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CN103765600B - 太阳能电池及其生产方法 - Google Patents

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CN103765600B CN201280027134.1A CN201280027134A CN103765600B CN 103765600 B CN103765600 B CN 103765600B CN 201280027134 A CN201280027134 A CN 201280027134A CN 103765600 B CN103765600 B CN 103765600B
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Abstract

提出一种后部接触异质结太阳能电池（1）和这种太阳能电池的制造方法。太阳能电池（1）包括硅衬底（3），硅衬底（3）具有位于其前表面的钝化层（5）和覆盖其后表面的本征非晶硅层（7）。在本征非晶硅层（7）的背侧设置有发射极层（13）和基极层（19），这些层中的每层覆盖背表面的相邻的部分区。包括电绝缘材料的隔离层（9）插在发射极层（13）和基极层（19）之间。可以通过气相沉积经由罩产生隔离层（9）以及基极层（19）和发射极层（13）。由于该工艺，发射极层（13）与隔离层（9）的邻接区域以及基极层（19）与隔离层（9）的邻接域区以如下方式部分横向重叠：在重叠区（23、25）中，隔离层（9）的至少一部分的位置比发射极层（13）和基极层（19）中对应一个的重叠部分更靠近衬底（3）。利用所提出的太阳能电池概念和制造方法，由于能做到高质量的表面钝化，所以可以以低制造成本获得高太阳能电池效率。

Description

太阳能电池及其生产方法
技术领域
本发明涉及后部接触异质结本征薄层硅太阳能电池以及这种太阳能电池的制造方法。
背景技术
太阳能电池被用于利用光伏效应将太阳光转换为电力。一般目的是实现高转换效率与低生产成本需要的平衡。
为了获得高效率，应当使用高质量的半导体材料作为太阳能电池的衬底，并且衬底表面应当被高度钝化以使复合损失最小化。此外，用于衬底电接触的接触方案应当被优化以使电阻损失和黑斑最小化。
为了保持低生产成本，一般着意使用尽可能少的工艺步骤并且防止复杂的和成本密集的生产步骤，例如，光刻掩模步骤和高温工艺步骤。
在WO03/083955A1中已经提出太阳能电池概念。其中提出了pn结和电极形成在半导体硅衬底的与光入射表面相反的后表面上的后结（rear-junction）类型光伏元件。该光伏元件在其后侧具有厚度为0.1nm至50nm的本征半导体膜。在该本征半导体膜的背侧布置p型导电半导体部分和n型导电半导体部分，并且每个导电半导体部分与各自的第一或第二电极接触。这种异质结本征薄膜太阳能电池有时称为HIT太阳能电池。
已经提出了改进这种太阳能电池概念以及这种太阳能电池制造方法的若干种尝试。其中，制造方法包括若干个工艺步骤，尤其包括用于钝化衬底表面、限定各种半导体电极层和绝缘层的几何形状以及/或者将电极施加到太阳能电池衬底的不同技术。例如，已经提出使用昂贵的光刻工艺步骤来精确限定衬底的后表面上半导体层或绝缘层的区。此外，已经提出通过局部蚀刻局部去除先前沉积的层，从而随后在准备好的开口中沉积其他层材料，由此产生期望几何形状的后侧层布局。
然而，用于产生后部接触异质结本征薄膜太阳能电池结构的所有传统技术似乎都具有以下缺点中的至少一个：
-缺少廉价的批量生产方法
-由于电极区的限定不完美，电极边缘处的钝化差
-使只在电极的有限部分上的强制金属化分路的风险
-最靠近衬底的关键层中本征薄膜的洁净度和沉积均匀性难以控制
-由于使用光刻技术，层的几何形状限定昂贵
-要求使用<100>取向的硅晶片作为衬底。
发明内容
本发明的目的是至少部分克服上述现有技术的缺点。特别地，本发明的目的可以是提供一种尽管使用相对简单并且具有成本效益的制造工艺序列，但是可以实现高太阳能电池效率的后部接触异质结本征薄层太阳能电池和这种太阳能电池的制造方法。
利用独立权利要求的主题可以实现这种目的。从属权利要求中限定了有利的实施方式。
根据本发明的第一方面，提出一种后部接触异质结太阳能电池，其包括：硅衬底；在所述硅衬底的前表面的钝化层；覆盖所述衬底的后表面的薄本征非晶硅（i-aSi）层；以及发射极层、基极层和隔离层，它们每个设置在所述本征非晶硅层的后表面的不同区。所述发射极层和所述基极层可以与各自的金属和/或导电氧化物层接触，并且可以由此形成发射极电极和基极电极部分。
所述硅衬底可以例如是晶体硅晶片。所述硅衬底可以掺杂有n型或p型基本掺杂。作为选择，所述硅衬底可以包括本征半导体材料。
所述前表面钝化层可以包括一层或多层例如非晶硅和/或电介质材料，用于钝化所述硅衬底的前表面并且可选地提供抗反射涂层。
所述薄本征非晶硅层应当具有例如低于50nm的非常小的厚度，优选在1和10nm之间，使得来自所述硅衬底的载流子可以隧穿该层，同时该层可以有利地用于所述硅衬底后表面的表面钝化。优选地，所述本征非晶硅层覆盖所述衬底的整个后表面，并且可以在单个沉积工艺步骤中沉积在该后表面上。
所述发射极层包括第一掺杂极性的掺杂半导体材料。在所述硅衬底通过n型或p型基本掺杂制成的情况下，所述发射极层可以包括与所述硅衬底的基本掺杂相反的掺杂。所述发射极层仅覆盖所述本征非晶硅层后表面的局部部分，下文也称为“发射极区”或“发射极电极区”。
所述基极层包括与所述发射极层的第一掺杂极性相反的第二掺杂极性的并且具有比所述硅衬底的基本掺杂更高掺杂浓度的掺杂半导体材料。所述基极层覆盖所述本征非晶硅层的后表面的与所述发射极层（即，所述发射极区）覆盖的部分相邻但不直接邻接（即，不机械接触）的部分。该表面部分下文也称为“基极区”或者“基极电极区”。
