DE102011018386A1 - Method for melting continuous areas on semiconductor substrates - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Aufschmelzen von durchgehenden Bereichen zwischen zwei einander gegenüberliegenden Flächen (14, 16) an Halbleitersubstraten (10), insbesondere an Silizium-Solarzellen, angegeben, mit den Schritten: Bestrahlen einer ersten Fläche (14) des Halbleitersubstrates (10) mit einem Laser (20) im Infrarotbereich, so dass sich ein Laserstrahl (22) bis zu einer der ersten Fläche (14) gegenüberliegenden zweiten Fläche (16) ausbreitet; und Erhöhung der Absorption zu dem Laserstrahl (22) im Bereich der zweiten Fläche (16) zur Erzeugung einer Schmelzfront, die sich ausgehend von der zweiten Fläche (16) in Richtung zu der ersten Fläche (14) hin ausbreitet.A method is specified for melting continuous areas between two opposing surfaces (14, 16) on semiconductor substrates (10), in particular on silicon solar cells, with the following steps: irradiating a first surface (14) of the semiconductor substrate (10) with a laser (20) in the infrared range, so that a laser beam (22) propagates up to a second surface (16) opposite the first surface (14); and increasing the absorption to the laser beam (22) in the region of the second surface (16) to generate a melt front which propagates starting from the second surface (16) in the direction of the first surface (14).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschmelzen von durchgehenden Bereichen zwischen zwei einander gegenüberliegenden Flächen an Halbleitersubstraten, insbesondere an Silizium-Solarzellen.The invention relates to a method for melting continuous areas between two opposing surfaces of semiconductor substrates, in particular silicon solar cells.
Zur Herstellung rückseitig kontaktierter, kristalliner Silizium-Solarzellen wird der auf der Vorderseite der Solarzelle erzeugte Emitter elektrisch mit den sich auf der Rückseite der Solarzelle befindenden Kontaktfingern verbunden. Die so genannte Durchkontaktierung erfolgte bisher durch die Herstellung einer großen Anzahl von Löchern oder Kavitäten, welche entweder durch einen Dotierschritt oder durch Metallisierung elektrisch leitfähig gemacht werden. Die Erzeugung dieser Löcher oder Kavitäten erfolgt üblicherweise durch Ablation des Wafer-Materials mit Hilfe gepulster Laserstrahlung. Bei der Ablation entstehen hohe Temperaturen, welche die Siedetemperatur des Wafer-Materials erreichen oder sogar übersteigen. Die dadurch entstehenden hohen örtlichen und seitlichen Temperaturgradienten erzeugen Defekte und Mikrorisse im umliegenden Material und führen deshalb oft zum Bruch der Solarzelle in den darauffolgenden Prozessschritten.To produce back-contacted, crystalline silicon solar cells, the emitter generated on the front side of the solar cell is electrically connected to the located on the back of the solar cell contact fingers. The so-called through-hole has hitherto been made by the production of a large number of holes or cavities, which are rendered electrically conductive either by a doping step or by metallization. The production of these holes or cavities is usually carried out by ablation of the wafer material by means of pulsed laser radiation. The ablation creates high temperatures that reach or even exceed the boiling point of the wafer material. The resulting high local and lateral temperature gradients generate defects and microcracks in the surrounding material and therefore often lead to the breakage of the solar cell in the subsequent process steps.
Das Problem der erhöhten Bruchrate und der damit verbundenen Reduzierung der Ausbeute bei der Herstellung so genannter EWT-Solarzellen (Emitter Wrap Through) oder MWT-Solarzellen (Metal Wrap Through) konnte aufgrund dieser Probleme bisher nicht gelöst werden.The problem of the increased breakage rate and the associated reduction in yield in the production of so-called EMT solar cells (emitter wrap-through) or MWT solar cells (metal wrap-through) has not yet been solved due to these problems.
