DE19536019B4

DE19536019B4 - Process for the preparation of fine discrete metal structures and its use

Info

Publication number: DE19536019B4
Application number: DE19536019A
Authority: DE
Inventors: Konstantin Dipl.-Ing. Holdermann (FH)
Original assignee: Shell Solar GmbH
Current assignee: SolarWorld Industries Deutschland GmbH
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: DE19536019A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von feinen diskreten Metallstrukturen (9), insbesondere von Drähten oder Folien, mit den Verfahrensschritten
a. Vorsehen eines Substrats (1), bestehend aus einem photovoltaisch aktiven Halbleitermaterial, mit einer Raumladungszone oder einem Halbleiterübergang und einer n-leitenden Oberfläche
b. Vorbereiten der Oberfläche zur photochemischen Abscheidung eines Metalles darauf, wobei die Oberfläche mit einem elektrisch isolierenden Material (2) so abgedeckt wird, daß die zur Abscheidung darauf vorgesehenen Gebiete (3) der Oberfläche unbedeckt bleiben oder wieder freigelegt werden;
c. Inkontaktbringen der Oberfläche mit einer Metallsalzlösung (5), dabei Beaufschlagen des Substrats (1) mit elektromagnetischer Strahlung (7) und dadurch
d. lichtinduzierte Abscheidung einer Metallschicht (9) auf der vorbereiteten Oberfläche und
e. Ablösen der Metallschicht (9) von der Oberfläche.Process for producing fine discrete metal structures (9), in particular wires or films, comprising the process steps
a. Providing a substrate (1) consisting of a photovoltaically active semiconductor material, with a space charge zone or a semiconductor junction and an n-conducting surface
b. Preparing the surface for photochemical deposition of a metal thereon, the surface being covered with an electrically insulating material (2) so that the areas (3) of the surface for deposition thereon remain uncovered or uncovered;
c. Contacting the surface with a metal salt solution (5), thereby applying to the substrate (1) with electromagnetic radiation (7) and thereby
d. light-induced deposition of a metal layer (9) on the prepared surface and
e. Detaching the metal layer (9) from the surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feinen diskreten Metallstrukturen, insbesondere von feinen Metalldrähten oder dünnen Metallfolien.The The invention relates to a process for the preparation of fine discrete Metal structures, in particular of fine metal wires or thin Metal foils.

Metalldrähte werden üblicherweise durch Ziehen, Metallfolien dagegen durch Auswalzen der entsprechenden Metalle hergestellt. In beiden Fällen werden massive Metallkörper als Ausgangsmaterial verwendet und durch mechanische Bearbeitung in die richtige Form gebracht.Metal wires are commonly used by pulling, metal foils, however, by rolling out the corresponding Metals made. In both cases will be massive metal body used as starting material and by mechanical processing put into the right shape.

Besonders dünne und gleichmäßige Folien werden zunächst auf einem Substrat erzeugt und anschließend abgelöst. Dafür ist es bekannt, die Metalle durch Aufdampfen oder Aufsputtern bis zur gewünschten Schichtstärke auf einem Substrat aufzutragen. Diese dünnen Schichten können dann noch elektrolytisch verstärkt werden, oder die Schichtdicke kann durch chemische Abscheidung weiteren Metalls erhöht werden.Especially thin and even films are first produced on a substrate and then detached. It is known that metals through Vapor deposition or sputtering up to the desired layer thickness to apply a substrate. These thin layers can then still reinforced electrolytically or the layer thickness can be further by chemical deposition Metal increased become.

Wird eine so hergestellte dünne Metallschicht mit einem strukturierten Resists bedeckt, können durch elektrolytisches oder chemisches Auf dicken auch strukturierte Metallfolien erhalten werden.Becomes a thin one made in this way Metal layer covered with a textured resists can pass through Electrolytic or chemical thicknesses and structured metal foils to be obtained.