所述隔离层，下文有时也称为“阻挡层”，包括电绝缘材料，如本征非晶硅和/或电介质材料。所述隔离层设置在所述后部本征非晶硅层后表面的横向上在所述发射极层和所述基极层的相邻部分之间的部分上。换句话说，所述隔离层横向上插在所述发射极区和所述基极区的相邻部分之间。相关的表面部分下文也称为“隔离区”。
可以看出，作为本发明的理念，以特定的几何排列设置发射极层、基极层和隔离层，使得发射极层与隔离层的邻接区域以及基极层与隔离层的邻接区域以如下方式至少部分横向重叠：在重叠区中，隔离层的至少一部分的位置比发射极层和基极层中对应一个的重叠部分更靠近衬底。
换句话说，尽管发射极层、基极层和隔离层中的每一层理所当然地在不同区接触下面的本征非晶硅层的二维表面，但是这些层的三维结构可以设置成使得部分发射极层和部分基极层至少部分横向覆盖插在这两层之间的隔离层的下面部分。
在一个实施方式中，在隔离层的不与本征非晶硅层接触的表面的所有位置，隔离层的朝向外侧的表面的法线都具有背对后部本征非晶硅层的方向分量。
换句话说，隔离层的不与本征非晶硅层直接接触的表面的每个部分都或多或少地背对本征非晶硅层。再换句话说，隔离层没有垂直壁或者垂悬部分，即，隔离层的不与本征非晶硅层接触的表面不存在如下部分：在该部分，该表面位置处的方向远离该层的法线平行于本征非晶硅层的表面或者甚至指向该表面。
由于隔离层的这种几何形状，在隔离层与邻接的基极层或邻接的发射极层重叠的重叠区，隔离层总是直接接触本征非晶硅层。因此，在该重叠区中，邻接的基极层或发射极层通过下面的隔离层与本征非晶硅层的表面略微分开并且与其绝缘，如下文更详细描述的，这对本征非晶硅层表面的场效应钝化和化学钝化具有积极效果。
在一个实施方式中，隔离层的厚度在其横向边缘处以没有陡沿的平滑方式减小到可忽略不计的值。换句话说，隔离层向其横向边缘连续变薄，在隔离层的表面没有台阶或者甚至没有垂悬部分。没有陡沿可以正面影响隔离层的表面钝化性能。
在一个实施方式中，隔离层的至少一部分与本征非晶硅层形成连续相。太阳能电池的横截面由此显示出本征非晶硅层在与发射极层和基极层之一接触的电极的中部下方最薄，并且在趋向至少一个电极边缘时并且在大部分隔离层中变厚至少20%，优选至少50%。
换句话说，隔离层不是必须设置为薄本征非晶硅层以外的附加层，而是可以是该本征非晶硅层的一部分。如果是这种情况，那么本征非晶硅层不具有平坦表面，而是在稍后将发射极区与基极区电隔离的区域中本征非晶硅层较厚，并且因此可以充当这两个区之间的绝缘壁。在本征非晶硅层的加厚区的顶部可以进一步存在例如由电介质材料制成的绝缘层，从而增加该壁的高度。
在一个实施方式中，隔离层包括至少一层具有良好钝化和电绝缘性能的电介质材料。例如，在整个本征非晶硅层区域顶部的包括富硅氮化物而没有附加的本征非晶硅的隔离层将满足钝化和绝缘要求。在这种钝化电介质层的顶部可以增加额外的电介质层以用于内反射的目的。
在另一个实施方式中，隔离层包括一层具有良好钝化性能的本征非晶硅和至少一层具有良好光反射和电绝缘性能的电介质材料，其中该本征非晶硅的尾部在邻接的基极层或发射极层下方延伸并且横向上与其重叠。从而可以确保本征非晶硅积极的表面钝化效果。
在一个实施方式中，衬底是沿着<111>晶体取向切割的硅晶片，并且其后表面被抛光。换句话说，作为该太阳能电池衬底的硅晶片具有<111>晶体取向的平坦后表面。本太阳能电池概念特别允许这种<111>硅表面良好的表面钝化，由此导致高太阳能电池效率。
在一个可选的实施方式中，硅衬底的后表面可以具有纹理。例如，可以通过在<100>取向晶片上使用标准各向异性蚀刻并且优选地之后进行软圆蚀刻来获得这种纹理。尽管在衬底前表面上这种纹理可以支持捕获入射光，从而增加太阳能电池效率，但是本文给出的太阳能电池概念还可容许在硅衬底的后侧表面提供这种纹理。此外，例如，在<100>晶片中，通过标准各向异性蚀刻得到的纹理化表面可以使<111>取向的所有表面都具有角锥体或倒角锥体，从而允许非常有效的表面钝化。
根据本发明的第二方面，提出一种后部接触异质结太阳能电池的制造方法。其中，通过按照指定顺序进行的至少以下步骤形成该太阳能电池的后侧：提供硅衬底；在所述硅衬底的后表面，优选在整个表面，沉积厚度小于50nm，优选在1和10nm之间的本征非晶硅薄层；沉积包括电绝缘材料的隔离层；以及沉积发射极层和基极层中的一个并且最后沉积发射极层和基极层中的另一个。
其中，所述硅衬底可以是p型、n型或本征的，并且所述隔离层包括电绝缘材料，如本征非晶硅，或者电介质材料，如氮化硅、氧化硅、碳化硅等。所述发射极层包括第一掺杂极性的掺杂半导体材料，并且所述基极层包括与所述第一掺杂极性相反的第二掺杂极性的并且具有比所述硅衬底中高的掺杂浓度的掺杂半导体材料。
所提出的制造方法的一个重要特征是隔离层、发射极层和基极层中的每一个都是通过荫罩（shadow mask）沉积的。
可以使用例如由因瓦合金或可伐合金制成的片材以高精度预先制成这种罩，其中使用激光画线和/或蚀刻在该片材中制备精细开口。为了容易清洗或防止污染，该罩可以覆盖有镍层。可以在使用例如化学气相沉积（CVD）的沉积工艺期间将该罩置于硅衬底后表面的薄的整个i-aSi层区域的顶部。从而材料只沉积在i-aSi层背表面上该罩的开口露出的区域中，而其他区域被该荫罩保护没有任何层沉积。
使用特定的罩的几何图案，可以将隔离层沉积为使得它只覆盖本征非晶硅层背表面的特定部分区域，即，隔离区。
在沉积隔离层之后，可以经由罩沉积发射极层和基极层中的一个，使得它覆盖本征非晶硅层背表面的与隔离区邻接的发射极区或基极区。最后，可以经由罩沉积发射极层和基极层中的另一个，使得它覆盖本征非晶硅层背表面的与隔离部分相邻的剩下的发射极区或基极区。