Der Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Durchkontaktierung von Solarzellen anzugeben, das die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeidet. Im weiteren Sinne soll ein Verfahren zum Aufschmelzen von durchgehenden Bereichen zwischen zwei einander gegenüberliegenden Flächen an Halbleitersubstraten angegeben werden.Against this background, the invention is based on the object of specifying a method for the via-contact of solar cells, which avoids the disadvantages described above. In a broader sense, a method for melting continuous areas between two opposing surfaces of semiconductor substrates is to be specified.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Aufschmelzen von durchgehenden Bereichen zwischen zwei einander gegenüberliegenden Flächen an Halbleitersubstraten, insbesondere an Silizium-Solarzellen, mit den folgenden Schritten gelöst:
- – Bestrahlen einer ersten Fläche des Halbleitersubstrates mit einem Laser im Infrarotbereich, so dass sich ein Laserstrahl bis zu einer der ersten Fläche gegenüberliegenden zweiten Fläche ausbreitet und
- – Erhöhung der Absorption für den Laserstrahl im Bereich der zweiten Fläche zur Erzeugung einer Schmelzfront, die sich ausgehend von der zweiten Fläche in Richtung zur ersten Fläche hin ausbreitet.
- - Irradiating a first surface of the semiconductor substrate with a laser in the infrared range, so that a laser beam propagates to a second surface opposite the first surface and
- Increasing the absorption for the laser beam in the region of the second surface to produce a melt front which propagates from the second surface towards the first surface.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The object of the invention is completely solved in this way.
Die Erfindung nutzt die starke Zunahme der Strahlungsabsorption von Halbleitern bei Temperaturerhöhung aus. Ein bei Umgebungstemperatur optisch transparentes Halbleitermaterial wird ab einer von der Wellenlänge der optischen Strahlung abhängigen Temperatur absorbierend. Durch diesen physikalischen Effekt kann das Halbleitermaterial nicht wie bei den bisher bekannten Laserprozessen von seiner dem Laser zugewandten Oberfläche (Vorderseite), sondern von seiner dem Laser abgewandten Oberfläche (Rückseite) her aufgeschmolzen werden. Hierbei wird die Oberfläche an der Rückseite zu Beginn der Laserbestrahlung zumindest so weit absorbierend gemacht, dass der Laserstrahl zu einer ausreichenden Temperaturerhöhung an der Rückseite führt, so dass das Material in diesem Bereich aufgeschmolzen wird. Durch das Aufschmelzen an der Rückseite wird das der Vorderseite zugewandte Material durch Wärmeleitung gleichfalls erhitzt, was wiederum auch dort infolge der Temperaturerhöhung zu einer stärkeren Absorption führt. Auf diese Weise wird eine Schmelzfront erzeugt, die sich in Richtung von der Rückseite her zur Vorderseite hin bewegt. Bei geeigneter Verfahrensführung kann so ein durchgehend aufgeschmolzener Bereich zwischen Vorderseite und Rückseite erzeugt werden.The invention exploits the large increase in the radiation absorption of semiconductors when the temperature increases. A semiconductor material that is optically transparent at ambient temperature absorbs at a temperature dependent on the wavelength of the optical radiation. As a result of this physical effect, the semiconductor material can not be melted by its laser-facing surface (front side) as in the laser processes known hitherto, but rather by its surface (rear side) facing away from the laser. In this case, the surface at the rear side at the beginning of the laser irradiation is made at least so far absorbing that the laser beam leads to a sufficient increase in temperature at the rear side, so that the material is melted in this area. As a result of the melting on the rear side, the material facing the front side is likewise heated by heat conduction, which in turn also leads to greater absorption there as a result of the temperature increase. In this way, a melt front is generated, which moves in the direction from the back to the front. With suitable process management, a continuously melted area between front side and rear side can thus be produced.
Wie nun die Erhöhung der Absorption für den Laserstrahl im Bereich der zweiten Fläche, auf die der Laserstrahl auftrifft, erreicht wird, ist grundsätzlich ohne Bedeutung.How now the increase of the absorption for the laser beam in the region of the second surface, on which the laser beam impinges, is reached is basically irrelevant.
Vorzugsweise wird die zweite Fläche zumindest im Bereich des Auftreffpunktes des Laserstrahls derart behandelt, dass sich eine erhöhte Absorption für Infrarotstrahlung ergibt.Preferably, the second surface is treated at least in the region of the point of impact of the laser beam in such a way that results in an increased absorption for infrared radiation.
