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DE102010037321A1 - Formation of doped surface of plate-shaped wafer or semiconductor device involves applying phosphorus dopant source, forming primary doped surface, removing dopant source and crystallized precipitate, and forming secondary doped surface - Google Patents

Formation of doped surface of plate-shaped wafer or semiconductor device involves applying phosphorus dopant source, forming primary doped surface, removing dopant source and crystallized precipitate, and forming secondary doped surface Download PDF

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DE102010037321A1
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dopant
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dopant profile
doped surface
precipitates
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Ceased
Application number
DE102010037321A
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German (de)
Inventor
Gabriele BLENDIN
Joerg HORZEL
Agata Lachowicz
Berthold Schum
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Schott Solar AG
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Publication date
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Abstract

A phosphorus dopant source is applied on a surface, and a primary doped surface is formed. The dopant source is removed, and a secondary doped surface with high depth with respect to primary doped surface is formed. After selectively removing primary dopant source, crystallized precipitates of silicon-phosphorus and silicon-phosphorus oxide are removed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausbilden eines von einer Oberfläche eines platten- oder waferförmigen Halbleiterbauelements ausgehenden Dotierstoffprofils mit Phosphor als Dotierstoff durch Applizieren einer Phosphordotierstoffquelle auf die Oberfläche, Ausbilden eines ersten Dotierstoffprofils bei auf der Oberfläche vorhandener Dotierstoffquelle, Entfernen der Dotierstoffquelle und Ausbilden eines im Vergleich zu dem ersten Dotierstoffprofil eine größere Tiefe aufweisenden zweiten Dotierstoffprofils.The invention relates to a method of forming a phosphor dopant dopant profile from a surface of a plate or wafer shaped semiconductor device by applying a phosphorus dopant source to the surface, forming a first dopant profile with dopant source present on the surface, removing the dopant source, and forming a dopant source Compared to the first dopant profile, a second depth profile having a greater depth.

Zur Herstellung eines hochdotierten Oberflächenbereichs eines aus p-Silicium bestehenden Halbleiterbauelements, um bei einer Solarzelle einen Emitter auszubilden und gleichzeitig eine gute Kontaktierung zu ermöglichen, kann nach dem Stand der Technik eine Phosphorquelle appliziert werden, um von dieser ausgehend Phosphor in den Halbleiter einzutreiben. Dabei entstehen bei einer hohen Dotierstoffkonzentration an Phosphor üblicherweise Präzipitate in der Siliciumoberfläche. Die hohen Dotierstoffkonzentrationen sind jedoch erforderlich, um in für die Massenproduktion von Siliciumsolarzellen geeigneten Verfahren ausreichend tiefe Emitter zu erzeugen (< 0,3 μm tief), die gleichzeitig eine ausreichende Oberflächenkonzentration an Phosphor aufweisen, die die Verwendung von Ag-Pasten zur Kontaktbildung zulassen. Üblicherweise wird der Dotierstoff in einem Temperatur (T)-Zeit (t)-Behandlungsschritt eingetrieben.In order to produce a highly doped surface region of a semiconductor component consisting of p-silicon in order to form an emitter in a solar cell and at the same time allow good contact, a phosphorus source can be applied in the prior art in order to drive phosphorus into the semiconductor from this. With a high dopant concentration of phosphorus, precipitates usually form in the silicon surface. However, the high dopant concentrations are required to produce sufficiently deep emitters (<0.3 μm deep) in processes suitable for mass production of silicon solar cells which simultaneously have sufficient surface phosphorus concentration that allow the use of Ag pastes for contact formation. Usually, the dopant is driven in a temperature (T) time (t) treatment step.

Vorteilhafterweise kann ein Verfahren zum Einsatz gelangen, bei dem der Dotierstoff in zwei T-t-Behandlungsschritten eingetrieben wird, wobei optional nach dem ersten T-t-Schritt die Diffusionsquelle entfernt wird ( WO-A-2010/066626 ).Advantageously, a method can be used in which the dopant is driven in two Tt treatment steps, optionally after the first Tt step, the diffusion source is removed ( WO-A-2010/066626 ).

Im Verlaufe der typischen Diffusionsverfahren wird eine Phase der Zusammensetzung SixPy bzw. Six'PyOz, die in Form von orientierungsabhängigen Nadeln (siehe 1) auskristallisieren kann, in der hochdotierten oberflächennahen Si-Schicht erzeugt. Diese Präzipitate haben eine sehr geringe Leitfähigkeit, können zu Rekombination von Ladungsträgern führen, Kristallgitterstörungen im Si-Kristall erzeugen und führen zu mechanischen Spannungen in der Si-Oberfläche, die die elektrischen Eigenschaften des Halbleiterbauelements negativ beeinflussen können.In the course of the typical diffusion process, a phase of the composition Si x P y or Si x ' P y O z , which in the form of orientation-dependent needles (see 1 ) can crystallize in the highly doped near-surface Si layer. These precipitates have a very low conductivity, can lead to recombination of charge carriers, generate crystal lattice defects in the Si crystal and lead to mechanical stresses in the Si surface, which can adversely affect the electrical properties of the semiconductor device.

Um Solarzellen mit niedrigeren Oberflächenkonzentrationen für hocheffiziente Konzepte auf dünnen Wafern herstellen zu können, ist es wichtig, einen Inline-Prozess für den Diffusionschritt zu verwenden, der keine Präzipitate in der Oberfläche der Wafer erzeugt.In order to be able to produce solar cells with lower surface concentrations for highly efficient concepts on thin wafers, it is important to use an in-line process for the diffusion step which does not produce precipitates in the surface of the wafers.

