專利名稱：光電模塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—個或多個實施例涉及一種光電模塊。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，由于諸如地球的環(huán)境污染和能源枯竭的問題，已加速開發(fā)清潔能源。作為清潔能量，使用太陽能電池產(chǎn)生的光伏能量從太陽光直接轉(zhuǎn)換，因此，光伏能量被認為是新能源。根據(jù)需要的輸出特性，太陽能電池可以被設(shè)置成包括多個電池的模塊形式。例如，如果這樣的電池串聯(lián)連接，則可以提供高的開路電壓。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個或多個實施例,提供了一種光電模塊，該光電模塊包括光電單兀，該光電單元包括:半導(dǎo)體基底；第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，在半導(dǎo)體基底的表面彼此分隔開；絕緣層，覆蓋半導(dǎo)體基底的表面，絕緣層包括暴露第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層的通孔；第一電極和第二電極，填充通孔以分別接觸第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，第一電極和第二電極從絕緣層凸出，絕緣層為單層的形式。光電模塊還可以包括布線板，布線板包括絕緣基底和在絕緣基底上的導(dǎo)電圖案，光電單元的絕緣層面對布線板，第一電極和第二電極結(jié)合到布線板。光電模塊還可以包括在半導(dǎo)體基底的表面與絕緣層之間的鈍化膜。絕緣層可以是固化的熱固性樹脂。第一電極和第二電極分別包括種子層和導(dǎo)電連接層，種子層從第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層開始填充通孔達預(yù)定的第一深度，導(dǎo)電連接層填充通孔的剩余部分并從絕緣層的下表面凸出。每個種子層可以具有端面，從而多個種子層提供多個端面，每個種子層的端面與相應(yīng)的導(dǎo)電連接層構(gòu)成界面。種子層的端面和絕緣層的下表面可以彼此成臺階。通孔的被種子層填充的預(yù)定的第一深度可以等于大約絕緣層的厚度的一半(1/2)。導(dǎo)電連接層可以包括焊接材料。導(dǎo)電連接層可以包括第一部分和第二部分，第一部分接觸種子層的端面、填充通孔的剩余部分并具有第一寬度，第二部分從絕緣層的下表面凸出并具有第二寬度。第二寬度可以比第一寬度寬。在布線板的絕緣基底上的導(dǎo)電圖案可以包括彼此分隔開的第一導(dǎo)電圖案和第二導(dǎo)電圖案。第一電極可以結(jié)合到第一導(dǎo)電圖案，第二電極可以結(jié)合到第二導(dǎo)電圖案。第一半導(dǎo)體層可以包括第一導(dǎo)電類型的摻雜劑，第二半導(dǎo)體層可以包括第二導(dǎo)電類型的摻雜劑。第一電極和第二電極可以形成交錯的電極圖案。布線板的絕緣基底上的導(dǎo)電圖案可以對應(yīng)于交錯的電極圖案。光電單元可以為多個以形成光電單元的陣列。光電模塊可以包括布線板。布線板和陣列中的至少一個可以包括對準(zhǔn)標(biāo)記。根據(jù)實施例，提供了一種制造光電模塊的方法，該方法包括:提供半導(dǎo)體基底，半導(dǎo)體基底包括在半導(dǎo)體基底的第一表面分隔開的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，第一半導(dǎo)體層包括第一導(dǎo)電類型的摻雜劑，第二半導(dǎo)體層包括第二導(dǎo)電類型的摻雜劑；在第一表面上形成鈍化膜；在鈍化膜中形成通孔以暴露第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層；通過圖案印刷將單層絕緣層涂到鈍化膜上，使得鈍化膜中的通孔延伸穿過單層絕緣層；形成第一電極和第二電極，第一電極和第二電極填充通孔以接觸第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，第一電極和第二電極通過以下步驟形成:在通孔中形成導(dǎo)電材料的種子層達第一深度，以及在種子層上形成導(dǎo)電連接層以填充通孔的剩余深度并從單層絕緣層的下表面凸出。單層絕緣層可以由通過絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷涂到鈍化膜并通過固化固定到鈍化膜的熱固性材料形成。可以通過濺射將種子層形成為初始厚度，然后可以通過電鍍或光誘導(dǎo)鍍覆將種子層形成為最終厚度。導(dǎo)電連接層可以由焊接材料制成并通過圖案印刷形成。該方法還可以包括:提供包括絕緣基底和在絕緣基底上的導(dǎo)電圖案的布線板；將第一電極和第二電極與布線板的導(dǎo)電圖案對準(zhǔn)；以及將第一電極和第二電極結(jié)合到導(dǎo)電圖案。導(dǎo)電連接層可以由焊接材料制成。可以通過加熱第一電極和第二電極的導(dǎo)電連接層執(zhí)行第一電極和第二電極與布線板的導(dǎo)電圖案的結(jié)合。提供半導(dǎo)體基底的步驟可以包括:蝕刻半導(dǎo)體基底的第二表面以在第二表面中提供不平坦的紋理圖案，以及在第二表面上形成抗反射膜。


通過參照附圖詳細地描述示例性實施例，特征對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講將變得明顯，在附圖中:圖1示出了根據(jù)實施例的光電模塊的透視圖。圖2示出了沿圖1中示出的I1-1I線截取的剖視圖。圖3示出了圖2中的一部分的放大剖視圖。圖4A至圖4D示出了用于描述根據(jù)對比示例的光電模塊的制造方法的階段的剖視圖。圖5A至圖5L示出了用于描述根據(jù)實施例的光電模塊的制造方法的階段的剖視圖。圖6示出了示出第一電極和第二電極的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖7A和圖7B示出了根據(jù)另一實施例的光電模塊的平面圖，其中，圖7A是光電單元的陣列的平面圖，圖7B示出了結(jié)合到圖7A中示出的光電單元的陣列的布線板的平面圖。
