DE19516446A1 - Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichthalbleiterbauelements über einer TCO-Elektrodenschicht - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichthalbleiterbauelements über einer TCO-Elektrodenschicht

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Description

Halbleiterbauelemente in Dünnschichttechnik können durch plasmaunterstützte CVD-Verfahren großflächig auf geeigneten Substraten erzeugt werden. Das Verfahren ist hochautomati­ sierbar und insbesondere für einen hohen und schnellen Flä­ chendurchsatz geeignet. Es ist materialsparend gegenüber Bau­ elementen aus kristallinen Halbleitern und erlaubt eine in den Prozeß integrierte Verschaltung.
Bekannte Bauelemente, bei denen sich aufgrund des hohen Flä­ chenbedarfs die Dünnschichttechnik besonders anbietet, sind Solarzellen.
Die am weitesten verbreitete Technik für Dünnfilmsolarzellen basiert auf hydrogenisiertem amorphen Silizium (a-Si:H) und dessen Legierungen, insbesondere mit den optischen Bandab­ stand beeinflussenden Zuschlägen. Eine bewährte Solarzellen­ struktur umfaßt ein Glassubstrat, eine TCO-Elektrodenschicht, eine a-Si:H-Halbleiterdünnschicht mit pin-Diodenstruktur und eine Rückelektrode.
Vordringliches Ziel bei der Entwicklung von Solarzellen ist es, einen möglichst hohen und auch über längere Zeit stabilen Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Sonnenlicht in elektri­ sche Energie zu erreichen. Neben der Qualität der Halbleiter­ schicht wird der Wirkungsgrad auch durch die Qualität der Grenzflächen entscheidend beeinflußt. Probleme treten bei a- Si:H-Solarzellen insbesondere an der Grenzfläche zwischen TCO-Elektrodenschicht und p-Schicht sowie an der Grenzfläche zwischen p- und i-Schicht auf.
Die Erzeugung der TCO-Schicht erfolgt vorteilhaft in einem eigenen Abscheidereaktor, der von dem der Halbleiterschicht verschieden ist. Werden solche bereits mit TCO-Elektroden be­ schichtete Substrate an Luft gelagert oder transportiert, so sind gewisse Verunreinigungen und Defektbildungen an der TCO- Oberfläche nicht zu verhindern. TCO-Schichten abgeschieden mittels thermischem CVD weisen außerdem aufgrund ihrer Mor­ phologie eine rauhe Oberfläche auf, die mechanisch geglättet werden muß. Auch dies kann zu weiteren Verunreinigungen füh­ ren, die den Wirkungsgrad der späteren Solarzelle negativ be­ einflussen.
Problem der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein modifi­ ziertes Verfahren anzugeben, mit dem sich Dünnschichthalblei­ terbauelemente mit verbesserter Grenzfläche zwischen TCO- und Halbleiterschicht herstellen lassen und mit dem insbesondere Dünnschichtsolarzellen mit verbessertem Wirkungsgrad erhalten werden können.
Dieses Problem löst die Erfindung mit einem Verfahren nach Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sowie eine bevorzugte Verwendung des Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung besteht aus einer Kombination von zwei Verfah­ rensschritten. Im ersten Schritt wird die Oberfläche der TCO- Elektrodenschicht mit einem CO₂-Plasma behandelt und damit gereinigt. Der zweite Verfahrensschritt besteht darin, die Defekte und schwachen Bindungen, die bei der Reorganisation einer abgekühlten Festkörperoberfläche entstehen, zu beseiti­ gen. Dies wird mit der erfindungsgemäßen Regulierung von Gas­ zufuhr und Plasmaleistung erreicht.