Druckschrift D1, JP 05 248 657 A , offenbart ein Beschichtungsverfahren, wobei ein Halbleiter auf der Oberfläche eines Substrats aufgeheizt wird und das Substrat mit dem Halbleiter in eine Beschichtungslösung eingetaucht wird, welche ein oxydierendes Opferreagens enthält. Die Halbleiteroberfläche wird mit Licht mit einer Energie größer als die Anregungsenergie des Halbleiters beaufschlagt. Das Verfahren hat den Zweck, den halbleitertragenden Teil des Substrats mit einer Beschichtung zu versehen.Document D1, JP 05 248 657 A discloses a coating method wherein a semiconductor is heated on the surface of a substrate and the substrate with the semiconductor is immersed in a coating solution containing a sacrificial oxidizing reagent. The semiconductor surface is exposed to light with an energy greater than the excitation energy of the semiconductor. The purpose of the method is to provide the semiconductive part of the substrate with a coating.

Druckschrift D2, JP 02 008 371 A , offenbart ein photochemisches Beschichtungsverfahren für feine Teilchen von z.B. Glimmer, wobei die feinen Teilchen eine Halbleiterschicht auf der Oberfläche haben. Von den feinen Teilchen wird eine Suspension in einer wässrigen Beschichtungslösung mit tervalenten Fe-Ionen und Cyano-Übergangsmetall-Ionen hergestellt. Diese Suspension wird mit Licht einer Quecksilberlampe bestrahlt, um Cyano-Metallkomplexe auf der Oberfläche der feinen Teilchen abzuscheiden. Nach Filtration, Waschen und Trocknen werden beschichtete Teilchen erhalten, die als Preußisch-Blau-Pigmente dienen.Publication D2, JP 02 008 371 A discloses a photochemical coating method for fine particles of, for example, mica, the fine particles having a semiconductor layer on the surface. Of the fine particles, a suspension is prepared in an aqueous coating solution containing tervalent Fe ions and cyano-transition metal ions. This suspension is irradiated with light from a mercury lamp to deposit cyano-metal complexes on the surface of the fine particles. After filtration, washing and drying, coated particles are obtained which serve as Prussian Blue pigments.

Problem der vorliegenden Erfindung ist es, ein weiteres Verfahren zur Herstellung feiner Metallstrukturen anzugeben, welches gegenüber bekannten Verfahren jedoch einfacher und mit geringerem apparativen Aufwand durchzuführen ist.problem The present invention is another method of preparation specify fine metal structures, which compared to known methods, however easier and with less equipment is required.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This Problem is inventively a method according to claim 1 solved. Further embodiments The invention can be found in the dependent claims.

Die Erfindung nutzt den photovoltaischen Effekt von halbleitenden Substraten mit einem Halbleiterübergang oder einer Raumladungszone. Die durch Absorption von Strahlung im Substrat erzeugten Ladungsträgerpaare werden unter Einwirkung der Raumladungszone getrennt und erreichen dann durch Diffusion die Oberflächen des Substrats. Mit Hilfe der zur n-leitenden Oberfläche des Substrats wandernden Elektronen gelingt es, Metallionen zu reduzieren und so die entsprechenden Metalle auf der Halbleiteroberfläche abzuscheiden. Die so entstehende Metallschicht kann durch weitere Strahlungseinwirkung beliebig verstärkt werden. Nach dem Erreichen einer gewünschten Dicke der Metallschicht wird diese vom Substrat abgelöst.The Invention uses the photovoltaic effect of semiconductive substrates with a semiconductor junction or a space charge zone. By absorption of radiation in the Substrate generated charge carrier pairs are separated and reach under the action of the space charge zone then by diffusion the surfaces of the substrate. With the help of migrating to the n-type surface of the substrate Electrons succeed in reducing metal ions and thus the corresponding ones Metals on the semiconductor surface deposit. The resulting metal layer can by further Radiation effect can be arbitrarily strengthened. After reaching a desired one Thickness of the metal layer, this is detached from the substrate.

Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt keine Vakuumprozesse, wie sie zum Bedampfen und Aufsputtern erforderlich sind. Das Verfahren benötigt auch keine Kontaktierung, wie sie zur galvanischen Verstärkung bislang erforderlich war. Gegenüber einer chemischen Abscheidung hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß im Bad keinerlei Reduktionsmittel oder das Bad stabilisierende Mittel enthalten sein müssen.The inventive method does not need any Vacuum processes, as required for vapor deposition and sputtering are. The procedure also needs no contacting, as used to galvanic reinforcement so far was required. Across from a chemical deposition has the inventive method the advantage that in Bad no reducing agent or the bath stabilizing agents included have to be.