Die Phase der Zusammensetzung SixPy bzw. Six'PyOz bzw. die Präzipitate können durch HF-Lösungen, wie sie üblicherweise zum Entfernen der Phosphorsilicatglasschicht eingesetzt werden, nach der Diffusion nicht entfernt werden.The phase of the composition Si x P y or Si x ' P y O z or the precipitates can not be removed by HF solutions, as they are usually used for removing the Phosphorsilicatglasschicht, after diffusion.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein optimiertes Dotierstoffprofil auf einem Siliciumhalbmaterial insbesondere bestimmt zur Herstellung einer Solarzelle ausgebildet werden kann.The present invention has the object of developing a method of the type mentioned so that an optimized dopant profile on a silicon semi-finished material can be designed in particular intended for the production of a solar cell.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe im Wesentlichen dadurch gelöst, dass nach Ausbilden des ersten Dotierstoffprofils die Dotierstoffquelle entfernt und selektiv auf oder in der Oberfläche aus der Phase SixPy und SixPyOz auskristallisierte Präzipitate entfernt werden.According to the invention, the object is essentially achieved by removing the dopant source after formation of the first dopant profile and selectively removing precipitates crystallized on or in the surface from the phase Si x P y and Si x P y O z .

Optional kann gleichzeitig im nah an der Oberfläche liegenden Bereich des Wafers ein Anteil des überschüssigen Phosphors im Halbleiterbauelement wie Wafer mit entfernt werden.Optionally, at the same time a portion of the excess phosphorus in the semiconductor device such as wafers can be removed in the region of the wafer that is close to the surface.

Nah bedeutet bis maximal 10 nm. Insoweit umfasst dieses Ätzen des oberflächennahen Bereichs die Erfindung.Near means up to a maximum of 10 nm. In this respect, this etching of the near-surface region comprises the invention.

Erfindungsgemäß wird ein an und für sich bekannter zweistufiger Diffusionsprozess zur Herstellung einer mit Phosphor dotierten Schicht aus Silicumwafern, die zur Herstellung von Solarzellen auf Siliciumwaferbasis benötigt werden, dahingehend weitergebildet, dass nach dem ersten Diffusionsschritt aus der Phase SixPy und SixPyOz (SIP-Verbindungen) auskristallisierte Präzipitate entfernt werden. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das selektive Entfernen der Präzipitate durch Anwendung einer alkalischen Ätzlösung, das ein Oxidationsmittel enthält, durchgeführt wird, wobei die alkalische Ätzlösung die Oberfläche über eine Zeit t3 mit 15 sec ≤ t3 ≤ 5 min, insbesondere 30 sec ≤ t3 ≤ 60 sec, bei einer Temperatur T3 mit RT (Raumtemperatur) ≤ T3 ≤ 60°C, vorzugsweise 35°C ≤ T3 ≤ 45°C, kontaktiert.According to the invention, a per se known two-stage diffusion process for producing a phosphorus-doped layer of silicon wafers, which are required for the production of silicon wafer-based solar cells, further developed such that after the first diffusion step from the phase Si x P y and Si x P y O z (SIP compounds) crystallized precipitates are removed. In this case, it is provided in particular that the selective removal of the precipitates is carried out by using an alkaline etching solution containing an oxidizing agent, the alkaline etching solution over a time t 3 with 15 sec ≤ t 3 ≤ 5 min, in particular 30 sec ≤ t 3 ≤ 60 sec, at a temperature T 3 with RT (room temperature) ≤ T 3 ≤ 60 ° C, preferably 35 ° C ≤ T 3 ≤ 45 ° C, contacted.

Unabhängig hiervon sieht die Erfindung vor, dass zur Ausbildung des ersten Dotierstoffprofils das Halbleiterbauelement einer Temperatur T1 mit T1 ≥ 750°C über eine Zeit t1 ausgesetzt wird, während der in der Oberflächenschicht des Halbleiterbauelements in einem Dickenbereich D mit 120 nm ≥ D ≥ 80 nm eine Phosphorkonzentration K mit K ≥ 1020 Phosphoratome/cm3 entsteht, und dass zur Ausbildung des zweiten Dotierstoffprofils das Halbleiterbauelement einer Temperatur T2 über eine Zeit t2 ausgesetzt wird, wobei t2 > t1 ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Temperatur T2 ≥ T1, insbesondere T2 in etwa T1 ist, wobei 750°C ≤ T1, T2 ≤ 1000°C, insbesondere 800°C ≤ T1, T2 ≤ 900°C ist.Regardless of this, the invention provides that for the formation of the first dopant profile, the semiconductor component is exposed to a temperature T 1 with T 1 ≥ 750 ° C over a time t 1 , while in the surface layer of the semiconductor device in a thickness range D with 120 nm ≥ D ≥ 80 nm, a phosphorus concentration K with K ≥ 10 20 phosphorus atoms / cm 3 is formed, and that the formation of the second dopant profile, the semiconductor device is exposed to a temperature T 2 over a time t 2 , wherein t 2 > t 1 . It is provided in particular that the temperature T 2 ≥ T 1 , in particular T 2 in about T 1 , wherein 750 ° C ≤ T 1 , T 2 ≤ 1000 ° C, in particular 800 ° C ≤ T 1 , T 2 ≤ 900 ° C is.

Ferner sollte das erste Dotierstoffprofil während einer Zeit t1 mit 1 min ≤ t1 ≤ 10 min, insbesondere 2 min ≤ t1 ≤ 5 min, und das zweite Dotierstoffprofil während einer Zeit t2 mit 10 min ≤ t2 ≤ 120 min, insbesondere 20 min ≤ t2 ≤ 60 min, ausgebildet werden. Furthermore, the first dopant profile during a time t 1 should be 1 min ≦ t 1 ≦ 10 min, in particular 2 min ≦ t 1 ≦ 5 min, and the second dopant profile during a time t 2 with 10 min ≦ t 2 ≦ 120 min, in particular 20 min ≤ t 2 ≤ 60 min, are formed.