具體實施方式
現(xiàn)在，將在下文中參照附圖更充分地描述示例實施例；然而，示例實施例可以以不同的形式實施，并且不應(yīng)該被解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底的和完全的，這些實施例將把本發(fā)明的范圍充分地傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了示出的清楚起見，可以夸大層和區(qū)域的尺寸。還將理解的是，當(dāng)層或元件被稱作“在”另一層或基底“上”時，它可以直接在所述另一層或基底上，或者也可以存在中間層。相同的標(biāo)號始終指示相同的元件。圖1是根據(jù)實施例的光電模塊的透視圖。圖2是沿圖1中示出的I1-1I線截取的剖視圖。參照圖1和圖2，光電模塊可以包括布線板200以及面對布線板200并且電連接到布線板200上的光電單元S。參照圖2，光電單元S可以包括:半導(dǎo)體基底100 ;第一半導(dǎo)體層111和第二半導(dǎo)體層112，交替地形成在半導(dǎo)體基底100中；第一電極121和第二電極122，分別連接到第一半導(dǎo)體層111和第二半導(dǎo)體層112。半導(dǎo)體基底100可以具有第一表面IOOa和與第一表面IOOa相對的第二表面IOOb0例如，可以通過在半導(dǎo)體基底100的第一表面IOOa上形成發(fā)射極電極和基極電極(第一電極121和第二電極122) 二者，以及使用不包括電極結(jié)構(gòu)的第二表面IOOb作為受光表面來形成背接觸結(jié)構(gòu)，從而可以增加有效的入射光并可以減少光學(xué)損失。更具體地講，由于通過在半導(dǎo)體基底100的受光表面上不形成電極來形成背接觸結(jié)構(gòu)，所以與電極形成在受光表面上的太陽能電池結(jié)構(gòu)相比，可以減少因電極導(dǎo)致的光學(xué)損失，并且可以獲得高輸出。半導(dǎo)體基底100可以通過在第二表面IOOb上接收光來產(chǎn)生光生載流子。術(shù)語“光生載流子”可以指因光被吸收到半導(dǎo)體基底100中而產(chǎn)生的空穴和電子?？梢詫雽?dǎo)體基底100形成為η導(dǎo)電型或P導(dǎo)電型的單晶硅(Si)基底或多晶硅(Si)基底。例如，根據(jù)實施例，可以將半導(dǎo)體基底100形成為η型單晶Si基底。包括不平坦圖案的紋理結(jié)構(gòu)R可以形成在半導(dǎo)體基底100的第二表面IOOb上。紋理結(jié)構(gòu)R可以減少入射光的反射率，并且可以是包括多個微小凸起的不平坦表面的形式?？狗瓷淠?60可以形成在半導(dǎo)體基底100的第二表面IOOb上?？梢詫⒖狗瓷淠?60形成為氮化硅(SiNx)膜或氧化硅(SiOx)膜。例如，可以將抗反射膜160形成為51隊膜或SiOx膜的單層或者包括具有不同折射率的SiNx膜和SiOx膜的多層膜?？狗瓷淠?60可以防止由半導(dǎo)體基底100產(chǎn)生的載流子的表面復(fù)合，因此可以提高載流子收集效率。例如，抗反射膜160可以減少因半導(dǎo)體基底100的表面缺陷而導(dǎo)致的表面復(fù)合損失，并且可以改善載流子收集效率。根據(jù)另一實施例，除抗反射膜160之外，在半導(dǎo)體基底100的第二表面IOOb上還可以形成鈍化膜(未示出)?？梢詫⑩g化膜形成為本征半導(dǎo)體層、摻雜半導(dǎo)體層、SiNx膜或SiOx膜。本征半導(dǎo)體層或摻雜半導(dǎo)體層可以通過在半導(dǎo)體基底100上氣相沉積非晶硅(a-Si)而形成。例如，鈍化膜可以具有與半導(dǎo)體基底100的導(dǎo)電型相同的導(dǎo)電型，并且可以以比半導(dǎo)體基底100的濃度高的濃度進行摻雜，從而形成表面電場。具有相反導(dǎo)電型的第一半導(dǎo)體層111和第二半導(dǎo)體層112可以形成在半導(dǎo)體基底100的第一表面IOOa中。第一半導(dǎo)體層111和第二半導(dǎo)體層112可以形成用于分開地收集由半導(dǎo)體基底100產(chǎn)生的載流子的發(fā)射極和基極?？梢酝ㄟ^將P型摻雜劑或η型摻雜劑擴散到半導(dǎo)體基底100中來形成第一半導(dǎo)體層111。例如，第一半導(dǎo)體層111可以以與η型半導(dǎo)體基底100的導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型(即，P型)進行摻雜，并且第一半導(dǎo)體層111可以形成用于從η型半導(dǎo)體基底100收集少數(shù)載流子(minor carrier)(例如,空穴)的發(fā)射極?？梢酝ㄟ^將P型摻雜劑或η型摻雜劑擴散到半導(dǎo)體基底100中來形成第二半導(dǎo)體層112。例如，第二半導(dǎo)體層112可以以與η型半導(dǎo)體基底100的導(dǎo)電型相同的導(dǎo)電型(即，η型)進行摻雜，并且第二半導(dǎo)體層112可以形成用于從η半導(dǎo)體基底100收集多數(shù)載流子(major carrier)(例如，電子)的基極。鈍化膜140可以形成在半導(dǎo)體基底100的第一表面IOOa上。鈍化膜140可以防止由半導(dǎo)體基底100產(chǎn)生的載流子的表面復(fù)合，因此可以提高載流子收集效率。例如，鈍化膜140可以減少因半導(dǎo)體基底100的表面缺陷導(dǎo)致的表面復(fù)合損失，并且可以提高載流子收集效率。