由于首先经由罩沉积隔离层并且只在之后经由罩沉积发射极层和基极层这一事实，可以具有如下优点：经由没有完美阴影的罩的沉积将导致所沉积的层在其边缘没有台阶过渡。换句话说，罩一般不能完美地覆盖衬底表面这一事实导致所沉积的层在其边缘具有一些“尾部”。由于首先沉积隔离层，所以隔离层的尾部将直接接触下面的本征非晶硅层，而随后沉积的发射极层或基极层将覆盖隔离层的这些尾部而不会与下面的本征非晶硅层直接接触。如下面进一步详细解释的，隔离层和邻接的发射极层和基极层的这种结构可以有利地影响这些层的表面钝化性能。
在一个实施方式中，用于沉积隔离层、基极层和发射极层中的至少一个的罩具有倾斜边缘，底部最窄。这种罩结构可以允许经由该罩沉积的层具有较锐利的边缘清晰度。
在一个实施方式中，用于沉积隔离层的罩中的开口，在被定位用于沉积隔离层（9）时，与用于沉积基极层和发射极层之一的罩中的开口部分横向重叠。换句话说，当各个罩被定位在衬底表面的顶部用于层沉积时，相对于衬底表面的各个罩的开口区部分地横向重叠。由于这种横向重叠，使用这种罩制备的隔离层、发射极层和基极层也部分重叠，这尤其导致有利的表面钝化性能。
沉积隔离层期间的沉积温度可以保持低于250℃。由于这种低沉积温度，经由罩沉积的隔离层的尾部可以保持最小。此外，通过施加电和/或磁力可以强制罩和衬底之间机械接触以使尾部保持最小。
在一个实施方式中，当用于沉积隔离层、发射极层和基极层的罩的对准工艺在技术上受限于最小对准精度时，用于沉积这些分开区域的罩中的每个开口的宽度和间隔具有该最小对准精度的至少两倍的宽度和间隔。换句话说，尽管在沉积工艺期间罩可以被对准的精度由于技术原因可能受限于例如尺寸d0，但是在设计罩时可以考虑该对准精度，使得罩中的每个开口的宽度dx和罩中的相邻开口之间的间隔dy被选择为该最小对准精度的至少两倍，即，dx＞2×d0并且dy＞2×d0。从而即使在最大未对准情况下，隔离层、发射极层和基极层也将在它们的边缘处充分重叠，以提供足够的表面钝化。
在一个实施方式中，将同一个罩用于隔离层沉积、基极层沉积和发射极层沉积的各种沉积。其中，不同的罩对准都仅相对于首先图案化的层沉积的对准。在这种配置中，可以利用允许该罩相对于衬底小的受控移动的结构，将该罩保持在位，从而可以简化对准程序。
在一个实施方式中，用于沉积隔离层的罩包含多个桥，这些桥连接罩的与其中的开口邻接的各部分，从而允许在桥下层沉积。这些桥维持罩的机械稳定性。
在一个实施方式中，罩由热膨胀系数与硅衬底的热膨胀系数相同或相近的材料制成。使用具有这种对应的热膨胀系数的罩，可以使层的顺序沉积工艺的加热期间由热膨胀引起的罩相对于硅衬底的未对准最小化。
需要指出的是，本发明的实施方式的可能的特征和优点在本文中是关于所提出的后部接触异质结太阳能电池或者关于所提出的用于制造这种太阳能电池的方法描述的。本领域的技术人员将会认识到，为了实施进一步的有利实施方式并且实现协同效果，可以任意地组合不同的特征，并且可以在制造方法中以对应的方式实现太阳能电池的特征，反之亦然。
附图说明
下面结合附图描述本发明的实施方式的特征和优点。其中，文字说明和附图都不应该理解为限制本发明。
图1示出根据本发明一实施方式的太阳能电池的基本设计的截面图。
图2示出图1的太阳能电池的后表面的顶视图。
图3示出图1中指出的区域A的放大截面图，其示出图1的太阳能电池的重叠部分。
图4示出图2中指出的区域B的放大顶视图。
图5示出可在根据本发明一实施方式的制造方法中使用的重叠的荫罩的顶视图。
图6示出图5中指出的区域C的放大顶视图。
图7a、b、c示出可在根据本发明一实施方式中使用的荫罩的截面图。
图8a、b、c示出图3中指出的截面a-a、b-b和c-c的能带图。
附图仅是示意性的并且不是按比例的。在所有图中，用相同的附图标记表示相同或类似的特征。
具体实施方式
本发明的实施方式的目的是提供一种具有成本效益并且可产业应用的背接触硅异质结本征薄层太阳能电池的制造方法以及适合于并且从该制造方法得到的具体太阳能电池设计。
在该背接触硅异质结本征薄层太阳能电池中，该本征层必须薄到足以允许隧穿，并且厚到足以钝化邻接的硅表面。这意味着非常低的缺陷密度和绝对的厚度控制是必须的。因此，允许在整个后表面一次性沉积该本征层的任何方法对于生产的优化和工艺控制的容易性都具有巨大好处，并且同样具有较高的最大效率潜力。
用于生产类似的太阳能电池的所有现有方法都包括蚀穿并且部分重建该层，或者向下蚀刻到该层，这具有污染、过蚀刻的风险，或者对牺牲层的钝化性能产生限制。
太阳能电池设计应当平衡电池结构在电池横向上周期性重复的单位电池（即，周期）的要求和与产业上的高产量方法兼容的最小对准精度的要求，其中所述单位电池优选小于2mm，进一步优选小于1mm，以避免串联电阻，所述最小对准精度典型地为50μm。
本发明的实施方式的理念依赖对几个关键点的理解：
1）在硅衬底后表面上沉积最初多个单层本征非晶硅是关键的。在所提出的制造方法中，可以在施加荫罩之前沉积这些层，产生均匀的钝化层条件。以前使用蚀刻的方法需要在不同时间并且至少一个经由荫罩沉积最初多个单层的不同电极。本文提出的方法避免了该问题。在施加任何罩之前在适当的位置具有最初几个纳米的非晶硅还减小了晶片表面污染或损伤的风险。
2）（本征aSi）-（掺杂aSi）堆叠电极具有双重功能。它是钝化的和导电的。钝化又依赖于场效应钝化和化学钝化。当使用例如PECVD经由例如光刻限定的图案沉积掺杂的电极层时，可能有两个问题：首先，边缘处的薄层可能产生不充足的能带弯曲，从而导致不良的场效应钝化。其次，通过界限清楚的掩模产生的陡沿在后续的相邻膜沉积期间可能产生不完美的化学钝化。
