使用薄半导体晶片的太阳能电池的制作方法

文档序号:11303880阅读:329来源:国知局
使用薄半导体晶片的太阳能电池的制造方法与工艺

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年4月30日提交的、标题为“用于自动制造无缝晶片的方法与装置”的美国临时申请第61/986,388的优先权,并且还要求2014年6月13日提交的、标题为“用于自动制造无缝晶片的技术、方法与装置”的美国临时申请第62/011,866的优先权。上述申请都通过引用的方式完全包含于此。

技术领域

本申请涉及太阳能电池,更确切地说涉及使用薄半导体晶片的太阳能电池。



背景技术:

通常地,用于太阳能电池的硅晶片是156mmx156mm并且180到200微米厚。因为用于制造这些晶片的高度精炼的硅是非常昂贵的,使用较薄的晶片将是有利的,以便降低材料成本。此外,通过适当的电池构造,相对较薄的硅晶片比较厚的硅电池具有更高的效率。利用较薄晶片显示较高效率的电池构造是导致低的表面再结合与良好的光捕获的电池构造。PERC电池结构是当前最广泛采用的此电池结构。(PERC表示被动发射器后接触。)用于此较高效率的原因被认为是,由于距离在较薄本体中比在较厚本体中更短,因此将较低体积再结合到收集pn交叉点。从较薄厚度产生的电池效率增加的数量取决于电池构造或结构,并且还取决于晶片的电子质量。通常来说,较大的增加与较低的晶片电子质量相关。因此,对于降低的晶片成本与增加的电池效率来说,使用较薄的晶片存在强大的动机。较薄晶片的其它优点在于每单位体积的小部分载体注入等级较高,因为相同数量的光子被吸收在用于较高的注入等级的较少材料中,并且在较高注射等级处多晶硅材料具有较高体积小部分载体寿命。

用于太阳能光电(PV)的硅晶片通常通过生长或铸造铸锭并且然后通过将铸锭分裂(通常通过线锯)成晶片。线锯可以被用于制造薄于标准180-200微米厚的晶片。然而,已经发现此较薄晶片在电池制造、电互连以及封装到模块中的过程中断裂。出于这些原因,在尝试较薄晶片以后(120微米那么薄),此工业返回到先前的180-200微米标准。对于包括利用多晶硅材料的PERC的通常电池结构来说,使晶片薄于80微米未提供任何进一步可观的效率增益。

较薄晶片的增加的断裂具有几个起源。在电池制造过程中,晶片通常通过从晶片的边缘的缺陷的传播而断裂。边缘缺陷包括破裂与薄点。此外,在操作过程中,在边缘处形成新的破裂与缺陷,因为它们是在制造过程中与装置的其它件接触的位置。在电池制造与模块制造过程中从边缘开始的破裂是个问题。通常来说,已经发现通过当前使用的机械装置与方法,薄于150微米的PV晶片通过待实施的不可接受的频率而被损坏。

此外,母线与其它电连接件必须附接到电池的顶部电极与底部电极以使它们相互连接。实际上这些线的大体横截面能够承载由太阳能电池产生的大电流。例如,在3母线电池中的一般铜母线可以是1.6mm宽与0.15mm厚。这些线通过焊接或者利用传导性粘结剂附接到电池上的喷镀。附接自身在线与喷镀之间形成应力,尤其在焊接的情形中。线与硅电池的热膨胀的系数是不同的(线的热膨胀的系数高于硅的热膨胀的系数)并且由此温度的改变导致在线与电池之间的更大应力。此附接与热膨胀应力可能造成线和/或喷镀与电池的层离,尤其在电池的边缘附近。此外,母线必须从电池的顶部表面向下弯曲,以在下方包绕到相邻电池的后表面。此弯曲线增加了在电池的边缘附近的喷镀处的层离应力。此外,如果不适当地弯曲,线就可能实际上接触电池的边缘,由此致使或传播边缘破裂。

根据制造的另一个方法,大体上利用在2012年10月23日公开的Sachs等人的标题为METHODS FOR EFFICIENTLY MAKING THIN SEMICONDUCTOR BODIES FROM MOLTEN MATERIAL FOR SOLAR CELLS AND THE LIKE(用于由熔化材料有效地制造用于太阳能电池等的薄的半导体本体的方法)的美国专利第8,293,009中公开的技术由半导体熔化形成半导体晶片,其通过引用的方式完全地包含于此。在此专利中公开的技术在这里大体上称为直接(DW)晶片形成技术。根据此技术,薄半导体本体,诸如晶片,由半导体材料的熔化形成,而不是由坯料缝合或者在绳之间生长或者其它一些方法形成。

简要地说,根据直接晶片(DW)晶片形成技术,横跨多孔成型板施加压差并且在其上形成半导体(例如,硅)晶片。压差的放松允许晶片的释放。成型板可以比熔化物更冷。通过形成晶片的厚度提取热量。液体与固体界面基本上平行于成型板。固化本体的温度横跨其宽度基本上是均匀的,导致低应力与转位密度以及较高的结晶质量。多孔成型板必须充分可渗透以允许气体流动通过它。其必须不是那么可渗透的以便在提供压差的时间过程中允许熔化材料侵入到孔隙的开口中。否则,此孔隙将变得阻塞并且压差可能不被保持。此熔化物可以通过下面引入到板:整个面积都与熔化物的顶部接触;横穿熔化物的与成形板接触的局部面积,无论水平或者竖直,或者在其间;并且通过使成型件浸入到熔化物中。可以通过多种方式来控制颗粒尺寸。在直接晶片技术专利中有时称之为压差、并且在这里称作为压差范围,可以通过使熔化表面保持在大气压力下,并且将成型板的后表面保持在比大气压力更低的压力下建立。在另一个实施方式中,通过使成型板的后面直接通风到大气来产生成型板的面之间的压差,同时使在成型板的形成面上的大气保持在基本上高于局部大气压力的压力下。此实施方式的优点是不需要真空泵。成型面与熔化表面相互接触可以称作为接触持续时间的一定时间期间。在接触持续期间的至少一部分过程中,提供了压差范围。由熔化物形成晶片是有利的,并且认为是直接晶片技术专利的实用新型,以及此外这里公开的一个实用新型,以在熔化物内形成固化本体,并且用于在成型板(或者在本实用新型公开的型板的情形中)上形成例如晶片的此本体。无需将其从成型板(或者型板)释放以构成制造的有价值物件。而且此外,可以以多种方式将形成的晶片从成型板移除。在一些情形中,可以移除压差状况,即如果使用真空,就可以将其关闭,并且晶片落下。或者,压差区域可以减小,即真空的程度可以减小,或者压差可以减小。此外,可以使用诸如剥离销钉、剥离框架的机械装置,或者机械地接触晶片并且远离成型板按压它的其它工具。

关于成型板的多孔性,在一个实施方式中,首先接触熔化物并且随后接触固化的半导体材料的表面的多孔性必须规模足够小,以便使得熔化的半导体很难进入孔隙中。通常地,相关孔尺寸可以从0.1到10.0微米变动。孔隙相互连接,使得穿过成型件的多孔介质的气体通常以复杂模式流动,由此通过找到围绕任何阻塞的循环路径调节局部阻塞。

正是形成面向熔化材料的表面并且与熔化材料的表面接触的多孔本体的外表面,可以是略微地非平面(在微小或者略微较大等级),由此允许熔化半导体仅在特定的众多密集的位置处接触成型件表面。通过此结构,气体可以在熔化材料与多孔成型件的表面之间有点儿横向地流动。这允许通过压差区域提供的抽吸以在此表面积的非常大的百分比大约100%上施加作用力。这与其中可以设置较少数量的较大孔的情形对比,可以通过此孔提供压差,以建立相等的压差。在后面情形中,压差的轨迹限定到相对少量大孔的相对小的表面积,相比之下,在前面情形中,真正的多孔本体,因为气体可以横向流动,压差实际上以远更加分散式性质存在于成型件与附接的晶片的整个表面积上方。术语多孔这里用于描述前面的情形,而不是后面的情形。

通过直接晶片(DW)晶片形成技术方法制造的晶片比线缝合晶片具有一定优点,例如存在远更少的锯切硅的废物,因为没有材料被磨成粉末并且由此损失到锯切。此外,该方法主要通过使成型件接触熔化材料的表面来制造它们,如下所述有助于晶片制造的一定方面的特定控制。然而,出于上述效率的相同原因,与线缝合晶片类似,通过标准厚度的直接晶片专利技术方法制成的晶片与由相同技术制造的较薄晶片相比也不那么有效。此外通过直接晶片专利技术制成的相对较薄晶片更加脆弱,或者换种说法不如通过相同直接晶片专利技术制成的标准厚度相对较厚的晶片那么强固。此外,与利用直接晶片专利技术制成的相对较厚晶片相比,由直接晶片专利技术方法制成的相对较薄晶片将使用较少的生半导体材料。

因此,可能期望的是减小PV模块的成本,并且,特别地减小体积,以及由此在不牺牲强度、耐久性或性能的情况下减小用于由任何方法制造的各晶片的硅的成本。还可能期望的是在不适当地增加它们的成本、重量、尺寸、刚性或其它特性的情况下增加制造的晶片的强度。还可能期望的是提供具有比标准180-200微米厚的晶片具有相对更高效率的晶片。还可能期望的是使得能够电连接到大体上薄的半导体晶片,以便能够使它们相互连接并且使它们连接到其它部件。

研究人员已经通过粉末为基础的技术和设置进行试验,以形成具有比其它部分更薄的一些区域的晶片,例如具有较薄内部与较厚周边。例如参见以Jonczyk等的名义的METHOD OF USING A SETTER HAVING A RECESS IN MANUFACTURING A NET-SHAPE SEMICONDUCTOR WAFER(利用在制造网状半导体晶片方面具有凹入部的设定的方法)(‘084专利)。在此设定工作中,粉末硅设置在期望形状的成型件(在‘084专利中称为设定件)中,并且其被加热,致使粉末材料熔化并且结合到多晶硅的固态本体中。在‘084专利中公开的技术以及任何粉末技术的主要困难,在于对于半导体来说,尤其对于光电使用来说,间隙氧含量不可接受地高。这是因为在不执行特别步骤的情况下,在粉末颗粒上原生氧(native oxide)导致在晶片中的高的间隙氧等级。相对较小的颗粒导致在制成品中的相对更多的间隙氧。为实现相对较薄的晶片,必须使用相对较小的颗粒。因此,为实现相对较薄的晶片,如果由颗粒制成,那么在晶片中将存在相对更多的间隙氧。

例如,‘084专利讨论了具有由粉末制成的在300与1000微米之间的相对大的厚度范围的晶片。通过本实用新型人执行的理论分析,如通过傅里叶变换红外光谱(FTIR),ASTM-F1188方法测量的,一般认为这可能导致晶片具有6x1017与2x1018原子/cc之间的间隙氧含量。作为理论性实例,假设球形150微米直径粉末具有1nm厚度的原生氧壳体,将存在1x1018原子/cc的全氧浓度。在实践中,硅粉末是具有>2:1的纵横比的非球形,因此它们将含有在上面估计中使用的理论球形的更大的表面积与体积比率,以及甚至更高的氧浓度。为实现具有小于300微米的厚度的较薄晶片,将需要较小的颗粒,导致较高的氧浓度。应该强调的是,尽管‘084理论上提及了100微米那么薄的晶片,但是‘084专利指出更通常是350-900微米。最重要地,其既不具有任何正式实例,也不说明根据这里公开的处理制造任何实际晶片。描述为具有较厚与较薄区域的仅有晶片在它们较薄部分处为900微米厚,并且不存在已经制造的此晶片的清晰描述。

通常来说,人们认为将要用于制造薄的晶片的颗粒应该不长于晶片的完成厚度的1/3。例如,为了制造薄于150微米的晶片,粉末颗粒应该小于50微米。此小的尺寸的颗粒相对于提供的材料的体积可以具有非常大的表面积。此相对大的表面积通过原生氧、碳氢化合物和金属必然伴随以相对大量的间隙氧。太多的间隙氧将可能不仅导致差的性能,而且在极端中,可以防止粉末适当地熔化与晶化。在此小粉末上的氧还可以形成大量氧化硅,其可以浓缩在其中温度甚至略微低于熔化温度的熔炉中的任何地方。