鈍化膜140可以形成為SiNx膜或SiOx膜。絕緣層150可以形成在鈍化膜140上。絕緣層150可以防止具有相反導(dǎo)電型的第一電極121和第二電極122之間的電短路，并可以使第一電極121和第二電極122彼此絕緣。可以通過執(zhí)行絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷來圖案印刷絕緣層150，例如，以打開用于電極連接的通孔130。例如，絕緣層150可以由具有根據(jù)溫度變化的可變流動性并且在高溫下可固化的熱固性樹脂形成，例如，聚酰胺或聚酰亞胺。通過在大約100°C至大約150°C執(zhí)行初次固化并且在等于或大于大約300°C的高溫下執(zhí)行二次固化，可以將絕緣層150固定在鈍化膜140上。絕緣層150可以包括在絕緣層150的與鈍化膜140相反側(cè)上的下表面(這里，術(shù)語絕緣層150的“下表面”相對于絕緣層150在圖2、圖3和圖5H-圖5L中的定位而定義)。圖3是圖2中的一部分的放大剖視圖。參照圖3，第一電極121和第二電極122通過通孔130分別電連接到半導(dǎo)體基底100的第一半導(dǎo)體層111和第二半導(dǎo)體層112，其中，通孔130從絕緣層150的下表面穿透至半導(dǎo)體基底100。例如，通孔130可以沿著絕緣層150和鈍化膜140的厚度方向形成。絕緣層150可以形成為單層，在這種情況下，通孔130的總深度dt可以等于鈍化膜140的厚度tl和絕緣層150的厚度t2之和(S卩，dt = tl+t2)。由于單層絕緣層150與包括多層絕緣層的結(jié)構(gòu)相比可以確保第一電極121和第二電極122之間的電絕緣并且可以防止正極和負極之間的短路，所以可以降低絕緣層150的材料成本，并且可以極大地減少形成絕緣層150的一系列工藝(例如，印刷、圖案化和固化)。通孔130可以暴露第一半導(dǎo)體層111和第二半導(dǎo)體層112，并且可以將第一半導(dǎo)體層111和第二半導(dǎo)體層112分別連接到第一電極121和第二電極122。例如，通孔130可以與交替地布置在半導(dǎo)體基底100上的第一半導(dǎo)體層111和第二半導(dǎo)體層112對應(yīng)地形成為多個。更具體地講，第一電極121可以包括形成為填充通孔130的第一深度dl的種子層121a和形成為填充通孔130的第二深度d2的導(dǎo)電連接層121b，第二電極122可以包括形成為填充通孔130的第一深度dl的種子層122a和形成為填充通孔130的第二深度d2的導(dǎo)電連接層122b。通孔130的第一深度dl和第二深度d2代表通孔130的總深度dt的不同部分。例如，第一深度dl和第二深度d2之和可以等于通孔130的總深度dt (即，dt =dl+d2)。導(dǎo)電連接層121b和122b可以填充通孔130的第二深度d2，然后可以延伸為從絕緣層150的下表面凸出預(yù)定厚度t3。種子層121a和122a可以填充通孔130的第一深度dl，并可以形成在通孔130中。這樣，種子層121a和122a不從絕緣層150的下表面凸出，并且可以具有成臺階并且凹進絕緣層150中的端表面st。S卩，種子層121a和122a的端表面st與絕緣層的下表面可以彼此成臺階。例如，種子層121a和122a的厚度(即，通孔130的填充有種子層121a和122a的第一深度dl)可以為絕緣層150的厚度t2的大約1/2。例如，如果絕緣層150具有大約20 μ m的厚度，則種子層121a和122a可以具有大約IOym的厚度。種子層121a和122a形成為用于形成導(dǎo)電連接層121b和122b的下層，種子層121a和122a中的每個的端面st與相應(yīng)的導(dǎo)電連接層構(gòu)成界面。種子層121a和122a可以由諸如Ag的導(dǎo)電材料形成。例如，種子層可以由80% Ag的導(dǎo)電材料形成?？梢酝ㄟ^執(zhí)行濺射或者諸如電鍍或光誘導(dǎo)鍍覆(LIP)的鍍覆來形成種子層121a和122a。例如，可以通過執(zhí)行濺射將種子層121a和122a形成為初始厚度，然后可以通過執(zhí)行諸如電鍍或LIP的鍍覆將種子層121a和122a精確地形成為最終厚度。可以通過執(zhí)行濺射將用于后續(xù)鍍覆工藝的基層形成為初始厚度，然后可以通過執(zhí)行鍍覆精確地控制種子層121a和122a的最終厚度。因此，種子層121a和122a可以僅填充通孔130的部分深度(S卩，第一深度dl)而未填充剩余的第二深度d2。因此，通孔130的第二深度d2可以限定用于導(dǎo)電連接層121b和122b的第一電極位置Pl和第二電極位置P2?？梢苑乐谷绻麑?dǎo)電連接層121b和122b熔化并且從第一電極位置Pl和第二電極位置P2流向?qū)?yīng)于相反極性的第二電極位置P2和第二電極位置Pl而可能導(dǎo)致的正極和負極之間的短路。導(dǎo)電連接層121b和122b形成在種子層121a和122a上。導(dǎo)電連接層121b和122b可以在通孔130中形成在種子層121a和122a的端界面st上。導(dǎo)電連接層121b和122b可以填充通孔130的第二深度d2，然后可以從絕緣層150的下表面凸出預(yù)定厚度t3。導(dǎo)電連接層121b和122b可以從絕緣層150向下凸出。因?qū)щ娺B接層121b和122b的凸出部分，光電單元S和布線板200可以電連接。導(dǎo)電連接層121b和122b可以填充凹進的通孔130的第二深度d2。因此，可以防止因?qū)щ娺B接層121b和122b的流動導(dǎo)致的第一電極121和第二電極122之間的短路?，F(xiàn)在將提供其詳細描述。導(dǎo)電連接層12Ib和122b可以結(jié)合在光電單元S和布線板200之間，并可以將光電單元S和布線板200電連接。