H - Electricity – 01 – L
Patent
H - Electricity
01
L
H01L 31/18 (2006.01) H01L 21/228 (2006.01) H01L 21/28 (2006.01) H01L 31/04 (2006.01) H01L 31/068 (2006.01) H01L 33/00 (2006.01)
Patent
CA 2287834
A self-doping electrode to silicon is formed primarily from a metal (major component) which forms a eutectic with silicon. A p-type dopant (for a positive electrode) or an n-type dopant (for a negative electrode) is alloyed with the major component. The alloy of major component and dopant is applied to a silicon substrate. Once applied, the alloy and substrate are heated to a temperature above the major component-silicon eutectic temperature such that the major component liquefies more than a eutectic proportion of the silicon substrate. The temperature is then decreased towards the eutectic temperature permitting molten silicon to reform through liquid-phase epitaxy and while so doing incorporate dopant atoms into its regrown lattice. Once the temperature drops below the major component-silicon eutectic temperature the silicon, which has not already regrown into the lattice, forms a solid-phase alloy with the major component and the remaining unused dopant. This allow of major component, silicon and unused dopant is the final contact material. Alternatively, a self doping electrode may be formed from an unalloyed metal applied to a silicon substrate. The metal and substrate are heated to a temperature above the metal-silicon eutectic temperature in an ambient gas into which a source of vaporized dopant atoms has been introduced. Dopant atoms in the ambient gas are absorbed by the molten mixture of metal-silicon to a much greater extent than they are absorbed by the solid silicon substrate surfaces. The temperature is then decreased to below the metal-silicon eutectic temperature. During this temperature decrease, the doped regrown silicon layer and the metal-silicon alloy final contact material are created in the same process as described above.
Selon l'invention, une électrode autodopante au silicium est formée en premier lieu d'un métal (composant principal) qui forme un eutectique avec le silicium. Un dopant du type p, destiné à une électrode positive, et un dopant du type n (destiné à une électrode négative), est allié au composant principal. L'alliage constitué du composant principal et du dopant est appliqué sur un substrat de silicium. Le substrat et l'alliage qui y est appliqué sont ensuite chauffés à une température supérieure à la température eutectique de l'ensemble composant principal-silicium, de sorte que le composant principal se liquéfie plus qu'une proportion eutectique du substrat de silicium. La température est ensuite abaissée dans le sens de la température eutectique pour permettre au silicium fondu de se reformer par épitaxie de la phase liquide et ce faisant, d'incorporer des atomes de dopant dans son réseau redéveloppé. Lorsque la température est tombée en dessous de la température eutectique de l'ensemble composant principal-silicium, le silicium, qui ne s'est pas encore reformé en réseau, constitue un alliage en phase solide avec le composant principal et le dopant non utilisé restant. Cet alliage formé par le composant principal, le silicium et le dopant inutilisé constitue le matériau de contact final. Selon une variante, une électrode autodopante peut être formée à partir d'un métal non allié appliqué sur un substrat de silicium. Le métal et le substrat sont chauffés à une température supérieure à la température eutectique de l'ensemble métal-silicium, dans un gaz ambiant, dans lequel une source d'atomes de dopant vaporisés a été introduite. Les atomes de dopant se trouvant dans le gaz ambiant sont absorbés par le mélange métal-silicium en fusion dans une bien plus grande mesure qu'ils ne le sont par les surfaces du substrat de silicium solide. La température est ensuite ramenée à une valeur inférieure à celle de la température eutectique de l'ensemble métal-silicium. Pendant cette réduction de température, la couche de silicium redeveloppée dopée et le matériau de contact final formé par l'alliage métal-silicium sont créés selon le procédé décrit ci-dessus.
Davis Hubert P.
Meier Daniel L.
Ebara Solar Inc.
Fetherstonhaugh & Co.
Suniva Inc.
LandOfFree
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