Dies kann zum Beispiel durch eine mechanische Behandlung, insbesondere durch Aufrauen, durch Aufbringen einer Absorptionsschicht oder auch durch Anschmelzen mit einem Laser bewirkt werden. Bei der Absorptionsschicht kann es sich beispielsweise um eine dünne Graphitschicht handeln, die später wieder entfernt werden kann. Bei Halbleitersubstraten, etwa Silizium-Substraten, ist Graphit relativ unproblematisch. Beliebige andere Schichten sind denkbar, die zu einer erhöhten Absorption für IR-Strahlung führen, und die schließlich ein Aufschmelzen im Bereich des Laserstrahls initiieren.This can be effected for example by a mechanical treatment, in particular by roughening, by applying an absorption layer or by melting with a laser. The absorption layer can be, for example, a thin graphite layer which can later be removed again. For semiconductor substrates, such as silicon substrates, graphite is relatively unproblematic. Any other layers are conceivable which lead to an increased absorption for IR radiation, and which finally initiate a melting in the region of the laser beam.
Vorzugsweise wird bei Silizium eine IR-Strahlung im Wellenlängenbereich von 900 bis 1200 Nanometern, bevorzugt im Bereich von 950 bis 1150 Nanometern, weiter bevorzugt im Bereich von 1000 bis 1100 Nanometern, weiter bevorzugt im Bereich von 1040 bis 1100 Nanometern, besonders bevorzugt im Bereich von 1050 bis 1090 Nanometern, ganz besonders bevorzugt von 1064 Nanometern verwendet. Bei anderen Halbleitermaterialien muss die geeignete Wellenlänge entsprechend der Bandlücke der Halbleiter angepasst werden.Preferably, in the case of silicon, IR radiation in the wavelength range from 900 to 1200 nanometers, preferably in the range from 950 to 1150 nanometers, more preferably in the range from 1000 to 1100 nanometers, more preferably in the range from 1040 to 1100 nanometers, particularly preferably in the range from 1050 to 1090 nanometers, whole particularly preferably used of 1064 nanometers. For other semiconductor materials, the appropriate wavelength must be adjusted according to the bandgap of the semiconductors.
Erfindungsgemäß kann die temperaturabhängig stark erhöhte Absorption besonders in diesem Wellenlängenbereich genutzt werden, um das gewünschte lokale Aufschmelzen zu erreichen.According to the invention, the temperature-dependent greatly increased absorption can be used, especially in this wavelength range, in order to achieve the desired local melting.
Weiter bevorzugt wird zur Bestrahlung ein gepulster Laser verwendet.More preferably, a pulsed laser is used for the irradiation.
Hierdurch lässt sich eine besonders gute Anpassung und Steuerung des Lasers auf eine geeignete Leistung erreichen.This allows a particularly good adaptation and control of the laser to achieve a suitable performance.
Zur Bestrahlung kann beispielsweise ein YAG-Laser verwendet werden.For irradiation, for example, a YAG laser can be used.
Weiter bevorzugt wird die Bestrahlung mit dem Laser unterbrochen, wenn der durchgehende Bereich zwischen der ersten und der zweiten Fläche vollständig aufgeschmolzen ist.More preferably, the irradiation with the laser is interrupted when the continuous area between the first and the second surface is completely melted.
Auf diese Weise kann ein vollständig aufgeschmolzener, durchgehender Bereich erzielt werden.In this way, a completely molten, continuous area can be achieved.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung wird auf der zweiten Fläche eine Precursor-Schicht, bei Silizium vorzugsweise Phosphor, Antimon, Bor, Aluminium, Gallium, Indium, aufgebracht, die während des Aufschmelzens des Materials eine Dotierung des durchgehenden Bereiches bewirkt. Bei anderen Halbleitern werden entsprechend geeignete Dotierstoff-Precursorschichten verwendet.According to a further embodiment of the invention, a precursor layer is applied to the second surface, preferably phosphorus, antimony, boron, aluminum, gallium, indium in silicon, which effects a doping of the continuous region during the melting of the material. In other semiconductors suitably suitable dopant precursor layers are used.
Da die Diffusionskonstante von Dotierstoffen in flüssigen Halbleitermaterialien typischerweise um zehn Größenordnungen größer ist als bei der sonst üblichen Festphasendiffusion, können Dotierstoffe, die als Precursor-Schichten auf die Rückseite des Substrates aufgebracht sind, in der zur Verfügung stehenden Zeit von mehreren Mikrosekunden von der zweiten Fläche bis zur ersten Fläche durch die mit flüssigem Halbleitermaterial gefüllte Kavität hindurch diffundieren und so einen dotierten, ggf. hoch leitfähigen, Kanal erzeugen.Since the diffusion constant of dopants in liquid semiconductor materials is typically ten orders of magnitude greater than conventional solid phase diffusion, dopants deposited as precursor layers on the back side of the substrate may be in the available time of several microseconds from the second surface to diffuse to the first surface through the filled with liquid semiconductor material cavity and thus produce a doped, possibly highly conductive, channel.
