專(zhuān)利名稱(chēng)：電極、使用該電極的光電轉(zhuǎn)換器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微小電極、包括該微小電極的光電轉(zhuǎn)換器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為應(yīng)對(duì)全球變暖的一種手段，光電轉(zhuǎn)換器件吸引了人們的注意，光電轉(zhuǎn)換器件產(chǎn)生電能而不排放二氧化碳。使用結(jié)晶硅基板(比如單晶硅基板或多晶硅基板)的太陽(yáng)能電池作為光電轉(zhuǎn)換器件的一個(gè)典型示例而廣為人知。通常，在太陽(yáng)能電池的光接收表面上設(shè)置有柵格電極，該柵格電極用于電流收集且還用作布線。該柵格電極由金屬膜或?qū)щ姌?shù)脂膜構(gòu)成，并且該柵格電極的陰影區(qū)域是對(duì)發(fā)電不作直接貢獻(xiàn)的區(qū)域。由此，預(yù)期該柵格電極的寬度是很小的，使得該柵格電極的面積減小。較佳地，沿柵格電極的短軸的橫截面的形狀具有高長(zhǎng)寬比從而不使電阻增大，并且當(dāng)使柵格電極的寬度很小時(shí)會(huì)使該橫截面的面積增大。作為形成這種柵格電極的手段， 正嘗試形成內(nèi)建的電極(參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1和非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所揭示的技術(shù)是這樣一種方法在結(jié)晶硅基板上執(zhí)行切割處理以形成溝槽部分，并且在減壓情況下通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法用導(dǎo)電樹(shù)脂來(lái)填充該溝槽部分。此外，非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所揭示的技術(shù)是這樣一種方法在結(jié)晶硅基板上執(zhí)行激光工藝以形成溝槽部分，并且通過(guò)化學(xué)鍍方法用導(dǎo)電膜來(lái)填充該溝槽部分。[參考文獻(xiàn)][專(zhuān)利文獻(xiàn)][專(zhuān)利文獻(xiàn)1]日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.2006-54374[非專(zhuān)利文獻(xiàn)]N. B. Mason, D. Jordan, J. G. Summers,第十屆歐洲光伏太陽(yáng)能會(huì)議的會(huì)議論文集 (1991)280ο

發(fā)明內(nèi)容
在化學(xué)鍍方法中，半導(dǎo)體基板被鍍覆溶液等沾污是個(gè)問(wèn)題。此外，化學(xué)鍍方法是液相方法；由此，溝槽部分中留有的氣泡很容易影響用于形成導(dǎo)電層的工藝，并且很容易導(dǎo)致像斷開(kāi)連接這樣的工藝故障。另一方面，絲網(wǎng)印刷方法具有如下優(yōu)點(diǎn)使用簡(jiǎn)單的處理就可把絲網(wǎng)印刷方法應(yīng)用于很大的面積。然而，在如上所述的減壓情況下的絲網(wǎng)印刷方法中，裝置結(jié)構(gòu)和工藝是復(fù)雜的，問(wèn)題在于印刷板的開(kāi)口部分有可能變得堵塞，因?yàn)樵跍p壓情況下附接至印刷板的導(dǎo)電樹(shù)脂很快就變干了。相應(yīng)地，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的目的是提供具有低電阻和窄線寬的電極及其制造方法。此外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的目的是提供包括該電極的光電轉(zhuǎn)換器件及其制造方法。本說(shuō)明書(shū)中所揭示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及在多個(gè)平行溝槽部分以及夾在這
4些平行溝槽部分之間的區(qū)域中形成的電極，以及包括該電極的光電轉(zhuǎn)換器件。本說(shuō)明書(shū)中所揭示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是用于制造電極的方法，該方法包括如下步驟形成多個(gè)平行溝槽部分；向這些溝槽部分以及夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域提供導(dǎo)電材料；以及固定該導(dǎo)電材料。在多個(gè)溝槽部分中，導(dǎo)電材料可以只固定到最外圍溝槽部分中的一部分。注意，最外圍溝槽部分是指η個(gè)溝槽部分中的第1個(gè)溝槽部分和第η個(gè)溝槽部分，這η個(gè)溝槽部分按從1到η的順序排列在形成電極的區(qū)域中。上述導(dǎo)電材料可以是通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法來(lái)提供的。此處，絲網(wǎng)印刷方法中所使用的印刷板的開(kāi)口部分在短軸方向上的寬度優(yōu)選小于這些溝槽部分以及夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域的總寬度。絲網(wǎng)印刷板的開(kāi)口部分具有這樣一種形狀；由此，容易用導(dǎo)電材料來(lái)填充這些溝槽部分。本說(shuō)明書(shū)中所揭示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是用于制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法，該方法包括以下步驟在具有一種導(dǎo)電類(lèi)型的結(jié)晶硅基板的一個(gè)表面上形成第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第一區(qū)域包括多個(gè)第一平行溝槽部分以及夾在這些第一平行溝槽部分之間的區(qū)域， 該第二區(qū)域橫跨第一區(qū)域且包括多個(gè)第二平行溝槽部分以及夾在這些第二平行溝槽部分之間的區(qū)域；使第一雜質(zhì)熱擴(kuò)散至結(jié)晶硅基板的包括第一和第二區(qū)域的一個(gè)表面中以形成第一雜質(zhì)層，該第一雜質(zhì)給予與結(jié)晶硅基板相反的導(dǎo)電類(lèi)型；在結(jié)晶硅基板的另一表面上形成包括第二雜質(zhì)的導(dǎo)電層，該第二雜質(zhì)給予與結(jié)晶硅基板相同的導(dǎo)電類(lèi)型；使第二雜質(zhì)熱擴(kuò)散至結(jié)晶硅基板的上述另一表面中以形成第二雜質(zhì)層，該第二雜質(zhì)層具有與結(jié)晶硅基板相同的導(dǎo)電類(lèi)型且具有比結(jié)晶硅基板更高的載流子濃度，還使第二雜質(zhì)熱擴(kuò)散至該導(dǎo)電層所形成的后電極；在形成第一雜質(zhì)層的第一區(qū)域和第二區(qū)域中，向溝槽部分以及夾在溝槽部分之間的區(qū)域提供導(dǎo)電材料；以及固定該導(dǎo)電材料，使得形成柵格電極。在本說(shuō)明書(shū)中，為了避免各組件之間的混淆，使用了諸如“第一”、“第二”和“第三” 這樣的序數(shù)，這些術(shù)語(yǔ)并不限制這些組件的順序和數(shù)量。在制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法中，可在第一雜質(zhì)層上形成透光絕緣膜，并且在形成且固定第一雜質(zhì)層和透光絕緣膜之處，可向第一和第二區(qū)域提供導(dǎo)電材料。