Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Vereinzeln eines Halbleiterbauelements mit einem pn-Ü bergang gemäß Anspruch 7.

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen ist es häufig wünschenswert, mehrere auf einem Substrat hergestellte Halbleiterbauelemente zu vereinzeln , indem das Substrat an zumindest einer Trennfläche aufgetrennt wird , sodass die Halbleiterbauelemente separiert sind . Ein solches Vereinzeln ist bei der Herstel- lung von Rechenprozessoren notwendig, da typischerweise eine Vielzahl von Rechenprozessoren auf einem Siliziumwafer hergestellt werden . Darüber hinaus findet ein Vereinzeln von fotovoltaischen Solarzellen zunehmend Anwendung:

Fotovoltaische Module werden heute üblicherweise aus Silizium-Solarzellen mit einer Kantenlänge von ca. 1 56 mm hergestellt. Die Verschaltung erfolgt durch elektrisch leitende Verbindungen mittels leitenden Elementen - meist sogenann- ten Zellverbindern -, die jeweils Solarzellen alternierend auf Vorder- und Rück- seite verbinden . Ein Nachteil dieser Verschaltung ist, dass der hohe Strom (bis ca. 1 0 A) der einzelnen Solarzellen eine sehr hohe Leitfähigkeit und somit hohe Leitungsquerschnitte der Zellverbinder voraussetzen .

Eine bekannte Möglichkeit diesen Nachteil zu umgehen ist, auf einem Siliziu m- wafer zwei oder mehr Solarzellen vorzusehen , um den Strom pro Solarzelle ent- sprechend proportional zu senken . Diese werden erst zum Ende der Prozessie- rung vereinzelt, um möglichst lange im Nutzen der großen Ausgangswafer zu produzieren und somit die Produktivität hoch zu halten und etabliertes Produkti- onsequipment verwenden zu können .

Werden die Solarzellen weiterhin wie oben beschrieben mittels Zellverbinder elektrisch verbunden , so verbleibt zwischen den Solarzellen Raum , der nicht fotovoltaisch aktiv ist und deshalb zu einer Reduktion des Modulwirkungsgrades führt.

Eine bekannte Methode, diesen Nachteil zu u mgehen , ist das sogenannte Ver- schindeln der Solarzellen , bei dem die Oberseite eines Endes einer Solarzelle unmittelbar elektrisch mit der Unterseite der nächsten Zelle verbunden wird . H ierfür werden die externen Kontakte auf der Vorder- und Rückseite an den je- weils gegenüberliegenden Kanten der Solarzellen realisiert. Da üblicherweise zwecks Minimierung der Abschattung keine sehr hoch leitenden Kontaktelemen- te in der Solarzelle vorhanden sind und für das Schindelkonzept basierend auf großen konventionellen Solarzellen die Strecken , durch die der Strom in den Kontaktfingern zu den außen liegenden externen Kontakten fließen muss, sehr groß werden , werden die Siliziumwafer nach Prozessierung der Solarzellen in schmale Streifen geschnitten , sodass somit mehrere fotovoltaische Solarzellen mit einer typischerweise rechteckigen Form realisiert werden , um beim Ver- schindeln Leistungsverluste in den Fingerkontakten der Solarzelle zu minimie- ren .

