另一有利的應(yīng)用例子是同樣已經(jīng)在文獻(xiàn)[K. Hartmann等人，Appl. Lett. 93，122108 (2008年)”]中所描述的方法，其中半導(dǎo)體器件、譬如多晶硅晶片或者帶拉伸的Si晶片在其制造(結(jié)晶和晶片切割)之后承受另一高溫處理步驟(通常在1100°C到半導(dǎo)體器件的熔點(diǎn)之間的溫度下)，以便明顯減少譬如位錯(cuò)線的晶體學(xué)缺陷。此處，長的加工時(shí)間和高生產(chǎn)能力也是有利的并且是不可避免的，以便開發(fā)工業(yè)上可應(yīng)用的方法。并行地，在明顯在1000°C以上的這樣的溫度過程中并且在長加工時(shí)間的情況下，在半導(dǎo)體器件中的熱張力愈合或明顯減小。與此并行地，可以使波形的表面如其在帶拉伸的多晶硅材料的情況下常見的那樣(例如ERO通過堆處理近似完全平坦。這提供了在用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的其他加工鏈中的極大加工優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)半導(dǎo)體器件的后續(xù)加工中的折斷率由此明顯降低。在堆狀布置中用于加工部分制成的用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的另一有利應(yīng)用例子是執(zhí)行所謂的合成氣體退火(FGA)。在此，已經(jīng)配備有已燒結(jié)的金屬接觸部的半導(dǎo)體器件遭受包含氫氣的氣體大氣。通常為此，使用惰性氣體混合物，如具有氫氣的氮?dú)饣驓鍤?。氫的比例在此被選擇為使得在相對(duì)應(yīng)的加工溫度下，即使空氣滲到過程內(nèi)部也排除了氣體混合物的爆炸。已經(jīng)燒結(jié)的/燒過的金屬接觸部的溫度處理(由例如具有玻璃成分的Al膏、Ag/Al膏或Ag膏來制造)在250°C到450°C之間的溫度下持續(xù)大約10到120分鐘的加工時(shí)間改進(jìn)了金屬接觸部的接觸特性(參見[Gurmar Schubert, Dissertation，康斯坦茨大學(xué)(2006 年)，“Thick Film Metallisation of Crystalline Silicon Solar Cells Mechanisms, Models, Applications”])。由于需要更長的溫度處理，所以此處也有利的是，將太陽能電池加工成壓縮布置(堆)。該加工可以在封閉的爐中實(shí)施，在這些爐中可以更容易地控制加工大氣。但是，原則上在內(nèi)部具有相對(duì)應(yīng)匹配的氣體引導(dǎo)器的連續(xù)型爐也適合于此。在合成氣體大氣中這樣實(shí)施的溫度處理步驟導(dǎo)致在用于將光轉(zhuǎn)換成電能的電流-電壓特征曲線中的填充因子的明顯改進(jìn)。伴隨而來的是在光照射的情況下利用所述半導(dǎo)體器件可實(shí)現(xiàn)的功率的提高。尤其是，可以改進(jìn)金屬接觸部，所述金屬接觸部沒有理想地被燒過/被燒結(jié)。因此，同時(shí)針對(duì)用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)形成較大的處理窗。


本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)、優(yōu)點(diǎn)和特征不僅從權(quán)利要求、要從權(quán)利要求獲取的特征(本身和/或組合)而且從以下對(duì)要從附圖獲取的優(yōu)選實(shí)施形式的描述中得到。其中
圖1示出了半導(dǎo)體器件的原理圖， 圖2示出了摻雜分布圖的原理圖，以及圖3示出了加工流程的原理圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖純粹在原理上示出了根據(jù)本發(fā)明的用于在半導(dǎo)體器件10中構(gòu)造摻雜分布圖的方法，其中入射的電磁輻射被轉(zhuǎn)換成電能。半導(dǎo)體器件10在該實(shí)施例中具有P導(dǎo)電的襯底12、背側(cè)接觸部14、前側(cè)(Frontseiten)接觸部16以及η導(dǎo)電的發(fā)射器18。由此， 形成產(chǎn)生電場的Pn結(jié)，以便將通過入射的輻射產(chǎn)生的自由載流子分開，由此所述自由載流子可以到達(dá)接觸部14、16。此外，在背部接觸部14的區(qū)域中可以構(gòu)造有用作背表面場 (Back-Surface-Field)的層20。然而，就這點(diǎn)而言，參閱充分公知的用于將光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)行用于構(gòu)造發(fā)射器18的多級(jí)制造過程，使得優(yōu)選地構(gòu)造如下?lián)诫s分布圖所述摻雜分布圖比在公知的相對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體器件的情況下更深。這參照?qǐng)D2在原理上予以闡明。