本說(shuō)明書(shū)中所揭示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是用于制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法，該方法包括以下步驟在結(jié)晶硅基板的一個(gè)表面上形成第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第一區(qū)域包括多個(gè)第一平行溝槽部分以及夾在這些第一平行溝槽部分之間的區(qū)域，該第二區(qū)域橫跨該第一區(qū)域且包括多個(gè)第二平行溝槽部分以及夾在這些第二平行溝槽部分之間的區(qū)域；在結(jié)晶硅基板的包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的一個(gè)表面上，形成第一硅半導(dǎo)體層；在第一硅半導(dǎo)體層上形成具有一種導(dǎo)電類(lèi)型的第二硅半導(dǎo)體層；在結(jié)晶硅基板的另一表面上，形成第三硅半導(dǎo)體層；在第三硅半導(dǎo)體層上形成第四硅半導(dǎo)體層，該第四硅半導(dǎo)體層具有與第二硅半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類(lèi)型；在第二硅半導(dǎo)體層上形成透光導(dǎo)電膜；在第四硅半導(dǎo)體層上形成后電極；在第一硅半導(dǎo)體層、第二硅半導(dǎo)體層和透光導(dǎo)電膜相層疊之處，向第一區(qū)域和第二區(qū)域中的溝槽部分以及夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域提供導(dǎo)電材料；以及固定該導(dǎo)電材料，使得形成柵格電極。第一和第三硅半導(dǎo)體層各自的導(dǎo)電類(lèi)型是i型，而第二硅半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型是 P型或η型。
此外，本說(shuō)明書(shū)中所揭示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是由導(dǎo)電材料構(gòu)成的電極，該導(dǎo)電材料用以填充多個(gè)平行溝槽部分并且覆蓋夾在這些平行溝槽部分之間的區(qū)域。在固定有導(dǎo)電材料的那些溝槽部分中，可只向最外圍溝槽部分的一部分提供導(dǎo)電材料并使其固定。本說(shuō)明書(shū)中所揭示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是光電轉(zhuǎn)換器件，包括具有一種導(dǎo)電類(lèi)型的結(jié)晶硅基板，該結(jié)晶硅基板的一個(gè)表面設(shè)置有第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第一區(qū)域包括多個(gè)第一平行溝槽部分以及夾在這些第一平行溝槽部分之間的區(qū)域，該第二區(qū)域橫跨第一區(qū)域且包括多個(gè)第二平行溝槽部分以及夾在這些第二平行溝槽部分之間的區(qū)域；第一雜質(zhì)層，該第一雜質(zhì)層具有與結(jié)晶硅基板相反的導(dǎo)電類(lèi)型，且設(shè)置在結(jié)晶硅基板的包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的一個(gè)表面上；第二雜質(zhì)層，該第二雜質(zhì)層具有與結(jié)晶硅基板相同的導(dǎo)電類(lèi)型且具有比結(jié)晶硅基板更高的載流子濃度，且被設(shè)置在結(jié)晶硅基板的另一表面上；后電極，該后電極與第二雜質(zhì)層相接觸；以及柵格電極，該柵格電極由導(dǎo)電材料構(gòu)成，以在形成第一雜質(zhì)層之處覆蓋第一區(qū)域和第二區(qū)域中的溝槽部分以及夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域。在上述結(jié)構(gòu)中，在第一雜質(zhì)層上可以形成透光絕緣膜。該透光絕緣膜具有防反射效果以及減少第一雜質(zhì)層的表面缺陷的效果。本說(shuō)明書(shū)中所揭示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是光電轉(zhuǎn)換器件，包括結(jié)晶硅基板，該結(jié)晶硅基板的一個(gè)表面設(shè)置有第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第一區(qū)域包括多個(gè)第一平行溝槽部分以及夾在這些第一平行溝槽部分之間的區(qū)域，該第二區(qū)域橫跨第一區(qū)域且包括多個(gè)第二平行溝槽部分以及夾在這些第二平行溝槽部分之間的區(qū)域；第一硅半導(dǎo)體層，該第一硅半導(dǎo)體層設(shè)置在結(jié)晶硅基板的包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的一個(gè)表面上；具有一種導(dǎo)電類(lèi)型的第二硅半導(dǎo)體層，該第二硅半導(dǎo)體層設(shè)置在第一硅半導(dǎo)體層上；透光導(dǎo)電膜，該透光導(dǎo)電膜被設(shè)置在第二硅半導(dǎo)體層上；第三硅半導(dǎo)體層，該第三硅半導(dǎo)體層被設(shè)置在結(jié)晶硅基板的另一表面上；第四硅半導(dǎo)體層，該第四硅半導(dǎo)體層具有與第二硅半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類(lèi)型， 且被設(shè)置在第三硅半導(dǎo)體層上；后電極，該后電極被設(shè)置在第四硅半導(dǎo)體層上；以及柵格電極，該柵格電極由導(dǎo)電材料構(gòu)成，以在第一硅半導(dǎo)體層、第二硅半導(dǎo)體層和透光導(dǎo)電膜相層疊之處覆蓋第一區(qū)域和第二區(qū)域中的溝槽部分以及夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以提供具有低電阻和窄線寬的電極。此外，可以高生產(chǎn)率和高產(chǎn)量地形成這種電極。此外，可以提供具有改善的電學(xué)特性的光電轉(zhuǎn)換器件。


圖IA和IB是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極的橫截面圖和平面圖。圖2是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極的橫截面圖。圖3是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極的橫截面圖。圖4A和4B是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極的橫截面圖。圖5A和5B是示出通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法形成的電極的問(wèn)題的橫截面圖和平面圖。圖6A到6C是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極的制造方法的橫截面圖。圖7是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件的透視圖。圖8A到8D是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件的制造方法的橫截面圖。