Nach der CO₂-Plasma-Behandlung wird die Gaszufuhr für das CO₂ zunächst gestoppt und danach die HF-Leistung des Plasmagene­ rators in einer Rampe soweit verringert, daß keine konden­ sierfähigen Radikale entstehen, bzw. daß sich solche Radikale nicht weiter abscheiden können. Die HF-Leistung wird aber nur soweit reduziert, daß das Plasma als Energiespender erhalten bleibt. Am Ende der Rampe wird das Gasgemisch in den Reaktor eingeleitet, welches für die Erzeugung der ersten Halbleiter­ schicht des Halbleiterbauelementes benötigt wird. Auch dabei ist die HF-Leistung des Plasmagenerators so niedrig einge­ stellt, daß keine Abscheidung von Halbleitermaterial nach­ weisbar ist. Anschließend wird die HF-Leistung wieder auf die für die Halbleiterschicht erforderliche Leistung hochgefahren und so mit der Abscheidung begonnen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine äußerst defek­ tarme Grenzfläche zwischen TCO-Elektrodenschicht und der Halbleiterschicht erhalten. Während der CO₂-Plasmabehandlung scheidet sich als Nebenprodukt eine sehr dünne Kohlenstoff­ schicht auf der TCO-Elektrodenschicht ab. Durch den erfin­ dungsgemäßen Übergang vom CO₂-Plasma zur Plasmaabscheidung für die Halbleiterschicht wird verhindert, daß das Gasgemisch für die Halbleiterabscheidung durch CO₂ verunreinigt wird. Mit dem Verfahren wird so eine sehr dünne defekt- und verun­ reinigungsarme Grenzschicht zwischen der TCO- und p-Schicht erhalten, die den Ladungsträgertransport nur minimal ein­ schränkt.
Das Verfahren hat außerdem den Vorteil, daß es in einfacher Weise in ein herkömmliches plasmagestütztes Abscheideverfah­ ren für die genannten Dünnschichthalbleiterbauelemente inte­ griert werden kann. Die Behandlung mit dem CO₂-Plasma und die Plasmaabscheidung der Halbleiterschicht werden im selben Plasmareaktor durchgeführt, wobei sich lediglich die Gasatmo­ sphäre unterscheidet. Auch der zusätzliche zeitliche Aufwand ist gering.
Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Dünn­ schichtsolarzelle auf der Basis von amorphem Silizium mit pin-Struktur zeigt gegenüber einer herkömmlich (ohne CO₂- Plasmabehandlung) hergestellten Solarzelle eine Verbesserung des Wirkungsgrads von 8,8 auf 10,5 Prozent (an einer Test­ zelle gemessen). Bei erfindungsgemäß hergestellten Solarmodu­ len in der Standardgröße 1 × 4 Fuß (30,5 cm × 122 cm) konnte die Leistung gegenüber herkömmlich hergestellten Solarmodulen um 1,7 Watt erhöht werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels und der dazugehörigen drei Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Plasmagene­ rator im Querschnitt,
Fig. 2 verdeutlicht den Verfahrensablauf anhand der in einem Diagramm gegenüber der Verfahrensdauer aufgetragenen Plasmaleistung und
Fig. 3 zeigt den Schichtaufbau einer mit dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren beispielhaft hergestellten Solarzelle.
Ausführungsbeispiel
Als Anwendungsfall für das erfindungsgemäße Verfahren soll eine Dünnschichtsolarzelle auf der Basis von amorphem Silizi­ um über einem Glassubstrat hergestellt werden.
Als Substrat S kann eine thermisch vorgespannte Glasscheibe aus beispielsweise 4 mm starkem Fensterglas verwendet werden. Mit einem geeigneten Dünnschichtverfahren wird darauf nun ei­ ne TCO-Elektrodenschicht ES aus einem dünnen leitfähigen Oxid aufgebracht. Für das Ausführungsbeispiel wird Zinkoxid ge­ wählt, welches noch mit Aluminium oder Bor dotiert sein kann. Zum Aufbringen der ca. 1 µm dicken Schicht sind Sputter- oder CVD-Verfahren geeignet.
Die aus Zinkoxid ZnO hergestellte TCO-Elektrodenschicht ES besitzt aufgrund ihrer Morphologie eine Oberflächenstruktur in Form von Pyramidenspitzen. Diese muß zunächst mit einem geeigneten Verfahren eingeebnet werden, beispielsweise durch Polieren mit einem Buffer-Tuch.
Fig. 1: Die mit der TCO-Elektrodenschicht ES beschichteten Substrate S werden nun in einen Plasmareaktor eingebracht, in dem die Reinigung mit dem CO₂-Plasma und die Abscheidung der Halbleiterschichten erfolgen sollen. Fig. 1 zeigt einen sol­ chen Reaktor im schematischen Querschnitt. Dieser besteht im wesentlichen aus einer Reaktorkammer K, die zum Aufrecht­ erhalten eines Vakuums geeignet ist. Die Kammer ist groß ge­ nug, ein Substrat aufzunehmen und besitzt dazu beispielsweise eine Schleusenkammer (in der Figur nicht dargestellt). Das Substrat wird auf einer Substratplatte angeordnet, die sowohl mit Erdpotential verbunden als auch mit HF-Potential beauf­ schlagt werden kann. Im geringen Abstand dazu befindet sich eine ebenfalls plattenförmige Gegenelektrode GE, an die je nach Potential der Substratplatte das zur Plasmaerzeugung erfor­ derliche HF-Potential oder Masse angeschlossen wird. Vervoll­ ständigt wird der Plasmareaktor durch einen Gaseinlaß GE, ei­ nen Gasauslaß GA und eine (nicht dargestellte) Pumpvorrich­ tung zur Erzeugung des Vakuums.