Zur photochemischen Abscheidung können daher handelsübliche Galvanikbäder oder im einfachsten Fall auch bloße Metallsalzlösungen eingesetzt werden. Die Standzeit dieser Lösungen, also der Zeitraum, in dem die Metallsalzlösung oder das Galvanikbad ohne Alterserscheinungen und damit ohne Probleme eingesetzt werden kann, ist bei galvanischen Bädern um ein Vielfaches höher als bei chemischen Bädern. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung einer Metallschicht mit Hilfe einer Metallsalzlösung oder eines Galvanikbades auch deutlich kostengünstiger als eine entsprechende chemische Abscheidung dieses Metalles. Gegenüber einem galvanischen Verfahren zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch die einfachere Durchführung aus, da auf die elektrische Kontaktierung des Substrats verzichtet werden kann.to photochemical deposition can therefore commercial electroplating baths or in the simplest case, even pure metal salt solutions used become. The lifetime of these solutions, So the period in which the metal salt solution or the electroplating without Signs of aging and thus can be used without problems is with galvanic baths many times higher as in chemical baths. Therefore, the method of the invention for producing a metal layer by means of a metal salt solution or a galvanic bath also significantly cheaper than a corresponding chemical deposition of this metal. Compared to a galvanic process the process of the invention is characterized through the simpler implementation from, since waived the electrical contact of the substrate can be.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Metalle wie beispielsweise Silber in Schichtdicken bis zu einigen μm abscheiden. Dies ist mit Hilfe von chemischen Metallabscheidungen nicht möglich.With the method according to the invention Metals such as silver in layer thicknesses can be up to to a few μm deposit. This is with the help of chemical metal deposits not possible.

Wenn die gesamte Oberfläche des Substrats zur photochemischen Metallabscheidung genutzt wird, werden Metallfolien erhalten. Durch Abdeckung eines Teils der Oberfläche mit Hilfe eines elektrisch isolierenden Materials gelingt die Abscheidung nur in den freiliegenden Gebieten der Substratoberfläche, so daß beliebig geformte Metallschichten bzw. zweidimensionale Metallstrukturen erhalten werden können. Möglich ist es auch, dünne Drähte von wenigen μm Dicke zu erzeugen.If the entire surface the substrate is used for photochemical metal deposition, Metal foils are obtained. By covering part of the surface with Help of an electrically insulating material succeeds the deposition only in the exposed areas of the substrate surface, so that arbitrary shaped metal layers or two-dimensional metal structures can be obtained. Possible it is too, thin wires of a few μm Thickness to produce.

Geeignete Substrate können aus organischen oder anorganischen Halbleitermaterialien bestehen. Für anorganische Substrate eignen sich sowohl Element- als auch Verbindungshalbleiter. Für organische Halbleiter ist gegebenenfalls ein mechanisch stabiles Trägermaterial erforderlich.suitable Substrates can consist of organic or inorganic semiconductor materials. For inorganic Substrates are both elemental and compound semiconductors. For organic Semiconductor is optionally a mechanically stable carrier material required.

Vorzugsweise wird die Substratrückseite mit einer Metallisierung versehen, um den elektrochemischen Prozeß der Metallabscheidung zu unterstützen. Möglich ist es auch, die Rückseite mit einem massiven Körper eines Opfermetalls in Kontakt zu bringen.Preferably becomes the substrate back provided with a metallization to the electrochemical process of metal deposition to support. Possible it is too, the back with a massive body of a sacrificial metal.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert keine Kristallstruktur, so daß der Halbleiter kristallin oder auch amorph sein kann.The inventive method does not require a crystal structure, so that the semiconductor is crystalline or can also be amorphous.

Die Metallsalzlösungen können auf verschiedene Art mit dem Substrat in Kontakt gebracht werden. Am einfachsten wird das Substrat in die Metallsalzlösung eingetaucht. Für dünne Metallschichten kann es auch ausreichend sein, nur die Oberfläche des Substrats mit der Metallsalzlösung in Kontakt zu bringen und diese beispielsweise zu fluten oder zu besprühen.The Metal salt solutions can be brought into contact with the substrate in various ways. Most simply, the substrate is immersed in the metal salt solution. For thin metal layers can it may also be sufficient to use only the surface of the substrate with the metal salt solution in To make contact and to flood or spray them, for example.