Insbesondere ist auch vorgesehen, dass nach Ausbilden des ersten Dotierstoffprofils und Entfernen der Dotierstoffquelle eine ätzresistente Maske auf die Oberfläche aufgebracht wird, die eine Geometrie aufweist, die der einer auf die Oberfläche aufzubringenden Metallisierung entspricht.In particular, it is also provided that after forming the first dopant profile and removing the dopant source, an etch-resistant mask is applied to the surface, which has a geometry which corresponds to a metallization to be applied to the surface.

Die Phosphordiffusion kann auf unterschiedliche Art und Weise stattfinden. Es kann z. B. POCl3 als P-Quelle verwendet werden und der Prozess als Batchprozess ablaufen. Es kann aber auch ein Inlineverfahren verwendet werden.The phosphorus diffusion can take place in different ways. It can, for. For example, POCl3 can be used as the P source and the process can run as a batch process. However, an inline method can also be used.

Bei diesen Inlineverfahren können unterschiedliche P-Quellen verwendet werden, z. B. H3PO4 in Lösungsmittel oder in Wasser gelöst, die mit einer Spin-on-, Sprüh- oder Nebel-Anlage aufgebracht werden können. Nach dem Aufbringen der Phosphorquelle werden die Siliziumwafer in einem Durchlaufofen einem T-t-Profil unterzogen. Das T-t-Profil ist so ausgelegt, dass der Phosphor in das Silizium teilweise eindiffundiert. Auf der Oberfläche entsteht durch Reaktion mit Sauerstoff eine Phosphorsilikatglasschicht (PSG).In these inline methods different P sources can be used, e.g. B. H3PO4 dissolved in solvent or in water, which can be applied with a spin-on, spray or mist system. After application of the phosphorus source, the silicon wafers are subjected to a T-t profile in a continuous furnace. The T-t profile is designed so that the phosphor partially diffuses into the silicon. Reaction with oxygen produces a phosphosilicate glass layer (PSG) on the surface.

In diesem ersten Hochtemperaturschritt wird ein flaches, d. h. nicht tief eingetriebenes, Phosphorprofil erzeugt. Die Tiefe dieses Profils liegt in der Größenordnung von 100 nm. In 2 ist ein entsprechendes erstes Dotierstoffprofil in Form eines Phosphorprofils in Silicium nach der ersten Wärmebehandlung dargestellt, wobei das Substrat einer Temperatur von 870°C über eine Zeit von 2 min ausgesetzt war.In this first high-temperature step, a flat, ie not deeply driven, phosphor profile is generated. The depth of this profile is on the order of 100 nm 2 a corresponding first dopant profile in the form of a phosphor profile in silicon is shown after the first heat treatment, the substrate being exposed to a temperature of 870 ° C. over a period of 2 minutes.

Bei diesem ersten Diffusionsschritt entsteht bei sehr hohen Phosphorkonzentrationen, die insbesondere im Inlineverfahren nötig sind, an der Grenzfläche des Siliziumwafers zum PSG eine Phase der Zusammensetzung SixPy bzw. SixPyOz, die im weiteren Verlauf der Diffusion in Form von nadelförmigen Präzipitaten auskristallisieren kann. Dies wird anhand der 3 deutlich. Dieser sind Transmissionselektronenmikroskopaufnahmen eines Querschnittes einer Siliciumprobe zu entnehmen, und zwar nach dem ersten Temperaturschritt. Im linken Bild ist der hochdotierte Bereich mit Defekten und Präzipitaten sichtbar. In der rechten Darstellung ist die gleiche Probe und der gleiche Bereich als Dunkelfeldaufnahme wiedergegeben.In the case of this first diffusion step, at very high phosphorus concentrations, which are necessary in particular in the inline process, a phase of the composition Si x P y or Si x P y O z arises at the interface of the silicon wafer with the PSG in the course of the diffusion in the form of can precipitate acicular precipitates. This is based on the 3 clear. These are taken from transmission electron micrographs of a cross section of a silicon sample, after the first temperature step. In the left picture the highly doped area with defects and precipitates is visible. In the right-hand illustration, the same sample and the same area are reproduced as dark-field recordings.

Die im Verlauf der weiteren Diffusion sich weiter auskristallisierenden nadelförmigen Präzipitate sind in der 1 klar erkennbar. Hierbei handelt es sich um eine Röntgenelekronenmikroskopaufnahme eines monokristallinen Siliciumsubstrats des p-Typs nach der Diffusion und Entfernung von Phosphorsilikatglas.The acicular precipitates which crystallize out further in the course of the further diffusion are in the 1 clearly recognizable. This is an X-ray micrograph of a p-type monocrystalline silicon substrate after diffusion and removal of phosphosilicate glass.

Die auskristallisierten Präzipitate sind um Größenordnungen schlechter leitend als regulär diffundierte Bereiche, lassen sich nicht mit den üblichen Ätzmischungen zur Entfernung von PSG wegätzen und können zusätzliche Störungen und Versetzungen in darunter liegenden Kristallzonen verursachen. Durch unterschiedliche Gitterkonstanten erzeugen die SiP-Verbindungen im Si-Gitter Versetzungen und Spannungen. Diese Defekte reduzieren die Qualität der Halbleiterbauelemente wie Solarzellen.The crystallized precipitates are orders of magnitude less conductive than regular diffused regions, can not be etched away with the usual PSG etch mixtures, and can cause additional perturbations and dislocations in underlying crystal zones. By different lattice constants, the SiP compounds generate dislocations and stresses in the Si lattice. These defects reduce the quality of semiconductor devices such as solar cells.