圖9是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件的透視圖。圖IOA到IOD是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件的制造方法的橫截面圖。圖IlA和IlB是比較示例的電極與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極的橫截面SEM圖像。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于以下描述，而且本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，此處公開(kāi)的模式和細(xì)節(jié)可以各種方式修改，而不背離本發(fā)明的范圍和精神。因此，本發(fā)明不應(yīng)被解釋為限于實(shí)施例的描述。在用于解釋各實(shí)施例的附圖中，相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分或具有類(lèi)似功能的部分，并且在一些情況下不再重復(fù)其詳細(xì)描述。(實(shí)施例1)圖IA和IB示出為基板提供的溝槽部分的結(jié)構(gòu)以及填充這些溝槽部分的電極的結(jié)構(gòu)，它們是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖IA是橫截面圖且對(duì)應(yīng)于沿著圖IB中的線A-B截取的橫截面，圖IB是平面圖。注意，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極可以被應(yīng)用于布線以及電子器件等的電極，且其應(yīng)用并不受限制。在基板100中，第一溝槽部分110和第二溝槽部分120被彼此平行地設(shè)置，并且形成夾在第一溝槽部分Iio和第二溝槽部分120之間的區(qū)域150。此外，由導(dǎo)電材料構(gòu)成的電極200被固定，以便覆蓋第一溝槽部分110、第二溝槽部分120和區(qū)域150。例如，導(dǎo)電樹(shù)脂可以被用作這種導(dǎo)電材料。此外，用于固定該導(dǎo)電樹(shù)脂的方法取決于該導(dǎo)電樹(shù)脂的材料，并且可按需通過(guò)一方法(比如熱處理、光照或溶劑的揮發(fā))來(lái)執(zhí)行。第一溝槽部分110、第二溝槽部分120以及夾在第一溝槽部分110和第二溝槽部分120之間的區(qū)域150的寬度和深度并不受到特別地限制，只要基板100的強(qiáng)度不減小且可以由實(shí)踐者自由確定即可。然而，為了使下文所描述的絲網(wǎng)印刷方法中的處理更容易，區(qū)域150的寬度優(yōu)選比第一溝槽部分110或第二溝槽部分120要寬。注意，可以有多個(gè)溝槽部分，如圖2A和2B所示，并且可以有三個(gè)或更多個(gè)溝槽部分。此外，圖IA和圖2各自示出溝槽部分具有U形橫截面的情況，其中溝槽部分的寬度在深度方向上是均勻的。然而，溝槽部分的橫截面可以具有V形，如圖3所示，其中其下側(cè)的寬度比其上側(cè)的寬度要窄。在U形溝槽部分中，填充溝槽部分的導(dǎo)電材料的量可以增大；由此，電極的電阻容易降低。在V形溝槽部分中，覆蓋溝槽部分的膜的覆蓋情況可以被改善。此外，圖IA示出一種結(jié)構(gòu)，其中用導(dǎo)電材料完全地填充上述溝槽部分；然而，如圖 4A和4B所示，導(dǎo)電材料可被部分地提供給溝槽部分并固定。圖4A示出溝槽部分的個(gè)數(shù)是兩個(gè)的結(jié)構(gòu)，圖4B示出溝槽部分的個(gè)數(shù)是三個(gè)或更多個(gè)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)溝槽部分的個(gè)數(shù)是三個(gè)或更多個(gè)時(shí)，導(dǎo)電材料被部分地提供給最外圍溝槽部分(圖4B的結(jié)構(gòu)中的最左邊和最右邊的溝槽部分)并固定，并且其它溝槽部分(圖4B的結(jié)構(gòu)中的中間的兩個(gè)溝槽部分)用導(dǎo)電材料填充。此處，描述通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法形成電極的情況下的常規(guī)問(wèn)題。圖5A和5B示出一種結(jié)構(gòu)，其中如常規(guī)示例那樣，通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法在具有平面的基板101上形成由導(dǎo)電材料構(gòu)成的電極Mo。圖5A是橫截面圖，且對(duì)應(yīng)于沿著圖5B中的線 C-D截取的橫截面，圖5B是平面圖。絲網(wǎng)印刷方法中所使用的印刷樹(shù)脂(此處即導(dǎo)電樹(shù)脂)被調(diào)節(jié)至適合印刷的特性，以便容易地從印刷板的開(kāi)口部分中提取并且具有與印刷板的開(kāi)口相同的形狀。然而，在印刷過(guò)程中，印刷樹(shù)脂是液態(tài)的；由此，印刷樹(shù)脂的形狀與剛剛印刷之后相比不是一點(diǎn)點(diǎn)地改變，并且在某些情況下實(shí)際的尺寸超過(guò)設(shè)計(jì)寬度(X3)的可接受值。如圖5A所示，印刷樹(shù)脂在剛剛從印刷板中提取出來(lái)之后具有初始的形狀220(虛線)，其寬度 (X3)幾乎等于印刷板的開(kāi)口部分；然而，在烘烤之前，在箭頭所指的方向上，印刷樹(shù)脂改變形狀，寬度放大到X4。通過(guò)很薄地印刷該印刷樹(shù)脂，可盡可能地抑制這種現(xiàn)象；然而，導(dǎo)電樹(shù)脂與金屬膜相比具有更高的電阻，并且電極、布線等(其電阻優(yōu)選較低)被要求形成厚膜。相應(yīng)地，需要使用重復(fù)執(zhí)行印刷和烘烤多次的方法；由此，問(wèn)題在于步驟的數(shù)量增大。作為大致形成厚膜的方法，所謂的內(nèi)置電極是已知的，這種內(nèi)置電極通過(guò)在基板中形成溝槽部分并在溝槽部分中填充導(dǎo)電材料來(lái)形成。然而，在內(nèi)置電極中導(dǎo)電材料要均勻地填充溝槽部分，由此對(duì)于絲網(wǎng)印刷方法而言該內(nèi)置電極不是恰當(dāng)?shù)?，因?yàn)樵诮z網(wǎng)印刷方法中使用粘性相對(duì)較高的樹(shù)脂。在絲網(wǎng)印刷方法中，通過(guò)使填充印刷板的樹(shù)脂與要印刷的表面相接觸，就從印刷板中提取樹(shù)脂，使得樹(shù)脂無(wú)法設(shè)置在諸如溝槽部分的空間中。此外，即使在使用溝槽部分的邊緣從印刷板中提取出樹(shù)脂時(shí)，問(wèn)題在于所產(chǎn)生的氣泡是無(wú)法消除的，例如由于高粘性的樹(shù)脂缺乏流動(dòng)性；因此，溝槽部分的填充是很難的。已經(jīng)提出在真空中執(zhí)行絲網(wǎng)印刷方法的方法來(lái)作為解決這些問(wèn)題的手段；然而，該方法的問(wèn)題在于裝置和步驟都很復(fù)雜。因此，在形成內(nèi)置電極的生產(chǎn)條件下，尚未使用絲網(wǎng)印刷方法。另一方面，通過(guò)向多個(gè)溝槽部分和夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域提供適量的導(dǎo)電材料，形成本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極。最外圍溝槽部分變?yōu)檫吘?，使得?dǎo)電材料并不向外擴(kuò)展，并且可形成具有設(shè)計(jì)寬度(Xi)的電極。此外，待印刷的區(qū)域包括夾在這些溝槽部分之間的平面區(qū)域，由此容易從印刷板中提取出樹(shù)脂，并且可以使用絲網(wǎng)印刷方法而不需要特殊裝置和復(fù)雜的步驟。接下來(lái)，使用圖6A-6C的橫截面工藝圖，來(lái)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極的制