Die Vereinzelung der auf einem Substrat, insbesondere einem Siliziumwafer hergestellten Halbleiterbauelemente führt zu einer Vergrößerung des Verhält- nisses aus Umfang zu Fläche und somit zu einem Ansteigen von flächennor- mierten Leistungsverlusten durch Randrekombination . U ntersuchungen haben gezeigt (J . Dicker, "Analyse und Simulation von hocheffizienten Silizium-Solar- zellenstrukturen für industrielle Fertigungstechniken", Dissertation , Universität Konstanz, 2003), dass insbesondere der Bereich , in welchem ein pn-Ü bergang an eine Trennfläche, an welcher eine Vereinzelung erfolgte, auftrifft, zu Leis- tungsverlusten führt. Ein Grund hierfür ist insbesondere die Randrekombination in den quasi neutralen Gebieten von Emitter und Basis und wie zuvor beschrie- ben insbesondere in der Raumladungszone. H inzu kommt, dass die Trennung der vereinzelten Halbleiterbauelemente an den erzeugten Kanten zu einer deut- lichen Erhöhung der Rekombinationsrate selbst führt. Dieser Einfluss ist insbe- sondere dann relevant, wenn das Halbleiterbauelement an den anderen Ober- flächen eine hohe elektronische Güte, insbesondere eine niedrigere Rekombina- tionsrate durch Passivierungsschichten oder anderen Passivierungsmechanis- men aufweist. Es besteht daher ein Bedarf, Halbleiterbauelemente zu vereinzeln , ohne die elektronische Güte des Halbleiterbauelementes durch die Trennfläche, insbe- sondere durch Rekombinationseffekte an der Trennfläche, wesentlich zu verrin- gern .

Es ist bekannt, dass bei Silizium-Solarzellen eine an der Trennfläche nativ auf- wachsende Siliziumdioxidschicht bei geringen Beleuchtungsstärken den negati- ven Einfluss verringert (M . Hermle, J . Dicker, W. Warta, S. W. Glunz and G. Wil- leke,“Analysis of edge recombination for high-efficiency solar cells at low illu- mination densities”, 2003, pp. 1 009-1 012. ). Bei Silizium-Solarzellen unter Normbeleuchtung wird hierdurch jedoch nur eine geringfügige Verbesserung erzielt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hai bleiter- bauelement sowie ein Verfahren zum Vereinzeln eines Halbleiterbauelementes zur Verfügung zu stellen , sodass ein negativer Einfluss der Trennfläche auf die elektronische Güte verringert wird .

Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1 so- wie ein Verfahren gemäß Anspruch 7. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen .

Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt zum Herstellen eines erfin- dungsgemäßen Halbleiterbauelementes, insbesondere einer bevorzugten Aus- führungsform hiervon , ausgebildet. Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement ist bevorzugt mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere einer bevorzugten Ausführungsform hiervon , ausgebildet.

Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement weist eine Vorder- und eine ge- genüberliegende Rückseite sowie Seitenflächen auf. Weiterhin weist das Halb- leiterbauelement zumindest einen Emitter und zumindest eine Basis auf, wobei zwischen Emitter und Basis ein pn-Ü bergang ausgebildet ist. Der Emitter er- streckt sich parallel zu der Vorder- und/oder Rückseite. Das Halbleiterbauele- ment kann somit beispielsweise als fotovoltaische Solarzelle oder Transistor ausgebildet sein . Der Emitter kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein . I nsbesondere liegen mittels Diffusion und/oder I mplantation erzeugte Emitter sowie Heteroemitter und epitaktisch erzeugte Emitter im Rahmen der Erfindung.

Wesentlich ist, dass zumindest eine Seitenfläche eine Trennfläche ist, an der eine Trennflächenpassivierungsschicht angeordnet ist. Die Trennflächenpassi- vierungsschicht weist ortsfeste Ladungen mit einer Flächen ladungsdichte im Betrag größer gleich 1 0 ¹² cm ^-2 auf. Die Flächenladungsdichte kann somit elektrisch positiv oder negativ sein . Wesentlich ist, dass der Betrag der Flä- chen ladungsdichte größer gleich 1 0 ¹² cm ^-2 ist, d .h . bei einer positiven Ladung größer gleich 1 0 ¹² cm ^-2 und bei einer negativen Ladung kleiner gleich

-1 x1 0 ¹² cm ^-2 .