Nach dem Einbringen des Substrats S in die Reaktorkammer K wird diese evakuiert und anschließend mit CO₂ gespült. Im Ausführungsbeispiel wird dazu ein Prozeßdruck von 0,2 Milli­ bar und ein CO₂-Gasfluß von 1,5 Liter pro Minute eingestellt. An die HF-führende Elektrode wird nun eine HF-Leistung von ca. 150 Watt angelegt.
Fig. 2 verdeutlicht den Verfahrensablauf anhand eines sche­ matischen Diagramms. Als ausgewählter Parameter ist die Plas­ maleistung W gegenüber der Zeit t aufgetragen. Die CO₂- Plasmabehandlung beginnt zum Zeitpunkt Null mit einer Lei­ stung von ca. 150 Watt. Dieser Wert wird für ca. 4 Minuten bis zum Zeitpunkt t1 aufrechterhalten. An dieser Stelle wird die CO₂-Gaszufuhr gestoppt und die HF-Leistung anschließend in einer Rampe bis zum Zeitpunkt t3 reduziert. Im Ausfüh­ rungsbeispiel liegen zwischen t1 und t3 30 Sekunden. Zu einem zwischen t1 und t3 liegenden Zeitpunkt t2, der beispielsweise im letzten Drittel der Rampe liegt, wird mit der Zufuhr der Prozeßgase begonnen, die zur Abscheidung der amorphen Silizi­ umschicht erforderlich sind. Am Zeitpunkt t2 ist die HF- Leistung auf einen Wert von etwa 10 Watt bei unverändertem Druck von 0,2 Millibar heruntergeregelt.
Die erste abzuscheidende Halbleiterschicht in einer pin- Solarzelle mit substratseitigem Lichteinfall ist die p- dotierte Schicht P. Dazu werden ab dem Zeitpunkt t2 die fol­ genden Gase in die Reaktorkammer K eingeleitet: Silan SiH₄ mit 0,6 Liter pro Minute, Diboran B₂H₆ (1 Prozent in He) mit 0,2 Liter pro Minute und Methan CH₄ mit 0,42 Liter pro Minu­ te.
Nach dem Herunterfahren der Plasma- bzw. HF-Leistung auf den Wert von ca. 1 Watt, bei dem das Plasma so gerade eben nicht erlischt, wird eine Wartezeit von 0,1 bis 2 Minuten, bei­ spielsweise von 10 Sekunden bis zum Zeitpunkt t4 eingehalten. Innerhalb von 10 Sekunden wird dann die HF-Leistung auf den für die a-Si-Abscheidung optimalen Wert von 67 Watt angeho­ ben, wobei sich p-dotiertes amorphes Silizium abzuscheiden beginnt.
In herkömmlicher an sich bekannter Weise wird anschließend die Solarzelle fertiggestellt. Über der p-Schicht P von bei­ spielsweise 12 nm Dicke wird dazu eine 300 nm dicke undo­ tierte intrinsische i-Schicht I und schließlich eine ca. 30 nm dicke mit Phosphin dotierte n-Schicht N abgeschieden. Den Abschluß bildet eine Rückelektrode RE, die aus einer dünnen Metallschicht oder ebenfalls aus einer TCO-Elektrodenschicht bestehen kann (für die Struktur siehe auch Fig. 3).