造方法。首先，在基板100中彼此平行地形成第一溝槽部分110和第二溝槽部分120，并且形成夾在第一溝槽部分110和第二溝槽部分120之間的區(qū)域150(參照?qǐng)D6A)。通過(guò)切割處理或激光處理，可以形成第一溝槽部分110和第二溝槽部分120。盡管圖6A中的溝槽部分具有使用切割處理時(shí)的形狀(U形)，但是溝槽部分也可具有V形。當(dāng)執(zhí)行激光處理時(shí)，溝槽部分很可能具有V形或U形。此外，通過(guò)使用切割刀片(其外圍被處理成V形或U形)，就可僅使溝槽部分的底部形成為V形或U形。此處，第一溝槽部分110、第二溝槽部分120以及夾在第一溝槽部分110和第二溝槽部分120之間的區(qū)域150的總寬度被定義為XI。Xl是電極的寬度，它是包括預(yù)先設(shè)計(jì)的可接受值的寬度。接下來(lái)，通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法，從第一溝槽部分110、第二溝槽部分120以及夾在第一溝槽部分110和第二溝槽部分120之間的區(qū)域150上方，提供作為導(dǎo)電材料的導(dǎo)電樹(shù)脂 201。盡管可通過(guò)分配方法或噴墨方法來(lái)提供導(dǎo)電樹(shù)脂201，但是優(yōu)選使用絲網(wǎng)印刷方法 (絲網(wǎng)印刷方法的生產(chǎn)率很高)。圖6B示出通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法提供導(dǎo)電樹(shù)脂201的工藝。印刷板500的開(kāi)口部分被放置在與第一溝槽部分110、第二溝槽部分120以及夾在第一溝槽部分110和第二溝槽部分120之間的區(qū)域150重疊的位置；導(dǎo)電樹(shù)脂201通過(guò)刮刀填充到印刷板500的開(kāi)口部分； 通過(guò)在箭頭所示方向上移動(dòng)刮板510(該刮板510與印刷板相接觸)，使導(dǎo)電樹(shù)脂201接觸到區(qū)域150。然后，通過(guò)移動(dòng)印刷板500，從印刷板500中提取出的樹(shù)脂改變形狀，以便流入第一溝槽部分110和第二溝槽部分120，如圖6C所示。隨后，導(dǎo)電樹(shù)脂201填充第一溝槽部分110和第二溝槽部分120，并且形成圖IA所示的電極200。此處，印刷板500的開(kāi)口部分在短軸方向的寬度(X2)優(yōu)選小于第一溝槽部分110、 第二溝槽部分120以及夾在第一溝槽部分110和第二溝槽部分120之間的區(qū)域150的總寬度(XI)。如果X2大于XI，則不僅所形成電極的寬度大于設(shè)計(jì)值，溝槽部分還被導(dǎo)電樹(shù)脂 201覆蓋，由此內(nèi)部空氣無(wú)法被排空并導(dǎo)致填充得較差。當(dāng)使X2小于Xl時(shí)，可確保這些溝槽部分中有排氣路徑，使得這些溝槽部分可以用導(dǎo)電樹(shù)脂201均勻地填充。注意，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極中，不僅形成有內(nèi)置電極，該電極的一部分還被形成在夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域上。由此，在上述短軸方向上，該電極的橫截面的面積可以是很大的，而在長(zhǎng)軸方向上該電極的電阻可以是很低的。根據(jù)上述方法，可以高生產(chǎn)率和高產(chǎn)量地形成具有設(shè)計(jì)寬度且電阻低的電極。在形成具有小寬度的電極的情況下，本方法尤其有效。本實(shí)施例能自由地與任何其它實(shí)施例結(jié)合。(實(shí)施例2)在本實(shí)施例中，描述光電轉(zhuǎn)換器件及其制造方法，該光電轉(zhuǎn)換器件包括實(shí)施例1 中所描述的電極作為柵格電極。圖7是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件的透視圖，其中為了清晰解釋結(jié)構(gòu)，示出該光電轉(zhuǎn)換器件的一部分。圖7所示的光電轉(zhuǎn)換器件包括第一雜質(zhì)層302，其被設(shè)置在結(jié)晶硅基板300的一個(gè)表面?zhèn)壬?；柵格電極306和透光絕緣膜309，它們與第一雜質(zhì)層302相接觸；第二雜質(zhì)層 304，其被設(shè)置在結(jié)晶硅基板300的另一個(gè)表面?zhèn)壬?；以及后電極308，該后電極308與第二雜質(zhì)層304相接觸。其上形成有柵格電極306的表面是光接收表面。在結(jié)晶硅基板300的一個(gè)表面上形成第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第一區(qū)域包括多個(gè)第一平行溝槽部分以及夾在這些第一平行溝槽部分之間的區(qū)域，該第二區(qū)域包括多個(gè)第二平行溝槽部分以及夾在這些第二平行溝槽部分之間的區(qū)域且該第二區(qū)域橫跨第一區(qū)域。此外，通過(guò)固定上述導(dǎo)電樹(shù)脂從而使得多個(gè)第一溝槽部分和多個(gè)第二溝槽部分被導(dǎo)電樹(shù)脂填充且第一區(qū)域和第二區(qū)域被導(dǎo)電樹(shù)脂覆蓋，形成柵格電極306。注意，在柵格電極306中，具有大線寬的區(qū)域是母線電極306a，而具有較小線寬的區(qū)域是指狀電極306b。 結(jié)晶硅基板300具有一種導(dǎo)電類(lèi)型，第一雜質(zhì)層302是導(dǎo)電類(lèi)型與結(jié)晶硅基板300
相反的層。由此，在形成第一雜質(zhì)層302的區(qū)域附近，形成p-n結(jié)。 此外，第二雜質(zhì)層304具有與結(jié)晶硅基板300相同的導(dǎo)電類(lèi)型，并且其載流子濃度比結(jié)晶硅基板300高。由此，在形成有第二雜質(zhì)層304的區(qū)域附近形成n-n+結(jié)或p-p+結(jié)， 并且少數(shù)載流子被電場(chǎng)排斥且被吸引至p-n結(jié)那一側(cè)，由此在后電極308附近的載流子的復(fù)合可以被防止。通過(guò)使后電極中所包含的雜質(zhì)發(fā)生擴(kuò)散，可以容易地形成第二雜質(zhì)層304。例如， 當(dāng)結(jié)晶硅基板300具有ρ型導(dǎo)電性時(shí)，鋁膜或鋁膏構(gòu)成為上述后電極，并且執(zhí)行鋁(鋁是給予P型導(dǎo)電性的雜質(zhì))的熱擴(kuò)散，由此可以形成第二雜質(zhì)層304。此外，透光絕緣膜309的作用還有保護(hù)結(jié)晶硅基板300，使結(jié)晶硅基板300防反射， 減小結(jié)晶硅基板300的表面缺陷等，并且透光絕緣膜309是使用氧化硅膜、氮化硅膜等構(gòu)成的。注意，透光絕緣膜309是可以省去的。通過(guò)在光電轉(zhuǎn)換器件的這種結(jié)構(gòu)中使用實(shí)施例1中所描述的柵格電極，可以抑制因柵格電極306的微型化而導(dǎo)致的電阻增大。換句話說(shuō)，光接收面積可以增大，而沒(méi)有因柵格電極306的微型化而導(dǎo)致的不利影響(電阻增大)，并且光電轉(zhuǎn)換器件的轉(zhuǎn)換效率可以被改善。參照?qǐng)D8A到8D，描述圖7的光電轉(zhuǎn)換器件的制造方法。圖8A到8D是橫截面圖， 對(duì)應(yīng)于沿圖7中的線El-Fl截取的橫截面。單晶硅基板或多晶硅基板可以被用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中所使用的結(jié)晶硅基板300。結(jié)晶硅基板的導(dǎo)電類(lèi)型和制造方法沒(méi)有被特別限定。