一般认为在‘084专利中,在col.5,1-10行中,在半导体材料(或者用于其它半导体的其它氧化物)中存在硅氧化物是不期望的污染,并且那对于相对较小的颗粒尺寸来说是相对较坏的。因此限制可以在最终晶片中实现的薄度的颗粒尺寸的下限,通过用于间隙氧污染的可能性限定。使用50微米颗粒尺寸的粉末,如将要求制造150微米或更小厚度的晶片,将导致在粉末的较小颗粒上接近如可能存在于用于制造300-600微米晶片的颗粒上的四倍那么多的氧。因此,为了使用50微米的颗粒(实现150微米厚的晶片),可能期望形成具有至少3x1018原子/cc的间隙氧,并且很可能更多。

可能期望的是具有以低于6x1017原子/cc并且优选地少于2x1017原子/cc的任何值的间隙氧等级。实现各程度的少量间隙氧(例如7x1017原子/cc,6x1017原子/cc等,仅拾取两个断裂点),提供了比较大量间隙氧相对更多的优点。

理论上可能的是,通过已知的热处理,诸如收气,来促成大约2x1017原子/cc以上的间隙氧。因此,间隙氧减小到可能地近似值,但是晶体中的全氧保持相对且不利地高,保持在如通过IGA(间隙气体分析)方法(诸如通过St.Joseph,Michigan的LECO公司提供的)测量的在至少8.75x1017原子/cc(=10ppmw)。然而,可能期望的是具有小于8.74x1017原子/cc的全氧等级。在此值以下的任何值,并且优选地少于5.25x1017原子/cc(=6ppmw)将提供优点。实现各程度的少量全氧(例如7x1017原子/cc,6x1017原子/cc,仅拾取两个断裂点),提供了相对更多的优点。

关于粉末为基础的晶片形成,尤其是关于诸如硅的半导体的另一个问题是由于硅的非常高的表面张力。如果全部硅同时在任何位置熔化,那么就不能用粉末与调节器技术制成薄的晶片。需要某最小数量的未熔化硅来破坏表面张力。另外地,硅球形式并非平坦的薄结构。在‘084专利中公开的晶片制造过程包括,在从另一个侧面熔化剩余的未熔化粉末并且在先前生长的硅上继续外延地生长以前,部分地熔化硅粉末,并且然后在一个侧面上使其晶化。大体参见col.7,行55-col.8,行64,以及图1和图2。下面描述倒置加热与颗粒生长过程。‘084专利的图2示出了从熔化的顶部与底部施加的并且然后固化本体的热量,并且专利的图12,col.15行4-19示出了相同的以及部分熔化的材料89,顶部仍然是微粒材料(没有附图标记)。此过程对于非常薄的粉末床厚度来说是非常困难的。处处都必须避免在任一位置处熔化硅粉末的全部深度。另外地,熔化材料的薄层将混乱,使孔留下以在附近形成球状区域。因此,利用粉末与设定器技术,如果可能的话很难获得具有硅(以及具有类似高的表面张紧的任何其它半导体)的薄于200微米的晶片,因为在同时不熔化其深度的剩余部分的全部的情况下,它非常难以仅熔化此浅体粉末颗粒的的深度的一部分,这将导致熔化的半导体的区域的混乱。

由粉末颗粒制造晶片还存在关于从一个位置到另一个位置的大厚度步骤的另一个问题,此问题是基于粉末至少50%稠密,并且更通常地33%稠密的事实。基于此问题,在不具有于形成的本体的相对面上的严重缺乏平坦以及在较厚与相对较薄区域之间在过渡处的显著薄部分的情况下,不能够具有比相邻位置厚于20%-30%的区域。(换种说法,根据部分质量与尺寸均匀性所需的颗粒尺寸,相邻区域的厚度比率不能大于1.3:1,或者可以甚至如1.2:1那么小)。粉末的密度大约是固化材料的密度的1/3。(颗粒尺寸对此分数具有一些影响)。参照‘084专利的图9和图12示出了设定装置。如果设定器70中的凹入部73用于形成制成品中的周边,其在较薄内部区域上方凸起,形成在设定器的区域74处,凹入部73与较浅区域74都必须初始地设有颗粒的足够深度/体积以形成此制成品。

考虑对于下述设定将要发生的。如果在设定件中的凹入部74是100微米深并且期望晶片厚度在主要内部区域中是300微米厚,那么对于主要区域来说将有必要将粉末堆放在此区域上方到最终300微米厚度的三倍深度,总体900微米。这可能意味着在沟槽上面,厚度可能是1000微米。在熔化以后,成品本体的厚度可以是其上方粉末的深度的大约1/3。因此,在内部区域中,将是300微米厚。在沟槽上方,其将是1/3x1000微米=333微米厚。但是,沟槽比内部深100微米。因此,如从沟槽的底部、在中心区域以下100微米测量的周边的厚度可以是333微米,并且从平坦内部区域测量的内部的厚度将是300微米。形成的本体的后表面可能不是平面,因为相对表面将通过100微米的沟槽补偿。从沟槽的底面到沟槽上方的后表面的距离可以是333微米。从沟槽的底部的高度到内部区域的上方的后表面的距离可以是400微米,因为在内部区域上方的厚度是300微米,并且内部区域与100微米深的沟槽的底部隔开100微米。因此,在沟槽上方的周边与内部上方的区域之间的界面处的后表面的相邻区域将相应地位于距离沟槽的底部333微米与400微米的不同的距离处,在此两个距离之间保留67微米的颠簸(jog)。

由于缺少平坦性,将存在邻近沟槽与内部区域之间的角的较薄部分。此较薄部分可能更弱,或者构成应力增强件,并且通常地是不期望的。缺少平坦性对于较深沟槽来说较差,设置为在周边周围建立较大延伸部。这是因为由于增加的延伸部的差值将存在绝对值,到与增加的延伸部相同的程度,但是增加的粉末由于此增加的延伸部将压紧到1/3增加的数量。因此,对于200微米深的周边沟槽来说,在后表面处的颠簸可以是124微米(=300–((1100microns/3)–200)的差值。

上述考虑还可以根据较厚区域的凸起的延伸部分的尺寸与内部区域的厚度比较的比率表述。如果较薄区域的表面被认为是基部高度,那么通过设定方法,通常不能制造具有凸起部分的本体,凸起部分延伸超过基部高度到在基部高度上方的凸起部分延伸部与较薄区域的厚度的比率大于0.11的此程度。在任何情形中,‘084专利都不公开具有较大比率的本体的任何实例。这里公开的仅有的实例具有900微米的薄的区域,具有最多100微米的凸起部分,形成100/900=0.11的比率。

因此,本实用新型的目的是在一定控制区域比标准180-200微米厚的半导体晶片更薄的半导体晶片,在主要大部分如80微米那么薄,并且甚至在一些情形中如50-60微米那么薄,但是此较薄晶片足够强大与结实以便用于传统或接近传统的光电应用中。本实用新型的另一个目的是与相同表面积的标准半导体晶片相比具有相对较小半导体体积的半导体晶片。本实用新型的又一个目的是制造此局部较薄但是仍强大的晶片的方法。本实用新型的又一个目的是制造此较低体积的半导体晶片的方法。本实用新型的又一个目的是形成具有三维几何构造的晶片。本实用新型的另一个目的是形成具有可接受间隙氧含量的薄晶片,例如小于6x1017原子/cc,并且优选地小于2x1017原子/cc的任何值。相关目的是形成如通过IGA测量的具有小于8.75x1017原子/cc(=10ppmw)并且优选地小于5.25x1017原子/cc(=6ppmw)的任意值的全氧的此晶片。又一个目的是具有不同厚度的区域的半导体晶片,其中相邻区域具有大于1.28:1的厚度比率。上述的相关目的是具有不同厚度区域的半导体晶片,其中在较薄区域的基部高度上方的较厚区域的延伸部比较薄区域的厚度大0.11倍。本实用新型的又一个目的是具有不同厚度区域的半导体晶片,其中较薄区域优选地薄于180微米,并且在特定实施方式中,延伸遍及表面积的至少80%并且多达表面积的95%。



技术实现要素:

通常本实用新型是具有比其它区域相对更厚的区域的半导体晶片,此较厚的区域位于晶片的特别设计或控制的位置处。另外通常本实用新型是半导体晶片,其在基部高度处具有为大体高度的表面,具有远离基部高度突出的凸起部分,此外凸起部分位于晶片的特别设计或控制的位置。更加特定的本实用新型是半导体晶片,其具有相对薄的内部区域和相对厚的周边区域,由此比均匀厚度的晶片消耗较少的半导体材料,并且与在其大部分表面积上方相对厚的晶片相比其具有更高的效率。另外更加特定的本实用新型是一种晶片,其具有相对薄的区域以及一个或多个较厚离散区域,诸如隔开的肋部、平台、条状部、岛状部,诸如长方形、圆形、其它几何形状等,由此为电与机械连接件与其它联接件提供加强区域。通常来说,本实用新型是薄于180微米的晶片并且可以如60微米那么薄,尽管更通常地厚于80微米,并且在优选实施方式中,较薄区域在本体的表面积的至少80%上方延伸。本实用新型还包括具有薄于180微米的薄部分与较厚部分,其中厚度比至少是1.3:1的晶片。此外又一个本实用新型是相对薄的晶片,其具有相对较厚部分,该相对较厚部分具有小于6x1017原子/cc的间隙氧含量,并且更优选地,其具有小于2x1017原子/cc的并且最优选地探测不到的间隙氧。此外,如通过IGA测量到的此晶片具有小于8.75x1017的原子/cc(=10ppmw)并且优选地小于5.25x1017原子/cc(=6ppmw)的全氧。还另外的本实用新型是具有相对薄的部分与相对厚的部分的晶片,其中相对薄的部分小于180微米厚,并且相对厚的部分延伸超过较薄部分至少40并且多达120-200微米。

全部上述实用新型都可以有利地包括半导体,如果有其具有相对少量的间隙氧,例如小于6x1017原子/cc,并且优选地小于2x1017原子/cc。尽管这些值之间的差值可能看起来不是特别地显著,操作上地,大于6x1017原子/cc与小于此值并且优选地小于2x1017原子/cc之间的差值,根据形成的光电性能是非常显著的。用于光电用途的具有6x1017原子/cc或更大间隙氧的半导体产生较低的效率以及>2%的光致衰退,同时具有2x1017原子/cc或者更少间隙氧的晶片将是优选的并且将显示<2%的显著更低的光致衰退。全部上述实用新型还可以有利地包括半导体,如果有其具有相对少量的全氧,例如小于8.75x1017原子/cc(=10ppmw)并且优选小于5.25x1017原子/cc(=6ppmw)。

另外本实用新型具有包括此晶片的太阳能电池,诸如上面所述的,其中一些可以在相对较厚区域处设有电连接件,并且此外包括经由此电连接件与较厚晶片部分连接到彼此的此太阳能电池的太阳能模块,如上所述还利用基于构成晶片的整体厚度的高效率。这里的其它实用新型是制造上述可变厚度的晶片、电池与模块中的一些或全部的方法。

在一个实施方式中,晶片的周边周围的整个区域的厚度可以比内部或中间区域中的厚度更厚。例如,晶片的内部区域可以大约是100微米厚,周边区域大约是180-200微米厚。如图1中所示,较厚的周边通常地可以从边缘向内地延伸大约1-3mm。通过此种方式,晶片的边缘的强度将与标准均匀厚度的晶片的边缘的强度类似。

如下所述,较厚的边缘可以采取多种形式并且可以具有多种轮廓。

在另一个实施方式中,尤其是在晶片的内部内的选定区域可以比其它区域相对更厚。例如,晶片可以制成在随后将容纳互联母线杠的区域中具有较大厚度的条状部。图2示出了具有此加厚条状部的晶片的实例。此条状部提供更刚强、更防裂区域,以经受电连接件的应力,诸如到较厚金属导体的焊剂或粘结剂。

具有周边与内部相对加厚的其它实施方式被认为是本实用新型,并且在下面进行描述。其中仅周边或者内部区域的部分被加厚的实施方式也被认为是本实用新型,并且在下面进行描述。

另外本实用新型是利用此厚边界或厚区域薄的内部晶片制成的太阳能电池。所述太阳能电池与作为它们的太阳能收集器的具有传统、均匀厚度的半导体晶片的太阳能电池相比更轻、更便宜、更耐久并且更加高效。要求将一个电池连接到另一个电池以制造模块的电连接件可以设置到晶片上而具有较小的损坏风险。

另外又一个本实用新型是包括本实用新型的太阳能电池、包括本实用新型的半导体晶片的模块。由于晶片的厚度,此模块显示了较高的效率,而且由于通过相对较厚的周边区域与用于电连接件的相对较厚区域中的任一个或两个提供的强度并非不可接受地脆性。