In der 4 sind weitere Transmissionselektronenmikroskopfaufnahmen eines Querschnitts einer Siliciumprobe wiedergegeben, die Defekte nach dem Standardprozess verdeutlichen. Rechts ist entsprechend der 3 die gleiche Probe und der gleiche Bereich in Dunkelfeldaufnahme wiedergegeben.In the 4 Further transmission electron micrographs of a cross section of a silicon sample are reproduced, which illustrate defects according to the standard process. Right is according to the 3 reproduced the same sample and the same area in dark field recording.

Nach einer langen Diffusion mit einer hohen P-Konzentration auf der Oberfläche der Wafer sind diese SiP-Verbindungen, die entstanden sind, mit dem (Röntgenelektronenmikroskop) REM deutlich sichtbar. Sie bilden Stäbchen an der Oberfläche mit den Maßen: Breite 10–20 nm, Länge 100–200 nm). Die Größe und Häufigkeit dieser Präzipitate hängt von der P-Konzentration und der Diffusionszeit ab.After a long diffusion with a high P concentration on the surface of the wafers, these SiP compounds that have formed are clearly visible with the (X-ray electron microscope) SEM. They form rods on the surface with the dimensions: width 10-20 nm, length 100-200 nm). The size and frequency of these precipitates depends on the P concentration and the diffusion time.

Nach diesem ersten Hochtemperaturschritt mit einer hochkonzentrierten P-Quelle wird das PSG aufgelöst und die SixPy bzw. SixPyOz-Phase selektiv entfernt, ohne dass im Wesentlichen die regulär diffundierte, ca. 100 mit tiefe Emitterschicht des Substrats wie Wafers geätzt wird. Die Phosphorkonzentration in diesem flachen Emitter kann maximal den Wert der Löslichkeit von Phosphor in Silizium, d. h. ca. 5·1020 at/cm–3) erreichen. Im Verlaufe der weiteren Diffusion können keine Präzipitate entstehen.After this first high-temperature step with a highly concentrated P source, the PSG is dissolved and the Si x P y or Si x P y O z phase selectively removed, without substantially the normally diffused, about 100 deep emitter layer of the substrate Wafers is etched. The phosphorus concentration in this flat emitter can reach at most the value of the solubility of phosphorus in silicon, ie about 5 · 10 20 at / cm -3 ). In the course of further diffusion no precipitates can arise.

Während des Ätzens der Präzipitate kann gegebenenfalls eine oberflächennahe Schicht des Substrats, also insbesondere der Emitterschicht geätzt werden. Dieser Bereich beläuft sich auf üblicherweise maximal 20 nm. Dieses Ätzen des oberflächennahen Bereichs ist somit unter die erfindungsgemäße Lehre zu subsumieren.During the etching of the precipitates, if appropriate, a near-surface layer of the substrate, that is to say in particular the emitter layer, can be etched. This range usually amounts to a maximum of 20 nm. This etching of the near-surface region is thus to be subsumed under the teaching according to the invention.

Des Weiteren ist darauf hinzuweisen, dass grundsätzlich vor Ätzen der Präzipitate die Dotierstoffquelle bzw. das PSG entfernt wird. Hierzu wird üblicherweise eine HF-Lösung benutzt.It should also be pointed out that, in principle, the dopant source or the PSG is removed before the precipitates are etched. For this purpose, an HF solution is usually used.

Das Entfernen des PSG sowie der SiP-Verbindungen und eventuell überschüssigen Phosphor in der Oberfläche kann nur auf bestimmten Bereichen der Emitteroberfläche, d. h. selektiv vorgenommen werden. Hierzu muss nach dem ersten Temperaturschritt eine ätzresistente Maske in gleicher Form wie das Metallisierungs-Grid aufgebracht werden. Danach wird auch bei diesen Wafern das PSG und die SiP-Verbindungen sowie eventuell ein Teil der hochdotierten Schicht entfernt, aber nur in den Zwischenbereichen, in denen keine Metallkontakte aufgebracht werden sollen. Weiterhin ist es möglich, diese Wafer mit PSG auf der Oberfläche mit dem Laser selektiv einzudiffundieren und dann erst den Ätzschritt durchzuführen.The removal of the PSG and the SiP compounds and possibly excess phosphorus in the surface can be made only on certain areas of the emitter surface, ie selectively. For this purpose, after the first temperature step, an etch-resistant mask must be applied in the same form as the metallization grid. Thereafter, even with these wafers, the PSG and the SiP compounds and possibly a part of the highly doped layer is removed, but only in the intermediate areas in which no metal contacts are to be applied. Furthermore, it is possible to selectively diffuse these wafers with PSG on the surface with the laser and then perform only the etching step.

Die Phase der Zusammensetzung SixPy bzw. Six'PyOz bzw. die Präzipitate werden nach dem ersten Diffusionsschritt nasschemisch, durch Tauchen in eine wässrige alkalische Lösung, die ein Oxidationsmittel enthält, selektiv entfernt.The phase of the composition Si x P y or Si x ' P y O z or the precipitates are wet-chemically removed after the first diffusion step, by immersion in an aqueous alkaline solution containing an oxidizing agent.