在本實(shí)施例中，使用通過(guò)磁性 Czochralski (MCZ)方法制造的ρ型單晶硅基板。首先，通過(guò)使用與實(shí)施例1中所描述的第一溝槽部分110和第二溝槽部分120的制造方法相似的方法，在結(jié)晶硅基板300的一個(gè)表面上設(shè)置第一溝槽部分311a、第二溝槽部分312a、夾在第一溝槽部分311a和第二溝槽部分31 之間的區(qū)域313a、第一溝槽部分 311b、第二溝槽部分312b以及夾在第一溝槽部分311b和第二溝槽部分312b之間的區(qū)域 313b。此處，第一溝槽部分311a、第二溝槽部分312a、夾在第一溝槽部分311a和第二溝槽部分31 之間的區(qū)域313a被統(tǒng)稱(chēng)為第一區(qū)域，并且第一溝槽部分311b、第二溝槽部分 312b以及夾在第一溝槽部分311b和第二溝槽部分312b之間的區(qū)域31 被統(tǒng)稱(chēng)為第二區(qū)域。注意，可以為結(jié)晶硅基板300提供多個(gè)第一區(qū)域和第二區(qū)域。例如，第一區(qū)域是按50mm 的間隔設(shè)置的，而第二區(qū)域是按2mm的間隔設(shè)置的。當(dāng)通過(guò)激光工藝來(lái)形成溝槽部分時(shí)，可以使用YAG激光器的基波(波長(zhǎng)為 1064nm)、二次諧波(波長(zhǎng)為532nm)、三次諧波(波長(zhǎng)為355nm)、四次諧波(波長(zhǎng)為沈6歷) 等，并且光束直徑、輸出和掃描速度可以被調(diào)節(jié)，由此可以形成具有期望形狀的溝槽部分。 例如，當(dāng)使用YAG激光器的三次諧波(其光束直徑Φ是20 μ m，功率密度是160kW/cm2，掃描速度是0. lcm/sec)處理單晶硅基板時(shí)，可形成寬度為30 μ m到40 μ m且深度為40 μ m到 70 μ m的溝槽部分。第一區(qū)域是用于母線電極的區(qū)域，第二區(qū)域是用于指狀電極的區(qū)域。在考慮到母線電極或指狀電極所必需的電阻時(shí)，可以確定第一和第二區(qū)域中的溝槽部分的寬度和深度以及夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域的寬度。注意，在圖8A中，所有的溝槽部分都具有相同的深度；然而，形成有母線電極的區(qū)域中的溝槽部分的深度可能不同于形成有指狀電極的區(qū)域中的溝槽部分的深度?？紤]到基板的強(qiáng)度，溝槽部分的深度的上限被設(shè)為基板厚度的三分之二(優(yōu)選是一半)。如果溝槽部分太深，則基板的強(qiáng)度是無(wú)法維持的，在制造過(guò)程中基板可能破損，或者在某些情況下光電轉(zhuǎn)換器件的強(qiáng)度可能減小并且可靠性可能下降。在基板厚度為0. 5mm的情況下，例如，優(yōu)選地，溝槽部分的深度的上限約為0. 25mm到0. 35mm。接下來(lái)，因?yàn)槠茡p的層是形成于經(jīng)切割工藝或激光工藝(執(zhí)行該工藝是為了形成溝槽部分)處理部分的表面層之上的，所以通過(guò)蝕刻處理就去除了該破損的層。在蝕刻過(guò)程中，可以使用包括乙酸、氫氟酸和硝酸的蝕刻劑。通過(guò)調(diào)節(jié)各種酸的比率，可以擇優(yōu)地蝕刻該破損的層。此外，使用堿性蝕刻劑(比如氫氧化鉀的10%水溶液)，使得可以在蝕刻該結(jié)晶硅基板300的表面的同時(shí)形成組織結(jié)構(gòu)。通過(guò)形成該組織結(jié)構(gòu)，可以賦予該光電轉(zhuǎn)換器件諸如防反射效果和光俘獲效果等效果。注意，也可以省去這種蝕刻處理。接下來(lái)，在包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的結(jié)晶硅基板300的多個(gè)表面層之一上，形成其導(dǎo)電類(lèi)型與結(jié)晶硅基板300相反的第一雜質(zhì)層302(參見(jiàn)圖8B)。此處，結(jié)晶硅基板 300的導(dǎo)電類(lèi)型是ρ型；由此，賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)擴(kuò)散到結(jié)晶硅基板300的表面層中， 使得形成第一雜質(zhì)層302。作為賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)，可以給出磷、砷、銻等。例如，在氯氧化磷的氣氛中，在大于或等于800°C且小于或等于900°C的溫度處，使結(jié)晶硅基板經(jīng)受熱處理，由此磷可以從結(jié)晶硅基板的表面擴(kuò)散到約0. 5 μ m的深度。接下來(lái)，在第一雜質(zhì)層302上形成透光絕緣膜309。通過(guò)等離子體CVD方法或?yàn)R射方法形成的厚度大于或等于50nm且小于或等于IOOnm的氧化硅膜或氮化硅膜可以被用作這種透光絕緣膜309。在本實(shí)施例中，通過(guò)等離子體CVD方法形成的厚度為50nm的氮化硅膜被用作這種透光絕緣膜309。注意，用于形成透光絕緣膜309的步驟是可以省去的。然后，形成第二雜質(zhì)層304和后電極308(參見(jiàn)圖8C)。在本實(shí)施例中，結(jié)晶硅基板的導(dǎo)電類(lèi)型是P型；由此，使包括P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的導(dǎo)電層形成于結(jié)晶硅基板300的另一表面上，并且使這些雜質(zhì)擴(kuò)散以形成具有高載流子濃度的層，從而形成P-P+結(jié)。例如，第二雜質(zhì)層304和后電極308可以按下列方式來(lái)形成將鋁膏涂到結(jié)晶硅基板300的上述另一面，并且執(zhí)行烘烤以使鋁熱擴(kuò)散到結(jié)晶硅基板300的上述另一面的表面層中。然后，通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法，向第一和第二區(qū)域(其上形成有在第一雜質(zhì)層302上的透光絕緣膜309)提供將要成為柵極電極306的導(dǎo)電樹(shù)脂。關(guān)于絲網(wǎng)印刷方法的工藝的細(xì)節(jié)，可以參照實(shí)施例1中有關(guān)圖6B的描述。注意，此處所使用的導(dǎo)電樹(shù)脂可以是銀膏、銅膏、 鎳膏、鉬膏等。此外，柵格電極306可以是不同材料的疊層，比如銀膏和銅膏的疊層。在本實(shí)施例中，優(yōu)選使用熱固性導(dǎo)電樹(shù)脂，通過(guò)烘烤可使該導(dǎo)電樹(shù)脂固定。接下來(lái)，通過(guò)烘烤該導(dǎo)電樹(shù)脂，第一雜質(zhì)層302與柵格電極306相接觸(參見(jiàn)圖 8D)。在上述提供導(dǎo)電樹(shù)脂的階段，導(dǎo)電樹(shù)脂并不與第一雜質(zhì)層302相接觸，因?yàn)橥腹饨^緣膜309被插放在兩者之間。然而，通過(guò)烘烤該導(dǎo)電樹(shù)脂，導(dǎo)電樹(shù)脂的導(dǎo)體成分可以穿透該透光絕緣膜309并與第一雜質(zhì)層302相接觸。注意，在圖8D中，形成于溝槽部分中的透光絕緣膜309似乎完全消失了 ；然而，透光絕緣膜309可以部分地保留。如上所述，可以高生產(chǎn)率和高產(chǎn)量地形成具有微小柵格電極和很好的電學(xué)特性的光電轉(zhuǎn)換器件。本實(shí)施例能自由地與任何其它實(shí)施例結(jié)合。(實(shí)施例3)