Auf diese Weise lässt sich eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den beiden Oberflächen des Halbleitersubstrates erzielen. Dies kann beispielsweise genutzt werden, um die rückseitig kontaktierten kristallinen Silizium-Solarzellen und den auf der Vorderseite der Solarzelle erzeugten Emitter elektrisch mit den sich auf der Rückseite der Solarzelle befindenden Kontaktfingern zu verbinden. So kann auf recht einfache und kostengünstige Weise eine Durchkontaktierung gewährleistet werden.In this way, an electrically conductive connection between the two surfaces of the semiconductor substrate can be achieved. This can be used, for example, to electrically connect the back-contacted crystalline silicon solar cells and the emitters produced on the front side of the solar cell to the contact fingers located on the rear side of the solar cell. Thus, a via can be ensured in a fairly simple and cost-effective manner.
Da das im Stand der Technik übliche Verdampfen des Halbleitermaterials vermieden wird und lediglich ein Aufschmelzen erforderlich ist, ergeben sich deutlich geringere Temperaturgradienten als bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren. Die Entstehung von Defekten und Mikrorissen im umliegenden Material wird deutlich reduziert.Since the usual evaporation of the semiconductor material in the prior art is avoided and only a melting is required, significantly lower temperature gradients than in the known in the prior art method. The formation of defects and microcracks in the surrounding material is significantly reduced.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Bestrahlung mit dem Laser so lange fortgesetzt, bis die Schmelzfront die erste Fläche erreicht hat und das aufgeschmolzene Material aus dem durchgehenden Bereich nach außen austritt, so dass eine Kavität entsteht, die sich zwischen der ersten und der zweiten Fläche erstreckt.According to a further feature of the invention, the irradiation with the laser is continued until the melt front has reached the first surface and the molten material emerges from the continuous region to the outside, so that a cavity is formed between the first and the second Surface extends.
Hierbei wird die Tatsache genutzt, dass dann, wenn die Schmelzfront die erste Fläche des Halbleitersubstrates erreicht, die absorbierte Strahlungsleistung nicht mehr durch Wärmeleitung abgeführt werden kann und die Temperatur im Bereich der ersten Fläche sehr schnell ansteigt. Bei Überschreiten der Siedetemperatur verdampft das Material an der Vorderseite und treibt die darunterliegende Schmelze durch einen so erzeugten Rückstoß über die Oberfläche an der Rückseite, d. h. an der zweiten Fläche, aus.In this case, the fact is utilized that when the melt front reaches the first surface of the semiconductor substrate, the absorbed radiation power can no longer be dissipated by heat conduction and the temperature in the region of the first surface increases very rapidly. When the boiling temperature is exceeded, the material evaporates at the front and drives the underlying melt through a rebound so generated on the surface at the back, d. H. on the second surface, off.
Auf diese Weise kann eine durchgehende, zylinderförmige Kavität mit hohem Aspektverhältnis hergestellt werden.In this way, a continuous, cylindrical cavity with a high aspect ratio can be produced.
Das Verfahren ist deutlich schonender für das Halbleitersubstrat als die bisher übliche Erzeugung von Löchern durch Ablation mit Hilfe gepulster Laserstrahlung. Die Entstehung von Defekten und Mikrorissen im umliegenden Material wird deutlich reduziert.The process is significantly gentler on the semiconductor substrate than the hitherto customary production of holes by ablation with the aid of pulsed laser radiation. The formation of defects and microcracks in the surrounding material is significantly reduced.