例如，可以在布線板200上對準(zhǔn)其上形成有導(dǎo)電連接層121b和122b的光電單元S，并且可以通過在高溫下執(zhí)行回流焊將導(dǎo)電連接層121b和122b結(jié)合在光電單元S和布線板200之間，從而將光電單元S和布線板200彼此電連接。在這種情況下，當(dāng)將導(dǎo)電連接層121b和122b加熱至熔化或半熔化狀態(tài)并在光電單元S和布線板200之間穩(wěn)固地形成導(dǎo)電結(jié)合時，如果具有流動性的導(dǎo)電連接層121b和122b從它們正確的位置流向其他位置，則在第一電極121和第二電極122之間可能發(fā)生短路。根據(jù)實施例，由于導(dǎo)電連接層121b和122b填充凹進的通孔130的第二深度d2，所以熔化的導(dǎo)電連接層121b和122b可以集中在通孔130上，并可以通過通孔130限定導(dǎo)電連接層121b和122b的正確位置。因此，可以防止如果導(dǎo)電連接層121b因過度流動性從其正確位置(即，第一電極位置Pl)流向第二電極位置P2或者如果導(dǎo)電連接層122b因過度流動性從其正確位置(即，第二電極位置P2)流向第一電極位置Pl而可能導(dǎo)致的短路。圖4A至圖4D是用于描述根據(jù)對比示例的光電單元S’的制造方法的階段的剖視圖。參照圖4A，在光電單元S’的一個表面上形成第一絕緣層151’，在第一絕緣層151’中形成用于電極連接的通孔130’。然后，如圖4B所示，第一電極層121’填充通孔130’。如果在這種狀態(tài)下在布線板上組裝光電單元S’，則因第一電極層121’的流動性而會容易發(fā)生短路。因此，如圖4C所示，在第一電極層121’之間填充第二絕緣層152’，如圖4D所示，形成寬度比第一電極層121’的寬度小的第二電極層122’，然后在布線板上組裝光電單元S，。在對比示例中，由于將包括第一絕緣層151’和第二絕緣層152’的多層絕緣層形成為用于防止正極和負極之間的短路的絕緣層，所以浪費了具有相對高的價格的絕緣層的材料成本并且重復(fù)工藝來形成第一絕緣層151’和第二絕緣層152’中的每一個。S卩，重復(fù)諸如膏體印刷、精確圖案化、低溫固化和高溫固化的一系列工藝來形成第一絕緣層151’和第二絕緣層152’中的每一個。此外，由于用于連接光電單元S’和布線板的第二電極層122’形成在相對平坦的表面上，所以不能容易地阻擋第二電極層122’的流動，熔化的第二電極層122’可以從它們的正確位置自由地流走，因此在光電單元S’的正極和負極之間可能發(fā)生短路。當(dāng)與對比示例相比時，根據(jù)圖3的實施例，由于使用單層絕緣層150，所以可以降低用于絕緣層150的材料成本，并且可以極大地減少用于形成絕緣層150的例如印刷、圖案化和固化的一系列工藝。此外，由于用于連接光電單元S和布線板200的導(dǎo)電連接層121b和122b填充凹進的通孔130的第二深度d2，所以可以有效地阻擋導(dǎo)電連接層121b和122b的流動，并且可以防止光電單元S的正極和負極之間的短路。當(dāng)形成單層絕緣層150時，由于在通孔130中形成電極結(jié)構(gòu)(即，種子層121a和122a以及導(dǎo)電連接層121b和122b的部分)，所以可以減小光電單元S的總厚度，并且可以提供薄的光電單元S。返回參照圖3，導(dǎo)電連接層121b可以包括具有不同寬度的第一部分121ba和第二部分121bb，導(dǎo)電連接層122b可以包括具有不同寬度的第一部分122ba和第二部分122bb。導(dǎo)電連接層121b和122b可以以鉚釘形狀形成。第一部分121ba和122ba可以填充通孔130的第二深度d2，并且可以形成在通孔130中以具有相對窄的寬度。第二部分121bb和122bb可以從絕緣層150的下表面凸出預(yù)定厚度t3，并且可以形成為具有相對寬的寬度以覆蓋絕緣層150的部分下表面。由于導(dǎo)電連接層121b和122b的面向布線板200的第二部分121bb和122bb形成為具有相對寬的寬度，所以可以減小相對布線板200的連接電阻?？梢酝ㄟ^使用例如焊料、焊膏或焊球形成導(dǎo)電連接層121b和122b，導(dǎo)電連接層121b和122b可以由具有導(dǎo)電性、具有在光電單元S和布線板200之間的可結(jié)合性并且具有低熔點的導(dǎo)電材料形成。返回參照圖2，光電單元S面向布線板200，結(jié)合到布線板200上并且電連接到布線板200上。布線板200包括絕緣基底210和形成在絕緣基底210上的導(dǎo)電圖案250。絕緣基底210可以由電阻比導(dǎo)電圖案250的電阻高的絕緣材料形成，例如，由聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。電連接到光電單元S的第一電極121和第二電極122的導(dǎo)電圖案250可以形成在絕緣基底210上，更具體地講，可以形成在絕緣基底210的面對光電單元S的一個表面上。導(dǎo)電圖案250用于提取由光電單元S產(chǎn)生的電能。導(dǎo)電圖案250可以包括分別電連接到光電單元S的第一電極121和第二電極122的第一導(dǎo)電圖案251和第二導(dǎo)電圖案252。第一導(dǎo)電圖案251電連接到光電單元S的第一電極121，第二導(dǎo)電圖案252電連接到光電單元S的第二電極122。對于第一導(dǎo)電圖案251和第二導(dǎo)電圖案252的相對位置，例如，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電圖案251電連接到光電單元S的第一電極121時，第二導(dǎo)電圖案252可以與光電單元S的第二電極122疊置。同樣地，當(dāng)?shù)诙?dǎo)電圖案252電連接到光電單元S的第二電極122時,第一導(dǎo)電圖案251可以與光電單兀S的第一電極121疊置。