在圖2中針對(duì)待制造的發(fā)射器18示出了相對(duì)于摻雜濃度的發(fā)射器深度，其中在該實(shí)施例中摻雜劑原子是磷原子。曲線22反映了磷濃度、即表征用于將光輻射轉(zhuǎn)換成電能的常規(guī)半導(dǎo)體器件的摻雜分布圖。要從曲線22獲取的摻雜劑深度分布圖在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在870°C到900°C之間的溫度處理的情況下在10分鐘到15分鐘之間的時(shí)間段上執(zhí)行的對(duì)多晶硅的常規(guī)熱處理的情況下來實(shí)現(xiàn)，其中包括加熱和冷卻。通過根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，增大了磷原子在半導(dǎo)體襯底中的滲入深度，結(jié)果是可以存在1.6μπι并且更大的有效滲入深度。按照根據(jù)本發(fā)明的方法可實(shí)現(xiàn)的相對(duì)應(yīng)的濃度分布通過在圖2中的曲線M來表示。較深的滲入由于兩級(jí)熱學(xué)方法而實(shí)現(xiàn)。在此，在第一方法步驟中，在500°C到1000°C之間的加工溫度的情況下產(chǎn)生了在時(shí)間上臨時(shí)的摻雜分布圖，該在時(shí)間上臨時(shí)的摻雜分布圖在表面附近的襯底層中具有通常的特性。為了構(gòu)造臨時(shí)的摻雜分布圖，可以將摻雜劑源涂敷到襯底表面上?？商鎿Q地，也給出了如下可能性通過例如離子注入或者濺射將摻雜劑原子涂敷到襯底上或者將摻雜劑原子加入到襯底中。對(duì)于臨時(shí)的或者也為第一摻雜分布圖的例子在圖2中用“23”表征。用于產(chǎn)生臨時(shí)的第一摻雜分布圖的熱處理要在500°C到920°C之間的范圍中的溫度下進(jìn)行，只要襯底由多晶硅構(gòu)成。在此，半導(dǎo)體器件單個(gè)地、即被分開地或者彼此間隔地承受熱處理。相對(duì)應(yīng)的預(yù)處理的半導(dǎo)體器件然后根據(jù)圖3相疊地放置成堆26，以便緊接著被輸送通過熱處理爐觀。在該實(shí)施例中，這垂直地進(jìn)行，而由此并不限制根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)。堆沈并且由此半導(dǎo)體器件10在運(yùn)輸通過爐觀期間在t從10分鐘到20分鐘直至 24小時(shí)的時(shí)間段t上被保持在T在800°C以上至在半導(dǎo)體材料的熔化溫度以下、尤其是在 800°C到1000°C之間的溫度T上，其中在爐觀之內(nèi)氧氣少的加工大氣可以占主導(dǎo)，在該加工大氣中可以包含小于lOOppm、優(yōu)選地小于IOppm的氧氣。加熱時(shí)間可以在1分鐘到5分鐘之間。優(yōu)選地在具有受控的加工大氣的爐中進(jìn)行冷卻直至大約500°C的溫度。緊接著可以借助于空氣冷卻。然后，半導(dǎo)體器件10被分離。通過相對(duì)應(yīng)的兩級(jí)熱處理步驟然后得到了如下?lián)诫s濃度所述摻雜濃度原則上從圖2獲取并且用附圖標(biāo)記M來表征。曲線M對(duì)應(yīng)于在由硅構(gòu)成的多晶半導(dǎo)體襯度中的摻雜濃度變化曲線，該多晶半導(dǎo)體襯底在4小時(shí)的時(shí)間段上遭受900°C的溫度?；诟鶕?jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，現(xiàn)在存在構(gòu)造所謂的選擇性發(fā)射器18的可能性，如所述選擇性發(fā)射器18原則上可從圖1獲取的那樣。選擇性發(fā)射器18具有第一區(qū)域和第二區(qū)域觀、30，這兩個(gè)區(qū)域彼此錯(cuò)移地走向。這樣，第一區(qū)域觀相對(duì)于第二部分區(qū)域向回錯(cuò)移 (zurueckversetzt).第一部分區(qū)域28通過如下方式來產(chǎn)生發(fā)射器18的表面區(qū)域被去除、如被刻蝕掉或者被汽化，其中在第二區(qū)域30的上側(cè)與第一區(qū)域觀的上側(cè)之間的距離可以為例如0.4μπι到1.2μπι。不管該距離，ρη結(jié)以距第一部分區(qū)域觀的表面為足夠距離地走向。此外，發(fā)射器18不管明顯更低的表面濃度而具有足夠的導(dǎo)電性，如在圖2中同樣可看到的那樣。剝蝕發(fā)射器18的表面區(qū)域以構(gòu)造第一部分區(qū)域觀表明如下優(yōu)點(diǎn)在那里聚集的雜質(zhì)被去除并且因此降低了復(fù)合率。與此相對(duì)，第二部分區(qū)域30在其表面具有高的摻雜濃度，使得與前接觸部16的材料的簡單接觸是可能的。在第一部分區(qū)域28的表面中，摻雜濃度在理想情況下應(yīng)為大約5*10w P原子/cm3 到 IO19 P 原子/cm3。只要要單獨(dú)實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的波紋性減小或平滑，或要實(shí)現(xiàn)如位錯(cuò)線的晶體缺陷的減小，而并不一定構(gòu)造摻雜分布圖，則根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，成堆的半導(dǎo)體器件根據(jù)前面所闡述的第二熱處理步驟而承受熱處理。然而，溫度或保持時(shí)間可以與半導(dǎo)體器件的材料及其制造相匹配。這樣例如規(guī)定，由多晶硅構(gòu)成的、尤其是按照Ere方法制造的被布置成堆的半導(dǎo)體器件在為濁彡Tw彡4h的時(shí)間tw上在尤其是為850°C彡Tw ( 950°C的溫度Tw下被熱處理。然而，如果緊接著該溫度處理步驟之后才加入摻雜劑原子，則也可以考慮有利地應(yīng)用直至在半導(dǎo)體器件的熔點(diǎn)以下的非常高的加工溫度。然而，接著要選擇匹配的冷卻率(例如為每小時(shí)5° K-50° K)。