Nicht beschrieben wurden dabei die Strukturierungsschritte, die für die Herstellung eines großflächigen integriert ver­ schalteten Solarmoduls erforderlich sind. Diese kann strei­ fenförmig in drei Strukturierungsschritten erfolgen. Der er­ ste Strukturierungsschritt dient zur Auftrennung der TCO- Elektrodenschicht ES, der zweite zur Strukturierung der Halb­ leiterschicht (PIN), während im dritten Strukturierungs­ schritt die ganz flächig aufgebrachte Rückelektrode entspre­ chend zu den vorherigen Strukturierungen so aufgeteilt wird, daß die streifenförmig strukturierten einzelnen Solarzellen über das Substrat serienverschaltet sind.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer solchen integriert verschalteten Dünnschicht-Solarzelle ver­ wendet, so sind weitere Gesichtspunkte zu beachten. Während der Behandlung mit dem CO₂-Plasma scheidet sich eine dünne Kohlenstoffschicht auf dem Substrat ab. Die Dauer der CO₂- Plasmabehandlung ist deshalb so kurz zu wählen, daß die Streifen der strukturierten TCO-Elektrodenschicht nicht durch die elektrisch leitende Kohlenstoffschicht elektrisch leitend überbrückt werden. Allgemein wird zur Erzeugung einer a-Si:H- Halbleiterschicht von hoher Qualität eine relativ niedrige Plasmaleistung angestrebt.
Im Ausführungsbeispiel wurde zwar nur die Herstellung einer Dünnschichtsolarzelle aus amorphem Silizium beschrieben, doch ist das Verfahren grundsätzlich auch für andere Dünnschicht­ halbleiterbauelemente geeignet, bei denen eine Halbleiter­ schicht direkt über einer TCO-Elektrodenschicht erzeugt wird. Es betrifft alle Halbleiterschichten, die sich durch plas­ magestützte CVD-Verfahren abscheiden lassen. Auch ist das er­ findungsgemäße Verfahren für alle anderen TCO-Schichten an­ wendbar, die bei Halbleiterbauelementen Verwendung finden können. Andere TCO-Schichten bestehen beispielsweise aus flu­ ordotiertem Zinnoxid oder Indiumzinnoxid.

Claims (6)

1. Verfahren zum Erzeugen eines Halbleiterbauelements, wobei direkt über einer TCO-Elektrodenschicht (ES) eine erste Halb­ leiterschicht (P) durch plasmagestütztes CVD (PECVD) abge­ schieden wird, bei dem unmittelbar vor der Abscheidung der ersten Halbleiterschicht folgende zusätzlichen Schritte nach­ einander durchgeführt werden:
  • a. die Oberfläche der TCO-Elektrodenschicht (ES) wird in ei­ nem Plasmagenerator mit einem CO₂ Plasma behandelt und ge­ reinigt
  • b. die CO₂ Zufuhr wird gestoppt und die Plasmaleistung auf ein Minimum reduziert, ohne daß das Plasma erlischt
  • c. das für die CVD Abscheidung der ersten Halbleiterschicht (P) erforderliche Gas bzw. Gasgemisch wird zugeführt
  • d. die Leistung des Plasmagenerators wird auf die Abscheide­ bedingungen für erste Halbleiterschicht (P) hochgefahren und mit der Abscheidung wird begonnen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Reduzierung der Plasmaleistung im Schritt b) und das Hochfahren der Plasmaleistung im Schritt d) jeweils in einer Rampe erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zwischen den Verfahrensschritten c) und d) eine War­ tezeit von 0,1 bis 2 Minuten eingehalten wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die TCO Schicht (ES) eine Zinkoxidschicht ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem als erste Halbleiterschicht (P) eine p-dotierte Sili­ ziumschicht abgeschieden wird.
6. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorangehenden An­ sprüche zur Herstellung von Solarzellen aus amorphem Silizium mit pin Struktur.
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EP2256829A1 (de) * 2009-05-27 2010-12-01 Kisco Herstellungsverfahren für eine Dünnfilm-Solarzelle und Dünnfilm-Solarzellenmodul
US7939444B2 (en) 2009-05-26 2011-05-10 Kisco Manufacturing methods of thin film solar cell and thin film solar cell module
CN117832333A (zh) * 2024-03-05 2024-04-05 龙焱能源科技（杭州）有限公司 一种碲化镉薄膜电池及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7939444B2 (en) 2009-05-26 2011-05-10 Kisco Manufacturing methods of thin film solar cell and thin film solar cell module
EP2256829A1 (de) * 2009-05-27 2010-12-01 Kisco Herstellungsverfahren für eine Dünnfilm-Solarzelle und Dünnfilm-Solarzellenmodul
CN117832333A (zh) * 2024-03-05 2024-04-05 龙焱能源科技（杭州）有限公司 一种碲化镉薄膜电池及其制备方法
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