通過在布線板200上對準(zhǔn)其中形成有導(dǎo)電連接層121b和122b的光電單元S，并且在高溫下執(zhí)行回流焊以在光電單元S和布線板200之間結(jié)合導(dǎo)電連接層121b和122b與導(dǎo)電圖案251和252，可以將布線板200的第一導(dǎo)電圖案251和第二導(dǎo)電圖案252分別電連接到光電單元S的第一電極121和第二電極122，從而將布線板200和光電單元S電連接。導(dǎo)電圖案250可以由電阻比絕緣基底210的電阻低的導(dǎo)電材料形成，例如，由諸如銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)或鋁(Al)的金屬材料形成。例如，通過在絕緣基底210上形成諸如薄Cu膜的導(dǎo)電層(未示出)、在導(dǎo)電層上形成抗蝕劑圖案(未示出)以及蝕刻導(dǎo)電層的預(yù)定部分，可以形成導(dǎo)電圖案250。圖5A至圖5L是用于描述根據(jù)實施例的光電模塊的制造方法的階段的剖視圖。首先，如圖5A所示，可以準(zhǔn)備半導(dǎo)體基底100。例如，可以將半導(dǎo)體基底100準(zhǔn)備成η型晶體Si晶片。然后，如圖5Β所示，可以紋理化半導(dǎo)體基底100的第二表面100b。例如，可以在半導(dǎo)體基底100的第一表面IOOa上形成蝕刻掩模(未不出)，并可以蝕刻半導(dǎo)體基底100的第二表面100b。更具體地講，通過利用諸如KOH或NaOH的堿溶液各向異性蝕刻半導(dǎo)體基底100，可以在半導(dǎo)體基底100的第二表面IOOb中形成具有不平坦圖案的紋理結(jié)構(gòu)R。然后，如圖5C所示，可以在半導(dǎo)體基底100的第二表面IOOb上形成抗反射膜160?？梢詫⒖狗瓷淠?60形成為SiOx膜或SiNx膜。例如，可以將抗反射膜160形成為SiOx膜或SiNx膜的單層或者具有不同折射率的SiOx膜和SiNx膜的多層?？梢酝ㄟ^執(zhí)行熱氧化或化學(xué)氣相沉積(CVD)形成抗反射膜160。如圖所不，可以在半導(dǎo)體基底100的第一表面IOOa上形成第一擴散掩模Ml。在這種情況下，第一擴散掩模Ml可以限定第一半導(dǎo)體區(qū)域Al，并可以具有與第一半導(dǎo)體區(qū)域Al對應(yīng)的開口的圖案?？梢酝ㄟ^將第一導(dǎo)電類型摻雜劑擴散到由第一擴散掩模Ml暴露的第一半導(dǎo)體區(qū)域Al中來形成第一半導(dǎo)體層111。例如，可以將BBr3作為摻雜源通過載氣注入到擴散管(未示出)中的半導(dǎo)體基底100上，P型摻雜劑(硼(B))可以擴散到暴露的第一半導(dǎo)體區(qū)域Al中。然后，可以除去不用的第一擴散掩模Ml和在摻雜劑擴散工藝過程中另外形成的玻璃層(硼硅玻璃(BSG)層，未示出)。然后,如圖5E所不,可以在半導(dǎo)體基底100的第一表面IOOa上形成第二擴散掩模M2。在這種情況下，第二擴散掩模M2可以限定第二半導(dǎo)體區(qū)域A2，并可以具有與第二半導(dǎo)體區(qū)域A2對應(yīng)的開口的圖案。然后，可以通過將第二導(dǎo)電類型摻雜劑擴散到由第二擴散掩模M2暴露的第二半導(dǎo)體區(qū)域A2中來形成第二半導(dǎo)體層112。例如，可以將POClJt為摻雜源通過載氣注入到擴散管(未示出)中的半導(dǎo)體基底100上，η型摻雜劑(磷(P))可以擴散到暴露的第二半導(dǎo)體區(qū)域Α2中。然后，可以除去不用的第二擴散掩模M2和在摻雜劑擴散工藝過程中另外形成的玻璃層(磷硅酸玻璃(PSG)層，未示出)。然后，如圖5F所示，可以在半導(dǎo)體基底100的第一表面IOOa上形成鈍化膜140。例如，可以通過執(zhí)行熱氧化或CVD將鈍化膜140形成為SiOx膜或SiNx膜。然后，如圖5G所示，可以在鈍化膜140中形成通孔130?？梢酝ㄟ^將覆蓋第一半導(dǎo)體層111和第二半導(dǎo)體層112的鈍化膜140的部分除去來形成用于電極連接的通孔130。例如，通孔130可以與交替地布置在半導(dǎo)體基底100上的第一半導(dǎo)體層111和第二半導(dǎo)體層112對應(yīng)地形成為多個。作為示例，可以通過使用蝕刻膏形成通孔130。然后，如圖5Η所示，可以在鈍化膜140上形成絕緣層150?？梢酝ㄟ^執(zhí)行例如絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷來圖案印刷絕緣層150，以延伸用于電極連接的通孔130。例如，絕緣層150可以由具有根據(jù)溫度變化的可變流動性并且在高溫下可固化的熱固性樹脂(例如，聚酰胺或聚酰亞胺)形成。通過在大約100°C至大約150°C執(zhí)行初次固化并且在等于或大于大約300°C的高溫下執(zhí)行二次固化，可以將絕緣層150固定在鈍化膜140上。絕緣層150可以包括在絕緣層150的與鈍化膜140相對側(cè)上的下表面。然后，如圖51所示，可以在通孔130中形成種子層121a和122a。種子層121a和122a填充通孔130的第一深度dl，并且由于通孔130的剩余的第二深度d2而具有從絕緣層150的下表面成臺階并凹進的端表面st?？梢酝ㄟ^執(zhí)行濺射或者諸如電鍍或LIP的鍍覆形成種子層121a和122a。例如，可以通過執(zhí)行濺射將種子層121a和122a形成為初始厚度，然后可以通過執(zhí)行諸如電鍍或LIP的鍍覆將種子層121a和122a精確地形成為最終厚度。然后，如圖5J所示，可以在種子層121a和122a上形成導(dǎo)電連接層121b和122b。導(dǎo)電連接層121b和122b可以由具有導(dǎo)電性、具有在光電單元S和布線板200之間的可結(jié)合性并且具有低熔點的導(dǎo)電材料形成。例如，可以通過執(zhí)行絲網(wǎng)印刷和噴墨印刷并通過使用焊料、焊膏或焊球圖案印刷導(dǎo)電連接層121b和122b。例如，導(dǎo)電連接層121b和122b可以填充通孔130的第二深度d2，并可以從絕緣層150的下表面凸出。