可以通过控制从半导体熔化到型板的热流实现具有相对较厚的周边区域的晶片,使得在其中与内部区域相比期望晶片更厚的区域中从周边周围的熔化材料提取的更多的热量。如此形成的晶片在周边周围将比在内部中更厚。类似地,对于尤其与电连接件相关的相对较厚的条状部或者其它几何形状来说,与其中存在提取的较少热量区域相比,在期望相对较厚的位置处提取的相对更多热量,将导致相对较大的厚度。

下面说明主要用于光电使用的半导体晶片的形式,例如以太阳能收集晶片的形式。通常晶片是156mm乘156mm的正方形,建立大体上是平面的太阳能收集表面。它们具有与此平面正交,大体上在180-200微米厚之间的厚度。下面讨论的重点主要是此厚度尺寸,并且术语薄与厚将大体上被用于表示在与太阳能收集表面的平面正交的此尺寸中的结构的大小。描述的结构具有在太阳能收集表面的平面内的尺寸。术语宽与窄等通常用于表示在太阳能收集表面的平面中的这些结构的尺寸。还能够形成用于其它用途的晶片。用于光电使用阐述的实例仅是为了说明的目的,并且除非在权利要求中具体规定,否则不应认为是将这里请求保护的实用新型仅限定于光电使用。

根据直接来自这里说明的熔化方法而制造的晶片具有期望的低氧等级,具有小于6x1017原子/cc的间隙氧含量,并且通常小于2x1017原子/cc的间隙氧含量,并且甚至具有探测不到间隙氧的那么少的间隙氧含量。此外,此晶片具有小于8.75x1017的原子/cc(=10ppmw)并且通常小于5.25x1017原子/cc(=6ppmw)的全氧。

附图说明

参照附图的图将会更好地理解这里公开的实用新型的这些与其它目的与方面,在附图中:

图1是本实用新型的晶片的示意性描述,其具有相对薄的100微米厚的内部区域与相对厚的200微米厚的周边区域,内部区域比标准180-200微米厚硅PV晶片更薄,厚的周边大约是2mm宽,并且具有倾斜的内边缘。

图1A是在A处的图1的晶片的周边区域的放大图;

图1B是示出周边比内部区域厚的图1的晶片沿着线B-B的横截面视图;

图2是本实用新型的晶片的示意性描述,其具有薄的100微米的内部区域与包括用于母线连接件的条状部的较厚的200-300微米厚区域实用新型;

图2A是图2的晶片沿着线A-A的横截面放大视图,示出条状部比邻近内部区域更厚,并且具有倾斜边缘;

图3是示出了电池效率与晶片厚度PERC电池结构之间的关系的图示;

图4是本实用新型的晶片的示意图,其具有例如100微米厚的相对薄的内部区域、大约150微米厚与1.5mm宽的相对较厚的周边区域、以及包括比内部相对更厚的大约150微米高与2.7毫米宽的条状部的区域;

图4A是图4的区域A的放大图;

图5是本实用新型的晶片的示意图,其具有相对薄的100微米的内部区域与相对厚的200微米的周边区域,厚的周边大约为1mm宽,并且在其内边缘处具有锐角;

图5A是在A处的图5的晶片的周边区域的放大图;

图5B是示出周边比内部区域更厚的图5的晶片沿着线A-A的横截面视图;

图6是本实用新型的晶片的示意图,其具有非常薄的60微米的内部区域与200微米厚的周边区域,厚的周边大约为2mm宽,并且具有倾斜的内边缘以建立0.4mm的过渡;

图6A是在A处的图6的晶片的周边区域的放大图;

图6B是示出周边比内部区域更厚的图6的晶片沿着线A-A的横截面视图;

图7是本实用新型的晶片的示意性描述,其具有相对薄的100微米的内部区域与相对厚的200微米的周边区域,从薄的内部到厚的周边的过渡是非常渐进的,使得较厚区域大约是2mm宽,具有到内部薄度的约2mm的过渡区域。

图7A是在A处的图7的晶片的周边区域的放大图;

图7B是示出周边比内部区域更厚的图7的晶片沿着线A-A的横截面视图;

图8是本实用新型的晶片的示意性描述,其具有薄的100微米的内部区域与大约2.4mm宽的相对较厚、间隔的母线加强平台,其从周边向内延伸,从在边缘处的200微米的厚度逐渐减小到内部区域的厚度,除了平台的边缘以外大体上不具有较厚的周边区域;

图8A是图8的区域A的放大图;

图9是本实用新型的晶片的示意图,其具有相对薄的100微米的内部区域,以及大约150微米厚与1.5mm宽的相对较厚的边界区域,以及大约2.7mm宽的间隔的母线平台,从较厚边界区域向内地延伸,从在边缘处的边界区域的厚度逐渐减小到内部区域的厚度;

图9A是图9的区域A的放大图;

图10是本实用新型的晶片的示意性描述,其具有例如100微米厚的相对薄的内部区域,以及大约150微米厚与1.5mm宽的相对较厚的边界区域,以及大约2.7mm宽的间隔的母线平台,从较厚边界区域向内延伸,从在边缘处大约150微米的边界区域的厚度,逐渐缩小到例如100微米的内部区域的厚度,并且此外,母线岛状部横跨晶片的宽度隔开以便支撑母线。

图10A是图10的区域A的放大图;

图11是诸如图11中示出的两个晶片的示意图,具有平台、岛状部以及设有喷镀并且与两个母线相互连接薄的内部;

图11A是图11的部分A的放大图的示意性描述,示出了单个母线与喷镀以及平台与岛状部的一部分;

图11B是图11A中示出的晶片的放大部分的局部分解视图,母线杠元件移除以示出下面的喷镀;

图12A、图12B、图12C、图12D和图12E示意性示出了以两个步骤布置以提供具有薄的内部与较厚周边的晶片的功能性层的应用的阶段,其中:

图12A示出了在整个表面上设有第一功能性层的型板;

图12B示出了围绕其周边具有罩的图12A的型板;

图12C示出了具有设置在罩的内部的第二功能性层的图12B的带罩型板;

图12D示出了罩被移除的图12C的型板,示出具有不同表面积的两个堆叠的功能性层;以及

图12E示出了翻转的图12D的型板,使得如其在使用过程中防熔化侧向下面向;

图13A、图13B、图13C和图13D示意性示出了两个插入层的应用阶段:

图13A仅示出了型板;

图13B示出了第一插入层覆盖其整个表面的图13A的型板;

图13C示出了图13B的覆盖的型板,另外的插入层覆盖内部,以制造具有薄的内部与较厚周边的晶片;以及

图13D示出了翻转的图13C的型板,使得如其在使用过程中防熔化侧向下面向;

图14A示意性示出了覆盖有以粉末或其它流体形式的功能材料的条状部的或者作为自由直立的插入式本体的型板;以及

图14B示出了翻转的图14A的型板,使得如其在使用过程中防熔化侧向下面向;

图15以局部横截面示意性示出了具有两个功能性材料层的型板与形成在型板的防熔化表面上的晶片;

图16以局部横截面示意性示出了与型板分离的图15的晶片;

图17示意性示出了在不同区域具有不同厚度的型板,具有较薄内部区域与较厚周边区域;

图18以局部横截面示意性示出了具有不同厚度的型板,与形成在型板的防熔化表面上的晶片;

图19示意性示出了在不同区域处具有不同厚度的型板,诸如在图17处具有较薄的内部区域与较厚的周边区域,并且还具有用于形成条状部、平台与岛状部的较厚的内部区域;

图19A以横截面示意性地示出了图19的沿着线A-A的型板;

图19B以以横截面示意性地示出了图19的沿着线B-B的型板;

图20A以局部横截面示意性示出了图19A中示出的具有不同厚度的型板的一部分,具有形成在型板的防熔化表面上的晶片;

图20B以局部横截面示意性示出了图19B中示出的具有不同厚度的型板的一部分,具有形成在型板的防熔化表面上的晶片;以及

图21示出了型板,其具有布置在内部内的孔,以便与其周边区域相比在其内部区域中提供具有不同热特性的型板,为了简化描述,此孔示意性地示出。

具体实施方式

这里公开的实用新型涉及半导体晶片以及形成此晶片的方法。它们尤其可适用于用于光电组件中的半导体晶片,以及制造此晶片与此组件的方法,尽管它们可以被用于其它使用的晶片样物件的形式。硅晶片作为实例说明,但是此实用新型不限于作为半导体的硅。类似地,尽管光电使用作为示例性说明,但是这里公开的方法可以被用于任何由大量熔化材料制造的半导体物件,利用诸如这里描述的型板其中期望具有薄于更厚的其它部分的区域,并且此外,特别地,其中薄的区域非常薄,并且通过加厚区域的存在加强到一定程度。

如上所述,这里公开的实用新型可以大体上涉及晶片,所述晶片在它们表面积大部分上方比大体上180-200微米厚的标准光电晶片更薄。本实用新型的晶片还具有较厚区域,其可以有助于比存在具有小于180微米的均匀厚度的晶片提供更大强度,诸如较厚周边区域,或者较厚条状部、岛状部、延伸凸片、平台、凸片或者用于电连接件的其它几何构造。还可以通过这些其它较厚结构,诸如对连接件的增强的强固性,提供除了强度以外的特征。如这里使用的,当陈述晶片具有较薄的内部区域时,意味着排除诸如条状部、岛状部等这些其它几何构造大部分内部区域较薄。通常来说,内部区域的至少50%将具有较薄尺寸,并且更通常地大于80%或90%将具有较薄尺寸。通常来说,本实用新型的晶片具有薄于140微米,并且优选地薄于100微米,到60微米那么薄的内部区域。可能可以的是,通过采用的特定措施,来制造甚至薄于60微米的晶片。通常来说,相对较厚区域与相对较薄区域的比率将在1.3比1与3比1之间,然而它们可以更小或更大。在大部分通常情形中,尽管用于光电使用,但是较薄区域将不太可能薄于50微米,并且较厚区域将不太可能厚于250微米。具有这些两个极限厚度的晶片在未来是可能的,尽管更可能的是在当前实践下在相同的晶片中将不会发现这两个极限。

如这里使用的较厚区域与较薄区域的含义,基于传统线缝合光电晶片的厚度的自然变化要求一些说明。线缝合晶片沿着锯切的方向通常地采用楔形形状,因为当切割线进入砖状件的前沿边缘以切断晶片时,例如SiC的切割浆体,脱落并且此外通过其携带磨损的硅,当线前进通过到砖状件被缝合的出口边缘时造成切口厚度的改变。因此,在切割路径的后沿部分比在前沿部分从砖状件移除更多材料。对于缝合晶片的通常的厚度变化将在10微米与30微米之间,从一个边缘到另一个边缘的厚度的改变性质上是系统化的。平行于切割线的长度的晶片的厚度从线的一端到另一端大约相等。沿着线移动的方向产生此变化。通常来说,由于这些锯切相关的原因在晶片内的厚度差小于或者等于加厚部分的20%。

如这里使用的,当提及的本实用新型的晶片的一个区域比另一个区域更厚时,意味着特别设计的局部厚度变化存在并且已经形成。变化的布置被设计并且特别地控制。术语较厚,旨在表示由于上述锯切而与变化不同的某些,从锯切的前沿边缘到后沿边缘。从百分比的观点考虑,由于特定设计的晶片内的厚度的差值,局部控制的差值通常大于或等于加厚部分的厚度的20%。

如这里使用的,区域的厚度表示平均厚度,诸如利用电容式厚度传感器从一个晶片表面到相对的晶片表面测量到底厚度,这通过位置形成了厚度的x-y绘图。例如考虑具有大的薄的内部区域的晶片,与第二较厚区域(如下所述的,诸如周边的连续区域,或者诸如岛状部或平台的非连续区域部分),此晶片表面的x-y绘图可以排除第二区域(具有较大厚度)。在第一、较薄区域内的厚度可能存在变化。(例如,对于200微米厚的晶片来说,计算为根据本实用新型制成的晶片的绘图上的全部点的最大值减去最小值的通常TTV或者全厚度变化可以从40微米到80微米变化),但是第一区域的平均厚度将显著地(>20%)小于第二区域的平均厚度。