Bevorzugterweise wird als alkalische Komponente für die wässrige alkalische Lösung eine Komponente aus der Gruppe NaOH, KOH verwendet. Als Oxidationsmittel ist bevorzugterweise eine Komponente aus der Gruppe Natriumhypochlorid, Natriamperoxidsulfate, Wasserstoffperoxid zu nennen.Preferably, a component from the group NaOH, KOH is used as the alkaline component for the aqueous alkaline solution. The oxidizing agent is preferably a component from the group of sodium hypochlorite, Natriamperoxidsulfate, hydrogen peroxide mentioned.

Wendet man eine entsprechende wässrige alkalische Lösung mit einem Oxidationsmittel über eine Kontaktzeit zwischen 15 sec bis 5 min, vorzugsweise 30 sec bis 60 sec, bei einer Temperatur zwischen 20°C und 60°C, insbesondere zwischen 35°C und 45°C, an, so werden selektiv die Präzipitate entfernt. Dies äußert sich durch Gräben, wie diese der 5 zu entnehmen sind, die eine Röntgenelektronenmikroskopaufnahme eines Siliciumsubstrats wiedergibt, das der der 1 entspricht.Applying a corresponding aqueous alkaline solution with an oxidizing agent over a contact time of 15 sec to 5 min, preferably 30 sec to 60 sec, at a temperature between 20 ° C and 60 ° C, in particular between 35 ° C and 45 ° C. , so the precipitates are selectively removed. This manifests itself through trenches, like these 5 which shows an X-ray electron micrograph of a silicon substrate, that of the 1 equivalent.

Nachdem das selektive Entfernen der Präzipitate ohne Ätzen der hochdotierten Oberflächenschicht erfolgt ist, wird das Halbleiterbauelement bzw. -substrat ohne eine erneute Zuführung einer Phosphorquelle einem weiteren T-t-Behandlungsschritt unterzogen. Dabei ist die Zeit, innerhalb der das zweite Diffusionsprofil ausgebildet ist, deutlich länger als die zur Ausbildung des ersten Dotierstoffprofils.After selectively removing the precipitates without etching the highly doped surface layer, the semiconductor device is subjected to another T-t treatment step without refeeding a source of phosphorus. In this case, the time within which the second diffusion profile is formed is significantly longer than that for the formation of the first dopant profile.

Während des zweiten Behandlungsschritts diffundiert das bereits im ersten Verfahrensschritt eindiffundierte Phosphor tiefer in das Halbleitersubstrat ein, so dass das zweite Phosphordotierprofil entsteht, ohne dass jedoch die störenden SixPy-Verbindungen bzw. Six'PyOz-Verbindungen und die aus diesen auskristallisierten Präzipitate auftreten.During the second treatment step, the phosphor already diffused in the first process step diffuses deeper into the semiconductor substrate, so that the second phosphorus doping profile is formed, but without the interfering Si x P y compounds or Si x ' P y O z compounds and these crystallized precipitates occur.

Dies ergibt sich aus der 6, die eine Röntgenelektronenmikroskopaufnahme einer Siliciumprobe nach optimiertem Diffusionsprozess wiedergibt. Präzipitate sind nicht vorhanden.This results from the 6 , which shows an X-ray electron micrograph of a silicon sample after optimized diffusion process. Precipitates are absent.

In Abhängigkeit von der Zeitdauer und der Temperatur kann das zweite Dotierstoffprofil eine geringe Oberflächenkonzentration und eine sehr große Eindringtiefe aufweisen.Depending on the time duration and the temperature, the second dopant profile may have a low surface concentration and a very large penetration depth.

Dies ist der 7 zu entnehmen, der ein zweites Dotierstoffprofil in Form einer Phosphorkonzentration nach dem zweiten Temperaturschritt zu entnehmen ist. Die zur Anwendung gelangte Temperatur lag bei 870°C. Die Zeitdauer, über die die Temperatur auf den Wafer einwirkte, belief sich auf 60 min.this is the 7 can be seen, which shows a second dopant profile in the form of a phosphorus concentration after the second temperature step. The temperature used was 870 ° C. The amount of time that the temperature applied to the wafer was 60 minutes.

Zum selektiven Entfernen der Präzipitate kann eine alkalische Ätzlösung mit zumindest einem Oxid aus der Gruppe Peroxidisulfate, Peroxomonosulfate, Hypochlorid, Wasserstoffperoxid verwendet werden, wobei insbesondere Natriumhypochlorid und Natriumperoxodisulfat zu nennen sind. Als alkalische Komponente der alkalischen Ätzlösung wird zumindest eine Komponente aus der Gruppe NaOH, KOH, Ammoniak, Ammoniakderivate, Alkylamine, Alkanolamine, Hydroxialkyl-Alkylamine, polyalkyle Amine, cyclische N-substituierte Amine verwendet.For the selective removal of the precipitates, an alkaline etching solution with at least one oxide from the group of peroxydisulfates, peroxomonosulfates, hypochlorite, hydrogen peroxide can be used, particular mention being made of sodium hypochlorite and sodium peroxodisulfate. The alkaline component of the alkaline etching solution used is at least one component from the group consisting of NaOH, KOH, ammonia, ammonia derivatives, alkylamines, alkanolamines, hydroxyalkyl-alkylamines, polyalkylamines, cyclic N-substituted amines.

Ferner kann die alkalische Ätzlösung zumindest eine Komponente aus der Gruppe Komplexierungsmittel, Tenside, Stabilisatoren enthalten. Dabei kommen insbesondere als Komplexierungsmittel ein Komplexbildner aus der Gruppe Hydroxyphenole, Amine, Hydroxycarbonsäuren, Polyalkohole, Phosphorsäuren, Polyphosphate in Frage. Als Hydroxycarbonsäuren kommen Zitronensäure oder Weinsäure, als Polyalkohole kommen Glycerin, Sorbitol und andere Zucker und Zuckeralkohole in Frage.Furthermore, the alkaline etching solution may contain at least one component from the group of complexing agents, surfactants, stabilizers. Complexing agents from the group of hydroxyphenols, amines, hydroxycarboxylic acids, polyalcohols, phosphoric acids and polyphosphates are particularly suitable as complexing agents. Citric acid or tartaric acid are used as hydroxycarboxylic acids, and polyhydric alcohols include glycerol, sorbitol and other sugars and sugar alcohols.