當(dāng)在結(jié)合工藝(將在下面進行描述)中加熱至熔化或半熔化狀態(tài)時，導(dǎo)電連接層121b和122b具有流動性。因此，可以在結(jié)合工藝中獲得導(dǎo)電連接層121b和122b的形成為填充通孔130的第二深度d2的最終形式。如圖5K所示，可以將如上所述形成的光電單元S連接到布線板200上?？梢耘c光電單元S分開地制造和提供連接到光電單元S的布線板200。布線板200可以包括絕緣基底210和形成在絕緣基底210上的導(dǎo)電圖案。例如，通過在包括諸如PEN或PET的絕緣材料的絕緣基底210上形成諸如薄的Cu、AiuAg或Al膜的薄金屬膜、在薄金屬膜上形成抗蝕劑圖案(未示出)以及蝕刻薄金屬膜的預(yù)定部分，可以獲得其上形成有第一導(dǎo)電圖案251和第二導(dǎo)電圖案252的布線板200。如果準(zhǔn)備了布線板200，則可以在布線板200上對準(zhǔn)光電單元S。例如，可以在布線板200和光電單元S上形成對準(zhǔn)標(biāo)記(未示出)，通過使用對準(zhǔn)標(biāo)記可以將光電單元S的第一電極121和第二電極122與布線板200的第一導(dǎo)電圖案251和第二導(dǎo)電圖案252準(zhǔn)確地對準(zhǔn)。然后，如圖5L所示，可以將光電單元S與布線板200相互結(jié)合。例如，可以通過使用回流焊執(zhí)行所述結(jié)合，通過在爐子(未示出)中將導(dǎo)電連接層121b和122b加熱到在光電單元S和布線板200之間的熔化和半熔化狀態(tài)，可以將光電單元S和布線板200相互電
彡口口 圖6是示出光電單元S的第一電極121和第二電極122的結(jié)構(gòu)的平面圖。參照圖6，第一電極121和第二電極122可以以彼此齒合的梳子的交錯形狀形成。第一電極121包括沿一個方向(Zl)延伸的多個第一指電極121f以及沿方向(Z2)延伸以與第一指電極121f的端部交叉并用于連接第一指電極121f的第一收集電極121c。例如，第一指電極121f可以以條形圖案沿一個方向(Zl)形成，第一收集電極121c可以沿幾乎與第一指電極121f垂直的方向(Z2)延伸。第二電極122包括沿一個方向(Zl)延伸的多個第二指電極122f以及沿方向(Z2)延伸以與第二指電極122f的端部交叉并用于連接第二指電極122f的第二收集電極122c。例如，第二指電極122f可以以條形圖案沿一個方向(Zl)形成，第二收集電極122c可以沿幾乎與第二指電極122f垂直的方向(Z2)延伸。第一指電極121f和第二指電極122f可以沿彼此面對的方向延伸，并且可以以交替的圖案彼此齒合或彼此交錯。例如，`第一半導(dǎo)體層111和第二半導(dǎo)體層112形成在接觸第一指電極121f和第二指電極122f的半導(dǎo)體基底100中(見圖1和圖2)。第一電極121和第二電極122不限于上述形狀、布置和數(shù)量，并且可以進行各種改變。圖7A和圖7B是根據(jù)另一實施例的光電模塊的平面圖。圖7A不出了形成光電模塊的第一光電單兀SI至第三光電單兀S3的陣列。第一光電單兀SI至第三光電單兀S3中的每個光電單元可以具有圖2和圖3中示出的結(jié)構(gòu)，包括第一指電極121f和第一收集電極121c的第一電極121以及包括第二指電極122f和第二收集電極122c的第二電極122可以形成在第一光電單元SI至第三光電單元S3中的每個光電單元上。圖7B示出了結(jié)合到圖7A中示出的第一光電單元SI至第三光電單元S3的布線板300。S卩，第一光電單兀SI至第三光電單兀S3可以在一個布線板300上排列成陣列形式，并可以通過布線板300彼此電連接，從而形成光電模塊。例如，第一光電單元SI至第三光電單元S3可以分別設(shè)置在布線板300上的第一單元位置SI’至第三單元位置S3’。第一光電單元SI至第三光電單元S3不限于圖7A和圖7B中示出的布置和數(shù)量，并可以進行各種改變。例如，第一光電單元SI至第三光電單元S3可以在布線板300的二維平面上沿行方向和列方向布置。布線板300可以包括絕緣基底310和形成在絕緣基底310上的導(dǎo)電圖案350。導(dǎo)電圖案350可以包括第一導(dǎo)電圖案351和第二導(dǎo)電圖案352，第一導(dǎo)電圖案351和第二導(dǎo)電圖案352形成在第一單元位置SI’至第三單元位置S3’的每個單元位置處并電連接到第一光電單元SI至第三光電單元S3中的第一電極121和第二電極122，導(dǎo)電圖案350還可以包括用于電連接相鄰的第一光電單元SI至第三光電單元S3的連接圖案353。例如,第一導(dǎo)電圖案351可以形成為與第一光電單兀SI至第三光電單兀S3中的第一電極121對應(yīng)。第一導(dǎo)電圖案351可以以沿一個方向(Zl)延伸的條形圖案形成為與第一電極121的第一指電極121f對應(yīng)。第二導(dǎo)電圖案352可以形成為與第一光電單元SI至第三光電單元S3中的第二電極122對應(yīng)。第二導(dǎo)電圖案352可以以沿一個方向(Zl)延伸的條形圖案形成為與第二電極122的第二指電極122f對應(yīng)。例如，第一導(dǎo)電圖案351和第二導(dǎo)電圖案352可以以交替圖案相互齒合或交錯。連接圖案353可以形成在相鄰的第一單元位置SI’至第三單元位置S3’之間，并且可以將相鄰的第一導(dǎo)電圖案351和第二導(dǎo)電圖案352相互連接。例如，連接圖案353可以通過將相鄰的第一單元位置SI’至第三單元位置S3’之間的第一導(dǎo)電圖案351和第二導(dǎo)電圖案352電連接(即，通過將具有相反導(dǎo)電類型的第一導(dǎo)電圖案351和第二導(dǎo)電圖案352連接)而將相鄰的第一光電單元SI至第三光電單元S3串聯(lián)。例如，連接圖案353可以與第一導(dǎo)電圖案351和第二導(dǎo)電圖案352 —體地形成。