Die so erzeugte Kavität kann durch einen nachfolgenden Metallisierungsschritt mit einem Metall gefüllt werden. Dies kann beispielsweise durch siebgedruckte Pasten, durch galvanische Abscheidung, durch Aufdampfen oder ein anderes geeignetes Beschichtungsverfahren erfolgen.The cavity thus produced can be filled with a metal by a subsequent metallization step. This can be done for example by screen-printed pastes, by electrodeposition, by vapor deposition or another suitable coating method.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Halbleitermaterial mit geringerer Laserleistung bestrahlt, so dass das Halbleitermaterial hinter der Schmelzfront in Richtung der rückseitigen Oberfläche wieder erstarrt. Hierbei entsteht im Inneren des Halbleiters eine flüssige Zone, die von kristallinem Material in der festen Phase umgeben ist. Durch kontrollierte Erhöhung der Laserleistung wird das Material an der Vorderseite der Schmelzfront verdampft. Der Dampfdruck erzeugt mechanische Spannungen im Inneren des Wafers und kann diesen dadurch ganzflächig oder auch nur lokal trennen. Um z. B. einen gesamten Wafer auf diese Weise in zwei Teile zu spalten, werden vorzugsweise mehrere Laserfoki erzeugt, welche über den Wafer verteilt ein gleichmäßiges Spannungsfeld ausbilden, um den Wafer ohne Risse in zwei Teile zu spalten.According to a further feature of the invention, the semiconductor material is irradiated with a lower laser power, so that the semiconductor material solidifies again behind the melt front in the direction of the rear surface. This creates a liquid zone inside the semiconductor that is surrounded by crystalline material in the solid phase. Controlled increase of the laser power evaporates the material on the front of the melt front. The vapor pressure generates mechanical stresses in the interior of the wafer and can thereby separate it over the entire area or even only locally. To z. For example, to split an entire wafer into two parts in this way, it is preferable to generate a plurality of laser foci which are distributed over the wafer form a uniform stress field in order to split the wafer into two parts without cracks.
Auf diese Weise kann an einer präzise vorbestimmten Stelle des Halbleitersubstrates eine Trennung der darunter- und der darüberliegenden Schicht in zwei Scheiben bewirkt werden.In this way, at a precisely predetermined location of the semiconductor substrate, a separation of the underlying layer and the overlying layer into two slices can be effected.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung wird die Laserleistung bei Erreichen einer bestimmten Schmelztiefe so erhöht wird, dass das Halbleitermaterial im Innern verdampft und die dahinter liegende Schmelze austreibt.According to a further variant of the invention, the laser power is increased upon reaching a certain melting depth so that the semiconductor material evaporates in the interior and expels the underlying melt.
Auf diese Weise können definiert Sacklöcher im Substrat erzeugt werden, welche vorzugsweise zur Texturierung oder Verbesserung der strukturellen Eigenschaften von Halbleiteroberflächen eingesetzt werden können. Ein Einsatz bei der Herstellung von Mikrostrukturen wie z. B. Beschleunigungssensoren ist ebenso möglich.In this way, defined blind holes can be produced in the substrate, which can preferably be used for texturing or improving the structural properties of semiconductor surfaces. An application in the production of microstructures such. B. acceleration sensors is also possible.
Ein erfindungsgemäßes Halbleitersubstrat, insbesondere eine Silizium-Solarzelle, kann einen aufgeschmolzenen durchgehenden Bereich umfassen, der sich zwischen einer ersten Fläche des Halbleitersubstrates und einer gegenüberliegenden zweiten Fläche erstreckt. Dabei kann der aufgeschmolzene, durchgehende Bereich mit einer Dotierung versehen sein, die, sofern gewünscht, eine gute elektrische Leitfähigkeit gewährleistet.A semiconductor substrate according to the invention, in particular a silicon solar cell, may comprise a fused continuous region which extends between a first surface of the semiconductor substrate and an opposite second surface. In this case, the molten, continuous region may be provided with a doping, which, if desired, ensures a good electrical conductivity.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. Show it:
Die Erfindung beruht auf einer Nutzung der starken Zunahme der Absorption von Halbleitermaterialien mit der Temperatur.The invention is based on utilizing the large increase in the absorption of semiconductor materials with temperature.
In
Erfindungsgemäß wird ein gepulster YAG-Laser mit einer Wellenlänge von λ = 1064 nm zur Bestrahlung der Oberfläche eines Halbleitersubstrates verwendet.According to the invention, a pulsed YAG laser with a wavelength of λ = 1064 nm is used to irradiate the surface of a semiconductor substrate.