在用于第二区域的窄周边的情形中,用于确定厚度的测量方法可能是不同的,诸如通过边缘可视照相机,因为电容式传感器具有5mm的测量点并且不能探测窄的脊部。

下面将首先说明本实用新型的晶片的几种不同的类型与几何构造。然后将说明形成此晶片的方法。

图1示意性示出了晶片100,其具有内部区域120的扩展部110,其薄于180微米,例如大约100微米。周边区域130可以更厚,例如180-250微米厚,这在其范围内包括用于标准硅PV晶片的整体厚度的范围。因此,较厚部分的厚度与较薄部分的厚度的比率可以至少是1.8:1,利用粉末为基础的技术,诸如在‘084专利中公开的技术此比率将是不可实现的。较厚的周边130可以通常地从边缘向内延伸0.5-3mm,如图1中所示,优选地为1-2mm。因此,其宽度w可以大约是1-3mm。内角134从高厚的周边130到低薄的内部120是倾斜的。晶片100的边缘132的强度将与标准晶片的边缘的强度类似。图1中示出的实施方式具有2mm的周边宽度w,具有大约0.4mm的从较厚到较薄的渐变过渡区域。

实际上,通过一些方式,较厚的周边130将比具有通常情形的均匀厚度的晶片中的相同厚度的边缘更坚固。例如,当本实用新型的晶片100,在具有相对薄的中心110与相对厚的边缘132时,碰撞硬件的晶片载体或其它件,它在具有比均匀厚度晶片小的力时这样做,因为在平均较薄晶片100上将具有较小质量并且由此较小动量,并且由此需要较低力以停止。此外,与具有标准厚度的晶片相比具有较薄内部部分的晶片在此区域中可以经受更多的偏转与弯曲。如在固体力学的技术领域中所理解的,因为较厚边界区域像梁那样弯曲,而整晶片表现为像板一样,因此甚至较厚边界区域可以经受比具有相同厚度的整晶片更多的弯曲。因此,薄内部厚周边晶片通常比具有均匀标准厚度的标准晶片,或者具有均匀(尽管较薄)厚度的薄晶片更坚固并且更结实。

此外,此晶片,由于其整体相对薄,而不是在其周边或者其它更厚区域,在电池构造中具有较高的效率,这导致较低的表面结合与诸如上述PERC的良好的光捕获。与可能是具有相同或较差强度或者相同或较差效率或具有二者的传统均匀厚的晶片相比,此厚的边界(或厚的区域)以及薄的内部晶片包括显著更少的半导体材料。

因此,由于本实用新型包括比均匀厚度晶片更少的半导体材料,因此本实用新型的此晶片具有显著较低的材料成本。例如,具有100微米厚的内部,200微米厚及2mm宽的周边上述尺寸的晶片,包括用于均匀厚度200微米厚的晶片所需的大约60%或者更少的半导体。

例如,156mmx156mmx200微米厚的标准晶片的体积,是4.87立方厘米并且其质量大约为11.2克。具有100微米厚与2mm宽的中间部分、200微米厚的边界的晶片,具有2.56立方厘米的体积与大约5.88克的质量,以便节约标准晶片的质量的大约50%。

如这里使用的,周边区域是基本上围绕具有任何形状(正方形、长方形、圆形或者任何其它形状)的晶片的整个界限的区域。

在另一个实施方式中,出于特定功能性原因,晶片内部内的一些区域被制成更厚。例如,如参照图2示意性示出的,晶片200可以具有定位在随后将容纳互连母线杠的晶片200的区域中的具有较大厚度的条状部240a、240b、240i(未示出中间条状部)、240c。条状部240a-240c设定在另外地薄于180-200微米厚的标准晶片的例如具有100微米的厚度的内部区域210中。条状部可以如250微米那么厚,尽管为此目的它们不需要这么厚。人们认为用于150微米与250微米的电连接件的厚度是有利的。因此,较厚部分的厚度与较薄部分的厚度的比率可以至少是1.5:1,利用粉末为基础的技术,诸如在‘084专利中公开的技术此比率将是不可实现的。

可以参关于中心区域的厚度选择周边区域与任何较厚内部区域的厚度。通常地,厚区域的厚度与薄区域的厚度的比率在1.28比1与3比1之间,但是对于一些典型使用来说比率可以大至5比1。换句话说,根据较厚区域的延伸部超过较薄区域的表面的基部高度的尺寸与较薄区域的厚度的比率,此比率通常地在0.28与4之间。

如本技术领域中已知的,对于一定类型的电池构造来说,具有相对较薄的晶片的太阳能电池的效率可以比具有相对较厚晶片的太阳能电池更高。电池结构的类型为此真实地包括但不限于:PERC(被动发射器后触头)与PASHA。在PASHA结构中,电池的后面包括重掺杂区域,以形成后表面场,这如在本领域中已知地,朝向电池的前面排斥小部分载体。在电池导体的后部上的导体是以指针的形式而非金属的全部区域。这些指针之间的硅表面可以是钝化的,其与后表面场结合,提供了全面的钝化。达到电池后面的红外光可以遇到良好的光学反射件并且再进入电池。因为由于硅与后面金属之间的热膨胀错配后面上的较少金属覆盖将导致晶片的较少弯曲,因此此结构可以特别好地适于薄的晶片。这遵循几个物理原因。

利用较薄晶片可以增加通过增加开路电压(Voc)与短路电流(Isc)增加在此晶片上制成的电池的效率。由于在晶片的体积中存在较少小部分载体的再组合,因为具有较小体积,即精确地因为晶片更薄,因此Voc上升。电流也可以更高。这是因为由在电池后面附近的红外光子的吸收产生的光生载体,不需要远至行进到电池前面出的p-n交叉点。因此,到再组合损失的这些光生载体越少,并且由此,达到能够形成到电池外部电流的交叉点的这些光生载体就越多。

为了充分利用这些改进,电池应该优选地实现卓越的光捕获,使得红外光在电池内来回反弹多次并且可以适于被吸收。特别地,优选地将在电池的后面存在良好的光学反射。存在本领域中已知的PERC返回。对于具有较低小部分载体寿命(电质量的主要测量)的材料而言来自减小厚度的效率增益实际上较大。这是因为在较低寿命材料中,与具有高寿命材料的类似情形相比,在电池后面处形成的光生载体更加可能地在它们达到电池的前面以前重新结合。因此对于较低寿命材料来说缩短光生载体必须行进的此距离是更加有利的。

图3示意性示出了电池效率(竖直刻度)与晶片厚度(水平刻度)之间的关系。此图表通过在PV工业中广泛使用的称作为PC1D的模拟软件形成。假设PERC返回具有96%的光学反射率与20厘米/秒的表面再结合速率。曲线族是用于小部分载体寿命(τ)的不同值。通常来说标准180-200微米厚的晶片具有大约150微秒的τ,并且具有大约19%与19.1%之间的效率。将此标准晶片的厚度减小到100微米仅将效率略微地增加到大约19.3%。相比之下,具有较小τ的晶片,例如35毫秒,这在180-200微米的标准厚度下将仅具有大约18%的效率,如果其具有仅100微米的较小的厚度,可以具有接近18.4%的更高的效率。因此,与可能减小具有相对较大τ的晶片的厚度相比,减小晶片的厚度具有相对较小τ具有这些较小τ晶片的效率获得上的较大益处。较薄晶片的其它优点在于每单位体积的小部分载体注入等级较高,因为相同数量的光子被吸收在材料的较少体积中导致较高的注入等级。由于多晶硅材料与直接方法制造的材料具有较高体积小部分载体寿命,这在较高喷射高度处增加,较薄晶片将在实践中实现较高τ。

因此,如上所述的较薄晶片的优点包括效率增加以及来自使用较少硅的成本减少。为了通过具有晶片的较薄第一区域与晶片的较厚第二区域的晶片获得这些益处,从平衡的实际观点此益处如与必须采取以制造具有不同厚度的区域的额外努力相比,具有直接地由半导体的熔化本体制成的晶片的2015材料与效率的成本,第一区域的面积分数应该是晶片表面的大部分,优选地>80%并且更优选地>90%。

因此,上面示出了晶片的几个基本实施方式,对于一些不同的基本几何构造与式样以及薄与厚区域的使用来说,所示晶片在它们表面积的显著范围上具有比工业标准180-200微米晶片显著更薄的区域。上面已经公开,这些较薄晶片比较厚晶片(具有相同τ)更加高效,并且此外具有选择性较厚区域的这些较薄晶片比可能均匀薄或均匀厚的晶片更强固。下面进一步说明制造此薄的晶片的方法。然而,在讨论制造此晶片的方法以前,下面紧接着讨论宽泛多种的不同模式的薄与厚区域。

几何构造

本实用新型的重要方面是提供通常厚度小于180微米的内部非常薄的晶片。在优选实施方式中,此厚度将会小于140微米。在一些实施方式中,此厚度将会小于100微米。在一些特定实施方式中,此厚度将小于80微米,尽管人们还认为通过晶片薄于80微米将不存在效率优势,然而材料的成本优势将存在。在一些非常特定的实施方式中,此厚度可以小于60微米。应该理解的是在本领域中小于180微米的晶片通常在操作方面是脆弱的,并且对于薄于150微米的晶片来说肯定也是如此。此外,应该理解的是在本领域中如果晶片极其薄,那么通常必须通过使它们安装到通常保持附接到晶片并且成为制成品模块的一部分的载体来操作它们。因此,这里本实用新型的关键方面是使得能够操作晶片厚度,其否则可能实践上不能操作,尤其作为自由直立的晶片。在一定程度上,可以认为本实用新型的一些晶片设有一体的载体部分,即较厚的边界。

已经在上面讨论的是图1中示出的具有加厚周边132的薄晶片100,以及图2中示出的具有较厚条状部240a、240b、240c等以便连接到或者承载母线杠传导件或者其它电学元件的薄晶片200的基本实施方式。组合、变型、以及变型的组合也是可能的。

图4是本实用新型的晶片1000的示意性描述,其具有例如100微米厚的相对薄的内部区域410,以及大约150-250微米厚、总共具有大约1.5mm的宽度w的相对较厚的周边区域430(图4A)。此外,以条状部形式的区域440a、440b、440c比整体内部410相对地更厚,大约地150-250微米厚并且具有大约2.7mm的宽度r。因此,图4中示出的晶片400的实施方式具有薄的内部410并且然后均具有相对厚的周边430与相对较厚的条状部440a、440b等。还示出了边缘432。

图5示意性示出了晶片500,其具有内部区域520的扩展部510,其薄于180微米,例如大约100微米。周边区域530可以更厚,例如200微米厚。如图5B中所示,此较厚周边530示出为从边缘532向内延伸大约1mm。由此,其宽度w可以大约是1mm。在示出的放大处,内角534相对锋利成大约正方形,并且由此从厚到薄的过渡是突变的。图5B示出了在线B-B处的图5的晶片。图5A示出了在A处的图5的晶片的放大图。(图5、图5A或图5B都不是按比例的。)

图6示意性示出了晶片600,其具有内部区域620的扩展部610,其薄于180微米,例如大约60微米。周边区域630可以更厚,例如200微米厚。如图6中所示,此较厚周边630示出为从边缘632向内延伸大约2mm。因此,其宽度w 可以是大约2mm。内角634从较高较厚的周边630到较低较薄的内部620是倾斜的。图6中示出的实施方式具有2mm的周边宽度w,具有大约4mm的从较厚到较薄的渐变过渡区域。图6B示出了在线B-B处的图6的晶片。图6A示出了在A处的图6的晶片的放大图。(图6、图6A或图6B都不是按比例的。)

图7示意性示出了晶片700,具有内部区域720的扩展部710,其薄于180微米,例如大约100微米。周边区域730可以更厚,例如200微米厚。如图7中所示,此较厚周边730示出为从边缘732向内延伸大约2mm。因此,其宽度w可以是大约2mm。与上述实施方式的过渡区域相比,内部过渡734是平滑的并且非常缓变的并且从较高、较厚的周边730到较低较薄内部720,延伸更多。图7中示出的实施方式具有2mm的周边宽度我,从较厚到较薄的过渡区域具有大约2mm的宽度s。图7B示出了在线B-B处的图7的晶片。图7A示出了在A处的图7的晶片的放大图。(图7、图7A或图7B都不是按比例的。)