連接圖案353可以在直線上沿一個方向(Z2)延伸，具有相反導(dǎo)電類型的第一導(dǎo)電圖案351和第二導(dǎo)電圖案352可以與連接圖案353垂直地沿兩個相反的方向(土Zl)延伸。連接圖案353可以與第一光電單元SI至第三光電單元S3的第一收集電極121c和第二收集電極122c疊置，并可以電連接到第一光電單元SI至第三光電單元S3的第一收集電極121c和第二收集電極122c。例如，第一導(dǎo)電圖案351和第二導(dǎo)電圖案352可以分別電連接到第一光電單元SI至第三光電單元S3的第一指電極121f和第二指電極122f，連接圖案353可以與第一光電單元SI至第三光電單元S3的第一收集電極121c和第二收集電極122c疊置。例如，連接圖案353可以在第一單元位置SI’至第三單元位置S3’中的每個單元位置的兩端處電連接到第一電極121的第一收集電極121c和第二電極122的第二收集電極122c。沿第一單元位置SI’至第三單元位置S3’的方向形成在布線板300的兩端處的每個連接圖案353可以電連接到另一陣列的光電單元(未示出)或用于將電能提供至外部電路的端子(未示出)。布線板300的導(dǎo)電圖案350可以與第一光電單元SI至第三光電單元S3的第一電極121和第二電極122疊置。因此，可以增大第一電極121和第二電極122的有效電極厚度，因此，可以減少第一電極121和第二電極122的串聯(lián)電阻。第一電極121和第二電極122可以形成由半導(dǎo)體基底100產(chǎn)生的載流子的電流通路。因此，如果增大有效電極厚度，則可以減小電流通路的串聯(lián)電阻，并可以提高光電效率。然而，導(dǎo)電圖案350不限于上述形狀、布置和數(shù)量，并可以進行各種改變。用于對準(zhǔn)第一光電單元SI至第三光電單元S3的對準(zhǔn)單元360可以形成在布線板300上。例如，對準(zhǔn)單元360可以使用導(dǎo)電圖案350與第一光電單元SI至第三光電單元S3之間的相對對準(zhǔn)，并可以限定正確的組裝位置。對準(zhǔn)單元360不僅可以在布線板300上形成為對準(zhǔn)標(biāo)記，還可以在第一光電單元SI至第三光電單元S3上形成為對準(zhǔn)標(biāo)記。對準(zhǔn)標(biāo)記可以形成在布線板300和第一光電單元SI至第三光電單元S3的對應(yīng)角處。
通過總結(jié)和回顧的方式，根據(jù)本實施例，通過將相反極性之間的絕緣結(jié)構(gòu)形成為單層，可以降低高材料成本，并且與重復(fù)諸如膏體印刷、圖案化、低溫固化和高溫固化的一系列工藝來形成每個絕緣層的多層絕緣結(jié)構(gòu)相比，可以減少制造工藝的數(shù)量。除了因單層絕緣結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的成本下降和工藝數(shù)量減少之外，通過改善用于光電單元和布線板之間結(jié)合的導(dǎo)電連接層的結(jié)構(gòu)，可以有效地防止由導(dǎo)電連接層的過度流動性導(dǎo)致的第一電極和第二電極之間的短路。這里已公開了示例實施例，雖然使用了特定的術(shù)語，但使用這些術(shù)語將僅以一般和描述的意義解釋，而不是出于限制的目的。在一些情況下，如自提交本申請時起本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白的，結(jié)合具體實施例描述的特征、特性和/或元件可以單獨地使用，或者可以與結(jié)合其他實施例描述的特征、特性和/或元件組合使用，除非另外明確地指出。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離在權(quán)利要求書中闡述的精神和范圍的情況下，可以做出形式和細節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種光電模塊，所述光電模塊包括光電單元，所述光電單元包括: 半導(dǎo)體基底； 第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，在半導(dǎo)體基底的表面彼此分隔開； 絕緣層，覆蓋半導(dǎo)體基底的所述表面，絕緣層包括暴露第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層的通孔；以及 第一電極和第二電極，填充通孔以分別接觸第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，第一電極和第二電極從絕緣層凸出， 其中，絕緣層為單層的形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，所述光電模塊還包括布線板，布線板包括絕緣基底和在絕緣基底上的導(dǎo)電圖案，光電單元的絕緣層面對布線板，第一電極和第二電極結(jié)合到布線板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，所述光電模塊還包括在半導(dǎo)體基底的所述表面與絕緣層之間的鈍化膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其中，絕緣層是固化的熱固性樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電模塊，其中，第一電極和第二電極分別包括種子層和導(dǎo)電連接層，種子層從第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層開始填充通孔達預(yù)定的第一深度，導(dǎo)電連接層填充通孔的剩余部分并從絕緣層的下表面凸出。
