导电糊料组合物及用其制成的半导体装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108735334A(43)申请公布日2018.11.02(21)申请号201810326595.8H01L31/18(2006.01)(22)申请日2018.04.12(30)优先权数据62/486,7092017.04.18US(71)申请人E.I.内穆尔杜邦公司地址美国特拉华州(72)发明人C·托拉迪P·D·韦努伊Q·郭B·J·罗林G·斯卡尔德拉(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人江磊朱黎明(51)Int.Cl.H01B1/16(2006.01)H01B1/22(2006.01)H01L31/0224(2006.01)权利要求书2页说明书21页附图2页(54)发明名称导电糊料组合物及用其制成的半导体装置(57)摘要本发明提供了一种厚膜糊料组合物，该厚膜糊料组合物包含分散在有机介质中的导电金属和氧化物组合物。该糊料组合物被印刷在具有一个或多个绝缘层的太阳能电池装置的正侧面上并被烧制以形成电极，并且适用于具有高度掺杂和轻掺杂的发射极结构两者的装置。CN108735334ACN108735334A权利要求书1/2页1.一种用于形成位于半导体基底上的导电结构的糊料组合物，该半导体基底在其主表面上具有绝缘层，该糊料组合物包含：无机固体部分，该无机固体部分包含：(a)按固体的重量计93％至99％的导电金属源，以及(b)按固体的重量计1％至7％的基于氧化物的易熔材料，以及有机载体，该无机固体部分的成分分散在该有机载体中，其中该基于氧化物的易熔材料包含按氧化物的阳离子百分比计的以下物质：20％至35％PbO，35％至48％TeO2，5％至12％Bi2O3，3.5％至6.5％WO3，0至2％B2O3，10％至20％Li2O，以及0.5％至8％Na2O，其前提是该易熔材料中的TeO2的阳离子百分比与WO3的阳离子百分比的比率范围是从7.5:1至10:1，并且其中当被沉积在该绝缘层上并被烧制时，该糊料组合物能够穿透该绝缘层并形成电连接到该半导体基底上的该导电结构。2.如权利要求1所述的糊料组合物，其中该基于氧化物的易熔材料进一步包含以下各项中的至少一种：TiO2、SiO2、K2O、Rb2O、Cs2O、Al2O3、MgO、CaO、SrO、BaO、V2O5、ZrO2、HfO2、MoO3、Ta2O5、RuO2、Mn2O3、Ag2O、ZnO、Ga2O3、GeO2、In2O3、SnO2、Sb2O3、P2O5、CuO、NiO、Cr2O3、Fe2O3、CoO、Co2O3、Co3O4、Y2O3、镧系元素氧化物、或它们的混合物。3.如权利要求1所述的糊料组合物，其中该基于氧化物的易熔材料包含至少两种具有不同组成的粉末的组合。4.一种用于形成导电结构的方法，该方法包括：(a)提供具有第一和第二主表面和位于该第一主表面上的第一绝缘层的半导体基底；(b)将如权利要求1所述的糊料组合物施用到该第一绝缘层的至少一部分上，并且(c)烧制该半导体基底、该第一绝缘层和该糊料组合物，使得该第一绝缘层被穿透，形成该导电结构，并且在该导电结构与该半导体基底之间建立电连接。5.如权利要求4所述的方法，其中该半导体基底被配置成形成为具有呈现于该第一主表面处的轻掺杂的n型发射体以及呈现于该第二主表面处的p型基底的装置，该轻掺杂的发射体包含P掺杂的Si，其中P原子的体积浓度小于3×1020原子/cm3。6.如权利要求5所述的方法，其中该半导体基底进一步包含位于该第二主表面上的第二绝缘层，去除该第二绝缘层的限定图案化开口区域的部分，将含铝糊料组合物施用到该第二绝缘层上，并且在该烧制期间，来自该糊料组合物的铝与硅相互作用以在该图案化开口区域中产生局部的背表面场，由此形成第二导电结构并且在该第二导电结构与该第二主表面处的该半导体基底之间建立电连接。7.如权利要求6所述的方法，其中将该含铝糊料组合物施用到基本上全部的该第二绝缘层上。2CN108735334A权利要求书2/2页8.一种制品，其通过如权利要求5至7中任一项所述的方法制成。3CN108735334A说明书1/21页导电糊料组合物及用其制成的半导体装置技术领域[0001]本披露涉及一种导电糊料组合物，该导电糊料组合物在多种电气和电子装置的构造中是有用的；并且更具体地涉及一种在产生导电结构(包括提供与光伏装置的低接触电阻连接的电极)中有用的糊料组合物；用此类糊料组合物构造的装置；以及一种用于构造这些装置的方法。背景技术[0002]常规的光伏电池结合具有在不同多数-载流子导电类型的半导体材料之间的结的半导体结构，如在n型半导体与p型半导体之间形成的p-n结。更具体地，结晶Si光伏电池典型地通过将受控杂质(称为掺杂剂)加入到纯化的硅(其是本征