Die Metallsalzlösungen sind so ausgewählt, daß die damit in Kontakt kommenden Substrate oder gegebenenfalls Trägermaterialien während der photochemischen Abscheidung nicht zu unerwünschten chemischen Reaktionen führen.The Metal salt solutions are chosen so that the coming in contact substrates or optionally support materials while photochemical deposition does not lead to unwanted chemical reactions to lead.

Die Abdeckung nicht zu metallisierender Gebiete auf der Substratoberfläche kann in einfacher Weise durch eine elektrisch isolierende Lackschicht erfolgen. Dazu ist es möglich, einen Galvano- oder einen Elektrotauchlack zu verwenden. Eine elektrisch isolierende Beschichtung, die sich gleichzeitig strukturieren läßt, wird mit einem Photolack erhalten.The Cover can not be metallized areas on the substrate surface in a simple manner by an electrically insulating paint layer. For this it is possible to use an electroplating or electrodeposition paint. An electric insulating coating, which can be structured at the same time obtained with a photoresist.

Anorganische Substrate können auch mit inertem Oxid oder Nitrid abgedeckt werden. Dabei kann die Abdeckschicht gezielt nur auf den Oberflächengebieten aufgebracht werden, die nicht zur Beschichtung vorgesehen sind. Möglich ist es auch, die Abdeckschicht ganzflächig aufzubringen und erst anschließend bestimmte Gebiete durch Abheben der Abdeckschicht wieder freizulegen. Dazu sind mechanische Verfahren wie beispielsweise Abkratzen oder Abschleifen, Laserbearbeitungsverfahren oder photochemische Strukturierungen mit Hilfe eines Photolacks möglich.inorganic Substrates can also be covered with inert oxide or nitride. It can the Cover layer are applied selectively only on the surface areas, which are not intended for coating. It is also possible, the cover layer the whole area and then afterwards to expose certain areas by lifting off the cover layer again. These are mechanical methods such as scraping or grinding, Laser processing or photochemical structuring possible with the help of a photoresist.

Eine bereits strukturierte Abdeckschicht kann auch durch Aufdrucken erhalten werden.A already structured cover layer can also be obtained by printing become.

Die Geschwindigkeit der photochemischen Metallabscheidung ist vor allem von der elektrischen Leitfähigkeit der n-leitenden Substratoberfläche und damit in erster Näherung von der Höhe der n-Dotierung abhängig. Einen nur geringen Einfluß hat die Leistung der Strahlungsquelle, mit der die Ladungsträgerpaare im Substrat erzeugt werden. Wird als Substrat ein auch für Solarzellen geeigneter Halbleiter verwendet, so genügt zur Bestrahlung eine einfache Glühlampe.The Speed of photochemical metal deposition is above all from the electrical conductivity the n-type substrate surface and in a first approximation from the height dependent on the n-doping. Has only a small influence the power of the radiation source, with which the charge carrier pairs be generated in the substrate. Is used as a substrate also for solar cells used suitable semiconductor, it is sufficient for irradiation a simple Light bulb.

Die erfindungsgemäße photochemische Metallabscheidung gelingt bereits bei Raumtemperatur, so daß keine Badheizung erforderlich ist.The Inventive photochemical Metal deposition succeeds even at room temperature, so that no Bath heating is required.