6.根據(jù) 權(quán)利要求5所述的光電模塊,其中: 每個種子層具有端面，從而多個種子層提供多個端面，每個種子層的端面與相應(yīng)的導(dǎo)電連接層構(gòu)成界面，以及 其中，種子層的端面和絕緣層的下表面彼此成臺階。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電模塊，其中，通孔的被種子層填充的預(yù)定的第一深度等于絕緣層的厚度的一半。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電模塊，其中，導(dǎo)電連接層包括焊接材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電模塊,其中，導(dǎo)電連接層包括第一部分和第二部分,第一部分接觸種子層的端面、填充通孔的剩余部分并具有第一寬度，第二部分從絕緣層的下表面凸出并具有第二寬度，第二寬度比第一寬度寬。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光電模塊，其中: 在布線板的絕緣基底上的導(dǎo)電圖案包括彼此分隔開的第一導(dǎo)電圖案和第二導(dǎo)電圖案，以及 第一電極結(jié)合到第一導(dǎo)電圖案，第二電極結(jié)合到第二導(dǎo)電圖案。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其中，第一半導(dǎo)體層包括第一導(dǎo)電類型的摻雜齊U，第二半導(dǎo)體層包括第二導(dǎo)電類型的摻雜劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電模塊，其中: 第一電極和第二電極形成交錯的電極圖案，以及 布線板的絕緣基底上的導(dǎo)電圖案對應(yīng)于所述交錯的電極圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其中: 光電單元為多個以形成光電單元的陣列， 所述光電模塊包括布線板，以及布線板和陣列中的至少一個包括對準(zhǔn)標(biāo)記。
14.一種制造光電模塊的方法，所述方法包括: 提供半導(dǎo)體基底，半導(dǎo)體基底包括在半導(dǎo)體基底的第一表面分隔開的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，第一半導(dǎo)體層包括第一導(dǎo)電類型的摻雜劑，第二半導(dǎo)體層包括第二導(dǎo)電類型的摻雜劑； 在第一表面上形成鈍化膜； 在鈍化膜中形成通孔以暴露第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層； 通過圖案印刷將單層絕緣層涂到鈍化膜上，使得鈍化膜中的通孔延伸穿過單層絕緣層； 形成第一電極和第二電極，第一電極和第二電極填充通孔以接觸第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，第一電極和第二電極通過以下步驟形成:在通孔中形成導(dǎo)電材料的種子層達第一深度；以及在種子層上形成導(dǎo)電連接層以填充通孔的剩余深度并從單層絕緣層的下表面凸出。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，單層絕緣層由通過絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷涂到鈍化膜并通過固化固定到鈍化膜的熱固性材料形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過濺射將種子層形成為初始厚度，然后通過電鍍或光誘導(dǎo)鍍覆將種子層形成為最終厚度。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，導(dǎo)電連接層由焊接材料制成并通過圖案印刷形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述方法還包括: 提供包括絕緣基底和在絕緣基底上的導(dǎo)電圖案的布線板； 將第一電極和第二電極與布線板的導(dǎo)電圖案對準(zhǔn)；以及 將第一電極和第二電極結(jié)合到導(dǎo)電圖案。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中: 導(dǎo)電連接層由焊接材料制成，以及 通過加熱第一電極和第二電極的導(dǎo)電連接層執(zhí)行第一電極和第二電極與布線板的導(dǎo)電圖案的結(jié)合。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，提供半導(dǎo)體基底的步驟包括:蝕刻半導(dǎo)體基底的第二表面以在第二表面中提供不平坦的紋理圖案，以及在第二表面上形成抗反射膜。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光電模塊及其制造方法。該光電模塊包括光電單元，該光電單元包括半導(dǎo)體基底；第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，在半導(dǎo)體基底的表面彼此分隔開；絕緣層，覆蓋半導(dǎo)體基底的表面，絕緣層包括暴露第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層的通孔；第一電極和第二電極，填充通孔以分別接觸第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，第一電極和第二電極從絕緣層凸出，絕緣層為單層的形式。
文檔編號H01L31/0224GK103165692SQ20121053015
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者李勝熙, 樸镕希, 楊政燁, 金范來, 許弼浩, 李東俊 申請人:三星Sdi株式會社