Die Kontaktzeit der Oberfläche des Halbleiterbauelements mit der alkalischen Ätzlösung sollte 15 sec bis 5 min, vorzugsweise 30 sec bis 60 sec, bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 60°C, vorzugsweise zwischen 35°C und 45°C betragen.The contact time of the surface of the semiconductor device with the alkaline etching solution should be 15 seconds to 5 minutes, preferably 30 seconds to 60 seconds, at a temperature between room temperature and 60 ° C, preferably between 35 ° C and 45 ° C.

Bei Verwendung einer entsprechenden Ätzlösung und insbesondere unter Berücksichtigung der zuvor genannten Parameter werden die Präzipitate, die nach dem 2. Temperaturschritt ohne optimierte Parameter zu sehen sind, weggeätzt, so dass sich leere Gräben ergeben.When using a corresponding etching solution and in particular taking into account the aforementioned parameters, the precipitates, which can be seen after the second temperature step without optimized parameters, are etched away, so that empty trenches result.

Nachdem die Präzipitate weggeätzt sind, wird das Halbleiterbauelement, also insbesondere der Wafer ohne Züfuhrung einer Dotierstoffquelle einer erneuten T-t-Behandlung unterzogen. Dabei ist die Zeit im Vergleich zur Ausbildung des ersten Dotierstoffprofils erheblich größer zu wählen. Insbesondere sollte zur Ausbildung des zweiten Dotierstoffprofils eine Temperatur zwischen 750°C und 1000°C über einen Zeitraum zwischen 10 min und 120 min, insbesondere zwischen 20 min und 60 min einwirken. Demgegenüber beläuft sich die Zeit zur Ausbildung des ersten Dotierstoffprofils zwischen 1 min und 10 min, vorzugsweise zwischen 2 min und 5 min. Die Temperatur wird üblicherweise in der gleichen Größenordnung gewählt.After the precipitates have been etched away, the semiconductor component, that is to say in particular the wafer without the addition of a dopant source, is subjected to a renewed Tt treatment. In this case, the time compared to the formation of the first dopant profile is to be chosen considerably larger. In particular, for the formation of the second dopant profile, a temperature between 750 ° C. and 1000 ° C. should act for a period of between 10 minutes and 120 minutes, in particular between 20 minutes and 60 minutes. In contrast, the time for forming the first dopant profile amounts to between 1 min and 10 min, preferably between 2 min and 5 min. The temperature is usually chosen in the same order of magnitude.

Der eindiffundierte Phosphor nach dem ersten T-t-Profil kann sodann während des zweiten T-t-Profils sehr tief in das Halbleitersubstrat eingetrieben werden. Die Tiefe hängt von der Temperatur und Zeitdauer (2. T-t-Profil) ab.The diffused phosphor after the first T-t profile can then be driven very deep into the semiconductor substrate during the second T-t profile. The depth depends on the temperature and time (2nd T-t profile).

Wird der Prozess selektiv angewandt, sind im Bereich unterhalb der Metallisierung Standard-P-Profile erzielbar, die mit jeder kommerziellen Paste mit Siebdruck kontaktiert werden können. Im Zwischenfingerbereich aber ist der Emitter nicht so tief eingetrieben, hat eine geringere Oberflächenkonzentration und ist in der Oberfläche defektarm, da hier die Präzipitate vermieden werden und deshalb keine Defekte die Solarzellenleistung begrenzen.If the process is selective, standard P-profiles can be achieved in the area below the metallization, which can be screen-printed with any commercial paste. In the intermediate finger region, however, the emitter is not driven in so deeply, has a lower surface concentration and is low-defect in the surface, because here the precipitates are avoided and therefore no defects limit the solar cell performance.

Wenn ein guter Emitter hergestellt wurde, der aber die Entstehung vor Präzipitaten begünstigt, besteht auch die Möglichkeit, mit den angegebenen Ätzlösungen die Präzipitate nach dem Diffusionsschritt auf den Wafer zu entfernen.If a good emitter has been produced, but which promotes the formation of precipitates, it is also possible to remove the precipitates onto the wafer after the diffusion step with the etching solutions indicated.

Die beigefügten Figuren zeigen:The attached figures show:

1 eine Aufnahme eines monokristallinen Siliciumsubstrats (p-Typ) nach Phosphorsilikatglasentfernung, 1 a photograph of a monocrystalline silicon substrate (p-type) after phosphorosilicate glass removal,

2 eine Darstellung des mit SIMS (Sekundär-Ionen-Massen-Spektrometer) gemessenen Phosphorprofil nach dem 1. Temperaturschritt (1. Dotierstoffprofil), 2 a representation of the measured with SIMS (secondary ion mass spectrometer) phosphor profile after the 1st temperature step (1st dopant profile),

3 eine Transmissionselektronenmikroskop (TEM)-Aufnahme eines Querschnitts einer Probe (monokristalliner Wafer, spiegelpolierte Oberfläche) nach dem 1. Temperaturschritt, 3 a transmission electron microscope (TEM) recording of a cross section of a sample (monocrystalline wafer, mirror-polished surface) after the first temperature step,