Die Erfindung ist in der Erkenntnis begründet, dass die negativen Effekte, wel- che an einer Trennfläche auftreten , besonders effizient durch eine Trennflä- chenpassivierungsschicht mit einer Flächen ladungsdichte im Betrag her

> 1 0 ¹² cm ^-2 verringert werden können . Zwar sind an sich bei Halbleiterbauele- menten und insbesondere bei fotovoltaischen Solarzellen Passivierungsschich- ten bekannt, welche die Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit von La- dungsträgern verringern . U ntersuchungen der Anmelderin zeigen jedoch , dass die negativen Effekte an der Trennfläche besonders effizient durch die zuvor beschriebene Trennflächenpassivierungsschicht verringert werden . Das ist vor allem darin begründet, dass ortsfeste Ladungen in der Trennflächenpassivie- rungsschicht Ladungsträger im Halbleiterbauelement, insbesondere einer Silizi umschicht des Halbleiterbauelementes, abhalten , an die Trennfläche zu gelan- gen . I nsbesondere bei einer Siliziumschicht werden diese bis zu einer Tiefe von etwa 20 nm ins Silicium von der Trennfläche abgehalten . Das hat zum Vorteil , dass eine oberflächennahe Schädigung an der Trennfläche verursacht durch den Trennungsprozess bis zu einer Tiefe von etwa 20 nm tolerierbar ist. Ein mechanisches Trennen ist ohne Schädigung mehrerer Atomlagen der Oberflä- che des Halbleitervolumens in der Regel nicht möglich . Es lässt sich aber durch geeignete Prozesswahl auf eine Tiefe kleiner 20 nm beschränken . Vorteilhafter- weise wird das Verfahren deshalb so ausgeführt, dass das Auftrennen mittels eines der nachfolgend erläuterten Verfahren TLS , LI C oder LDC erfolgt, da die- se Verfahren eine vergleichsweise geringe Schädigungstiefe aufweisen . Vorteilhafterweise überdeckt die Trennflächenpassivierungsschicht zumindest den Bereich , in welchem der pn-Ü bergang an die Trennfläche angrenzt oder, sofern der pn-Ü bergang nicht bis an die Trennfläche heranreicht, in welcher ei- ne Verlängerung des pn-Ü bergangs bis zur Trennfläche auf die Trennfläche trifft.

Eine besonders vorteilhafte Passivierung der Trennfläche wird erzielt, indem sich in einer vorteilhaften Ausführungsform die Trennflächenpassivierungs- schicht über die gesamte Trennfläche erstreckt.

Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement weist den Vorteil auf, dass auf- grund der Passivierung der Trennfläche durch die Trennflächenpassivierungs- schicht die Fläche des Halbleiterbauelementes effizient genutzt werden kann und somit der Emitter bis zur Trennfläche heranreichen kann . I nsbesondere vor- bekannte Methoden zum Vermeiden negativer Einflüsse einer Trennfläche, wel- che eine I solierung mittels Isolierungsgräben und/oder Beabstandung des pn- Ü berganges durch Ausbilden von Emitterfenstern zu der Trennfläche vorgese- hen haben , sind nicht oder zumindest nicht zwingend notwendig. Zwar kann der positive Effekt gesteigert werden , indem der pn-Ü bergang nicht unmittelbar bis an die Trennfläche heranreicht, zu einer solchen Steigerung ist jedoch eine ge- ringfügige Beabstandung ausreichend .

Vorteilhafterweise ist der pn-Ü bergang daher weniger als 50 pm , insbesondere weniger als 20 pm , zu der Trennfläche beabstandet. I nsbesondere ist es vortei l- haft, dass der pn-Ü bergang an die Trennfläche angrenzt. H ierdurch ergibt sich ein vereinfachtes Herstellungsverfahren .

Die Trennflächenpassivierungsschicht ist bevorzugt als dielektrische Schicht ausgebildet, insbesondere als Aluminiumoxidschicht, als Siliziumnitridschicht oder als Siliziumoxinitridschicht. Diese Schichten können in an sich bekannter Weise erzeugt werden und mit hohen Flächen ladungsdichten versehen werden . I nsbesondere liegt es im Rahmen der Erfindung, die Trennflächenpassivie- rungsschicht mit einem der nachfolgenden Verfahren auszubilden :

CVD (siehe nachfolgend);

- ALD (siehe nachfolgend); Drucktechnologien , insbesondere ein Druck mittels Siebdruck, I nkjet, Extrusion oder Dispenser;

- Spray-Coating;

- Aufbringen von Schichtmaterial mittels eines Mediums auf die Trennflä- che;

Das Halbleiterbauelement kann als Transistor ausgebildet sein .

