[发明专利]用于制造具有不同掺杂浓度的区域的半导体元件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造半导体元件的方法，尤其是太阳能电池，所述半导体元件具有不同掺杂浓度的区域；本发明还涉及该半导体元件在集成电路、电路、太阳能电池模块中的应用以及具有选择性发射极结构的太阳能电池的制造。 

背景技术

很多半导体元件必须具有不同掺杂浓度区域。在本专利申请的描述中，半导体元件的含义不仅包括商业中使用的电子器件，而且还包括半成品和被掺杂的半导体结构。即，在极个别情况下，甚至是仅具有不同掺杂浓度区域的半导体。 

例如，在制造太阳能电池时，提供了不同程度地掺杂的区域，以通过这种方式形成发射极结构，所述发射极结构的一些区域内被高浓度掺杂，而其另一些区域内被低浓度掺杂。借助这种所谓的选择性发射极结构(其中通常在高浓度掺杂区域内构成有金属触头)，已知能够形成有效电流流动，同时在其余低浓度掺杂区域内形成较低的载流子复合。 

发明内容

本发明的目的，是提出一种简单且廉价的、用于制造具有不同掺杂浓度的区域的半导体元件的方法。 

根据本发明，该目的将通过包括本发明的一个实施例的步骤的方法来实现。 

有利的改进方式是本发明的其他一些实施例的主题。 

本发明的基本思想在于，在一种半导体元件材料的表面的至少一部分上形成一个层，该层阻挡一种掺杂物扩散并可被一种掺杂物渗透。该层随后在至少一个高掺杂区域内被至少部分地除去。随后将在该扩散阻挡层上和在至少一个高掺杂区域内形成掺杂物源。最终，掺杂物将从该掺杂物源扩散到所述半导体元件材料内。在此情况下，该扩散阻挡层是一个多孔层。 

在这种扩散中，掺杂物从形成于至少一个高掺杂区域内的掺杂物源的部分以比较无阻碍的方式进入到半导体元件材料内，这是因为在这里扩散阻挡层已经被至少部分地除去。在一定的扩散时间之后，较多的掺杂物已经进入到这些位置的半导体元件材料内。这样，在高掺杂区域中出现所希望的高掺杂浓度。 

相比之下，在半导体元件材料的表面的部分位于扩散阻挡层之下的那些区域中，仅少量的掺杂物进入到半导体元件材料内。结果，在该区域内半导体元件材料被低浓度地掺杂。在此情况下，未被除去的阻挡层下的半导体元件材料的表面部分中的面电阻与该扩散阻挡层的厚度有关。 

通过这种方式，可以简单且方便地制造具有不同掺杂浓度区域的半导体元件，特别是为此不必采用掩膜步骤，(在掩膜步骤中半导体元件材料的扩散区域的部分借助对于该蚀刻介质呈惰性的材料而免受蚀刻)，并且不必执行多次扩散。 

根据本发明，这样制备的半导体元件可以应用于集成电路或者电路。 

此外，本发明还包括利用根据本发明的方法制造构成半导体元件并具有选择性发射极结构的太阳能电池。 

另外，提供了至少一种根据本发明的方法制造的太阳能电池，其被用于制造太阳能电池模块。 

从原理上讲，任何一种半导体材料都可以应用作为半导体元件材料，尤其是硅、镓或者它们的化合物。当然半导体化合物的应用也是可以想到的。 

在大多数的应用场合中，半导体元件材料具有基本掺杂。例如可采用p型掺杂硅或者n型掺杂硅。为此，可以使用已知的如磷或者硼的掺杂物。待施加的掺杂物和与此相关的掺杂物源，按照半导体元件的工作方式，应该匹配于在半导体元件材料内存在的基本掺杂。这样，在制造具有选择性发射极结构的太阳能电池时，对于例如p型掺杂的太阳能电池材料选择n型掺杂物，例如磷。 

根据本发明的方法的一个方面，通过旋涂和随后的干燥、化学汽相沉积(CVD)或者在炉处理中的热生长，提供了所要形成的所述扩散阻挡层。这种在炉处理中的热生长，可以在例如对于半导体工艺已知的扩散炉的类型的炉中实现。在这里，物质或者混合物通过加热炉的一个管子，在必要情况下借助载运气体，所述物质或混合物与布置在管路中的半导体元件材料如此发生相互作用，即扩散阻挡层将会沉积或累积在半导体元件材料上。