DE2810605C2 - Elektrolytisches Abscheideverfahren zur Herstellung von großflächigen Halbleiterbauelementen - Google Patents
Elektrolytisches Abscheideverfahren zur Herstellung von großflächigen HalbleiterbauelementenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrolytisches Abscheideverfahren zur Herstellung von großflächigen
Halbleiter-Bauelementen aus einer binären, halbleitenden Verbindung.
Halbleiter-Bauelemente und Solarzellen werden fast ausschließlich in Form von einkristallinem Material
eingesetzt. Für Solarzellen ist es auch bekannt, polykristallines Silicium zu verwenden (DE-OS
25 08 803).
Das bekannte Verfahren zur Herstellung von Halbleiterschichten erfordert einen beträchtlichen technischen
Aufwand.
Einkristallines Material ist im allgemeinen nur mit einem Durchmesser von etwa 5 cm herstellbar, da bei
größeren Durchmessern der technische Aufwand in nicht mehr vertretbarem Maße steigt.
Auch bei dem genannten Verfahren zur Herstellung des polykristallinen Materials werden lediglich Halbleiterscheiben
mit einer Fläche von etwa 0,1 χ 0,1 m erreicht.
Weiter ist ein Verfahren zur Bildung einer Kupfersulfidschicht auf einer Kadmiumsulfidschicht bei der
Herstellung einer Sperrschichtfotozelle bekannt (DE-AS 23 25 723).
Bei dem bekannten Verfahren erfolgt die Herstellung der Sperrschicht, indem das Kadmium der Kadmiumsulfidschicht
gegen Kupfer ausgetauscht wird, sobald die Kadmiumsuliidschicht in eine kupferionenhaltige Lösung
eingetaucht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von halbleitenden Schichten
zu schaffen, durch welches großflächige Bauelemente wie Solarzellen u. dgl. einfach erstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebene Maßnahme
gelöst
Der durch die Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere in der technisch einfachen und preiswerten
Abscheidemethode, die zu verschiedenartig kristallisierten und beliebig großflächigen (>1 m2) Schichten
führt, je nach Wahl der Arbeitsbedingungen wie Stromdichte, Temperatur, Diaphragmeneinbau, Elektrolytbewegung,
Konzentration der Reaktionspartner und Zusammensetzung des verwendeten Elektrolyten;
das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine billige Serienherstellung beispielsweise von großflächigen
Solarzellen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden amorphe Schichten bei hohen Stromdichten und niedrigen
Konzentrationen der Reaktionspartner erzielt; epitaktisches Aufwachsen bei niedrigen Stromdichten.
Es können III/V- und Il/VI-Verbindungen hergestellt
werden wie beispielsweise Galliumarsenid GaAs, Cadmi imselenid CdSe, Cadmiumsulfit CdS usw.
Die Herstellung einer halbleitenden Schicht wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In einer elektrochemischen Zelle werden zwei metallische Schichten praktisch beliebiger Abmessungen
wie beispielsweise Stahlbleche, Ti-Bleche oder goldbedampfte Bleche als Elektroden eingesetzt.
Der verwendete Elektrolyt kann entweder aus einem Gemisch von Alkohol und chloriertem Kohlenwasserstoff
(Äthanol/Methylenchlorid, Glykole/Chloroform, Ketone/chlorierte Kohlenwasserstoffe/Alkohole) oder
einer wäßrigen Lösung bestehen.
Bei Verwendung eines organischen Elektrolyten werden Leitsalze wie beispielsweise Tetraäthylammoniumchlorid
usw. zugesetzt.
Als Reaktionspairtner können beispielsweise Galliumbzw.
Cadmiumsalze [Ga2 (SO4J3, CdSO4, Gallium- bzw.
Cadmiumalkoholate] und Arsentrioxid AS2O3 bzw. Schwefel S oder Sulfite eingesetzt werden.
An der Kathode wird die nichtmetallische Komponente elektrochemisch zu AS3" bzw. S2" reduziert,
wobei diese Komponenten teilweise in Form der Wasserstoffverbindungen (Arsenwasserstoff oder
Schwefelwasserstoff) anfallen. Die an der Elektrode adsorbierten Reduktionsprodukte reagieren mit dem im
Elektrolyten gelösten Metallsalz zu der gewünschten III/V- oder Il/VI-Verbindung. Diese Verbindungen
wachsen direkt auf der Elektrode auf.
Claims (9)
1. Elektrolytisches Abscheideverfahren
2. zur Herstellung von großflächigen Halbleiterbauelementen,
3. aus einer binären, halbleitenden Verbindung,
dadurch gekennzeichnet,
4. daß als Elektroden zwei metallische Schichten verwendet werden,
5. daß die eine der beiden Komponenten an einer der beiden Elektroden kathodisch reduziert
6. und adsorbiert wird,
7. daß die zweite Komponente im Elektrolyten gelöst ist,
8. daß die zweite Komponente unter Bildung einer binären Halbleiterverbindung mit der kathodisch
reduzierten Komponente reagiert,
9. daß die halbleitende Verbindung eine IH/V oder
eine Il/Vl Verbindung ist.
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