图8示出了在一些方面与参照图2所示的实施方式类似的实施方式。晶片800具有用于将母线附接到晶片800的作为加固件的短平台,或凸片840a、840b、840c...。平台840a等在诸如832的边缘附近具有较大厚度并且短的长度以后向下逐渐缩小到内部区域810的厚度。此平台还可以在这里称作为凸片。这些通常地特定地并且有意地定位在随后将接收互连母线杠的晶片800的区域中。通常地,母线趋于在边缘832附近的晶片上最用力地拉动,并且由此这是加强凸片最有利的位置。母线不必利用通过那么大的力远离边缘832拉动,更靠近中心810。因此,如阐明的,晶片内部810的整体大体厚度可以很薄,诸如100微米。母线加强平台840a、840b、840c可以如200-250微米那么厚,或者在它们最厚部分甚至更厚,尽管出于全部目的它们都无需那么厚。人们认为用于150微米与250微米的电连接件的厚度是有利的。在通常的实施方式中,加强平台840a等可以具有大约2.4mm的宽度r,并且将在垂直与宽度r的例如约18-20mm的长度上从200微米逐渐缩小到100微米。此结构在这里可以称为母线平台、加强件或凸片。图8A是图8的区域A的放大。

术语平台与凸片在这里互换地使用以表示邻近晶片的边缘并且从边缘延伸到相对薄的内部区域的凸起区域。平台自身比内部区域更厚。平台可以从靠近边缘的最厚部分逐渐缩小到靠近内部的较薄部分,较薄部分可以如较薄内部那么薄。此外,至少对于晶片本体的周边而言,晶片的边缘自身还可以更厚,并且实际上全部周边都可以更厚。由此,平台可以从较厚的周边延伸到较薄的内部,并且平台的厚度可以等于或者厚于邻近周边的周边的厚度,并且如邻近内部的内部那么薄。

图9示出了在某种程度上与图8和图1示出的实施方式类似的实施方式,其具有较厚周边边界930以及此外母线加强平台(凸片)。晶片900具有类似于上述平台840a、840b的平台940a、940b、940c等,其是用于将母线附接到晶片900的加强件。平台940a等在诸如932的边缘附近具有较大厚度,并且短的长度以后向下逐渐缩小到内部区域910的厚度。这些定位在随后将接收互连母线杠的晶片900的区域中。如阐明的,晶片内部910的整体大致厚度可以很薄,诸如100微米。母线加强平台940a、940b、940c等可以如200-250微米那么厚,或者甚至更厚,尽管出于全部目的它们都无需那么厚。此外,此实施方式在各边缘932处具有厚的周边区域930,其与上面描述的实施方式类似可以是200微米厚。在典型的实施方式中,加强平台940a等可以大约2.7mm宽,并且跨越约18-20mm的长度将从与周边区域930相同的厚度200微米逐渐缩小到100微米。周边区域930可以具有如上所述从约1mm到3mm或更大的宽度w,1.5mm是有利的。图9A是图9的区域A的放大。

图10是本实用新型的晶片1000的示意性描述,其具有例如100微米厚的相对薄的内部区域1010,以及具有大约1.5mm的宽度的大约150-250微米厚的相对较厚的周边区域1030。此外,以平台或凸片形式的凸起区域1040a、1040b比内部相对更厚,大约150-250微米高并且具有大约2.7mm的宽度。与上述图4的平台440a、440b一样的,平台或凸片1040a、1040b用作在母线端部处的加强。此外,厚的岛状部1042a、1042b沿着其内部在桥接到周边1030的另一侧的直线(或多条线)上跨越晶片隔开。这些凸起的平台1040a等以及岛状部1042a等用于接收母线。岛状部1042a、1042b等比内部1010更厚,例如150-250微米高,类似于平台1040a、1040b。如这里使用的,术语平台表示由相对较低并且通常较薄区域围绕的相对凸起区域。

图11示意性示出了如图10中示出的通过一对母线1170a和1170b连接的一对晶片1000a和1000b。图11A和图11B示出了图11的放大部分A。用于使用作为部件的晶片1100a的太阳能电池的喷镀的母线部分1172可以作为印刷为连续条状部丝网,如图11A和图11B中所示的,类似于布置在粗糙表面上的缎带,其可以在平台1040a与岛状部1042a等上方与之间上下波动。然而,母线自身1170b可以以较少波动更多地位于平面中,并且仅在母线端以及在凸起岛状部1042a1、1042a2等处沿着母线内部间距,附接到凸起垫1040a、1040b,保留机械性明显的大部分母线并且在位置s处与晶片1000a的表面隔开。图11A示出了图11在A处的放大,母线1170b略微移动以示出下面的喷镀1172,并且图11B示出了母线1170b在适当位置处的此相同的部分。图11A和图11B示出了在位置s处,存在于晶片的表面和其喷镀1172与母线杠1170b的底面之间的竖直空间。通过此种方式,可以通过平台垫1040a与岛状部1042a之间的间距略微调节硅晶片材料与铜母线之间的热膨胀的误配,以允许母线略微弯曲(例如,展开)。这可以在晶片上形成较小的应力,并且降低断裂与诸如母线的层离的其它故障的潜在原因。

因此,图10和图11中示出的晶片1000的实施方式具有薄的内部1010并且然后都具有相对较厚周边1030与平台垫1040b等以及岛状部1042a、1042b等。

图11示出母线1170a、1170b如何必须从一个电池1000a的顶部表面向下弯曲,以在下面包住到相邻电池1000b的后表面。此弯曲线增加了在附接点处以及电池1000a的边缘1132附近的在喷镀方面的层离应力。此外,如果不适当地弯曲,线就可能实际上接触电池的边缘1132,由此致使或促使边缘破裂。由此,提供了较厚的附接点,诸如平台1040b与岛状部1042b1并且加厚的周边1030加强了晶片的强度并且使层离与断裂的几率最小化。

应该理解的是,上述根据相对较薄部分与相对较厚部分讨论的实施方式,也可以是根据具有通常基部高度的晶片描述,例如考虑图1的晶片100,表面120与从基部高度部分延伸的凸起部分,诸如凸起的周边130。类似地,如图4中所示,晶片400具有通常的基部高度420,诸如条状部440a、440b等与周边430的凸起部分从基部高度420延伸出。通常来说,凸起部分可以从20微米那么小延伸超过较薄部分的基部高度表面,更通常地40微米,到多达120微米,例如在具有60微米内部与180微米周边的晶片的情形中。在实践程度上,此延伸部分的尺寸还取决于较薄部分的厚度。通常来说,较厚与较薄厚度的比率可以通常地超过5:1并且更典型地可以是3:1或者更少。

可以根据效率与操作与电连接考虑几何构造以及相关厚度。通常来说,将通过表面积的最大程度的薄度控制晶片的效率,这就是为什么具有至少80%表面积的薄的内部对于实现效率获取是重要的。类似地,根据当前使用的机器的类型,操作的容易性由周边与最厚部分的厚度控制,这不必超过晶片的表面积的5%或者甚至更少。最后地,通过需要在其中进行电连接的位置中的厚度易于控制电连接,这是其中母线所在地方,诸如条状部,和/或在一些情形中,诸如在平台与岛状部处进行焊料连接。

如上所述,根据相对最近开发的晶片制造方法,大体上利用在2012年10月23日公开的Sachs等的标题为METHODS FOR EFFICIENTLY MAKING THIN SEMICONDUCTOR BODIES FROM MOLTEN MATERIAL FOR SOLAR CELLS AND THE LIKE(用于由熔化金属有效地制造用于太阳能电池等的薄的半导体本体的方法)的美国专利第8,293,009中公开的技术直接地由半导体熔化形成半导体晶片,所述专利通过引用的方式完全地包含于此。在‘009专利中公开的技术这里大体上称作为直接晶片R(DW)晶片形成技术。根据此技术,薄的半导体本体,诸如晶片,由熔化形成,而不是由坯料缝合或者在绳之间生长或者其它一些方法形成。

如上面简要提及的,形成在型板上的晶片的厚度取决于从熔化物以及然后在相关的位置处的固化的半导体材料提取的热量的数量以及此外略微取决于热量提取速率。与在另一个区域相比,在一个区域处提取相对更多热量,(如果以足够快的速率提取)导致在具有相对更多的热量提取型板位置处的相对较厚晶片区域的形成。相反地,在一个区域中与另一个相比提取相对较少的热量导致在具有相对较少热量提取的型板处的相对较薄晶片区域。参照图15、图16、图17、图18、图19、图19A和图19B、图20A和图20B和图21示出此,并且在下面更加充分地说明。

因此,对于型板的区域而言提取热量的倾向管控将要形成在相关区域处的晶片的厚度。下面的讨论探索不同方法以增加型板的一个特定设计与控制区域与另一个特定设计与控制区域相比的热量提取倾向性,并且由此,通常地,以增加在较大热量提取的位置处的提取与形成的晶片厚度的热量。

在说明用于增加与改变热量提取倾向的这些不同的方式以前,将说明涉及形成的晶片的间歇氧与全氧含量的本实用新型的优点。如上所述,在成品的成形晶片或其它半导体本体中以粉末为基础的技术受到不期望地高等级的间隙氧。这是因为在不执行特别步骤的情况下,在粉末颗粒上的原生氧导致在晶片中的高的间隙氧等级。相对较小的颗粒导致在制成品中的相对更多的间隙氧。为实现相对较薄的晶片,必须使用相对较小的颗粒。因此,为实现相对较薄的晶片,在晶片中将存在相对更多的间隙氧。例如,‘084专利讨论了具有350微米与1000微米之间的厚度范围的晶片,并且还讨论了20-1000微米的粉末。为实现350微米的薄度可能要求使用小于120微米尺寸的粉末。人们认为,根据由本实用新型人执行的分析,其将制造具有6x1017原子/cc与2x1018原子/cc之间的间隙氧含量的晶片。

直接由熔化半导体制成的晶片不受到此氧化与间隙氧污染问题,因为用于熔化材料的供给存储无需是具有它们内在的高原生氧含量的小的颗粒。因此,由晶片或者其它形式的本体形成的熔化材料,具有较少的氧含量,并且由此形成的本体也具有较少的间隙氧。例如,利用上述方法直接由熔化半导体形成的硅晶片,通常具有2x1017原子/cc或者更少的间隙氧含量,相比之下以粉末为基础的技术的硅晶片至少是上述间隙氧含量的三倍并且更高。此外,此晶片具有小于8.75x1017的原子/cc(=10ppmw)并且通常地小于5.25x1017原子/cc(=6ppmw)的全氧,相比之下以粉末为基础的技术的晶片全氧高于8.75x1017原子/cc。

现在参照用于增加与改变热量提取倾向的不同方式的说明,例如考虑具有诸如图1中相对较厚周边区域(以130表示)的晶片。通过控制从半导体熔化到型板的热量提取,使得具有从周边周围的熔化材料提取的更多热量,在其中期望晶片更厚的区域中,如与内部区域相比,如此形成的晶片在周边周围将比在内部中更厚。

类似地,如在图2中以240a、240b示出的,对于相对较厚的条状部或其它几何构造来说,诸如图8中所示,尤其与电连接件相关的、在期望相对更厚的位置处提取相对更多热量的母线平台840a、840b,与存在较少提取热量的内部区域810的大部分相比,将导致在这些位置处的此相对较大的厚度。

下面详细地描述与其它区域相比的在一个区中提供热量流动与提取的控制、设计、区别的多种方法。这些包括,但不限于:在型板上提供一个或多个功能性层的区域,诸如涂层或者自由直立插入层,其滞留(或者在少数情形中,增强)热量流动,和/或提取;提供在一些区域中较厚,并且由此比较薄的具有较少热质量与较少热量提取倾向的其它区域具有更多的热质量以及更多热量提取倾向的型板;在跨越型板表面的不同位置处提供不同数量的压差;在型板自身内提供局部不同的热特性,诸如通过包括间隙,有效地使得型板在间隙的位置中较薄;在型板中的不同位置处提供不同程度的孔隙度,由于孔隙度自身或者由于从不同程度孔隙度产生的不同程度的压差,由此提供不同数量的热量提取以及热量流动程度。

在一定程度上,型板几何构造或型板处理在它存在的位置处提供了比在没有形成或处理的情况下可能通过型板提取的更大的热量提取,此形式或处理在这里称作为热量提取增强件,或者提供更大热量提取倾向的处理。提供用于较少热量提取的型板处理或形成,诸如通过提供相对较薄型板部分,或者基本上减小在它们位置处的型板的热质量的多个间隙,或者使热量流动滞留并且减小热量提取以及由此用于热量提取的孔隙度的涂层,在这里称为热量提取减损器。

因此,在一般意义上来说,本实用新型的方法是通过在型板上形成晶片来制造晶片的方法,此型板具有相对较大热量提取倾向的区域,在此区域上将形成期望更厚的晶片的区域,以及具有相对较少热量提取倾向的区域,在此区域上将形成期望较薄的晶片的区域。本实用新型的型板是具有刚在上面描述的相关热量提取倾向的型板。具有较大或较少热量提取倾向的位置特别地在它们期望的位置处形成在型板上。