3）具有不完美的掺杂层厚度的区域的电接触可能受到不同的局部内建电压，这将有效地起到分流器的作用。这可能迫使金属限制在窄带，限制了电导率，或者迫使使用较厚的金属层。通过在电极周围引入钝化和绝缘层，可以在较大的区域上沉积金属，并且金属可以因此较薄，这意味着蒸发、溅射或喷薄打印变得更吸引人，避免需要丝网印刷。
4）因为可以在整个发射极区沉积金属，所以在发射极区中无需横向载流子传输。这意味着发射极区中的体内复合可被显著减少。
5）另一方面，太厚的本征非晶硅层将不会不利地影响表面钝化，而是可以只引入附加的串联电阻。在本征非晶硅层的边缘具有尾部将只减小有效的接触面积，而不会降低钝化。
6）在传统的异质结电池结构中，电极典型地还包含ITO（氧化铟锡）层。ITO-aSi界面可能引入额外的串联电阻。在本文提出的设计中，不绝对需要ITO层，并且aSi-金属接触可能具有显著更好的电导率，从而减小对接触面积的要求。这意味着可以更好地利用通过电极之间的钝化堆叠获得的较好反射率和钝化，因为它可以覆盖更大的面积。
7）将罩压在衬底上的工艺可能引入衬底破碎的风险。在电池设计中允许线条清晰度较不完美可以通过减小所需的压力来降低该风险。
8）前后钝化分离的要求意味着使用具有抛光的背侧的、前侧纹理表面可以是不同取向的<111>晶片成为可能。抛光的背侧又减小了尾部形成，这可以在设计电池几何形状时提高可能的最大分辨率。
9）在生产过程中使用的不同罩的对准可能需要花费精力。通过将电池设计为具有软的重叠边缘来减小对准要求，对准需求被降低，并且降低到例如大约低于50μm的批量生产良好的范围内。
10）在现有方法中，当通过形成整个区域的i-aSi绝缘层，然后蚀刻掺杂半导体区的开口来制造电池时，绝缘层的侧壁可能垂悬或者留下陡沿，这使得难以用掺杂半导体完全填充该空间。
所提出的电池设计和制造方法的创新点涉及
1）实现了可通过遮挡的PECVD沉积足够薄的线条；
2）各层的沉积顺序，确保了阻挡层的软边缘没有负面影响，甚至也没有正面影响；
3）电池设计的重叠层，提高了边缘清晰度和对准的容差。
4）PECVD沉积的阻挡层的使用同时起到电绝缘层、钝化层、反射层的作用，并且对以后的沉积层的边缘清晰度有帮助；
5）实现了PECVD沉积的阻挡层允许掺杂半导体发射极层区域和基极层区域的均匀沉积，以及当通过蚀刻获得潜在地具有垂悬壁的开口时难以实现的事情；
6）设计出一种罩，其可以一次性沉积这些重叠层中的第一层，而不是将该工艺分成多个步骤；
7）实现了在该电池设计中前后钝化的分离允许有效使用<111>取向的晶片。
下文中将使用一些定义：
晶片取向：与晶片切割方向平行的硅平面。在单晶太阳能电池中最常见的方向是<100>，但是也存在只能给出<111>取向晶片的切片方法。
晶片掺杂类型：硅晶片一般是p型（掺杂受主，如硼、铝或镓）或者n型（掺杂施主，如磷或砷）。
前侧：晶片面向光源的一侧
后侧：晶片背对光源的一侧
后部本征层：由基极区域、发射极区域和隔离区域共享的本征非晶硅层。
电极：以下材料的堆叠
非晶硅、微晶硅、碳化硅或者可被有效掺杂并且具有足够带隙的其他半导体材料
金属接触（可能包括提供扩散阻挡、电接触、横向电导率、可焊性和退化保护的若干层不同金属）
（可选）用于提高钝化、开路电压和/或反射率的透明导电氧化物层
发射极电极：掺杂是晶片掺杂的相反类型（施主或受主）的电极。如果晶片是p型，则发射极是n型，反之亦然。
基极电极：掺杂是与晶片掺杂相同类型的电极。如果晶片是p型，则基极电极也是p型，但是提供掺杂的掺杂元素不需要相同。
后部遮蔽沉积：使用荫罩沉积的后部所有电介质层的沉积。
隔离层或阻挡层：将发射极电极与基极电极分开的后部区域，在该区域中钝化和反射材料层沉积在后部本征层上。
重叠区域或缓冲区：阻挡层和发射极电极部分重叠的区域，或者阻挡层和基极电极部分重叠的区域。
前部化学钝化层：覆盖晶片前部的最初几个纳米的堆叠，用于通过减小晶片前表面的缺陷密度来化学钝化。可以是非晶硅、富硅氮化物、硅氧化物、铝氧化物或者其他钝化材料。
前顶部层：前侧的剩余堆叠，用于电池的场效应钝化和抗反射性能。典型的是硅氮化物、铝氮化物、硅氧氮化物、硅碳化物或者它们的堆叠。
金属化：通过PVD、印刷或者这些工艺的组合形成电极的金属部分。
交叉连接器：连接平行的若干个电极的金属部分，连接来自较大区域而不是任何单个电极的电流。交叉连接器因此必须具有比电极金属化部分的其余部分更高的电导率，并且可以由包括PVD、印刷、焊接等若干个方法中的一个来形成。
根据图1至图4中所示的实施方式的后部接触太阳能电池1包括以下特征：
硅晶片3具有n型或p型净掺杂
晶片的前部被钝化层5覆盖，钝化层5包括前部化学钝化层和用于提供良好的光捕获和/或场效应钝化的一个或多个前顶部层
晶片的后部被后部本征层7覆盖
后部本征层7部分被阻挡层或隔离层9覆盖，隔离层9包括非晶硅、硅氮化物、硅碳化物、铝氧化物或者提供良好的钝化、足够的电绝缘和光反射性的材料的堆叠
后部本征层7部分被发射极电极11覆盖，发射极电极11包括发射极层13和金属层15
后部本征层7部分被基极电极17覆盖，基极电极17包括基极层19和金属层21
在重叠区23中发射极电极11的边缘与隔离层9部分重叠
在重叠区25中基极电极17的边缘与隔离层9部分重叠
相邻的基极电极17和相邻的发射极电极11通过各自的交叉连接器27相互连接
下面给出该制造方法以及所得到的太阳能电池结构的细节，部分通过底层物理效应的解释来补充。只要没有另外指出，该方法步骤就以所指出的顺序进行。为了进一步提高例如钝化，整个工艺序列可以包括进一步的方法步骤。挑战在于获得隔离层和电极堆叠的足够精确的沉积以获得良好的电池效率以及获得足够的钝化和这些膜的掺杂。并行地需要模拟来确定可容许的厚度、钝化和晶片质量、发射极粒度等是什么。
I）提供硅衬底
可以使用厚度例如在20μm和400μm之间的硅晶片作为硅衬底。该晶片可以是单晶的，并且可以具有各种晶体取向中的一个，如<111>或<100>。作为选择，可以使用其他硅衬底，如硅薄膜或者其他晶体结构或晶体取向。