Die Ablösung der Metallschicht von der Substratoberfläche ist zumeist in einfacher Weise möglich, sofern die Substratoberfläche nicht in besonderer, die Haftung der Metallschicht erhöhender Weise vorbehandelt wurde. Eine zum Beispiel auf einem Siliziumsubstrat erzeugte Kupfer-, Silber- oder Goldschicht läßt sich in einfacher Weise beispielsweise durch Schwenken in der Lösung ablösen. Bei manchen Materialkombinationen Substrat/Metallschicht kann eine höhere Haftung der Metallschicht auf dem Substrat beobachtet werden. In diesen Fällen wird eine einfache Ablösung der Metallschicht durch ein spezifisches An- oder Auflösen der Substratoberfläche möglich.The replacement the metal layer from the substrate surface is mostly easier Way possible, provided the substrate surface not in particular, the adhesion of the metal layer increasing manner pretreated has been. A copper, for example, produced on a silicon substrate, Silver or gold layer can be in a simple manner, for example, by panning in the solution. at some material combinations substrate / metal layer can be a higher adhesion the metal layer can be observed on the substrate. In these make becomes a simple replacement the metal layer by a specific dissolving or dissolving the substrate surface possible.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein walzen- oder zylinderförmig ausgebildetes Substrat verwendet. Dieses kann beispielsweise durch Abscheidung einer Halbleiterschicht auf einem entsprechend vorgeformten walzen- oder zylinderförmigen Körper erzeugt werden, beispielsweise mit Hilfe von Dünnschichtverfahren.In a particular embodiment The invention is a cylindrical or cylindrical shaped substrate used. This can be done, for example, by depositing a semiconductor layer produced on a correspondingly preformed cylindrical or cylindrical body be, for example, with the help of thin-film process.

Läßt man nun das zylinderförmige Substrat während der photochemischen Metallabscheidung um die Haupt- bzw. Zylinderachse rotieren und sorgt gleichzeitig für eine kontinuierliche Abhebung der bereits erzeugten Metallschicht, so können "endlos" lange Metallstrukturen, beispielsweise bandförmige Metallfolien oder Metalldrähte erhalten werden.If you leave now the cylindrical one Substrate during the photochemical metal deposition around the main or cylinder axis rotate while ensuring a continuous withdrawal the already generated metal layer, so "endless" long metal structures, for example band-shaped metal foils or metal wires to be obtained.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird vor dem Ablösen der Metallschicht von der Substratoberfläche eine weitere photochemische Metallabscheidung mit einem anderen Metallsalzbad durchgeführt. Durch Verwendung unterschiedlicher Metallsalzbäder lassen sich so verschiedene Metallschichten nacheinander aufbauen. Auch die Erzeugung von Metallegierungen ist auf diese Art und Weise möglich. Ein auf einem Siliziumsubstrat erzeugter Silberdraht läßt sich so beispielsweise photochemisch vergolden. Kupferfäden können beispielsweise durch weitere photochemische Metallabscheidung vergoldet oder versilbert werden.In a further embodiment of the invention, before the metal layer is detached from the substrate surface, a further photochemical metal deposition is carried out with another metal salt bath. By using different metal salt baths so different metal can be build up one after the other. The production of metal alloys is possible in this way. A silver wire produced on a silicon substrate can thus be photochemically gilded, for example. Copper filaments can, for example, be gold-plated or silver-plated by further photochemical metal deposition.

Durch Kombination des erfindungsgemäßen Verfahrens mit anderen Metallisierungsprozessen wie Aufdampfen oder Aufsputtern ergeben sich weitere Anwendungsmöglichkeiten.By Combination of the method according to the invention with other metallization processes such as vapor deposition or sputtering there are further applications.

Eine besondere Formgebung der erfindungsgemäß erzeugten Metallstrukturen ist durch eine entsprechende Formgebung der Substratoberfläche möglich. Eine Oberflächenstruktur des Substrates, zum Beispiel eine pyramidale Textur bei Silizium, läßt sich so auf die erzeugten Metalldrähte und -folien übertragen. Da sich der Metallabscheidungsprozeß und das Ablösen der erzeugten Metallstruktur nahezu beliebig oft wiederholen läßt, können durch Abformung der Substratoberfläche mit einem einzigen Substrat beliebig viele Kopien oder abgeformte Metallstrukturen hergestellt werden.A special shape of the metal structures produced according to the invention is possible by a corresponding shaping of the substrate surface. A surface structure of the substrate, for example a pyramidal texture in silicon, let yourself so on the generated metal wires and transparencies. Since the metal deposition process and the detachment of the can be repeated almost as often as desired, can be made by molding the substrate surface any number of copies or shaped metal structures with a single substrate getting produced.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen vier Figuren näher erläutert. Dabei zeigenin the The following is the invention with reference to an embodiment and the associated four Figures closer explained. Show

die 1 und 2 ein Substrat vor und nach der photochemischen Abscheidung einer Metallstruktur,the 1 and 2 a substrate before and after the photochemical deposition of a metal structure,

3 zeigt eine einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und 3 shows a simple device for carrying out the method and

4 zeigt eine REM-Aufnahme einer erfindungsgemäß erzeugten Metallstruktur. 4 shows a SEM image of a metal structure produced according to the invention.