应该指出的是由熔化形成晶片是有利的,并且其被认为是这里公开的实用新型,以在熔化物内形成固化本体,并且用于在本实用新型的型板上形成此本体,例如晶片。形成的本体不需要从型板释放以构成制造的有价值的物件。而且此外,可以以多种方式将形成的晶片从型板移除。在一些情形中,可以移除压差状况,即如果使用真空,就可以将其关闭,并且晶片落下。或者,压差状况可以减小,即真空的程度可以减小,或者压差可以减小。此外,可以单独或者与压差状况的减小或移除结合地使用机械装置,诸如顶杆、漏模框架、或者机械地接触晶片并且远离模制板压紧它的其它工具。将形成的晶片从型板上拆除的任何适当装置都是可接受的,并且认为是本实用新型。

与另一个型板区域相比从型板的一个特别指定的区域提取更多热量的一些方法包括,但不限于在下面部分中说明的方法。为了简化描述,将初始地假设期望具有较厚的周边区域,诸如在图1的130以及较薄的内部区域110。由此,讨论较薄的内部与较厚的周边。然而,应该理解的是下面的说明适于其中期望较厚区域的任何模式,诸如如图2中所示的条状部240a、240b,如图8中所示的母线加强平台840a、840b,和/或适用于这里说明的其它相对较厚区域中的任一个,以及无论什么形状并且用于无论任何目的的任何其它相对较厚区域设计在根据本实用新型的方法制造的未来结构中。在此情形中,这里和下面讨论的用于形成较厚周边的方法可以被调节以在除了周边以外的其中期望的地方形成较厚区域。(如果期望较薄的周边区域,那么可以采取相反的操作。)

为了控制热量提取,可以以限定由较厚周边的期望宽度的周边围绕的内部的式样在型板或者在熔化物表面上设置功能性层涂层。此功能性层可以是上面引用的直接晶片技术专利第8,293,009中描述的类型。说明了提供多种功能的功能性层,诸如在:增强固化本体从型板的释放;减小了晶化的成核位置;增加了晶化的成核位置的频率;在期望位置中建立用于晶化的成核位置,还有其它原因。大体上参见DW技术专利的pars.00101和00128-00141。DW技术专利的附图示出了利用应用到熔化物表面的功能性层的两个不同的方法的实施方式。

这里公开的实用新型的尤其有利的是在型板上的功能性层涂层,具有阻挡热量流动的类型,使得从设有功能性层的型板的区域中的熔化物提取较少的热量。(因此,与当前的具有相同热量提取倾向性的具有或较薄功能性材料的区域相比,此功能性层通常地是热量提取减损件并且其存在形成了具有相对较低热量提取倾向性的型板的区域)。功能性层可以设置为在型板上的涂层,或者设置为在将通过型板接触的位置处提供在熔化表面上的粉末形式。此功能性材料可以通过本领域中已知的方法沉积,所述方法包括但不限于:幕帘式淋涂、喷涂、槽模涂法、弯月面涂法等,以及未知但是随后开发或公开的任何适当的方法。功能性材料还可以设置为以某种方式布置在型板与熔化表面之间的自由直立板状插入层。

自由直立插入层可以粘附或者以其它方式固定到型板,或者单独地布置。此插入层在一定程度上是功能性层的自由直立形式。在下述文件中描述了此插入层:公布的申请号为13/990,498的US申请,其为2011年12月1日提交的PCT申请号为PCT/US11/62914的美国国家阶段,要求2010年12月1日提交的临时申请的优先权,2014年4月24日公布美国公布号为2014-0113156-A1、标题为MAKING SEMICONDUCTOR BODIES FROM MOLTEN MATERIAL USING AFREE-STANDING INTERPOSER SHEET(利用自由直立插入板由熔化材料制造半导体本体),其全部公开都通过引用的方式包含于此,并且其在这里称作为插入层技术专利申请。

在型板上局部地建立功能性层的厚度或材料还可以用于控制形成在型板上的一部分晶片的厚度。例如,如在图12A、图12B、图12C和图12D中示意性示出的,功能性层可以布置在型板1200自身上,而不是布置在熔化物表面上。功能性层可以以两个步骤布置:如图12A中所示,其中第一层1252均匀地布置在型板1200的整个表面1250上方的第一步骤;以及如图12B和图12C中所示的其中使用掩膜1253覆盖型板1200的周边1230(其完全地覆盖以功能性材料的第一层1252)的第二步骤。然后,如图12C中所示,功能性材料的额外层1258布置在型板1200的内部区域1220中。如图12D中所示,然后移除掩膜1253,留下功能性层覆盖型板1200的整个表面1250,在内部1220中具有功能性层1258的较深、较厚区域,以及在周边1230周围的较浅、较薄区域1252。当将使用它时,由于覆盖以功能性层1252和1258,因此表面1250成为型板1200的防熔化表面1256。

然后,型板1200可以被用于在其上形成半导体晶片。例如,如使用,其可以从图12A-图12D中示出的定向竖直地翻转到如图12E中所示的,使得构成初始表面1250的防熔化表面1256覆盖以朝向熔化材料表面向下面向的较厚的两个高度的功能性层1252和1258。如在DW专利中描述的,例如在附图中的Par.0047处示出的,此覆盖表面然后达到与熔化材料的体积的表面接触(用于没有功能性层的实施方式)。

与在没有功能性层的情况下可以提取的数量相比,功能性层减少了从液体硅池提取的热量的数量(并且由此是提取减损件)。因此,在其中功能性层1258厚于周边1230的内部区域1220中,其仅支撑单个功能性层1252,晶片的较薄部分将形成在型板的中间1220、内部部分附近。因此,诸如在图1处所示的晶片100将形成具有较薄的内部区域120与较厚的周边区域130。

如上所述功能性层可以作为粉末或喷涂或其它流体材料施加,或者如在上面指出的插入层技术专利申请中描述的,它们可以作为自由直立插入层的一部分施加。图13A-图13C示意性示出了,设立型板1300(图13A)与第一插入层1352(图13B)以建立用于整个晶片表面以及然后布置在型板1300的表面的内部部分1320中的第二插入层1358(图13C)的热量提取程度,,使得在内部区域1320中的第一插入层1352与第二插入层1358一起的总厚度大于(厚于)仅围绕型板1300的周边1330的插入层1352的总厚度。

型板1300将被如在图13D中所示使用,通过将其从图13C中示出的定向翻转,如这里所示定向,使得功能性层1352与1358形成防熔化表面1356,如上所述,其达到与熔化半导体材料的本体的表面接触。型板1300的后侧1354背向熔化材料。在内部部分1320中的插入层1352加上1358的相对较厚层,如与周边区域1330中的单层1352相比,导致与周边1330周围相比内部1320中的较少的热量流动与较少的热量提取。由此,晶片的较薄内部区域形成在型板1300上。利用自由直立的插入层的过程与用于粉末或其它流体功能性层类似,但是通过插入层,不再需要掩膜,因为可以通过机械操纵器单独地与直接地布置此插入层。不需要掩膜。通常地,插入层也是热量提取减损件,其使型板的倾向性的局部区域减小以提取热量。

图14A和图14B示意性示出了设立以提供型板从而制造具有比晶片内部更厚的诸如在图2和图4所示条状部以及诸如在图8、图9和/或图10所示的较厚平台和/或岛状部的晶片。设置型板1400,其具有在使用过程中将成为防熔化表面的表面1456,其覆盖以在图14A中虚影示出的功能性材料的第一均匀层1452。如下面更加详细地描述的,在图14A中示出了功能性材料的此第一均匀层1452的七个补片。通过防熔化表面,意味着在晶片形成期间面向熔化物并且然后与熔化物接触的表面。其它功能性材料以功能性材料1465a、1465b和1465c(在图14A中示出为实体白色)的三个不规则形状区域的形式设置。这形成以条状部1460a、1460b和/或平台区域1462a、1462b或者岛状部1464a、1464b的形式的覆盖型板区域的单层功能性材料。功能性材料的其它区域(由此在它们位置处总计两层功能性材料)1465a、1465b与1465c,可以设置为涂层,诸如通过相应负片形状的掩膜,或者作为自由直立的插入元件。

条状部1460a、1460b等的型板区域(仅覆盖以单层功能性材料)将导致型板在没有如1465a、1465b和1465c的交叉虚影处示出的两层功能性材料的位置处提取较少热量,并且在具有如1460a、1460b、1462a、1462b和1464a,1464b等处的交叉虚影处示出的仅具有一层功能性材料的型板的区域中提取更多的热量,并且由此将导致晶片在与一层功能性材料的条状部1460a、1460b相应的位置处形成具有较厚的条状部。类似地,较短的交叉阴影区域1462a、1462b,仅具有单层功能性材料,将导致在其中它们形成的成形材料中的较短的厚凸片,并且仅覆盖以单层功能性材料的型板表面1464a、1464b的岛状部,将导致诸如在图10处示出的较厚晶片的岛状部。

图14B示出了如其将被使用一样定向的型板1400,防熔化表面1456示出为向下面向,使得设有模式化功能性层的表面将与熔化材料的表面接触,并且型板1400的后面1454背向熔化物。

功能性材料可以以流体形式提供,诸如粉末或者液体,通过液体或粉末布置系统直接布置,或者通过使用允许流体功能性材料布置在任何地方的掩膜,但是这防护型板表面1454的选定区域不接受功能性材料。

再次考虑如参照图12D和图12E所示的实施方式,通常地以便在热量提取倾向性中有效地形成差值,如与覆盖型板1200的内部1220的功能性材料1258和1252的总厚度相比,在覆盖型板1200的整个表面1250(图12A)的功能性材料1252的厚度之间存在大约二十微米的厚度差。此二十微米的厚度很小,但不是可忽略的,并且其可以是在随设置有功能性材料的型板形成的晶片中可以视觉地或触觉地探测到的。(功能性材料的基部层可以是此厚的,或者更多,或者更少。例如,基部层可以是40微米厚,外层是20微米,总共60微米厚。或者,功能性材料可以是彼此不同的材料。)

这参照图15和图16示意性示出,图15和图16示出了通过晶片的一部分以及其上形成晶片的型板的局部横截面(如在图12E中所示与图1B、图5B、图6B和图7B的左手部分类似的左手侧)。晶片1500已经抵靠型板1200形成,其与图12E中示出的型板1200基本上相同。型板具有功能性材料,其具有覆盖型板1200的全部范围的第一整体层1252,以及在内部区域中的第二层1258。由此在内部的功能性层的厚度较厚。形成的晶片1500具有较厚的周边部分1530与较薄的内部部分1520。晶片在面向型板1200的防熔化表面1256的表面1556上是不平坦的。此外,晶片1500的型板面向表面1556具有凹入部分1557(可能在图16中最佳看到),这是由于在内部1258与整体1252中的功能性材料的结合区域的高度差。整体层1252是存在于型板周边区域1230处的仅有的功能性材料。在本实用新型的晶片的描述性实施方式中,在晶片具有大约100微米厚的内部部分1520,以及200与250微米厚之间的周边区域1530的情形中,此凹入部分可以是大约20微米深(沿着晶片1500的厚度的方向)。

可以看出,生长的晶片1500的周边区域1530实际上也比内部区域1520厚,并且周边远离内部部分的基部高度1521延伸。对于上述尺寸来说,与远离基部高度1521延伸大约100-150微米的内部区域相比,周边构成凸起部分。(图16与其它附图不成比例。)

周边部分1530厚于内部部分1520并且远离内部部分1520延伸的主要原因是因为涂覆的型板1200的热量提取倾向性在周边1230处比在内部1220中更大,因为在周边1230周围的功能性材料的厚度较小(即,在周边处仅具有层1252,但是在内部具有层1258以及此外的层1252),以及与内部部分1220相比,对热量的流动与热量提取数量有较小的限制。功能性材料层1258与1252可以是相同材料与热特性,在此情形中厚度差导致热量倾向性的不同。层1258和1252还可以由不同材料或密度的材料制成,使得它们的热特性是不同的,在此情形中可能是第一材料的功能性材料的较薄实例可能比第二不同材料的功能性材料的较厚实例对热量提取具有更大效果。在讨论其它类型的型板与跨越型板的表面改变热量提取倾向性的其它方法的背景下,下面对此进行更加详细地描述。