Vorteilhaft ist, dass das Halbleiterbauelement als fotovoltaische Solarzelle aus- gebildet ist. Denn insbesondere bei fotovoltaischen Solarzellen sind hohe Le- bensdauern von Minoritätsladungsträgern in Emitter und Basis für hohe Wir- kungsgrade notwendig, sodass hier die Passivierung einer Trennfläche eine be- sondere Relevanz hat.

Vorteilhafterweise ist daher das Halbleiterbauelement als fotovoltaische Sola r- zelle ausgebildet, welche zumindest eine Siliziumschicht aufweist, in welcher zumindest die Basis ausgebildet ist. Es liegt hierbei im Rahmen der Erfindung, dass sowohl Emitter als auch Basis in der Siliziumschicht ausgebildet sind . Ebenso liegt das Anordnen einer separaten Schicht, insbesondere einer separa- ten Siliziumschicht, zum Ausbilden des Emitters an der Basis im Rahmen der Erfindung.

Vorteilhafterweise erfolgt die Trennung des Halbleiterbauelementes an der Trennfläche derart, dass eine Schädigungszone mit einer geringen Tiefe ent- steht. I nsbesondere ist es vorteilhaft, dass das Halbleiterbauelement an der Trennfläche eine Schädigungszone mit einer Ladungsträgerlebensdauer zumin- dest in der Basis < 1 ps aufweist, wobei die Schädigungszone senkrecht zur Trennfläche eine Dicke < 20 nm aufweist. I nsbesondere ist es vorteilhaft, dass die Ladungsträgerlebensdauer zumindest in der Basis in einem an die Schäd i- gungszone angrenzenden Bereiche eine Ladungsträgerlebensdauer > 1 0 ps aufweist, wie bei fotovoltaischen Solarzellen üblich .

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Vereinzeln eines Halbleiterbauelementes mit einem pn-Ü bergang weist folgende Verfahrensschritte auf: I n einem Verfahrensschritt A erfolgt ein Bereitstellen eines Halbleiterbauelemen- tes, welches zumindest einen Emitter und zumindest eine Basis aufweist, wobei zwischen Emitter und Basis ein pn-Ü bergang ausgebildet ist.

I n einem Verfahrensschritt B erfolgt ein Vereinzeln des Halbleiterbauelementes durch Auftrennen in zumindest zwei Teilelemente an zumindest einer Trennflä- che.

Wesentlich ist, dass nach Verfahrensschritt B an der Trennfläche eine Trennflä- chenpassivierungsschicht angeordnet wird , welche mit einer Flächenladungs- dichte mit Betrag größer gleich 1 0 ¹² cm ^-2 ausgebildet wird . Hierdurch ergeben sich die bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes genannten Vorteile.

Die Trennflächenpassivierungsschicht ist bevorzugt die gesamte Trennfläche bedeckend ausgebildet, um eine möglichst effiziente Verringerung der negativen Einflüsse der Trennfläche auf die elektronische Güte des Halbleiterbauelemen- tes zu erzielen .

Es liegt im Rahmen der Erfindung, in Verfahrensschritt B das Vereinzeln mittels Tren nen des Halbleiterbauelementes mit einer an sich bekannten Methode durchzuführen . Das Vereinzeln des Halbleiterbauelementes im Verfahren s- schritt B kann somit in an sich bekannter Weise erfolgen , insbesondere mittels eines oder mehrerer der nachfolgend beschriebenen Verfahren : a) Verfahren einer Chipsäge (W. P. Mulligan , A. Terao, D. D. Smith , P. J .