该太阳能电池可以基于<100>晶片。可以进行清洗步骤和锯齿损伤去除。可以利用标准各向异性蚀刻对该晶片进行纹理蚀刻，然后进行各向同性圆蚀刻，得到角锥形文理，其中所有角锥表面是<111>取向的，但是角锥的底部可以是圆形的而不是尖的。这是非晶硅沉积的理想表面，因为它提供向非晶硅的突然转变。特别是对于需要非常高精度的后部本征层，这可能是重要的。还可以通过留下具有相同表面取向的倒角锥纹理的蚀刻来蚀刻该晶片。从光学角度来说，这甚至更好。
作为选择，该太阳能电池可以基于<111>晶片。在此情况下，可以通过等离子体或者激光蚀刻来蚀刻前侧，并且后侧被抛光。抛光的后部对于减小边缘清晰度问题可能是最佳的，并且提供良好的钝化和反射性。前部可能必须被纹理化以增加入射光的光路长度，但是因为它可以不仅通过非晶硅，还可以以任何方式钝化，所以前侧的表面取向不是关键。
II）在衬底的前部制备钝化层
衬底的前部可以覆盖有钝化的非吸收性绝缘体，例如，aSi、SiN、SiOx、AlOx或者类似钝化材料的组合。如果需要，可以在该阶段使用高温，只要在该高温步骤之后沉积后侧i-aSi即可。
前顶部层可以形成抗反射涂层。该抗反射涂层（ARC）可以是单个层或多个层。
III）在衬底的后部沉积本征非晶硅层
可以使用例如适当的气相沉积方法，如PECVD（等离子体增强化学气相沉积），在硅衬底的整个后表面上沉积本征非晶硅（i-aSi）层。不一定使用罩。
IV）在i-aSi层的后部沉积隔离层
可以使用适当的气相沉积方法，如PECVD，沉积绝缘隔离层，以局部覆盖预先沉积了i-aSi层的背表面的隔离区域。
该隔离层可以包括在电极掺杂层之前沉积的至少一个阻挡层和在电极掺杂层之后沉积的可能的至少一个阻挡层。在此情况下，第一层应当提供化学钝化和边缘清晰度，并且第二层可以提供增强的反射率和电极与可能的金属交叉连接器之间的电绝缘。这可以简化用于沉积隔离层的荫罩的设计，并且可以使用用于第一阻挡层和电极的同一个罩进行用于下面进一步描述的对准选择的开口，然后使用另外的罩用于顶部阻挡层。
可以以多个循环沉积该隔离层，这允许更稳定的遮蔽。当趋向于非常薄的线条厚度，或者为了在几何形状比简单的线条更复杂的位置，例如在交叉连接器下方或者在电极端部，实现阻挡层时，这可能是所希望的。
V）在i-aSi层的后部沉积电极层
在先前沉积的本征非晶硅层的后部设置两个极性的电极。为了制备发射极电极的发射极层和基极电极的基极层，可以使用与用于沉积隔离层类似或相同的沉积技术和类似或相同的荫罩。
可以使用SiH4和含硼的气体，如B2H6，形成p型掺杂电极。另外，可以添加碳或氮以增加硅的带隙，从而允许更加微晶质的结构，这又允许更高的掺杂效率。可以添加其他气体，如氩、氢等，以改善沉积条件，并且它们的成分不留在膜中。
可以使用SiH4和含磷的气体，如PH3，形成n型掺杂电极。另外，可以添加碳或氮以增加硅的带隙，从而允许更加微晶的结构，这又允许更高的掺杂效率。可以添加其他气体，如氩、氢等，以改善沉积条件，并且它们的成分不留在膜中。
可以例如使用气相沉积或者溅射技术在电极层的各半导体层的顶部沉积金属层和/或透明导电氧化物层。作为选择，可以使用诸如喷墨打印、丝网印刷等技术。
在前后表面上进行各种沉积的顺序可以根据温度和污染减小要求的需要而改变，如果需要的话，可以增加清洗步骤。它可以分成四个不应拆分的单独部分：
1、衬底后表面上i-aSi层的沉积包括：
a、（可选：后表面等离子体/化学清洗）
b、沉积薄的整个区域的后部本征层，
2、隔离层、发射极层和基极层的遮蔽的层沉积包括：
a、例如通过光学、机械或其他手段识别晶片位置
b、放置用于阻挡层沉积的罩，满足对准要求
c、沉积阻挡层
d、（可选步骤，利用不同的罩重复最后三个步骤，提供不同的阻挡层的不同部分）
e、（可选：再次识别晶片位置）
f、放置用于第一电极的罩
g、沉积第一电极的掺杂部分
h、（再次识别晶片位置）
i、放置用于第二电极的罩
j、沉积第二电极的掺杂部分
k、（可选：清洗所有罩，用于下一次沉积）
3、前部化学钝化层的沉积
a、（可选：等离子清洗前表面）
b、沉积“前部化学钝化层”
4、前顶部层的沉积
假定在真空室中通过化学气相沉积工艺进行所有这些沉积。这种沉积方法的例子有直接和间接PECVD、热丝化学气相沉积（hot wire CVD）、扩展等离子体化学气相沉积（expanding plasma CVD）等。
最可能的顺序如下：
（3,1,2,4），翻转两次，但是使来自掺杂或其他气体的污染最小化
（1,2,3,4），只翻转一次，但是在后部沉积期间可能使掺杂剂污染前表面
（3,4,1,2），提供对前侧沉积使用比后部非晶硅能容忍的更高的温度的机会，这需要在随后的沉积之前冷却。这可导致后表面污染，需要额外的清洗
（1,3,2,4），提供与（3,1,2,4）相同的好处。
优选地可以通过PVD或某种印刷方法完成电极，这提供允许从太阳能电池提取电流的导电的可能有金属特性的层。
可选地，如果需要的话，可以在电极上增加附加阻挡层，以保护电极并使电极与交叉连接器绝缘。此外，可选地，可以作为单独步骤增加用于帮助电池互连的金属。
完成后的太阳能电池可以具有被隔离层的线条分开的线条状发射极电极和基极电极。可以在电池的横向区域，通过全电极结构或者通过金属条连接电极，产生相互交叉结构。
发射极电极、阻挡层、基极电极和阻挡层，即，单位电池的组合宽度应当低于2mm，优选地甚至低于1mm，以避免电阻影响。如果晶片掺杂很低，那么由于电阻增加，最大单位电池宽度也必须减小。晶片的任意部分到发射极电极的最大距离应当低于晶片中少子的扩散长度，典型地低于300μm，以避免损失，但是对于更高的最大距离，电池也以更低的效率起作用。任何线条的最小宽度只由对准容差和边缘清晰度来确定，并且有可能＜100μm。