4 eine TEM-Aufnahme eines Querschnitts einer Probe (monokristalliner Wafer, spiegelpolierte Oberfläche) nach dem 2. Temperaturschritt, 4 a TEM image of a cross section of a sample (monocrystalline wafer, mirror-polished surface) after the 2nd temperature step,

5 eine Röntgenelektronenmikroskop-Aufnahme des der 1 zu entnehmenden Siliciumsubstrats nach Entfernung der Präzipitate in alkalischer Natriumhypochloritlösung bei einer Temperatur von 40°C und einer Kontaktzeit von 1 min, 5 an X-ray electron micrograph of the 1 silicon substrate to be removed after removing the precipitates in alkaline sodium hypochlorite solution at a temperature of 40 ° C and a contact time of 1 minute,

6 eine REM-Aufnahme der Oberfläche eines multikristallinen texturierten Siliziumwafers nach Ausbildung eines optimierten Dotierstoffprofils ohne Präzipitate und 6 a SEM micrograph of the surface of a multicrystalline textured silicon wafer after formation of an optimized dopant profile without precipitates and

7 eine Darstellung eines mit SIMS gemessenen Phosphorprofils, welches mit dem optimierten Prozess zur Vermeidung von Präzipitaten hergestellt wurde, nach dem 2. Temperaturschritt (2. Dotierstoffprofil). 7 a representation of a measured with SIMS phosphor profile, which was prepared with the optimized process for the prevention of precipitates, after the 2nd temperature step (2nd dopant profile).

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2010/066626 A [0003] WO 2010/066626 A [0003]

Claims (13)