In
Infolge der lokalen Erhitzung führt die Wärmeleitung ausgehend von der Schmelzfront zu einer Temperaturerhöhung entlang des Laserstrahls, was dann wiederum durch die Erhöhung der Absorption zu einer Temperaturerhöhung führt. Im Ergebnis wandert die Schmelzfront von der Wafer-Rückseite ausgehend entgegen der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls durch den Wafer hindurch und gelangt schließlich zur Vorderseite des Wafers. In
Dies beruht darauf, dass bei Auftreffen der Schmelzfront auf die Vorderseite des Wafers keine weitere Energieableitung durch Wärmeleitung entgegen der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls mehr möglich ist. Dies führt zu einem schnellen Aufheizen an der Vorderseite, so dass der Siedepunkt des Wafer-Materials überschritten wird und sich bei weiterer Bestrahlung ein Rückstoß ergibt, der das überhitzte Halbleitermaterial zur Rückseite des Wafers hin austreibt. Auf diese Weise ergibt sich eine Kavität in Form eines zylinderförmigen Hohlraums, der sich zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Wafers erstreckt.This is based on the fact that upon impact of the melt front on the front side of the wafer no further energy dissipation by heat conduction counter to the propagation direction of the laser beam is possible. This results in rapid heating at the front so that the boiling point of the wafer material is exceeded, and upon further irradiation, recoil results, expelling the overheated semiconductor material toward the backside of the wafer. In this way, a cavity in the form of a cylindrical cavity, which extends between the front and the back of the wafer results.
Wird dagegen die Energie des Lasers in geeigneter Weise reduziert, wenn die Schmelzfront die Vorderseite erreicht, so kann die Überhitzung des Wafer-Materials an der Vorderseite vermieden werden und auf diese Weise lediglich ein durchgehend aufgeschmolzener Bereich zwischen Vorder- und Rückseite erzielt werden.On the other hand, if the energy of the laser is appropriately reduced when the melt front reaches the front side, the overheating of the wafer material at the front side can be avoided and thus only a continuous melted area between front and back can be achieved.
Dies kann auch dazu genutzt werden, um beim Aufschmelzen einen durchdotierten durchgeschmolzenen Bereich zu erzielen. Hierbei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass die Diffusionskonstante von Dotierstoffen in flüssigen Halbleitermaterialien typischerweise um etwa 10 Größenordnungen größer ist als bei der sonst üblichen Festphasendiffusion. Wird auf der Rückseite des Wafers eine entsprechende Precursor-Schicht aufgebracht, so kann in der zur Verfügung stehenden Zeit von mehreren Mikrosekunden das Material von der Precursor-Schicht her von der Rückseite bis zur Vorderseite durch die mit flüssigem Halbleitermaterial gefüllte Kavität diffundieren und so einen durchdotierten Kanal erzeugen, der elektrisch gut leitfähig ist, sofern ein entsprechendes Material für die Precursor-Schicht verwendet wird. Die Precursor-Schicht kann zusätzlich oder alternativ auch auf der Vorderseite aufgebracht werden, sofern sie für die verwendete Laserstrahlung transparent ist.This can also be used to achieve a well blown-through area during reflow. Here, use is made of the fact that the diffusion constant of dopants in liquid semiconductor materials is typically greater by about 10 orders of magnitude than in the otherwise conventional solid-phase diffusion. If a corresponding precursor layer is applied to the backside of the wafer, then in the available time of several microseconds the material can diffuse from the precursor layer from the rear side to the front side through the cavity filled with liquid semiconductor material and thus pass through Produce channel that is electrically conductive, provided that a corresponding material for the precursor layer is used. The precursor layer may additionally or alternatively also be applied to the front side, provided that it is transparent to the laser radiation used.
Gemäß einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Prozess so geführt werden, dass die Leistung der Laserstrahlung bei Erreichen einer bestimmten und exakt reproduzierbaren Schmelztiefe so erhöht wird, dass das Halbleitermaterial im Inneren einer Halbleiterscheibe verdampft und so durch Erzeugung mechanischer Spannungen definiert eine Trennung der darunter- und darüberliegenden Teile des Halbleitersubstrates bewirkt.According to a further variant of the method according to the invention, the process can be performed so that the power of the laser radiation is increased upon reaching a certain and exactly reproducible melting depth so that the semiconductor material evaporates inside a semiconductor wafer and thus defines a separation of the underlying by generating mechanical stresses - And overlying parts of the semiconductor substrate causes.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final | ||
| R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20150213 |