可以使用掺杂到太阳能电池通常以低注入工作的水平的晶片，即，光生载流子浓度小于基本掺杂，并且因此通过掺杂控制电阻。在这种电池中，到基极电极的最大距离由晶片的电阻率确定，并且发射极电极区粒度应当远大于基极电极区粒度。如果晶片掺杂大约在1e15以上，则将是这种情况。
作为选择，可以使用掺杂到电池以高注入工作的水平的晶片，即，光生载流子浓度大于基本掺杂。在这种情况下，发射极触点和基极触点的区域粒度应当很相似。其好处在于基极触点和发射极触点的金属线厚度可以更相似，提供更优化的金属厚度、更高的区域覆盖并且最终金属消耗更低。
该罩可以由因瓦合金、可伐合金、FeNi42、铝或者与预期的沉积和清洗序列兼容的任何其他材料制成。使用导电的或绝缘的罩可以给出不同的沉积，二者都可以。
图5和图6示出荫罩的可能设计的顶视图。存在三种类型的罩：用于隔离层沉积的罩31、用于基极层沉积的罩33和用于发射极层沉积的罩35。罩31、33、35以不同的剖面线示出。所有的罩31、33、35的开口总和覆盖硅衬底的后表面的整个区域。不同的罩31、33、35中的开口在区域37中部分重叠。因此，经由罩31、33、35沉积的层9、13、19也在重叠区域23、25中部分重叠。
使用如图7b、7c中所示的开口的底部比顶部更窄的罩开口可以提高气体向发生沉积的区域的流动，并且可以提高沉积速率和均匀性。这可以通过使用激光沿着边缘部分地刺穿氧化铝并且完全刺穿想要沉积的区域来实现。
罩的厚度必须在为了稳定和鲁棒而要求厚的罩与为了减小开口的高/宽比、减小使温度稳定所需的时间和增加沉积速率而要求薄的罩之间平衡。
第一个罩可以包含“桥”。“桥”意味着罩从晶片升起的部分，以允许气体在“桥”下扩散，从而沉积，但是该桥将罩的不同部分保持在一起。这允许在单一步骤中沉积电极周围的阻挡层，而不必进行两次沉积以充分围绕具有阻挡层的区域。它还允许利用更坚固的部分使最薄的罩部分稳固。
可以通过将晶片物理地安放在固定位置，如载舟中的凹部，并且使罩处于相对于该位置的给定位置来对准，或者通过利用光学手段识别晶片的位置，然后相应地放置罩来实现对准。
阻挡层、发射极电极和基极电极的罩可以相同，这样可以在遮蔽沉积开始时进行对准，并且后续的对准可以通过将罩相对移位固定的量来完成，而没有用于每一步的绝对对准。这将允许增加相对于晶片边缘的对准容差，并且对于电池内的线条边缘保持小的对准容差。如果想要使电极比阻挡层宽，那么可以将罩移动到与先前的沉积部分重叠的位置，然后可以重复该沉积。
可以在每次沉积之后，或者在大数量的沉积之后清洗该罩，例如通过等离子体清洗或者通过化学清洗。一个选择是具有与等离子体沉积室平行的等离子体清洗室，使得在整个对准/沉积/移动清洗循环中罩不必离开真空。罩必须由抗清洗的材料制成，或者由一种材料制成，然后覆盖一层薄的抗蚀材料。
罩可以由与硅具有相同热膨胀系数的材料制成。
可以利用使罩的较柔软部分伸展开的框架将罩保持绷紧，从而避免未对准和变形。
为了进行各种沉积工艺，可以将沉积室设置为由密封门分开的一系列室，使得可以在一个室中保持真空，同时相邻的室中填充有气体。可以将晶片放在用于传输和作为对准用的支架和罩定位的卡盘或“舟”上。该舟可以随着晶片穿过几个室，或者它只可用于一个室。该舟还可以保护晶片的下侧不被沉积。然后所述室可以起到不同的作用，如作为沉积室、罩定位室、蚀刻室、罩去除室或者翻转台。蚀刻室可以存在罩、晶片和“舟”。在罩去除室中，罩可以从晶片上升起，然后穿过罩清洗室传送到罩对准室。晶片和罩可以从对准室穿过沉积室传送到罩去除室。
连接同一类型的电极的金属可以与该电极中使用的金属不同。该连接金属，也称为“交叉连接器”，可以被焊上，丝网印刷或者通过方便的任何手段来形成。其优点是可以增加电池的承载最大电流的部分的电导率而不增加电池的其余部分的金属消耗。
实验结果
a）经由荫罩的非晶硅线条的沉积
通过激光切割200μm厚度的氧化铝片制成罩。切割出100、200、300、400和500μm宽度的线条。
将该罩放在抛光、清洁、疏水性的<100>取向的硅晶片表面上，除了重力以外不施加力，将该晶片插入直流PECVD室中，频率为13.56MHz。
该室被设定为根据已知能够给出相对好的非晶硅钝化的参数沉积，包括以下参数：
沉积温度：200℃
SiH4气流，25sccm
功率，从20W至8W（在大约25cm直径的圆形电极上）
压力300mtorr
沉积时间15min
使用聚焦椭偏仪、阿尔法台阶仪和光学显微镜来表征该样品，这些方法显示出一致的结果。最大厚度＞30μm，表明沉积速率略低于没有罩时的沉积速率，但是量级相同。所沉积的线条的线条宽度非常接近罩开口的宽度，但是对于比300μm薄的线条，线条形貌略呈圆形。在线条外侧有一些尾部形成，但是离开线条边缘200μm处，非晶硅低于1nm。不能排除达到100μm尾部的可能性，因为聚焦椭偏仪不具有足够的分辨率，并且我们没有进行TEM。总之，对于300μm线条宽度的设计，该线条清晰度是足够的，并且可以允许200μm或者甚至100μm的线条宽度。
在200℃的沉积似乎给出比在230℃的沉积更锐利的边缘清晰度。当以更高的温度沉积时，例如在400℃沉积SiN，尾部急剧增加，并且尾部变得比线条的中部更富硅。这可能是由硅的低粘着系数引起的，允许沿着表面扩散。
b）经由具有倾斜侧壁的荫罩的非晶硅线条的沉积
下面的程序与上述完全相同，但是在本情况中，一个罩具有竖直边缘（图7a），一个罩具有以45度倾斜的边缘（图7b），在罩的底部最窄并且在顶部最宽，另一个罩是圆形的，几乎呈U形（图7c），与具有直壁的罩相比，后两个罩使气体更好地向下扩散到晶片表面。
在此情况下，边缘清晰度更好，线条沉积的厚度更均匀，但是在所沉积的线条边缘，由进行开口时激光束斑尺寸引起的粗糙度是可察觉的。在此情况下所需的沉积时间减少，因为沉积速率增加了。激光引起的粗糙度再次强调了需要具有重叠区域的设计。
