[发明专利]用于构成金属导体结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对具有衬底或层表面形式的、例如太阳能电池的半导体材料进行电镀金属的方法。本发明特别是涉及优化用于提供选择性的金属结构的传统的方法，由此能够改进所产生的产品的技术特性。所述层表面或者衬底的共同特征是它们的材料的小的比电导，其中，待金属化的面或者区域能够为衬底的表面和/或为在所述衬底的表面中的沟道、孔或者盲孔。

背景技术

已知不同的方法用于对例如用于作为晶体管和二极管或太阳能电池的半导体器件的由单晶或者多晶硅形成的这种衬底进行金属化。此外，在此必须注意的是，待覆层的金属的原子不扩散到衬底的材料中，并且由此所述原子不会缓慢地损坏或者完全不会损毁。为了避免所谓的金属迁移，通常在对衬底进行实际的金属化之前借助物理方法通常在真空中沉积至少一个阻挡层或者隔离层。当结构宽度小时，这例如在太阳能电池上的前端接触部中是这种情况，那么即使在温度交变条件下也将金属化部持久地附着在衬底上是尤其重要的。此外，在半导体的情况下还应该获得从衬底到金属化部的小的过渡电阻。

按照待金属化的表面和材料的性质，在现有技术中根据对于待制造的产品的所期望的特性而在实际的金属化之前应用不同的方法，其中所述方法的共同的目标在于构造金属结构（导体结构），所述金属结构在太阳能电池的情况下用作为用于导出以光伏方式产生的电流的接触指。

根据DE 11 2004 000600T5，将由铝形成的第一金属层喷镀到半导体材料上。所述层形成到半导体的欧姆连接。由例如钽-钨形成的第二层起到用于避免之前提到的迁移的扩散阻挡的作用。例如由铜形成的、喷镀的或者蒸镀的第三层用作为用于进一步电解地或者化学地加厚接触部的种子层。在应用其他已知的方法步骤而致使在太阳能电池上制成接触部之前，所述结构通过光刻胶、光刻并且通过选择性刻蚀以已知的方式构成。

为了简化必要的方法步骤的之前说明的顺序，在文献DE 10 2004034435A1中为了提供半导体表面的结构化的金属化部而提出，首先在衬底上形成确定的边沿。通过衬底的刻蚀、激光烧蚀或者切削加工来准备用于金属化的表面，也就是说纹理化。构成相应于待沉积的金属化部的走向的边沿。紧随其后的电解方法利用在电解槽中的电极的边沿和尖部处的电场线的已知的密集度。金属沉积在根据本文献构成的并且准备用于电解地进行金属化的边沿上，其中涉及一种在电解液中被照射的太阳能电池。电解沉积在边沿上的横截面是近似圆形的，这在太阳能电池的前端接触部中或者在大面积的发光二极管中不总是能够接受的。在所述方法中还不利的是，所述方法不是普遍适用的。因此，将已沉积的结构横截面限制于近似圆形的。然而在大多数情况下，要求金属化结构的矩形的横截面。在所述方法中完全不可能的是，对沟槽、孔和盲孔进行金属化。在这些凹进部中，在电解槽中的电场强度特别低并且因此与剩余的面积相比没有提高，然而这在所述方法中不是必需的。场线基本上集中到这种凹进部的输入边沿上。这在金属化坑、孔或者盲孔时是不允许的。

为了金属化塑料制衬底，同样已知不同的方法。所述方法基于借助导电材料来晶核化表面。对此的示例是在文献DE 10 2004 026489B3中说明的用于金属化塑料表面的方法。在对表面进行酸洗处理后，借助金属盐溶液和/或金属络合物溶液进行晶核化或者活化。在硫化物溶液中构成金属硫化物络合物，所述金属硫化物络合物在还原步骤中还原成金属。所述金属是第一导电层并且用作为用于随后的电解加厚的种子层。在对衬底的共同的表面进行所述加厚之前已经需要多个方法步骤和冲洗步骤。如果应以结构化的方式来金属化衬底，那么需要附加的方法步骤。

文献EP 0 4696 35A1说明了在电绝缘的衬底上制造电路板结构。种子层通过晶核化、活化和无外部电流的化学金属化制造。所述种子层以电解的方式加厚。此后，以有机的防蚀涂层进行覆层。借助于激光照射和部分地移除防蚀涂层产生阴刻的导线图。然后将通过激光烧蚀露出的区域刻蚀至衬底的表面。

在DE 36 43 898A1中说明了一种用于在半导体的表面上形成导电的图样的方法。表面的一部分暴露于激光的光线。被照射的表面浸入金属的电镀溶液中，其中，将金属电镀到半导体的被照射的部分上。通过激光光线的作用能够改变半导体的表面，使得例如银良好地附着在表面上。在所述方法中，使用确定功率密度和波长的高度精确引导的激光光束。

在DE 23 48 182C3中说明了一种用于将金属层电镀地沉积在用于具有pn结的二极管的半导体本体的表面上的方法。在此，通过照射pn结发生的光电压而产生光电流，所述光电流被导出到具有适用于金属沉积的成分的电镀池中。