1: Als Halbleitermaterial 1 werden CZ-Siliziumwafer verwendet. Diese sind beispielsweise p-dotiert und können eine durch Phosphordiffusion erzeugte n-leitende Oberfläche aufweisen. Zur Abdeckung 2 der Substratoberfläche kann natürlich aufwachsendes Siliziumoxid verwendet werden. In den Oberflächengebieten 3, auf denen eine photochemische Metallabscheidung erfolgen soll, wird die Oxidschicht 2 entfernt. Dies kann beispielsweise durch Laserschreiben oder mechanisch erfolgen. Möglich ist es auch, den hier dargestellten Graben 3 mit einer Photolacktechnik zu definieren und durch Ätzen, beispielsweise mit einer HF-Lösung zu erzeugen. 1 : As semiconductor material 1 CZ silicon wafers are used. These are, for example, p-doped and may have an n-type surface produced by phosphorus diffusion. To cover 2 Of course, growing silicon oxide can be used on the substrate surface. In the surface areas 3 on which a photochemical metal deposition is to take place, the oxide layer 2 away. This can be done for example by laser writing or mechanically. It is also possible, the ditch shown here 3 to define with a photoresist technique and to produce by etching, for example with an HF solution.

3: Die zu beschichtenden Substrate werden nun kurz mit deionisiertem Wasser abgespült und mit einer Metallsalzlösung in Kontakt gebracht. Dazu können die Substrate 1 beispielsweise senkrecht in ein Gestell 4 eingestellt werden. Dieses wird zusammen mit den Substraten 1 in ein Gefäß 6 eingestellt, welches mit Metallsalzlösung 5 gefüllt ist. Mit Hilfe einer Lampe 7 und gegebenenfalls einem Reflektor 8 wird das Gestell 4 mit den Substraten 1 von oben beleuchtet. Als Metallisierungsbad wird dann eine cyanidionenhaltige Metallsalzlösung der Metalle Silber, Kupfer oder Gold verwendet werden. Die schräg von oben erfolgende Belichtung erfolgt vorzugsweise in Richtung der n⁺-dotierten Oberfläche, kann jedoch auch von der (p-dotierten) Rückseite der Substrate 1 erfolgen. Bei Raumtemperatur scheidet sich zum Beispiel Silber innerhalb von 5 Sekunden ab. Nach ca. 5 Minuten und bei Raumtemperatur ist eine ca. 10 μm dicke Metallschicht 9 (siehe 2) entstanden. Diese wird noch in der Lösung durch Schwenken der Scheiben vom Substrat 1 gelöst, gespült, getrocknet und getempert. 3 The substrates to be coated are then rinsed briefly with deionized water and brought into contact with a metal salt solution. These can be the substrates 1 for example, vertically in a frame 4 be set. This becomes along with the substrates 1 into a vessel 6 adjusted, which with metal salt solution 5 is filled. With the help of a lamp 7 and optionally a reflector 8th becomes the frame 4 with the substrates 1 illuminated from above. As Metallisierungsbad then a cyanide ion-containing metal salt solution of the metals silver, copper or gold can be used. The obliquely from above exposure preferably takes place in the direction of the n ⁺ -doped surface, but can also from the (p-doped) back of the substrates 1 respectively. At room temperature, for example, silver will precipitate within 5 seconds. After about 5 minutes and at room temperature is about 10 microns thick metal layer 9 (please refer 2 ) emerged. This is still in the solution by pivoting the discs from the substrate 1 dissolved, rinsed, dried and tempered.

4 zeigt die REM-Aufnahme einer beispielhaft erzeugten Metallstruktur. Diese weist einen flächigen mehr folienhaften Bereich und einen feinstrukturierten drahtförmigen Bereich von hier ca. 50 μm Breite auf. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich also auch feinste Metallstrukturen mit Dimensionen im μm-Bereich erzeugen und ohne Beschädigung auch vom Substrat ablösen. 4 shows the SEM image of an exemplified metal structure. This has a flat more foil-like area and a finely structured wire-shaped area of here about 50 microns wide. With the method according to the invention, therefore, it is also possible to produce even the finest metal structures with dimensions in the μm range and to detach them from the substrate without damage.