Verlinden , and R. M . Swanson ,“Development of chip-size Silicon solar cells", in Proceedings of the 28th I EE E Photovoltaic Specialists Confer- ence, Anchorage, USA, 2000, pp. 1 58-1 63); b) Erzeugen eines Grabens mittels eines Lasers mit nachfolgendem mecha- nischen Brechen (M . Oswald , M . Turek, J . Schneider, and S. Schönfelder, “Evaluation of Silicon solar cell Separation techniques for advanced mod- ule concepts", in Proceedings of the 28th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition , Paris, France, 201 3, pp. 1 807-1 812); c) Thermal Laser Separation (TLS): M. Oswald , M . Turek, J . Schneider, and S. Schönfelder,“Evaluation of Silicon solar cell Separation techniques for advanced module concepts", in Proceedings of the 28th European Photo- voltaic Solar Energy Conference and Exhibition , Paris, France, 201 3, pp. 1 807-1 812; S. Eiternick, F. Kaule, H .-U . Zühlke, T. Kießling, M. Grimm ,

S. Schoenfelder, and M . Turek,“H igh quality half-cell Processing using thermal laser Separation”, Energy Procedia, vol. 77, pp. 340-345, 201 5. d ) Laser induced Cutting (LI C): S. Weinhold , A. Grüner, R. Ebert, J . Schille, and H . Exner,“Study of fast laser induced cutting of Silicon materials", in Proc. SPI E 8967, Laser Applications in Microelectronic and Optoelectron- ic Manufacturing (LAMOM), San Francisco, USA, 2014, 89671 J .

U ntersuchungen zeigen , dass es insbesondere vorteilhaft ist, das Vereinzeln in Verfahrensschritt B mittels TLS oder LI C auszuführen . Das TLS-Verfahren be- ruht darauf, dass mittels eines ersten Laserstrahls ein kurzer Lasergraben er- zeugt wird , der dann auf Basis von gleichzeitigem Heizen (beispielsweise mittels eines zweiten Laserstrahls) und Kühlen (zum Beispiel mittels eines Luft-Wasser- Gemischs) entlang der zu erzeugenden Kante in beliebiger Richtung mittels ein- gebrachter thermomechanischer Spannung zu einer Trennung des Wafers führt. H ierdurch ist insbesondere eine Trennfläche unabhängig von der Kristallorien tierung des zu trennenden Wafers möglich . Das LI C-Verfahren ist dem TLS- Verfahren recht ähnlich , wobei bei LI C keine aktive Kühlung dem Heizen (bei- spielsweise durch einen Laserstrahl) nachgeführt wird . Das LI C-Verfahren ist auch unter dem Namen LDC-Verfahren (Laser Direct Cleaving) bekannt.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist insbesondere den Vorteil auf, dass das Vereinzeln nach Fertigstellung oder zumindest weitgehender Fertigstellung des Halbleiterbauelementes erfolgen kann . Vorteilhafterweise wird daher vor Verfah- rensschritt B an einer Vorder- und/oder Rückseite des Halbleiterbauelementes eine passivierende Schicht aufgebracht. I nsbesondere ist es vorteilhaft, dass vor Verfahrensschritt B an einer Vorder- und/oder einer Rückseite des Halblei terbauelementes eine oder mehrere metallische Kontaktierungsstrukturen zum Zu- und/oder Abführen von Ladungsträgern aufgebracht wurde. U m die Passivierungsgüte der Trennflächenpassivierungsschicht zu verbessern ist es vorteilhaft, dass nach Aufbringen der Trennflächenpassivierungsschicht eine Temperaturbehandlung der Trennflächenpassivierungsschicht erfolgt, ins- besondere eine Erwärmung auf eine Temperatur größer gleich 1 50 °C für eine Zeitdauer von zumindest 1 min .

Zur Verbesserung der Passivierungsgüte kann es außerdem vorteilhaft sein , dies in einer definierten Atmosphäre, insbesondere in wasserstoffhaltiger Atmo- sphäre, auszuführen .

Die Temperaturbehandlung kann global erfolgen , indem das gesamte Halblei terbauelement erwärmt wird . I n einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Temperaturbehandlung der Trennflächenpassivierungsschicht mittels sukzessi- ver lokaler Erwärmung, insbesondere mittels eines Lasers. I n diesem Fall wer- den somit nacheinander lokale Teilbereiche der Trennflächenpassivierungs- schicht erwärmt, insbesondere bevorzugt, wie zuvor genannt, unter wasserstoff- haltiger Atmosphäre.