Verfahren zum Ausbilden eines von einer Oberfläche eines platten- oder waferförmigen Halbleiterbauelements ausgehenden Dotierstoffprofils mit Phosphor als Dotand durch Applizieren einer Phosphordotierstoffquelle auf die Oberfläche, Ausbilden eines ersten Dotierstoffprofils bei auf der Oberfläche vorhandener Dotierstoffquelle, Entfernen der Dotierstoffquelle und Ausbilden eines im Vergleich zu dem ersten Dotierstoffprofil eine größere Tiefe aufweisenden zweiten Dotierstoffprofils, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ausbilden des ersten Dotierstoffprofils die Dotierstoffquelle entfernt und selektiv auf oder in der Oberfläche aus der Phase SixPy und SixPyOz auskristallisierte Präzipitate entfernt werden.A method of forming a dopant profile with phosphorus dopant from a surface of a plate or wafer shaped semiconductor device by applying a phosphorus dopant source to the surface, forming a first dopant profile with dopant source present on the surface, removing the dopant source, and forming one compared to the first dopant profile a second depth dopant profile having a greater depth, characterized in that after forming the first dopant profile, the dopant source is removed and precipitates selectively precipitated on or in the surface from the phase Si x P y and Si x P y O z are removed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ausbilden des ersten Dotierstoffprofils und Entfernen der Dotierstoffquelle eine ätzresistente Maske auf die Oberfläche aufgebracht wird, die eine Geometrie aufweist, die der einer auf die Oberfläche aufzubringenden Metallisierung entspricht.A method according to claim 1, characterized in that after forming the first dopant profile and removing the dopant source, an etch-resistant mask is applied to the surface having a geometry corresponding to that of a metallization to be applied to the surface. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung des ersten Dotierstoffprofils das Halbleiterbauelement einer Temperatur T1 mit T1 ≥ 750°C über eine Zeit t1 ausgesetzt wird, während der in der Oberflächenschicht des Halbleiterbauelements in einem Dickenbereich D mit 120 nm ≥ D ≥ 80 nm eine Phosphorkonzentration K mit 1016 Phosphoratome/cm3 ≤ K ≤ 1021 Phosphoratome/cm3, im oberflächennahen Bereich bis zu einer Dicke Do mit Do gleich oder in etwa gleich 20 nm eine Phosphorkonzentration Ko mit Ko ≥ 1020 Phosphoratome/cm3 entsteht, und dass zur Ausbildung des zweiten Dotierstoffprofils das Halbleiterbauelement einer Temperatur T2 über eine Zeit t2 ausgesetzt wird, wobei t2 > t1 ist.A method according to claim 1 or 2, characterized in that for the formation of the first dopant profile, the semiconductor device is exposed to a temperature T 1 with T 1 ≥ 750 ° C for a time t 1 , while in the surface layer of the semiconductor device in a thickness range D with 120 nm ≥ D ≥ 80 nm, a phosphorus concentration K with 10 16 phosphorus atoms / cm 3 ≤ K ≤ 10 21 phosphorus atoms / cm 3 , in the near-surface region to a thickness D o with D o equal to or approximately equal to 20 nm, a phosphorus concentration K o with K o ≥ 10 20 phosphorus atoms / cm 3 is formed, and that the formation of the second dopant profile, the semiconductor device is exposed to a temperature T 2 over a time t 2 , wherein t 2 > t 1 . Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur T2 ≥ T1, insbesondere T2 in etwa T1 ist, wobei 750°C ≤ T1, T2 ≤ 1000°C, insbesondere 800°C ≤ T1, T2 ≤ 900°C ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the temperature T 2 ≥ T 1 , in particular T 2 is approximately T 1 , where 750 ° C ≤ T 1 , T 2 ≤ 1000 ° C, in particular 800 ° C ≤ T 1 , T 2 ≤ 900 ° C. Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dotierstoffprofil während einer Zeit t1 mit 1 min ≤ t1 ≤ 10 min, insbesondere 2 min ≤ t1 ≤ 5 min, und das zweite Dotierstoffprofil während einer Zeit t2 mit 10 min ≤ t2 ≤ 120 min, insbesondere 20 min ≤ t2 ≤ 60 min, ausgebildet wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first dopant profile during a time t 1 with 1 min ≤ t 1 ≤ 10 min, in particular 2 min ≤ t 1 ≤ 5 min, and the second dopant profile during a time t 2 with 10 min ≤ t 2 ≤ 120 min, in particular 20 min ≤ t 2 ≤ 60 min, is formed. Verfahren nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das selektive Entfernen der Präzipitate durch Anwendung einer alkalischen Ätzlösung, das ein Oxidationsmittel enthält, durchgeführt wird, wobei die alkalische Ätzlösung die Oberfläche über eine Zeit t3 mit 15 sec ≤ t3 ≤ 5 min, insbesondere 30 sec ≤ t3 ≤ 60 sec, bei einer Temperatur T3 mit RT (Raumtemperatur) ≤ T3 ≤ 60°C, vorzugsweise 35°C ≤ T3 ≤ 45°C, kontaktiert.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the selective removal of the precipitates is carried out by using an alkaline etching solution containing an oxidizing agent, wherein the alkaline etching solution over a time t 3 with 15 sec ≤ t 3 ≤ 5 min, in particular 30 sec ≤ t 3 ≤ 60 sec, at a temperature T 3 with RT (room temperature) ≤ T 3 ≤ 60 ° C, preferably 35 ° C ≤ T 3 ≤ 45 ° C, contacted. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche zum Entfernen der Präzipitate mit einer alkalischen Ätzlösung mit zumindest einem Oxid aus der Gruppe Peroxidisulfate, Peroxomonosulfate, Hypochlorid, Wasserstoffperoxid kontaktier wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the surface for removing the precipitates is contacted with an alkaline etching solution with at least one oxide from the group of peroxydisulfates, peroxomonosulfates, hypochlorite, hydrogen peroxide. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die alkalische Komponente der alkalischen Ätzlösung zumindest eine Komponente aus der Gruppe NaOH, KOH, Ammoniak, Ammoniakderivate, Alkylamine, Alkanolamine, Hydroxyalkyl-Alkylamine, Polyalkylenamine, cyclische N-substituierte Amine verwendet wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the alkaline component of the alkaline etching solution at least one component from the group NaOH, KOH, ammonia, ammonia derivatives, alkylamines, alkanolamines, hydroxyalkyl-alkylamines, polyalkyleneamines, cyclic N-substituted amines is used. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die alkalische Ätzlösung ferner zumindest eine Komponente aus der Gruppe Komplexierungsmittel, Tenside, Stabilisatoren enthält.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the alkaline etching solution further contains at least one component from the group of complexing agents, surfactants, stabilizers. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Komplexierungsmittel ein Komplexbildner aus der Gruppe Hydroxyphenole, Amine, Hydroxycarbonsäuren, Polyalkohole, Phosphorsäuren, Polyphosphate verwendet wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a complexing agent from the group hydroxyphenols, amines, hydroxycarboxylic acids, polyalcohols, phosphoric acids, polyphosphates is used as the complexing agent. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als alkalische Ätzlösung eine verdünnte Hypochlorit-Lösung der Zusammensetzung – NaOH: 1 bis 50 g/L, vorzugsweise 5 bis 10 g/L, – Natriumhypochlorit: mit 6 bis 14% aktivem Chlor, 150–750 mL/L, vorzugsweise 250 bis 300 mL/L, und – als weitere mögliche Komponente KOH verwendet wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the alkaline etching solution is a dilute hypochlorite solution of the composition NaOH: 1 to 50 g / L, preferably 5 to 10 g / L, - Sodium hypochlorite: with 6 to 14% active chlorine, 150-750 mL / L, preferably 250 to 300 mL / L, and - as another possible component KOH is used. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine alkalische Atzlösung mit Ammoniumperoxiddisulfat als Oxidationsmittel mit einer Zusammensetzung verwendet wird: NaOH: 1 bis 50 g/L, vorzugsweise 5 bis 10 g/L, – Ammoniumperoxodisulfat 5 bis 350 g/L, vorzugsweise 50 bis 250 g/L, sowie – zumindest eine Komponente aus der Gruppe KOH, Ammoniak bzw. Ammoniakderivate, Amine als alkalische Komponente, andere Peroxodisulfätsalze wie z. B. Natrium- bzw. Kaliumperoxodisulfate, Peroxomonosulfate, wie z. B. Kaliumperoxomonosulfate. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that an alkaline etching solution with ammonium peroxide disulfate is used as the oxidizing agent with a composition: NaOH: 1 to 50 g / L, preferably 5 to 10 g / L, - ammonium peroxodisulfate 5 to 350 g / L , preferably 50 to 250 g / L, and - at least one component from the group KOH, ammonia or ammonia derivatives, amines as an alkaline component, other peroxodisulfate salts such. For example, sodium or potassium peroxodisulfates, Peroxomonosulfate such. B. potassium peroxomonosulfates. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Entfernen der Präzipitate gegebenenfalls ein oberflächennaher Bereich bis zu einer Dicke d mit d ≤ 10 nm geätzt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that when removing the precipitates optionally a near-surface region is etched to a thickness d with d ≤ 10 nm.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010066626A2 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Schott Solar Ag Method for producing a dopant profile

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010066626A2 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Schott Solar Ag Method for producing a dopant profile

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KIM, Jin-Sung u.a.: Phosphorous Precipitates in Selective Emitter Formed Using Screen Printed Phosphorous Diffusion Paste, In: Meet. Abstr. - Electrochem. Soc. 1002, 1649 (2010) - ISSN: 1091-8213 (print), 2151-2043 (online) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011051606B4 (en) * 2011-07-06 2016-07-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for forming a dopant profile

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