DE3329923A1 - Vorrichtung zur stabilen verankerung von schichten auf grossflaechigen halbleiterbauelementen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur stabilen Verankerung von Schichten auf groß-
• flächigen Halbleiterbauelementen" Die Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
• Es ist schon bekannt, Halbleiterbauelemente auf Siliziumbasis mit Hilfe der Siebdrucktechnik unter Verwendung einer elektrisch leitenden Paste zu kontaktieren. Die Dauerhaftigkeit der Kontaktierung wird durch eine mehrstufige Wärmebehandlung gewährleistet. Diese Behandlung wird in einem Durchlaufofen bei bstimmten Temperaturen unter verschiedenen Gssatmosphären vorgenommen. Der normale und bekannte Durchlaufofen weist ein endloses Transportband auf, das durch verschiedene, gegeneinander abgegrenzte Zonen des Ofens läuft. Die zu behandelnden Gegenstände, z.B. Solarzellan, werden an einer Eingabestelle in einer Schicht auf das Band gelegt. Das Band transportiert die Zellen durch die einzelnen ßehandlungszonen bis zu einer Ahnahmestelle am Ende der Transportstrecke. Von hier werden die Zellen zu weiterverarbeitenden Stellen qebr#cht. hier wesentliche Nachteil dieses Sinterprozesses besteht darin, daß die Ofenkapazität nur außerordentlich gering ausgenutzt wird.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein wesentlich größerer Ausstoß bei gleichzeitiger Verringerung des Platzbedarfes sowie eine Minimierung der Anlagen - und Betriebskosten erzielt wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Weiterbildungen des Erfindungaqedankens sind in den Unteransprüchen behandelt.
• Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den großen Vorteil, daß mit ihr der Platzbedarf innerhalb einer Fertigungsstätte erheblich reduziert werden kann bei gleichzeitiger Erhöhung der Zahl der behandelten Zellen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch in mehreren Ansichten dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf einen längageachnittenen Durchlaufofen, Fig. 2 die Seitenansicht dieses Schnittes und Fig. 3 eine Draufsicht auf die Stirnseite des Ofens.
• Der Durchlauf-Sinterofen nach den Figuren 1 und 2 weist in bekannter Weise ein Förderband 1 auf, das von einem Eingabetisch 2 durch den Ofen zu einem Entnahmetisch 3 führt. Der Durchlaufofen 4 ist wie bekannt mit Wärmeisolierung 5 versehen und beispielsweise über eine elektrische Widerstandsheizung 6 beheizt. Der Ofeninnenraum ist zum Schutz der Wandungen mit einer Quarzglasschicht 7 ausgekleidet und durch Trennwände 8 in Zonen I bis III mit unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlichen Gaszusammensetzungen unterteilt. An die Zone III schließt sich in Förderrichtung eine Kühizone IV an, die ebenfalls mit einer Trennwand 9 gegen den Ausgahetisch 3 abgegrenzt ist. Jede einzelne Zone ist über einen getrennten Gaseintrittastutzen 10 und einen Gasaustrittsstutzen 11 an einen externen Gaskreislauf angeschlossen. Von jedem Eintrittsstutzen 10 gelangt das zugeführte Gas in eine Verteilunqszone 12 und von dieser durch gleichmässig ueber die Ofenwandung verteilte Zuführungskanäle 13 in den Innenraum des Ofens. Während des Durchgangs des zugeführten Gases durch die Kanäle 13 wird es über die elektrische Heizeinrichtung 6 auf die in der betreffenden Zone erforderliche Temperatur aufgeheizt. Von den einzelne nen Kanälen 13 tritt das aufgeheizte Gas in den jeweiligen Innenraum des Ofens über und gelangt von hier über GasfUhrunqskanäle 14 in einen Gassammelraum 15 und von dort iiber den Gase austrittsstutzen 11 in den externen Gaskreislauf zurück.
• Anstelle der am Eingabetisch 2 einzeln auf das Transportband 1 aufgelegten Zellen sind bei dem querdurchströmten Durchlaufofen nach der Erfindung eine Vielzahl von Zellen übereinander in Magazinen 16 angeordnet, die senkrecht auf das Transporthand 1 gestellt werden. Die Magazine 16 können in dichter Folge auf das Transportband 1 gestellt werden. Die quer zur Forderr#chtung gerichtete Gasströmung wird über jede der Ubereinander liegenden Zellen geführt und besorgt in der Zone 1 das Trocknen der Paste, in der Zone II das Ausbrennen der organischen HP-standteile und schließlich in der Zone III das Aufsintern der Paste bei den jeweils angegebenen Temperaturen. Schließlich wird in der Behandlungszone IV die gleichmässige Abkühlung der Zellen durch eine über den Eintrittsstutzen 17 und den Austrittsstutzen 18 quer zur Ofenlängarichtung verlaufende Luftströmung vorgenommen.