Wie zuvor beschrieben , ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere vor- teilhaft zum Vereinzeln von fotovoltaischen Solarzellen anwendbar. Das Halblei- terbauelement ist daher bevorzugt als fotovoltaische Solarzelle ausgebildet, insbesondere wird bevorzugt zumindest die Basis in einer Siliziumschicht aus- gebildet.

I n einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Trennflächenpassivierungs- schicht zusätzlich an zumindest der Vorder- oder zumindest der Rückseite des Halbleiterbauelementes ausgebildet. Dies weist den Vorteil auf, dass die Tren n- flächenpassivierungsschicht zusätzlich mit einer weiteren Funktion an Vorder- und/oder Rückseite verwendet werden kann . I nsbesondere bei Ausbildung des Halbleiterbauelementes als fotovoltaische Solarzelle kann ein Aufbringen der Trennflächenpassivierungsschicht an der bei Verwendung der Solarzelle der einfallenden Strahlung zugewandten Seite, insbesondere der Vorderseite, als weitere optische Schicht zum Erhöhen der Lichteinkopplung im Solarmodul füh- ren . Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt daher bevorzugt ein Ausbi l- den der Trennflächenpassivierungsschicht zusätzlich auf Vorder- und/oder Rückseite des Halbleiterbauelementes, insbesondere während Erzeugen der Trennflächenpassivierungsschicht an der Trennfläche.

I nsbesondere ist es vorteilhaft, dass wie zuvor beschrieben , auf zumindest einer Seite des Halbleiterbauelementes eine passivierende Schicht aufgebracht wird und die Trennflächenpassivierungsschicht auf die passivierende Schicht und auf die zu passivierende Trennfläche aufgebracht wird . I nsbesondere ist es vorteil- haft, die passivierende Schicht zusätzlich als Ladungsträgerbarrierenschicht auszubilden . H ierdurch wird eine Bildung von ortsfesten Ladungen in der Trenn- flächenpassivierungsschicht an der Fläche, in welcher die Trennflächenpassivie- rungsschicht die Ladungsträgerbarrierenschicht bedeckt, vermieden . Dies ist darin begründet, dass die Ladungsträgerbarrierenschicht als Tunnelbarriere wirkt, keine Ladungsträger aus dem Halbleiter in die Trennflächenpassivie- rungsschicht eindringen können und so die Trennflächenpassivierungsschicht keine ortsfesten Ladungen ausbilden kann . Vorteilhafterweise ist die Ladungs- trägerbarrierenschicht als dielektrische Schicht ausgebildet, insbesondere als Siliziumnitridschicht, Siliziumoxidschicht, Siliziumoxinitridschicht oder Alumini- umoxidschicht.

Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens ist, dass die Trennfläche nicht notwendiger Weise parallel zu einer Vorzugsrichtung, in welcher ein Halb- leitersubstrat des Halbleiterbauelementes die schwächsten Bindungen aufweist, liegen muss. Bei einkristallinen Siliziumwafer erfolgt bei Bruch typischerweise eine Bruch linie in einem 45°-Richtung zu einer Kante des Siliziumwafers, da aufgrund der Kristallorientierung in dieser Richtung geringere Bindungen beste- hen . Das vorliegende Verfahren ermöglicht jedoch Trennflächen in beliebigen Winkeln , insbesondere Trennflächen parallel zu einer Kante des Siliziumwafers.

Vorzugsweise ist die Trennfläche daher parallel zu einer Kante des Halbleiter- bauelementes, insbesondere, eines Siliziumwafers des Halbleiterbauelementes.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Erfin- dung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren erläutert. Dabei zeigt: Figur 1 zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Halbleiterbauelemente sowie Teilschritte zweier Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Verfahren und

Figur 2 eine Draufsicht von oben auf einen Halbleiterwafer zur Verdeutlichung der Position der Trennflächen .

I n den Figuren sind schematische, nicht maßstabsgetreue Darstellungen ge- zeigt. I nsbesondere die Breiten und Dicken der einzelnen Schichten entspre- chen zur besseren Darstellbarkeit nicht den tatsächlichen Verhältnissen .