權(quán)利要求
1.一種用于通過將摻雜劑原子引入到半導(dǎo)體器件中來構(gòu)造基于板狀或晶片狀的半導(dǎo)體器件的表面的摻雜分布圖的方法，其特征在于，在半導(dǎo)體器件中首先為了構(gòu)造臨時(shí)的第一摻雜分布圖而在表面的至少一個(gè)區(qū)域上或者在表面的至少一個(gè)區(qū)域中構(gòu)造含有至少一個(gè)摻雜劑的層，多個(gè)具有相對(duì)應(yīng)的層的半導(dǎo)體器件相疊放置并且被堆疊，以形成堆，并且然后使所述堆遭受熱處理，以構(gòu)造與在相應(yīng)的半導(dǎo)體器件中的第一摻雜分布圖相比具有更大深度的第二摻雜分布圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述層通過構(gòu)造包含摻雜劑原子的氧化膜層或者通過離子注入或者濺射摻雜劑原子來制造。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在將半導(dǎo)體器件布置成堆之前對(duì)每個(gè)半導(dǎo)體器件進(jìn)行熱處理，使得在氧化膜層中存在的揮發(fā)性組成部分被去除或者基本上被去除或者被轉(zhuǎn)換或基本上被轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，為了構(gòu)造氧化膜層首先將流質(zhì)的摻雜劑源涂敷到半導(dǎo)體器件上。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，流質(zhì)的摻雜劑源通過噴撒、噴射、霧化、汽化、緊接著為冷凝或者通過浸漬法而被涂到半導(dǎo)體器件上。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，流質(zhì)的摻雜劑源通過如輥的轉(zhuǎn)移裝置被涂到半導(dǎo)體器件上。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，含磷的溶液、改性的磷酸溶液和/或含磷的如溶膠-凝膠溶液的溶液和/或包含磷的膏被用作流質(zhì)的摻雜劑源。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，含硼的如溶膠-凝膠溶液的溶液或者膏被用作流質(zhì)的摻雜劑源。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，硅、尤其是多晶硅或者尤其是根據(jù)Ere方法制造的硅被用作半導(dǎo)體器件的襯底。
10.根據(jù)至少權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在溫度T1下執(zhí)行氧化膜層的構(gòu)造，并且在溫度T2下執(zhí)行第二或者最終的摻雜分布圖的構(gòu)造，其中T1彡T2,尤其是 T2-IOO0C 彡 T1 彡 T2+100°C。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在溫度T1MOOt:、尤其是T1WOOt:、優(yōu)選地800°C CT1 ( 1100°C的情況下執(zhí)行氧化膜層的構(gòu)造。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在由多晶的Si材料構(gòu)成的半導(dǎo)體器件的情況下，氧化膜層在為500°c CT1 ( 920°C、優(yōu)選地800°C CT1 ( 920°C的溫度T1下被構(gòu)造。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，半導(dǎo)體器件彼此被布置成堆，使得半導(dǎo)體器件基本上平面地相疊放置。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，半導(dǎo)體器件被引入居中的外殼中，以形成堆。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在堆疊半導(dǎo)體器件時(shí)， 要放置的半導(dǎo)體器件以自重被放置到已經(jīng)堆疊的半導(dǎo)體器件上。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，半導(dǎo)體器件的堆實(shí)現(xiàn)為使得形成的堆相對(duì)于水平線傾斜地走向并且要堆疊的半導(dǎo)體器件沿著定位輔助裝置被通向堆。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，被堆疊成堆的半導(dǎo)體器件成批地遭受熱處理，以構(gòu)造最終的摻雜分布圖。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，被堆疊成堆的半導(dǎo)體器件連續(xù)地遭受熱處理，以構(gòu)造最終的或第二摻雜分布圖。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在堆疊半導(dǎo)體器件之前將摻雜劑源從半導(dǎo)體器件中去除。