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在本實(shí)施例中，描述光電轉(zhuǎn)換器件及其制造方法，該光電轉(zhuǎn)換器件的結(jié)構(gòu)不同于實(shí)施例2中所描述的光電轉(zhuǎn)換器件。注意，與實(shí)施例1相同的關(guān)于結(jié)構(gòu)和制造方法的描述被省去。圖9是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件的透視圖，其中為了清晰地解釋結(jié)構(gòu)，示出該光電轉(zhuǎn)換器件的一部分。圖9所示的光電轉(zhuǎn)換器件包括第一硅半導(dǎo)體層40 和第三硅半導(dǎo)體層402b，它們都與結(jié)晶硅基板400相接觸；第二硅半導(dǎo)體層40 ,它與第一硅半導(dǎo)體層40 相接觸； 第四硅半導(dǎo)體層404b，它與第三硅半導(dǎo)體層402b相接觸；透光導(dǎo)電膜406，它與第二硅半導(dǎo)體層40 相接觸；柵格電極408，它與透光導(dǎo)電膜406相接觸；以及后電極409，它與第四硅半導(dǎo)體層404b相接觸。形成有柵格電極408的表面是光接收表面。第一硅半導(dǎo)體層40 和第三硅半導(dǎo)體層402b含氫，并且是高品質(zhì)i型半導(dǎo)體層， 缺陷很少。第一硅半導(dǎo)體層40 和第三硅半導(dǎo)體層402b可以終止結(jié)晶硅基板400的表面上的缺陷，并且可以減少光電轉(zhuǎn)換層中的少數(shù)載流子的復(fù)合，使得少數(shù)載流子的壽命可以被延長(zhǎng)。注意，在本說(shuō)明書(shū)中，i型半導(dǎo)體不僅是指所謂的本征半導(dǎo)體(其中，費(fèi)米能級(jí)位于帶隙的中間)，還指賦予P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)和賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的濃度小于或等于 1 X IO20個(gè)原子/cm3且光電導(dǎo)率與暗電導(dǎo)率相比是很高的這樣一種半導(dǎo)體。通過(guò)等離子體 CVD方法等形成的非晶硅半導(dǎo)體可以被用于第一硅半導(dǎo)體層111和第三硅半導(dǎo)體層113。注意，在本說(shuō)明書(shū)中，光電轉(zhuǎn)換層是指對(duì)光電轉(zhuǎn)換貢獻(xiàn)很大的半導(dǎo)體區(qū)域。在本實(shí)施例中，它對(duì)應(yīng)于結(jié)晶硅基板以及與結(jié)晶硅基板相接觸的第一硅半導(dǎo)體層40 和第三硅半導(dǎo)體層402b。第二硅半導(dǎo)體層40 和第四硅半導(dǎo)體層404b是內(nèi)部電場(chǎng)形成層，并且第二硅半導(dǎo)體層40 和第四硅半導(dǎo)體層404b之一是ρ型半導(dǎo)體層，另一個(gè)則是η型半導(dǎo)體層。使用非晶硅層或微晶硅層(含賦予一種導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì))，就可形成第二硅半導(dǎo)體層40 和第四硅半導(dǎo)體層404b。在結(jié)晶硅基板400的一個(gè)表面上形成第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第一區(qū)域包括多個(gè)第一平行溝槽部分以及夾在這些第一平行溝槽部分之間的區(qū)域，該第二區(qū)域包括多個(gè)第二平行溝槽部分以及夾在這些第二平行溝槽部分之間的區(qū)域且該第二區(qū)域橫跨第一區(qū)域。柵格電極408是由導(dǎo)電樹(shù)脂構(gòu)成的，以填充多個(gè)第一平行溝槽部分以及多個(gè)第二平行溝槽部分并覆蓋第一區(qū)域和第二區(qū)域。注意，在柵格電極中，具有大線寬的區(qū)域是母線電極408a， 具有較小線寬的區(qū)域是指狀電極408b。通過(guò)在光電轉(zhuǎn)換器件的這種結(jié)構(gòu)中使用實(shí)施例1中所描述的柵格電極，可抑制因柵格電極408的微型化而導(dǎo)致的電阻增大。換句話說(shuō)，光接收面積可以增大，而沒(méi)有因柵格電極408的微型化而導(dǎo)致的不利影響(電阻增大)，并且光電轉(zhuǎn)換器件的轉(zhuǎn)換效率可以被改
善 ο參照?qǐng)DIOA到10D，描述圖9的光電轉(zhuǎn)換器件的制造方法。圖IOA到IOD是橫截面圖，對(duì)應(yīng)于沿圖9中的線E2-F2截取的橫截面。單晶硅基板或多晶硅基板可以被用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中所使用的結(jié)晶硅基板400。結(jié)晶硅基板的導(dǎo)電類(lèi)型和制造方法沒(méi)有被特別限定。在本實(shí)施例中，使用通過(guò)磁性Czochralski (MCZ)方法制造的η型單晶硅基板。首先，通過(guò)使用和實(shí)施例1中所描述的第一溝槽部分110和第二溝槽部分120的制造方法相似的方法，在結(jié)晶硅基板400的一個(gè)表面上設(shè)置第一溝槽部分411a、第二溝槽部分412a、夾在第一溝槽部分411a和第二溝槽部分41 之間的區(qū)域413a、第一溝槽部分 411b、第二溝槽部分412b以及夾在第一溝槽部分411b和第二溝槽部分412b之間的區(qū)域 413b。此處，第一溝槽部分411a、第二溝槽部分412a、夾在第一溝槽部分411a和第二溝槽部分41 之間的區(qū)域413a被統(tǒng)稱(chēng)為第一區(qū)域，并且第一溝槽部分411b、第二溝槽部分 412b以及夾在第一溝槽部分411b和第二溝槽部分412b之間的區(qū)域41 被統(tǒng)稱(chēng)為第二區(qū)域。注意，可以為結(jié)晶硅基板400提供多個(gè)第一區(qū)域和第二區(qū)域。例如，第一區(qū)域是按50mm 的間隔設(shè)置的，第二區(qū)域是按2mm的間隔設(shè)置的。第一區(qū)域是用于母線電極的區(qū)域，第二區(qū)域是用于指狀電極的區(qū)域。在考慮到母線電極或指狀電極所必需的電阻時(shí)，可以確定第一和第二區(qū)域中的溝槽部分的寬度和深度以及夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域的寬度。接下來(lái)，通過(guò)蝕刻處理，去除在溝槽部分的表面層上形成的破損層。在蝕刻過(guò)程中，可以使用包括乙酸、氫氟酸和硝酸的蝕刻劑。此外，使用堿性蝕刻劑(比如氫氧化鉀的 10%水溶液)，使得可以在蝕刻該結(jié)晶硅基板400的表面的同時(shí)形成組織結(jié)構(gòu)。通過(guò)形成該組織結(jié)構(gòu)，可以賦予該光電轉(zhuǎn)換器件防反射效果和光俘獲效果等效果。注意，也可以省去這種蝕刻處理。接下來(lái)，在結(jié)晶硅基板400的包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的一個(gè)表面上，形成第一硅半導(dǎo)體層40加。第一硅半導(dǎo)體層40 的厚度優(yōu)選大于或等于3nm且小于或等于50nm。 在本實(shí)施例中，第一硅半導(dǎo)體層40 是i型非晶硅，并且具有5nm的厚度。第一硅半導(dǎo)體層40 的薄膜形成條件的示例如下列所示以大于或等于kccm且小于或等于200sCCm的流速將甲硅烷引入到反應(yīng)腔室；反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力大于或等于10 且小于或等于IOOPa ；電極間隔大于或等于15mm且小于或等于40mm ；以及功率密度大于或等于8mW/cm2且小于或等于50mW/cm2。接下來(lái)，在第一硅半導(dǎo)體層40 上形成第二硅半導(dǎo)體層40如。第二硅半導(dǎo)體層 404a的厚度優(yōu)選大于或等于3nm且小于或等于50nm。