c）经由具有“桥”的荫罩的非晶硅线条的沉积
还生产出利用桥的线条，其中从晶片侧仅部分挖掉该罩，然后以与上述相同的方式使用。使用200μm厚的罩时，桥被制成为50或100μm厚，在罩和晶片之间留下150μm或100μm的开口。当“桥”是200μm厚并且线条宽度＞300μm时，由于气体在“桥”下扩散，在“桥”下清楚发生沉积。
模拟
已经在SILVACO的2D模拟程序包ATLAS中进行了模拟，显示出只要本征非晶硅层可以保持在大约5nm，并且非晶硅的掺杂足够高（＞1e18/cm3），接触电阻就不太可能限制电池性能。该设计可以根据晶片质量和钝化质量允许更大的尺寸灵活性。一般来说，似乎阻挡层线条越窄越好。所以如果电极已经以完美的方式沉积，那么阻挡层本身在装置中只表现为具有负功能。因此阻挡层的功能仅涉及生产的容易性。
如果假定阻挡层可以具有比电极更好的内反射，那么这会改变，并且甚至增加阻挡层宽度都可能有利。在此必须进行许多材料假定，所以一般的几何形状装置是很困难的。
从晶片中的任一点到发射极电极的最大容许距离受少子的有效扩散长度限制，或者换句话说，受包括前部和阻挡层钝化质量的晶片的有效寿命限制。
从任一点到基极电极的最大距离受晶片的电阻率限制。如果晶片掺杂足够高，则发射极宽度应当因此高于基极宽度。对于非常低掺杂的晶片，甚至使发射极像沉积精度所允许的一样窄都可能是有利的。
使用所获得的最佳线条宽度作为输入，并且假定可以实现50μm的对准精度，模拟表明，根据钝化（3-100cm/s）和晶片质量（0.3-3ms）以及实现的光捕获（36-46mA可利用的光电流），可以获得18-26%的电池效率。
结束语
本发明涉及后部接触异质结本征薄层硅电池的生产方法。本发明的一方面是使用荫罩沉积电极和电极之间的阻挡层。这意味着可以一次性沉积绝对关键的本征薄层，并且在以后的堆叠工艺中不会受损，这可以通过用于类似电池设计的每个已知的其他公开生产方法来完成。
所提出的方法和电池的主要优点是：
1）沉积序列和方法部分使用经由罩的沉积，避免了在最初的非晶硅（aSi）钝化之后的蚀刻步骤，从而以增大对准问题为代价，提高生产速度并且减少与界面清洗和本征aSi沉积有关的问题
2）该电池设计可以必然容忍实际批量生产中出现的未对准
3）在该电池设计中，在电池后侧，不同元件之间的边界区域具有重叠结构，使得在后侧的每一点都存在至少良好的化学钝化或者良好的场效应钝化
4）工艺允许对关键阶段，特别是本征薄层沉积的完全控制，并且减轻对较不关键的沉积阶段的控制，进一步远离与晶体硅的界面
一些创新点在于
1）认识到如果某些工艺参数和遮蔽要求被满足，那么足够精确的遮蔽沉积是可能的（通过实验和模拟来确认）
2）认识到如果以正确的顺序沉积各部分，则由遮蔽沉积引起的不完美的线条清晰度不再是问题，而是优点，因为它在随后的能带弯曲的减小降低钝化质量之前逐步增加串联电阻和钝化（理论估计）
3）认识到通过在电极之间引入足够宽的缓冲层区域可以实现所需的未对准容差，而不会牺牲太多的电池效率（由模拟支持）
使用(PEC)VD经由罩，典型地是金属性质的（例如，Ni/可伐合金）或者绝缘性质的（例如，氧化铝）罩，施加掺杂的aSi和其他后部钝化材料，该罩具有由对准、罩厚度和金属沉积参数确定的至少100μm的开口。
罩和晶片之间的对准精度（d0）是关键的设计问题，并且确定了图1中所示的最小距离d1，d2，d3，d4和d5。它们都应当＞2×d0。假定对准精度是50μm，则它们可以都是100μm，或者它们可以是都高于100μm的不同值。
所有这些材料都需要如该图中所示的重叠，从而即使具有最大未对准，也没有区域未被钝化。该重叠是本发明的关键点。
即使最初沉积的阻挡层不具有完美的清晰度，甚至被形成电极的掺杂aSi（或者aSiC、μcSi或者类似物）覆盖时，该遮蔽层的边缘/尾部也只改善钝化。只需要留下必要的区域来形成良好的电接触，并且在发射极的情况下，不破坏由发射极实现的能带弯曲。
特别地，如果aSi被用于该遮蔽，则触点一定不会有这种问题。如果纹理化导致尾部的不规则边缘，那么只要角锥/纹理顶端提供足够的接触面积，这也同样不是问题。
其中的关键认识之一是，隧穿电阻首先增加到我们不再依赖于场效应钝化（图8b）的水平，然后能带弯曲下降到场效应钝化被去除的水平（图8c），但是因为隧穿阻挡层现在很大，所以界面处大量的载流子不再是个问题。在具有清晰过渡的设计中，在获得化学钝化之前发生场效应损失，这导致高复合。
异质结电池触点处的钝化非常好（图8a），因此串联电阻可能是选择接触区域尺寸时的限制因素。其中两个串联电阻竞争。大的后部节距将产生高的体电阻。小的节距意味着接触区域粒度较小（由于对准限制），因此接触电阻较高，这可能是个问题。
发射极触点粒度应当可以大于基极触点，以减小所需的少子扩散长度，并且因为更可能产生高电阻率。
电极之间的绝缘阻挡层还减轻了可通过蒸发或溅射完成的金属触点沉积的对准和限域问题。它也可以由多种金属的堆叠构成，其中一些是为了钝化而被优化，其他用于反射和/或电绝缘。
最后，应当指出的是，术语“包括”不排除其他要素或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。关于不同实施方式描述的要素也可以组合。应当指出，权利要求中的附图标记不应被理解为限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种后部接触异质结本征薄层太阳能电池(1)，包括：
硅衬底(3)，其具有前表面和后表面；
钝化层(5)，其位于所述硅衬底(3)的所述前表面；
薄本征非晶硅层(7)，其具有低于50nm的厚度，并且覆盖所述硅衬底(3)的所述后表面，所述本征非晶硅层(7)具有与所述硅衬底(3)的所述后表面邻接的前表面并且具有与所述前表面相反的背表面；