20.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在半導(dǎo)體器件的對(duì)置的表面上引入或加入摻雜劑。
21.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了構(gòu)造第一摻雜分布圖而使半導(dǎo)體襯底在為1分鐘< t ^ 10分鐘的時(shí)間段t上遭受熱處理。
22.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了構(gòu)造最終的或者第二摻雜分布圖，布置成堆的并且承受熱處理的半導(dǎo)體器件在為10分鐘到20分鐘< th ^ 24 小時(shí)的保持時(shí)間th上遭受溫度T2。
23.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，布置成堆的半導(dǎo)體器件在為1分鐘彡tA ^ 5分鐘的時(shí)間tA中從室溫被加熱到溫度T2。
24.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在構(gòu)造最終的或者第二摻雜分布圖之后，使布置成堆的半導(dǎo)體器件遭受溫度T3，其中K T2,尤其是 5000C^ T3 彡 800"C。
25.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，布置成堆的半導(dǎo)體器件利用合成氣體來處理。
26.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，堆在熱處理期間由至少一個(gè)由硅、高純的石英和/或陶瓷構(gòu)成的輔助裝置來容納，如支撐或者引導(dǎo)或者保持或者穩(wěn)定。
27.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，堆在熱處理期間借助對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體器件的材料的材料來支撐和/或引導(dǎo)和/或穩(wěn)定。
28.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，半導(dǎo)體器件被堆疊來使得堆的密度基本上對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體器件的密度。
29.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在構(gòu)造最終的或者第二摻雜分布圖之后局部地至少部分以物理方式例如通過刻蝕或通過如氧化的轉(zhuǎn)換來去除半導(dǎo)體器件的經(jīng)摻雜的表面區(qū)域。
30.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過刻蝕或者汽化或者尤其是通過激光燒蝕來執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)經(jīng)摻雜的表面區(qū)域的去除。
31.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，經(jīng)摻雜的表面區(qū)域通過氧化方法至少局部地被轉(zhuǎn)換和/或緊接著被去除。
32.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，半導(dǎo)體器件的堆通過熱處理爐的被加熱的部分在連續(xù)地或者基本上連續(xù)地運(yùn)動(dòng)時(shí)被運(yùn)輸。
33.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，堆的熱處理在氧氣少的加工大氣中、尤其是在包含小于lOOppm、尤其是小于IOppm氧氣的大氣或者無氧氣的加工大氣中被執(zhí)行。
34.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，布置成堆的半導(dǎo)體器件在時(shí)間tw上遭受熱處理，其中0<tw ( 24小時(shí)。
35.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，布置成堆的半導(dǎo)體器件的熱處理在為800°C彡Tg<Ts的溫度Tg下執(zhí)行，其中Ts=半導(dǎo)體器件的材料的熔化溫度。