在本實(shí)施例中，第二硅半導(dǎo)體層40 是P型微晶硅，并且具有IOnm的厚度。注意，ρ型非晶硅可以被用于第二硅半導(dǎo)體層4(Ma。第二硅半導(dǎo)體層40 的薄膜形成條件的示例如下列所示以大于或等于Isccm且小于或等于IOsccm的流速將甲硅烷引入到反應(yīng)腔室，以大于或等于lOOsccm且小于或等于 5000sccm的流速將氫引入到反應(yīng)腔室，以大于或等于5sCCm且小于或等于50sCCm的流速將氫基二硼烷(0. 1% )引入到反應(yīng)腔室；反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力被設(shè)為大于或等于450 且小于或等于lOOOOOPa，優(yōu)選大于或等于2000 且小于或等于50000Pa ；電極間隔被設(shè)為大于或等于8mm且小于或等于30mm ；以及功率密度被設(shè)為大于或等于200mW/cm2且小于或等于 1500mW/cm2。然后，使結(jié)晶硅基板400的另一表面經(jīng)受等離子體CVD方法處理，使得形成第三硅半導(dǎo)體層402b。第三硅半導(dǎo)體層402b的厚度優(yōu)選大于或等于3nm且小于或等于50nm。在本實(shí)施例中，第三硅半導(dǎo)體層402b是i型非晶硅，并且具有5nm的厚度。注意，可以在與第一硅半導(dǎo)體層40 相似的薄膜形成條件下形成第三硅半導(dǎo)體層402b。接下來(lái)，在第三硅半導(dǎo)體層402b上，形成第四硅半導(dǎo)體層404b(參見(jiàn)圖10B)。第四硅半導(dǎo)體層404b的厚度優(yōu)選大于或等于3nm且小于或等于50nm。在本實(shí)施例中，第四硅半導(dǎo)體層404b是η型微晶硅，并且具有IOnm的厚度。注意，η型非晶硅可以被用于第四硅半導(dǎo)體層404b。第四硅半導(dǎo)體層404b的薄膜形成條件的示例如下列所示以大于或等于Isccm且小于或等于IOsccm的流速將甲硅烷引入到反應(yīng)腔室，以大于或等于lOOsccm且小于或等于 5000sccm的流速將氫引入到反應(yīng)腔室，以大于或等于5sCCm且小于或等于50sCCm的流速將氫基磷化氫(0.5%)引入到反應(yīng)腔室；反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力被設(shè)為大于或等于450 且小于或等于lOOOOOPa，優(yōu)選大于或等于2000 且小于或等于50000Pa ；電極間隔被設(shè)為大于或等于8mm且小于或等于30mm ；以及功率密度被設(shè)為大于或等于200mW/cm2且小于或等于 1500mW/cm2。注意，在本實(shí)施例中，盡管在形成上述非晶硅層和微晶硅層的過(guò)程中使用頻率為13. 56MHz的RF功率源作為功率源，但是也可以替代地使用頻率為27. 12MHz、60MHz或 100MHz的RF功率源。此外，通過(guò)脈沖放電以及通過(guò)連續(xù)放電，可以執(zhí)行薄膜形成。通過(guò)脈沖放電，可以改善薄膜質(zhì)量，并且可以減少氣相中粒子的生成。然后，在第二硅半導(dǎo)體層40 上形成透光導(dǎo)電膜406。對(duì)于透光導(dǎo)電膜406，可以使用下列氧化銦錫；含硅的氧化銦錫；含鋅的氧化銦；氧化鋅；含鎵的氧化鋅；含鋁的氧化鋅；氧化錫；含氟的氧化錫；含銻的氧化錫；石墨烯等。透光導(dǎo)電膜406不限于單層，并可以是不同薄膜的疊層。例如，氧化銦錫和含鋁的氧化鋅的疊層、氧化銦錫和含氟的氧化錫的疊層等都是可以使用的?？偟谋∧ず穸纫笥诨虻扔贗Onm且小于或等于lOOOnm。透光導(dǎo)電膜406的表面可以具有紋理結(jié)構(gòu)。接下來(lái)，在第四硅半導(dǎo)體層404b上形成后電極409 (參見(jiàn)圖10C)。通過(guò)濺射方法、 真空蒸鍍方法等，可用低電阻金屬(比如銀、鋁或銅)來(lái)形成后電極409?；蛘撸赏ㄟ^(guò)絲網(wǎng)印刷方法用導(dǎo)電樹(shù)脂(比如銀膏或銅膏)來(lái)形成后電極409。注意，在結(jié)晶硅基板400的前面和后面之上形成多個(gè)薄膜的順序并不限于上述的順序，只要能獲得圖10C所示的結(jié)構(gòu)即可。例如，可以形成第一硅半導(dǎo)體層40 ，然后可以形成第三硅半導(dǎo)體層402b。然后，通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法，提供將要成為柵格電極408的導(dǎo)電樹(shù)脂以便覆蓋第一區(qū)域和第二區(qū)域中的溝槽部分以及夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域，其中在該第一區(qū)域和第二區(qū)域上層疊有第一硅半導(dǎo)體層40 、第二硅半導(dǎo)體層40 以及透光導(dǎo)電膜406。關(guān)于絲網(wǎng)印刷方法的工藝的細(xì)節(jié)，可以參照?qǐng)D6B中所示的實(shí)施例1的描述。通過(guò)固定該導(dǎo)電樹(shù)脂， 可使柵格電極408固定。如上所述，可以高生產(chǎn)率和高產(chǎn)量地形成具有微小柵格電極和很好的電學(xué)特性的光電轉(zhuǎn)換器件。本實(shí)施例能自由地與任何其它實(shí)施例結(jié)合。示例在本示例中，描述根據(jù)實(shí)施例1而形成的電極。單晶硅基板被用于基板，并且通過(guò)激光處理形成溝槽部分。對(duì)于激光設(shè)備，使用由INNOLIGHT GmbH制造的納秒脈沖激光器(具有532nm波長(zhǎng)的μ FlarePQ GR)。用光學(xué)系統(tǒng)將光束直徑Φ調(diào)節(jié)至2θμηι，并且根據(jù)設(shè)計(jì)值用0. 36W的輸出以及l(fā)cm/sec的掃描速率來(lái)處理單晶硅基板。注意，在本示例中，電極寬度的設(shè)計(jì)值(XI 溝槽部分以及夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域的總寬度)是80μπι。接下來(lái)，通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法，將導(dǎo)電材料提供至溝槽部分以及夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域。其開(kāi)口部分的寬度為60 μ m(X2)且乳膠厚度為30 μ m的網(wǎng)格板被用于印刷板。 由Sumitomo電氣工業(yè)有限公司生產(chǎn)的銀膏(AGEP-201X)被用于導(dǎo)電材料。在提供導(dǎo)電材料之后，在熱空氣循環(huán)干燥爐中，在150°C烘烤該導(dǎo)電材料達(dá)30分鐘。圖IlA是樣品的橫截面的SEM圖像。在該樣品中，作為比較性示例，使用印刷板和導(dǎo)電材料來(lái)形成電極，而沒(méi)有在單晶硅基板中形成溝槽部分。所形成電極的寬度被延長(zhǎng)至大約107 μ m,而開(kāi)口部分的寬度是60 μ m。此外，該電極中心附近的厚度是14 μ m,并且電極厚度與電極寬度的長(zhǎng)寬比大約是0. 13。圖IlB是樣品的橫截面的SEM圖像。在本示例中，通過(guò)上述方法在單晶硅基板中形成溝槽部分，并且以與比較性示例相似的方式形成電極。形成其寬度約為20 μ m的V形溝槽，其寬度與光束直徑Φ (2θμηι)幾乎相同。所形成的兩個(gè)溝槽部分變?yōu)檫吘?，使得?dǎo)電材料并不向外擴(kuò)展，并且形成具有設(shè)計(jì)寬度(Xl)的電極。此外，該電極中心附近的厚度是 20 μ m，并且電極厚度與電極寬度的長(zhǎng)寬比大約是0. 25。上文顯示可以形成具有設(shè)計(jì)寬度(Xl)的溝槽部分，并且可以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例來(lái)形成高長(zhǎng)寬比。本申請(qǐng)基于2010年12月23日向日本專(zhuān)利局提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2010-286810， 該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種用于制造電極的方法，包括以下步驟 形成多個(gè)平行溝槽部分；向所述多個(gè)平行溝槽部分以及夾在所述多個(gè)平行溝槽部分之間的區(qū)域提供導(dǎo)電材料， 使得所述導(dǎo)電材料與所述多個(gè)平行溝槽部分之間的區(qū)域相接觸；以及固定所述導(dǎo)電材料。