发射极层(13)，其包括第一掺杂极性的掺杂半导体材料，并且覆盖所述本征非晶硅层(7)的所述背表面的一个或多个部分；
基极层(19)，其包括与所述第一掺杂极性相反的第二掺杂极性的并且具有比所述硅衬底(3)更高掺杂浓度的掺杂半导体材料，并且覆盖所述本征非晶硅层(7)的所述背表面的与所述发射极层(13)覆盖的部分相邻的一个或多个部分；以及
隔离层(9)，其包括电绝缘材料并且设置在所述本征非晶硅层(7)的所述背表面的横向上在相邻的所述发射极层(13)部分和所述基极层(19)部分之间的一个或多个部分，
其特征在于，
所述发射极层(13)与所述隔离层(9)的邻接区域以及所述基极层(19)与所述隔离层(9)的邻接区域以如下方式部分横向重叠：在重叠区(23、25)中，所述隔离层(9)的至少一部分的位置比所述发射极层(13)和所述基极层(19)中对应一个的重叠部分更靠近所述硅衬底(3)。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中在所述隔离层(9)的不与所述本征非晶硅层(7)接触的表面的所有位置，所述隔离层(9)的朝向外侧的表面的法线都具有背对所述本征非晶硅层的方向分量。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中所述隔离层(9)的厚度在其横向边缘处以没有陡沿的平滑方式减小到可忽略不计的值，并且其中所述隔离层(9)没有垂直壁或者垂悬部分。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中所述隔离层(9)的至少一部分与所述本征非晶硅层(7)形成连续相，并且其中所述太阳能电池的横截面显示出所述本征非晶硅层(7)在与所述发射极层(13)和所述基极层(19)之一接触的电极(15，21)的中部下方最薄，并且在趋向至少一个电极边缘时并且在大部分所述隔离层(9)中变厚至少20％。
5.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中所述隔离层(9)包括至少一层具有良好钝化和电绝缘性能的电介质。
6.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中所述隔离层(9)包括一层具有良好钝化性能的本征非晶硅和至少一层具有良好光反射和电绝缘性能的电介质，并且其中所述本征非晶硅的尾部在邻接的基极层(19)或发射极层(13)下方延伸并且横向上与其重叠。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中所述硅衬底(3)是沿着<111>晶体取向切割的硅晶片，并且其后表面被抛光。
8.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中所述硅衬底(3)的后表面具有纹理。
9.一种后部接触异质结本征薄层太阳能电池(1)的制造方法，其中至少通过以下步骤形成后侧：
提供具有前表面和后表面的硅衬底(3)；
在所述硅衬底(3)的后表面沉积薄的本征非晶硅层(7)，所述本征非晶硅层(7)具有低于50nm的厚度，并且具有与所述硅衬底(3)的后表面邻接的前表面并且具有与所述前表面相反的背表面；
沉积包括电绝缘材料的隔离层(9)，其中经由罩(31)沉积所述隔离层(9)，使得所述罩(31)覆盖所述本征非晶硅层(7)的背表面的隔离部分；
沉积包括第一掺杂极性的掺杂半导体材料的发射极层(13)，其中经由罩(33)沉积所述发射极层(13)，使得所述罩(33)覆盖所述本征非晶硅层(7)的背表面的与所述隔离部分邻接的发射极部分；
沉积包括与所述第一掺杂极性相反的第二掺杂极性的并且具有比所述硅衬底(3)更高掺杂浓度的掺杂半导体材料的基极层(19)，其中经由罩(35)沉积所述基极层(19)，使得所述罩(35)覆盖所述本征非晶硅层(7)的后表面的与所述发射极部分邻接的基极部分。
10.根据权利要求9所述的方法，其中用于沉积所述隔离层、所述基极层和所述发射极层中的至少一个的罩(31、33、35)具有倾斜边缘，底部最窄。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中用于沉积所述隔离层(9)的罩(31)被定位以沉积所述隔离层(9)时其中的开口与用于沉积所述基极层(13)和所述发射极层(19)之一的罩(33、35)被定位以沉积对应的层(13、19)时其中的开口部分地横向重叠。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其中当用于沉积所述隔离层(9)、所述发射极层(13)和所述基极层(19)的罩(31、33、35)的对准工艺在技术上受限于最小对准精度(d0)时，用于沉积这些单独区域的罩(31、33、35)中的每个开口的宽度和间隔(d1、d2、d3、d4、d5)具有最小对准精度(d0)的至少两倍的宽度和间隔。
13.根据权利要求9或10所述的方法，其中将同一个罩用于隔离层沉积、基极层沉积和发射极层沉积的各种沉积，并且其中不同的罩对准都仅相对于首先图案化的层沉积的对准。
14.根据权利要求9或10所述的方法，其中用于沉积所述隔离层(9)的罩(31)包含多个桥，允许在所述桥下层沉积，并且所述桥维持所述罩(31)的机械稳定性。
15.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述罩(31、33、35)由热膨胀系数与所述硅衬底(3)的热膨胀系数相同或相近的材料制成。
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