I n Figur 1 sind zwei Ausführungsbeispiele A und B jeweils mit Teilschritten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. I n Figur 1 a , iii ist entsprechend ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes und in Figur 1 b, iii ein zweites Ausführungsbeispiel ei- nes erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes dargestellt.

Als Ausführungsbeispiele sind nachfolgend fotovoltaische Solarzellen als Halb- leiterbauelemente erläutert. Ebenso können die dargestellten Halbleiterbauele- mente in einer Abwandlung der Ausführungsbeispiele als Transistor ausgebildet sein .

Anhand der in Figur 1 a dargestellten Teilschritte wird das erste Ausführungsbei- spiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert:

I n einem Verfahrensschritt A wird das Halbleiterbauelement 1 a bereitgestellt. Dieses weist vorliegend einen mittels Diffusion aus der Gasphase ausgebildeten Emitter 2a des n-Dotierungstyps und entsprechend eine Basis 3a auf, welche mit einem Dotierstoff des p-Dotierungstyps dotiert ist. Entsprechend bildet sich zwischen Emitter 2a und Basis 3a ein pn-Ü bergang 4a aus. Emitter und Basis wurden in einem Siliziumwafer ausgebildet. Weiterhin wurden zusätzliche, an sich bekannte Komponenten einer Solarzelle bereits erzeugt: Dies umfasst Pas- sivierungsschichten an der oben liegenden Vorderseite sowie an der unten lie genden Rückseite, Metallisierungsstrukturen an Vorder- und Rückseite zum Ab- führen von Ladungsträgern sowie Antireflexschichten an der Vorder- und gege- benenfalls Rückseite zum Erhöhen der Lichtabsorption . I n einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels wird der Emitter mittels Diffusion aus einer vorab auf- gebrachten Dotierschicht oder mittels I mplantation ausgebildet. Ebenso können die Dotiertypen von Emitter und Basis vertauscht sein .

Anschließend wird in einem Verfahrensschritt B mittels des vorbeschriebenen TLS-Verfahrens ein Vereinzeln durch Auftrennen an der Trennfläche T durchge- führt. Die Trennfläche T steht senkrecht zur Zeichenfläche in Figu r 1 und durch- dringt somit die Basis 3a sowie Emitter 2a.

Das TLS-Verfahren wird ausgehend von der Rückseite durchgeführt, das heißt, zunächst wird mittels eines Lasers ein I nitialgraben an der unten liegenden Rückseite in dem Bereich , in welchem die Trenn linie T die Rückseite schneidet, ausgebildet. Der I nitialgraben beginnt an einer Kante des Halbleiterbauelemen- tes. Der I nitialgraben erstreckt sich nicht über die gesamte Breite des Halblei terbauelementes. Typische I nitialgräben weisen eine Länge im Bereich 200 pm bis 4 mm auf, typischerweise kleiner 2 mm. Anschließend erfolgt wie zuvor be- schrieben mittels gleichzeitigem Heizen und Kühlen ein Auftrennen des Halblei- terbauelementes. I n einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels erfolgt das TLS-Verfahren ausgehend von der Vorderseite, so dass im Prozess die Sola r- zelle nicht gedreht werden muss.

Das Ergebn is ist in Figur 1 a, ii dargestellt: Es werden somit zwei spiegelbildlich symmetrische Halbleiterbauelemente erzeugt, die jeweils einen pn-Ü bergang 4a aufweisen , der an die Trennfläche T angrenzt.

Nach Verfahrensschritt B wird an der Trennfläche T eine Trennflächenpassivie- rungsschicht 6a ausgebildet. Die Ausbildung erfolgt mittels industrietypischer chemischer Gasphasenabscheidung (Englisch : Chemical Vapor Deposition , CVD) oder in einer Abwandlung mittels Atomlagenabscheidung (Englisch :

Atomic Layer Deposition , ALD) erfolgen .