由于在期望生长晶片相对更厚的区域中的功能性材料的略微较厚区域因此存在小的凹入部,诸如在1557处所示,无论功能性材料设置为诸如流体材料(液体或颗粒)的涂层或者作为自由直立插入板都将存在。它还可以存在于其它晶片几何构造的情形中,诸如如参照图10(例如晶片)和图14A和图14B(示出型板)的那些构成较厚的条状部、平台与岛状部。

具有改变厚度的特定设计区域的型板

如参照图17示意性示出的,还可以在其表面积上方提供具有改变厚度的型板,以制造在晶板表面积的特定设计与控制的不同位置处具有不同厚度的晶板。此型板具有防熔化表面1756与后表面1754。通过防熔化表面,意味着在晶片形成期间面向熔化物并且然后与熔化物接触的表面。通常地,当型板1700的防熔化表面1756首先与熔化物接触时,型板表面1754的温度处于硅的固化温度以下。通过传导(并且通过如上所述的存在的任何功能性层)到型板1700中从熔化提取热量。型板加热并且这限制了形成在其上的晶片的厚度。这是因为,当型板加热到半导体的熔化温度时,材料可以不再对着型板在已经凸起到熔化温度的位置处固化。型板的区域越厚,加热到此温度花费的时间越长,并且与在较薄的型板区域相比在较厚区域处较厚的晶片材料抵靠型板固化。由此,型板的较厚区域具有比较薄区域更多的热量提取可能性/倾向性。由此,较厚型板区域是热量提取增强件,并且较薄型板区域是热量提取减损件。

因此,在本方法实用新型的另一个实施方式中,参照图17示意性示出,型板1700自身的厚度可以与从型板的例如内部区域1720的一个区域,到例如周边区域1730的另一个区域不同。如果在型板1700中存在相对较少的热质量,例如通过使一定区域,诸如内部区域1720局部薄于其它区域,诸如周边区域1730,将存在较少的热质量,较少的热量提取,并且与较厚的周边区域1730相比型板1700将相对快速地加热到熔化温度,并且由此,在型板1720的较薄区域处,较少的硅将被固化,形成局部较薄的晶片,例如如在图1和图1A中参照晶片100所示的,在其内部区域中。

应该指出的是,非明显、反直觉与新颖的,通过使型板的基本上平坦的、防熔化表面1756接触到熔化表面,型板1700将形成诸如在图1以100示出的晶片,其具有厚周边130和薄内部110。如参照图18示意性示出的,其以横截面示出了晶片100的一部分,诸如在图1中所示,如在图17中所示的在成型件1700上生长,晶片100远离型板1700的防熔化表面1756生长到熔化物中。但是,因为型板1700的内部部分1720与周边部分1730的不同的热量提取倾向性,由于内部部分1720与周边部分1730不同的厚度,如通过后表面1754看到的,生长晶片100将具有定性地(但非定量地)镜像型板1700的厚度,具有厚的周边130与薄的内部120。(型板与晶片的薄与厚部分的厚度差的程度将相互不同,并且图18仅是示意性的,并且不按比例。)

形成的晶片100的非平坦表面154(面向图1A中示出的图1中的观察者)将生长,以便远离型板的防熔化表面1756生长与面向。因此,形成的晶片100的基本上平坦的表面156形成在型板1700的基本上平坦的防熔化表面1756上面并且与型板1700的基本上平坦的防熔化表面1756匹配,同时每个晶片100(面154)与型板1700(后面1754)的非平坦面都背向彼此。

(还应该指出的是,在实践中型板可能停止提取足够热量以略微在型板温度到达硅的熔化点以前继续晶片生长。与熔化硅以及大体上在熔化硅的温度或者更高温度下的坩埚相比,型板具有相对小的热容,并且型板仅局部地冷却熔化物。当型板加热时,热量提取的速率减小并且将最终低于所要求的温度,以超过来自熔化物的剩余部分的热量通量,以使熔化材料的局部层冷却到熔化点以下并且超过熔化的热量。)

应该指出的是对于通过以功能性材料处理的部分操作的型板,诸如在图15示出的型板1200,以及通过具有不同厚度的部分操作的型板,诸如在图17和图18示出的型板1700来说,防熔化表面、表面1256与1756相应地基本上是平坦的,然而,晶片相应地随着它们的非平坦表面1554和1754背向控制相应的型板。

还可能的是提供具有与上面阐述的其它晶片几何构造相应的不同区域中的不同厚度的型板。例如如在图19中示意性示出的,能够提供型板1900,其具有大体上平坦的防熔化面1956(在图19中不可见)、后面1954以及相对薄的整体内部区域1920。此薄区域1920建立基部高度,凸起部分或突出部从基部高度延伸出,使得型板的厚度在突出部的位置处比基部高度较薄部分1920处厚。突出部可以在如上所述的周边1930,条状部1960、平台或凸片1940、与岛状部1942等的一个或多个的形状或位置中。此型板的后面1954可以是非平坦的,并且型板可以在其中型板较厚的特别设计的位置处1930、1940、1942、1960处具有更大的热量提取倾向性。由此,当通过较厚周边1730在型板1700上生长时,以与晶片100的较厚周边130具有类似的方式,形成在此型板上的晶片可以在与凸起的突出部相应的位置处具有较厚区域。晶片的较厚部分生长到熔化物中。

通常来说,厚的型板上的小的面积将比型板的较大面积具有更大的表面积与体积比率,因此在周边处将具有热量提取可能性的相对更多的模糊。例如,为了实现周边200微米厚以及此外实现200um厚的小岛状部,其将具有比周边更大的表面与体积比率,设计者将可能需要使将建立岛状部的型板的区域厚于将建立周边的型板的区域(或者大于或者对于每体积大量热容的热损失来说具有较少表面积的任何区域)。

图19A示出了以截面A-A切割的图19的型板1900,示出了较薄的内部区域1920,较厚的周边区域1930,这将致使如图1所示或者如图10所示的,晶片100中的较厚周边区域130的生长。如图19中所示的是型板的较厚区域1940,这将产生较厚的平台或凸片,诸如如图10中所示的1040a、1040b,并且此外型板的较厚区域1960,将产生较厚的条状部,诸如如图2中所示的240a、240b。

图19B示出了以截面B-B剖切的图19的型板1900,如上所示,示出了较薄的内部区域1920,较厚的周边区域1930以及较厚区域1950,这将形成较厚的条状部。在较厚的周边区域1930与较厚的条状部区域1960之间的是可能致使诸如在图10中以1042a、1042b所示的较厚岛状部生长的较厚区域1942。

图20A以横截面示出了与将在型板1900上生长的晶片2000的一部分的横截面相关的图19A的型板1900的相同部分,示出了与较厚型板区域1930匹配的较厚周边区域2030,晶片的较厚凸片或平台区域2040以及较厚的条状部区域2060。图20B示出了与将在型板1900上生长的相同晶片的一部分的横截面相关的图19B的型板1900的部分,还示出了较厚的周边区域2030与较厚的条状部区域2060,以及此外的较厚岛状部区域2042。如通过参照图18示意性示出的较简单的型板与晶片对,可以看到,生长的晶片的相对较厚区域远离型板生长到熔化物中,使得与型板相比晶片以定性地镜像状构造生长。(通过定性地,意味着较厚与较薄区域相互邻近/镜像,但是它们不定量地镜像,意味着沿着晶片的它们的横向范围匹配并且基本上等于尺寸范围,但是它们的远离彼此的突出部的尺寸不相等。)

可以以任何适当方式,诸如通过利用磨、钻、锯操作的传统的机加工制造具有此基部高度与突出部的型板。例如,一种方法是通过利用真空夹盘固定它来机加工薄板,同时在具有减小厚度的型板的区域中传统地磨凹坑。激光机加工是通过避免切割力来缓解固定要求的另一个另选方法。

改变形成晶片的厚度的另一种方法涉及在晶片形成过程中施加的不同程度的压差。直接晶片技术专利讨论了与在熔化表面处的区域相比横跨成型表面提供压差,与在熔化表面处的大气压力相比,此压差通常是在成型面处的真空。已经确定如与诸如内部区域的型板的另一个区域中的压差相比,在诸如周边区域的型板的一个区域中具有相对较大的压差,将导致在较大压差位置处具有更多的热量流动与更多的热量提取。人们认为这是因为较高的真空等级导致到型板的较高热传送速率,由此更快固化硅并且到更厚的最大数量。

实际上,已经确定较大压差的区域具有较大的热量提取倾向性,并且此外,已经确定抵靠具有较大压差的此型板区域形成的晶片的区域比邻近或者面向具有较少压差的区域的晶片生长的区域相对地更厚。根据上面说明的,较大压差是热量提取增强件,并且较少压差是热量提取减损件。因此,本实用新型提供根据在期望于形成的晶片中具有不同厚度的特定设计位置布置的不同压差等级。

直接晶片技术专利说明了与另一个相比沿着一个方向提供相对较大的压差(诸如较强真空)的方式。这样做的一种方式,在DW技术专利的附图中示出并且在其中的par.00160,00163说明,以便提供双重增压,第一内部区域保持在第一压力,并且第二周边区域增压设有不同的压力差。由此,可以在周边区域中提供较大压差,此较大压差还可以增加热量流动,由此从周边区域中的熔化物提取更多热量,由此在周边区域中形成较厚的晶片。(在DW专利中讨论的用于具有双重增压成型件的原因是完全不同的,并且将以不同方式使用,如与内部相对围绕周边建立不同的压差状况以形成较薄区域的原因。关于图在par.00114说明的用于双重增压设备的一个原因,是通过防止在成型件的相对锋利保持边缘附近形成晶片,而在其已经形成以后协助将晶片从形成表面移除。在DW技术专利的par.00118中讨论的另一个原因是协助固定成型板自身到真空增压组件。)

改变形成的晶片的厚度的另一方法是通过提供的功能性材料来改变施加的压差的程度,诸如在型板的与另一个区域相比的一个区域处具有不同程度的可渗透性的涂层。在DW技术专利在par.00118处讨论了此结构,讨论在其中不期望真空的区域中在成型板2705的后侧上的不可渗透涂层2712。此涂层的实例是CVD SiN(硅氮)或者热解石墨。诸如上述的全部功能性材料层,在一定程度上是可渗透的,但是具有不同程度可渗透性以及具有另外类似特性(厚度、热质量、热传导性等)的功能性材料可以被用于形成不同厚度。根据上面所述的,可以导致较大压差的具有较大可渗透性的功能性材料层,是热量提取增强件,并且可以导致较少压差的较少可渗透性是热量提取减损件。然而,期望关于晶片的厚度的功能性材料的相对较少的影响特性,诸如涂层。

在本实用新型的方法的另一个实施方式中,型板的温度在型板与熔化物接触以前的预加热阶段期间可以局部地改变。在型板的温度较低(较冷)的区域中,硅的较大厚度将被冷冻住,形成较厚区域。因此,为了实现晶片的较厚的周边区域,型板的周边将保持在比型板的内部更低的温度下。(或者,换句话说,以实现此较厚周边区域,型板的内部可以被加热或者保持在比型板的周边区域更高的温度下。)根据上面说明的,型板的较低温度区域是热量提取增强件,并且型板的较高温度区域是热量提取减损件。通常来说,型板温度是用于厚度控制的重要机构。然而,在用于形成这里说明的结构的局部足够基础上,人们认为这里说明的其它技术是更加实用并且成本有效的。然而,在某种程度上关于型板温度调节的平衡的成本与效果衡量的考虑,可以通过传统方式实现,诸如成形的加热元件、热防护件或者局部冷却。在晶片的周边处加厚的效果可以在局部地改变热量提取倾向性的此方法的情形中更加渐变,导致在较厚周边与较薄内部区域之间的更平滑的过渡。即使具有相对宽的例如10mm的增加厚度的边界区域,晶片的中间内部区域的76%也将相对较薄并且还提供较低硅使用的益处与较高的效率。

参照图21示出了用于从周边区域提取更多热量的另一种方法,并且由此提供了具有较厚周边区域的晶片。与其内部相比,这通常通过在内部或周边或者二者中提供孔为型板的周边区域提供了不同的热特性,所述孔是空的或者部分地填充或者其组合。

在直接晶片技术专利中在段落00103-00104中描述了为成型件的与另一个区域相比的一个区域提供不同热特性的一种方式。(此方法不旨在制造具有不同厚度的区域,也没有考虑或讨论的可能性。其旨在在不需要动态稳定的半月板的情况下,实现在固态-液态界面的平面中的横向传播。这通过在空间改变成型件的特性与几何构造通过空间地改变传送到成型板中的热率来实现。