2.如權(quán)利要求1所述的用于制造電極的方法，其特征在于， 所述多個(gè)平行溝槽部分形成于基板的表面上。
3.如權(quán)利要求2所述的用于制造電極的方法，其特征在于， 所述基板是半導(dǎo)體基板。
4.如權(quán)利要求1所述的用于制造電極的方法，其特征在于， 所述導(dǎo)電材料是導(dǎo)電樹(shù)脂。
5.如權(quán)利要求4所述的用于制造電極的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電樹(shù)脂選自下列組之中的一種銀膏、銅膏、鎳膏、鉬膏。
6.如權(quán)利要求1所述的用于制造電極的方法，其特征在于， 所述導(dǎo)電材料通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法來(lái)提供。
7.如權(quán)利要求1所述的用于制造電極的方法，其特征在于， 所述導(dǎo)電材料通過(guò)烘烤所述導(dǎo)電材料來(lái)固定。
8.一種用于制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法，包括以下步驟 在半導(dǎo)體基板表面上形成多個(gè)平行溝槽部分；在包括所述多個(gè)平行溝槽部分的半導(dǎo)體基板表面上形成第一雜質(zhì)層； 向所述多個(gè)平行溝槽部分以及所述多個(gè)平行溝槽部分之間的區(qū)域提供導(dǎo)電材料；以及固定所述導(dǎo)電材料。
9.如權(quán)利要求8所述的用于制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法，其特征在于， 所述導(dǎo)電材料是導(dǎo)電樹(shù)脂。
10.如權(quán)利要求9所述的用于制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法，其特征在于， 所述導(dǎo)電樹(shù)脂選自下列組之中的一種銀膏、銅膏、鎳膏、鉬膏。
11.如權(quán)利要求8所述的用于制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法，其特征在于， 所述導(dǎo)電材料通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法來(lái)提供。
12.如權(quán)利要求8所述的用于制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法，其特征在于， 所述導(dǎo)電材料通過(guò)烘烤所述導(dǎo)電材料來(lái)固定。
13.如權(quán)利要求8所述的用于制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法，其特征在于， 所述第一雜質(zhì)層具有與所述半導(dǎo)體基板相反的導(dǎo)電類(lèi)型。
14.如權(quán)利要求8所述的用于制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法，其特征在于，還包括以下步驟在所述第一雜質(zhì)層上形成絕緣層，其中所述導(dǎo)電材料被提供到所述絕緣層上。
15.如權(quán)利要求8所述的用于制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法，其特征在于，還包括以下步驟在所述第一雜質(zhì)層上形成第二雜質(zhì)層；以及在所述第二雜質(zhì)層上形成透光導(dǎo)電膜，其中所述導(dǎo)電材料被提供到所述透光導(dǎo)電膜上。
16.如權(quán)利要求15所述的用于制造光電轉(zhuǎn)換器件的方法，其特征在于， 所述第一雜質(zhì)層是i型非晶硅層，以及所述第二雜質(zhì)層具有P型導(dǎo)電類(lèi)型。
17.一種在多個(gè)平行溝槽部分中以及在所述多個(gè)平行溝槽部分之間的區(qū)域上形成的電極。
18.如權(quán)利要求17所述的電極，其特征在于， 所述電極包括導(dǎo)電樹(shù)脂。
19.如權(quán)利要求18所述的電極，其特征在于，所述導(dǎo)電樹(shù)脂選自下列組之中的一種銀膏、銅膏、鎳膏、鉬膏。
20.一種光電轉(zhuǎn)換器件，包括半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板包括多個(gè)平行溝槽部分；在所述半導(dǎo)體基板上的第一雜質(zhì)層，其中所述第一雜質(zhì)層在所述多個(gè)平行溝槽部分中以及在所述多個(gè)平行溝槽部分之間的區(qū)域上形成；以及在所述第一雜質(zhì)層上的電極，其中所述電極在所述多個(gè)平行溝槽部分中以及在所述多個(gè)平行溝槽部分之間的區(qū)域上形成。
21.如權(quán)利要求20所述的光電轉(zhuǎn)換器件，其特征在于，還包括 在所述第一雜質(zhì)層上的第二雜質(zhì)層；以及在所述第二雜質(zhì)層上的透光導(dǎo)電膜。
22.如權(quán)利要求21所述的光電轉(zhuǎn)換器件，其特征在于， 所述第一雜質(zhì)層是i型非晶硅層，以及所述第二雜質(zhì)層具有P型導(dǎo)電類(lèi)型。
23.如權(quán)利要求20所述的光電轉(zhuǎn)換器件，其特征在于， 所述電極由導(dǎo)電樹(shù)脂形成。
24.如權(quán)利要求23所述的光電轉(zhuǎn)換器件，其特征在于， 所述導(dǎo)電樹(shù)脂選自下列組之中的一種銀膏、銅膏、鎳膏、鉬膏。
25.如權(quán)利要求20所述的光電轉(zhuǎn)換器件，其特征在于， 所述第一雜質(zhì)層具有與所述半導(dǎo)體基板相反的導(dǎo)電類(lèi)型。
全文摘要
提供了一種微小電極、包括該微小電極的光電轉(zhuǎn)換器件及其制造方法。在基板中形成有多個(gè)平行溝槽部分以及夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域，并且導(dǎo)電樹(shù)脂被提供給這些溝槽部分和該區(qū)域并且固定，由此用導(dǎo)電樹(shù)脂來(lái)填充這些溝槽部分，并且用導(dǎo)電樹(shù)脂來(lái)覆蓋該區(qū)域。所提供的導(dǎo)電樹(shù)脂沒(méi)有向外擴(kuò)展，并且可以形成具有設(shè)計(jì)寬度的電極。在夾在這些溝槽部分之間的區(qū)域上形成該電極的一部分，由此短軸方向上的橫截面的面積可以是很大的，并且可以獲得長(zhǎng)軸方向上的低電阻。
文檔編號(hào)H01L31/20GK102569534SQ20111043985
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者加藤翔, 小田雄仁, 廣瀨貴史, 田中幸一郎, 肥塚繪美 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所