36.一種根據(jù)至少權(quán)利要求1制造的半導(dǎo)體器件，其特征在于，能夠?qū)崿F(xiàn)載流子的分開的最終的或第二摻雜分布圖具有從半導(dǎo)體器件的表面開始的深度、，其中 0. 3 μ m <、< 10 μ m。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，在距半導(dǎo)體器件的表面為距離 t2處，摻雜濃度c為IOw原子/cm3彡c彡5 · IO19原子/cm3，其中0. 4 μ m < t2 < 5 μ m。
38.根據(jù)權(quán)利要求36或37所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，半導(dǎo)體器件具有發(fā)射器區(qū)域，所述發(fā)射器區(qū)域由第一部分區(qū)域和第二部分區(qū)域構(gòu)成；第一部分區(qū)域相對(duì)于第二部分區(qū)域向回錯(cuò)移地走向并且具有比第二部分區(qū)域更低的表面摻雜濃度。
39.根據(jù)權(quán)利要求36至38之一所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，第二部分區(qū)域具有表面摻雜濃度C1，其中Cl>5 · IO19原子/cm3，尤其是Cl>102°原子/cm3，和/或第一部分區(qū)域具有表面濃度C2，其中IO18原子/cm3彡C2彡5 · IO19原子/cm3。
40.根據(jù)權(quán)利要求36至39之一所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，第一部分區(qū)域的表面相對(duì)于第二部分區(qū)域的表面具有距離d，其中0. 3 μ m < d < 1. 2 μ m。
41.根據(jù)權(quán)利要求36至40之一所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，金屬接觸部從第二部分區(qū)域出發(fā)。
42.根據(jù)權(quán)利要求36至41之一所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，在構(gòu)造臨時(shí)的第一摻雜分布圖之后，pn結(jié)以距半導(dǎo)體器件的表面為距離 地走向，其中 <0.2μπι， 并且在構(gòu)造第二摻雜分布圖之后，ρη結(jié)以距離 走向，其中0.3μπι彡a2，尤其是 0. 5 μ m ^ a2 ^ 10 μ m。
43.一種用于利用基于至少一個(gè)表面的摻雜分布圖來制造平的板狀或者晶片狀的半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，多個(gè)半導(dǎo)體器件被堆疊成堆，使得成堆的半導(dǎo)體器件平面地或者基本上平面地相疊放置并且該堆承受熱處理。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，半導(dǎo)體器件被堆疊來使得所述堆的密度大致等于半導(dǎo)體器件的材料密度。
45.根據(jù)權(quán)利要求43或44所述的方法，其特征在于，堆的密度大致為半導(dǎo)體器件的材料的密度的0. 5倍到0. 2倍。
46.根據(jù)權(quán)利要求43至45之一所述的方法，其特征在于，由多晶硅構(gòu)成的、尤其是按照Ere方法制造的被布置成堆的半導(dǎo)體器件在為2小時(shí)彡tw彡4小時(shí)的時(shí)間tw上在尤其是為850°C彡Tw彡950°C的溫度Tw下被熱處理。
47.根據(jù)權(quán)利要求43至46之一所述的方法，其特征在于，由硅構(gòu)成的半導(dǎo)體器件在為 8000C < T4 < 1380°C的溫度T4下被熱處理。
48.根據(jù)權(quán)利要求43至47之一所述的方法，其特征在于，在堆布置中的熱處理在合成氣體大氣中或者在其他含氫氣的大氣中被執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過將摻雜劑原子引入到半導(dǎo)體器件中來構(gòu)造基于晶片狀的半導(dǎo)體器件(10)的表面的摻雜分布圖的方法。為了能夠制造成本低廉的具有所希望的摻雜劑深度分布圖的半導(dǎo)體器件而建議，首先為了構(gòu)造臨時(shí)的第一摻雜分布圖，在表面的區(qū)域上或者在該區(qū)域中構(gòu)造包含摻雜劑的層，并且然后使多個(gè)具有相對(duì)應(yīng)的層的半導(dǎo)體器件(10)以堆(26)的形式相疊放置地遭受熱處理，以構(gòu)造與第一摻雜分布圖相比具有更大深度的第二摻雜分布圖。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102318086SQ200980156590
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者D.弗蘭克, G.布倫丁, J.霍爾策爾, M.費(fèi)伯, W.施密特 申請(qǐng)人:肖特太陽能股份公司