Claims

Verfahren zur Herstellung von feinen diskreten Metallstrukturen (9), insbesondere von Drähten oder Folien, mit den Verfahrensschritten a. Vorsehen eines Substrats (1), bestehend aus einem photovoltaisch aktiven Halbleitermaterial, mit einer Raumladungszone oder einem Halbleiterübergang und einer n-leitenden Oberfläche b. Vorbereiten der Oberfläche zur photochemischen Abscheidung eines Metalles darauf, wobei die Oberfläche mit einem elektrisch isolierenden Material (2) so abgedeckt wird, daß die zur Abscheidung darauf vorgesehenen Gebiete (3) der Oberfläche unbedeckt bleiben oder wieder freigelegt werden; c. Inkontaktbringen der Oberfläche mit einer Metallsalzlösung (5), dabei Beaufschlagen des Substrats (1) mit elektromagnetischer Strahlung (7) und dadurch d. lichtinduzierte Abscheidung einer Metallschicht (9) auf der vorbereiteten Oberfläche und e. Ablösen der Metallschicht (9) von der Oberfläche.Process for the preparation of fine discrete metal structures ( 9 ), in particular of wires or foils, with the method steps a. Providing a substrate ( 1 ), consisting of a photovoltaically active semiconductor material, with a space charge region or a semiconductor junction and an n-type surface b. Preparing the surface for the photochemical deposition of a metal thereon, wherein the surface is coated with an electrically insulating material ( 2 ) is covered in such a way that the areas ( 3 ) remain uncovered or uncovered; c. Contacting the surface with a metal salt solution ( 5 ) while applying the substrate ( 1 ) with electromagnetic radiation ( 7 ) and thereby d. light-induced deposition of a metal layer ( 9 ) on the prepared surface and e. Detachment of the metal layer ( 9 ) from the surface.

Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Vorbereiten der Oberfläche einen Reinigungs- oder Ätzschritt umfaßt.The method of claim 1, wherein preparing the surface a cleaning or etching step includes.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, – bei dem das Substrat (1) walzen- oder zylinderförmig ausbildet ist oder auf der Außenfläche eines entsprechend geformten Körpers so angeordnet ist, daß die n-leitende Oberfläche des Substrats nach außen weist, – bei dem das Substrat einseitig mit Strahlung (7) beaufschlagt wird und dabei der Körper um seine Hauptachse rotiert wird, – bei dem das Ablösen der Metallschicht (9) kontinuierlich erfolgt und – bei dem eine "endlos" lange draht- oder bandförmige Metallschicht (9) erhalten wird.Method according to Claim 1 or 2, - in which the substrate ( 1 ) is formed cylindrical or cylinder-shaped or is arranged on the outer surface of a correspondingly shaped body so that the n-conducting surface of the substrate faces outward, - in which the substrate is irradiated on one side ( 7 ) is applied while the body is rotated about its major axis, - in which the detachment of the metal layer ( 9 ) takes place continuously and - in which a "endless" long wire or band-shaped metal layer ( 9 ).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Ablösen der Metallschicht (9) durch selektives naßchemisches An- oder Auflösen der Substratoberfläche unterstützt wird.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the detachment of the metal layer ( 9 ) is supported by selective wet chemical dissolution or dissolution of the substrate surface.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem vor Verfahrensschritt e) die Verfahrensschritte c) und d) zumindest einmal unter Verwendung einer weiteren Metallsalzlösung (5) wiederholt werden, wobei über der Metallschicht (9) eine weitere Schicht eines vom ersten verschiedenen Metalles abgeschieden wird.Method according to one of claims 1 to 4, wherein prior to method step e), the method steps c) and d) at least once using a further metal salt solution ( 5 ), wherein above the metal layer ( 9 ) a further layer of a different from the first metal is deposited.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein kristallines oder amorphes Siliziumsubstrat (1) verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein a crystalline or amorphous silicon substrate ( 1 ) is used.

Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung dünner Metalldrähte oder -folien.Use of the method according to one of claims 1 to 6 for making thinner metal wires or foils.