Die Trennflächenpassivierungsschicht 6a erstreckt sich somit über die gesamte Trennfläche T. Die Trennflächenpassivierungsschicht ist als Aluminiumoxid- schicht mit einer Flächen ladungsdichte im Betrag > 1 0 ¹² cm ^-2 , vorliegend -3x1 0 ¹² cm ^-2 an der Grenzfläche zur Trennfläche T ausgebildet und weist eine Dicke von wenigen Atomlagen über einige wenige nm bis hin zu mehreren 1 0 nm auf, vorliegend 6 nm .

I n Figur 1 b ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ver- fahrens gezeigt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird nachfolgend lediglich auf die wesentlichen U nterschiede eingegangen:

Das Halbleiterbauelement 1 b weist ebenfalls einen Emitter 2b sowie eine Ba- sis 3b auf, sodass sich zwischen Emitter und Basis ein pn-Ü bergang 4b ausbil- det. Zwischen den Verfahrensschritten A und B wie zuvor beschrieben , das heißt insbesondere vor dem Vereinzeln , erfolgt jedoch in einem Verfahrens- schritt B0 das Ausbilden eines Querleitungsvermeidungsbereiches 5b. Wie in Figur 1 b, i ersichtlich wird mittels Laserablation ein als Trenngraben ausgebilde- ter Querleitungsvermeidungsbereich 5b ausgebildet, welcher den Emitter 2b und auch den pn-Ü bergang 4b vollständig durchdringt. Hierdurch wird eine Querlei- tung von Ladungsträgern durch den Emitter zu der Trennfläche T vermieden und somit ein die elektronische Güte des Halbleiterbauelementes verringernder ne- gativer Einfluss der Trennfläche zusätzlich verringert.

Wie in Figur 1 b, 2ii ersichtlich , erfolgt analog zum ersten Ausführungsbeispiel anschließend ein Auftrennen und somit Vereinzeln des Halbleiterbauelementes an der Trennfläche T. I n diesem Ausführungsbeispiel erfolgt das Auftrennen mit- tels des vorbeschriebenen LI C-Verfahrens.

Wie in Figur 1 b, 3iii ersichtlich , erfolgt anschließend das Aufbringen der Trenn- flächenpassivierungsschicht 6b. Diese ist vorliegend als Aluminiumoxidschicht mit einer Flächenladungsdichte im Betrag größer gleich 1 0 ¹² cm ^-2 , vorliegend etwa -3x1 0 ¹² cm ^-2 an der Grenzfläche zu Basis und Emitter ausgebildet und weist eine Dicke von wenigen Atomlagen über einige wenige n m bis hin zu meh- reren 1 0 n m, vorliegend 6 nm auf. Die Trennflächenpassivierungsschicht 6b wurde mittels ALD erzeugt. Hierdurch erfolgt ein Ausbilden nicht nur an der Trennfläche T, sondern ebenfalls an den Wänden des als Trenngraben ausge- bildeten Querleitungsvermeidungsbereiches 5b.

I n Figur 1 ist aus Gründen der besseren Darstellbarkeit jeweils lediglich eine Trennfläche dargestellt. Bei dem Vereinzeln von fotovoltaischen Solarzellen beispielsweise zur Ausbil- dung von Modulen gemäß der eingangs genannten Schindelungstechnik erfolgt üblicherweise ausgehend von einem Siliziumwafer ein Vereinzeln einer Meh r- zahl von Solarzellen .

I n Figur 2 ist eine schematische Draufsicht von oben auf einen Siliziumwafer, in welchem fotovoltaische Solarzellen ausgebildet wurden , dargestellt. An mehre- ren , vorliegend vier, Trennflächen T erfolgt ein Durchführen eines der vorbe- schriebenen Verfahren , sodass nach Vereinzeln fünf Halbleiterbauelemente vor- liegen .

Bezuqszeichen liste

1 a, 1 b Halbleiterbauelement

2a, 2b Emitter

3a, 3b Basis

4a, 4b pn-Ü bergang

5b Querleitungsvermeidungsbereich

6a, 6b T rennflächen passivierungsschicht T T rennfläche