• Wie in der Zeichnung dargestellt, wird normalerweise zwischen den einzelnen Behandlungszonen eine Schleuse 8 zu ihrer genseitigen Trennung vorgesehen sein. Bei richtiger Bemessung der Abstände der auf das Transportband 1 gestellten Magazine 16 kann mcglicherweise auf diese Schleusen 8 verzichtet werden, da dann jeweils ein Magazin gerade die Durchtrittsöffnung von einer Behandlungszone in die andere verschließt. Um die Heizeinrichtungen 6 in den einzelnen Behandlungszonen möglichst wirtschaftlich zu bemessen, kann ein Wärmetauscher vorgesehen sein, über den die zugeführten Gase von den Abgasen vorgeheizt werden.
• Aus Figur 3 ist zu ersehen, wie die Gaszuführungsleitungen 19 an die Einführungsstutzen 10 und die Gasabstrdmleitungen 20 an die Auslaßstutzen 11 angeschlossen sind. Ferner ist zu erkennen, daß die zugeführten Gase durch Querkanäle 13 in der Ofenwandung 5, in der sich such die elektrische Heizeinrichtung 6 befindet, die Magazine 16 in den jeweiligen Behandlungsräumen querdurchströmt und in den Absaugstutzen 11 gesogen wird. Die mit kleinerem Durchmesser gezeichneten Rohrleitungen 21 und 22 stellen die Zu- und Abflußleitungen für die Kühlluft in der Behandlungszone IV dar.
• Der vorbeschriebene Durchlaufofen mit horizontaler Transportrichtung kann auch als Paternosterofen mit senkrechter Förderrichtung ausgebildet werden. Hierfür sind dann das Transportband oder Transportketten mit horizontalen Tragflächen zur Aufnahme der Magazine auszurüsten, die übrigen Bestandteile des Ofens können unverändert beibehalten werden. Ein solcher Ofen benötigt nur eine geringe Stellfläche und ist daher schon außerordentlich wirtschaftlich.
• Zusammenfassend zeichnet sich der Durchlauf- bzw. Paternosterofen dadurch aus, daß seine verschiedenen Zonen und die entsprechenden Gasströme separat beheizt werden, wobei die Sas-Zu- und Abführeinrichtungen ebenfalls getrennt sind. Die zu behandelnden Zellen bzw. sonstigen Bauelemente werden stets im Ofen waagerecht gelagert, so daß die aufgetragenen Schichten nicht verlaufen können. Von besonderer Bedeutung ist, daß die Bauelemente in vielen Schichten übereinander angeordnet sind, so daß eine außerordentlich dichte Packung und damit eine große Wirtschaftlichkeit des Ofens erzielt wird.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜGHE 1. Vorrichtung zur stabilen Verankerung von Schichten auf qrof3-flächigen Silizium-Halbleiterelementen, insbesondere Solarzellen, deren Kontaktanordnung mit Hilfe der Siebdrucktechnik und einer elektrisch leitenden Paste aufgebracht und in einem nachfolgenden Wärmeprozeß getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Trocknen, Ausbrennen und Aufsintern der kontaktbildenden Paste ein Paternosterofen oder ein Durchlaufofen (4), der Magazine (16) mit jeweils einer Vielzahl von übereinander angeordneten Bauelementen aufnimmt, verwendet wird, dessen einzelne Behandlungazonen (I - III) mit unterschiedlichen Temperaturen und Gasatmosphären gegeneinander abgetrennt und an verschiedene Gaszufuhr- und Easabsaugsysteme (10, 11) angeschloXssen sind.
2. 2. Uorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dsß der Ofen (4) eine dichte Trägerfolge und eine quer zur Forderrichtung gerichtete Gasströmung aufweist.
3. 3. Vorrichtllng nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Behandlungszonen voneinander durch Schleusen (8) erfolgt.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführten Gase vor Eintritt in die Ofenkammer aufgeheizt werden.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführten Gase über Iflärmetauscher von den Abgasen aufgeheizt werden.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport schrittweise erfolgt und das Behandlungsgut um jeweils den Abstand zweier Magazine (16) weiterbewegt wird.