DW专利的图20示出了成型板的本体2005内的隔开的间隙2016(在此段落中的附图标记引用DW专利的附图),使得成型板的一部分(在间隙2016处)基本上薄于成型件的其它部分(间隙之间的这些位置2004)。在间隙处的部分基本上薄于所述间隙之间的其它区域。

关于本实用新型,如参照本实用新型的图21示意性示出的,能够使用设有定位在其内部2120内但是不在其周边2130周围的孔2102的场的型板2100。通常来说,孔的直径可以非常小,并且可以非常紧密地一起隔开。例如,孔可以具有与型板的厚度相同或比之更小的中心到中心间距。例如,在1mm厚的石墨型板中(从防熔化表面到后表面),此孔可以是直径0.5mm,0.6mm深,以1mm的间距。六边形间距布置通常是优选的,但是正方形布置也是有利的。孔的直径与型板的厚度类似或者比之更小。孔的深度可以是提供热量提取倾向性中的有效改变的任何尺寸,这可能通常意味着型板厚度的至少一半,并且上限是型板的全部厚度。

孔可以是盲孔,意味着仅部分地通过型板厚度,它们的开口端通常在背向熔化材料的型板2100的后面2154处。防熔化面2156面向熔化材料,并且至少关于通过那里的任何孔,是大体上平滑的(即,未由任何孔刺穿)。或者孔可以从后表面2154一直穿过型板本体到防熔化表面2156。或者,可以通过首先建立盲孔来制造此孔,它们开口端位于型板的后面,并且然后插入后面,使得存在用于至少一部分孔的,束缚在两个填充或固态区域之间的间隙区域。

如果孔是盲孔,并且空的,它们的在防熔化表面2156上的完整闭合端部面向熔化材料,并且它们的在后表面2154上的开口端背向熔化材料,并且它们保留空置,它们在它们位置处有效地形成较薄的型板区域,这将导致在这些位置处来自熔化物的较少热量提取,导致在这些位置附近的较薄的晶片本体。因此,如果孔保持空置,并且足够靠近在一起,并且为了热量提取目的而足够小,以便在内部内基本上形成较薄型板的连续区域,型板可以在其内部有效地更薄(与图17中示出的成型件1700的内部区域1720类似),以及通过设有空的场的型板形成的晶片,在其内部的盲孔将具有较薄的内部区域,诸如期望的,并且在图1处示意性示出的。

由此,以另选的方式提供间隙或孔,以使型板的区域比其它部分相应地更薄。因此,在型板区域中的多个间隙,形成较薄的型板区域并且由此构成热量提取减损件。利用与诸如在图17的1720处的连续较薄区域相对的孔,可以导致型板具有较低的热质量,由此导致较低的热量提取,但是比图17中示出的连续较薄形式具有更高的机械强度。

可以通过已知的机械加工装置形成孔。一个方法可以是在期望位置处钻孔。另一个方法可以是通过圆形锯叶片提供多个紧密隔开、平行的锯切,这不总是穿过隔开期望的孔间距的型板。然后,可以设置垂直于(或者至少大约如此)第一多个定向的第二组平行锯切,此外隔开期望的孔到孔间距(还考虑锯切的锯缝)。这可以在锯切口之间的空间的交叉处形成多个竖立的销状结构。销钉限定剩余材料的栅格,并且全部销钉之间的空间将与表面中的孔类似,由此建立型板的有效地较薄内部区域。

提供具有较大相关热量提取的区域的另一个相关的方法是提供比其它区域具有更多气体可透性的型板区域。由于压差状况以及由此基于较大压差的较大热量提取,较大的可渗透性的区域将使相对压力的较强力施加到形成本体,。通过流速乘以粘性除以材料的气体可渗透性确定流动通过多孔材料的粘性的压力梯度。这特征在于由技术人员已知为达西定律的关系式控制。

上面已经通过提供改变它们设置的位置的气体可渗透性的功能性材料,或者通过提供在不同位置处具有不同可渗透性的功能性材料讨论了这样做的一种方式。在一些情形中,如与没有孔的区域相比,提供盲孔(开孔)的区域将在其中具有孔的区域中建立较大的气体可渗透性。因此,其中存在盲孔的区域可以提供增强的热量提取,以及由此在它们上的形成的半导体的较厚区域。应该指出的是此效果与上述效果相反,其中较薄区域狗证较少热质量的这些,并且由此,晶片的较薄部分形成在具有孔的型板区域附近。较大可渗透性与较少热质量的效果是良好限定的,并且本领域的技术人员将能够理解它们的相关等级,并且将由此能够通过适当地选择孔的尺寸与位置确定与设计期望的效果。一般来说,人们认为热质量的效果将控制考虑,但是渗透性效果也必须考虑。

还可能的是通过其热特性使得在它们附近比从型板的非放大区域提取更多热量的材料的插入件填充孔。因此,周边孔可以填充比型板的主要部分具有更多热质量的此材料,使得如所期望的并且如参照图1示出的形成的晶片的周边将更厚。然而,将材料插入到此孔中的方法是略微具有挑战性的。

当选择用于型板以及任何型板插入件的材料时,并且此外当考虑是否保留型板中的孔空置,或者使它们多大(深度、直径)时,设计人应该考虑热传导性与热惰性(热容)可能影响固化厚度。这与先前讨论的类似,原因在于由于在被拉入到型板中的热量与从下面的熔化物传导到晶片中的热量之间的竞争的事实,因此确定厚度的热传送具有瞬间方面(热传导性)与稳定状态方面(热惰性)。

可以使用具有以不同模式布置的插入件的型板,以制造如上所述的其它晶片几何构造。孔可以保留空置,以在空的孔位置处提供型板的基本上较薄的区域,或者它们可以填充以具有热特性的材料,以便如与型板的主体相比提供热量提取增强或减损,由此在它们位置处产生晶片的较厚或较薄区域。

在上面的讨论中,已经说明了具有较厚周边区域的薄晶片。周边已经示出完全地围绕内部区域,例如如在图1中所示在四个侧面上。还可能的是小于四个侧面的,整个周边比内部区域更厚。例如,一个、两个或三个边界边缘(这里称作为边界)可以更厚。或者,除了整个边界区域更厚以外,较厚区域可以构成单个边界的一部分。

此外,上面讨论的重点在于工业标准,正方形晶片。这是当今最通常的实践,但是这里公开的实用新型可适用于具有任何形状的晶片,包括非正方形长方形、圆形、三角形等。重要的是,在至少一个特定设计的位置处具有大体上薄的区域与至少一个较厚区域,此厚度沿着与晶片的表面(正方形、长方形、圆形等)正交的方向测量。目前(2015年)工业趋于将156mm正方形晶片完全地处理到156mm正方形太阳能电池中,利用供给链设施与用于操作此尺寸的标准化的装置,但是就在选中、串接和封装到模块中以前将它们切割成156mmx78mm的半电池。这以较低电流构建较高电压并且使串联电阻损失最小化。为支持此选择将这里公开的晶片用于局部厚度控制,可以沿着将成为用于制造半个电池的切割线的线提供中间脊部。如在图2所示,脊部可以与条状部240b类似。然后晶片可以沿着此脊部/条状部的中心线切片,然后这可以成为形成的两个半尺寸电池的加厚周边的一部分。

通常来说,本实用新型的晶片将具有相对较薄部分与相对较厚部分。在优选的实施方式中,相对较薄部分在晶片的表面积的至少80%上方并且优选地在表面积的至少90%上方延伸。这是为了平衡额外的努力与成本,以在获得自薄度与材料节约的材料成本与效率的益处的情况下制造更加复杂的晶片。通常来说,较薄部分绝对至少50微米厚,并且为实现此效率增益,至少80微米厚。较厚部分的厚度与较薄部分的厚度的比率通常至少是1.28:1(例如180微米周边具有140微米内部)并且可以如3:1或5:1那么多。

一般考虑的是较薄部分的效率根据使用的特定电池结构以低至约80微米的任何尺寸实现。标准厚度的晶片是180-200微米,并且由此,在此厚度范围内的较厚部分可以是有用的实施方式。类似地,较厚部分可以是用于增加的强度的多达250微米那么厚,并且仍在相关标准尺寸范围内。因此,人们可以容易地利用薄至80微米的薄部分与厚至200微米以及甚至厚至250微米的较厚部分来制造晶片。此晶片将具有略微多于3:1的厚度比率,较厚部分可以在较薄部分的基部高度上方延伸170微米。为了节省重量的目的,可设想的是具有超级薄的约50微米的内部可以具有实用性,并且250微米的相对厚的周边,其处于当代用法的的外部界限。此晶片可以具有5:1的厚薄比率。

还应该指出的是,厚区域与薄区域的上述比率存在于工业标准156mmx156mm硅晶片或者可能具有那个尺寸的一半的晶片的背景下。已经鉴于当前用于此晶片的机械与处理发展了上面的尺寸考虑。然而,为了除了PV以外,或者除了这些标准尺寸晶片以外的应用,还可以通过使用直接晶片制造技术专利方法制造面积更大或者更小尺寸的本体,诸如沿着长度或者宽度或者两个维度远更小或者略微更大。对于此非标准尺寸的本体来说,厚薄比率可以更通常地在上述1.28:1至5:1的上述范围的极限处。类似地,可能存在接近50微米尺寸的非常薄的晶片,或者具有诸如接近250微米的厚部分的晶片的更加频繁的应用。

应该指出的是,用于在不同位置处向型板提供不同热量提取倾向性的上述技术中的多个/任一个可以被用于任何其它。例如,在不同位置处具有不同厚度的型板,诸如在图17处所示的具有略微均匀的密度或者具有间隙,以在它们位置处形成有效的较薄或更加可渗透型板区域,可以作为涂层或者作为插入层被用于彼此并且还具有功能性层的应用。在型板和晶片几何构造中示出的较厚区域的多种形状中的任一个都可以被用于任何其它形状。上述任何型板都可以具有加热或冷却的区域或者其它特别地局部型板温度控制或增强。此外,讨论的任一个型板几何构造都可以用于通过多于一个的增压、或者具有不同渗透性的涂层、或者型板的不同区域的不同多孔性建立的不同、较大与较少程度的多个压差状况,。

生长晶片通过提供诸如图15中所示的功能性层可以在生长晶片的两个面上设有凸起部分的区域,即面向型板生长的表面与面向熔化物生长的表面,其制造了如图16中所示的晶片1500,具有从晶片的两个表面延伸的凸起部分。能够提供具有显著不同厚度(例如大于20微米)的功能性层,使得与周边1530或者其它厚度区域的厚度相比,在晶片厚度中的颠簸1557显著地大。或者,功能性可以设置为在面向型板的表面上的凸起部分的高度中建立差值,并且型板厚度中的差值,或者压力差等,可以用于提供在防熔化表面上的凸起部分的高度。

本公开描述与公开了不止一个实用新型。在此权利要求与实用新型不仅作为提交的而且还作为在根据本公开的任何专利申请的执行过程中开发的的相关文件中阐述了本实用新型。实用新型人旨在要求如随后将要确定的,实用新型对由现有技术允许的范围的全部多个实用新型。这里描述的特征对于这里公开的各实用新型都不是必需的。因此,本实用新型目的不在于这里描述的特征,而且基于本公开的任何专利的任何特定要求未要求的,应该包含在任何此权利要求中。

例如,实用新型利用功能性材料来控制热量提取的本实用新型可以用于单独的或者结合任何其它方法来描述,诸如利用具有不同局部厚度的型板、施加不同程度的压差、不同程度的孔隙度、不同的局部型板温度、以及不同程度的气体可渗透性。类似地,利用具有不同局部厚度的型板可以被用于刚述及的其它技术中的任一个。任一个几何构造都可以单独使用,或者与其它几何构造中的任一个,或者未提及的其它合理的几何构造结合使用。厚的周边可以被与岛状物、平台、条状部、全部或部分边界中的一些或者全部一起使用,并且这些中的任一个都可以用于剩余中的任一或全部。

主要地通过用于光电使用的硅半导体描述了本实用新型。然而,此技术可以被用于任何半导体,无论用于任何使用。PV晶片已经用作待制造的描述性物件,然而还可以利用公开的型板为基础的方法制造具有不同类型电连接件的其它半导体本体。

硬件的一些组件、步骤的组在这里称作为实用新型。然而,这不是承认任何此组件或组是必要地可申请专利的不同的实用新型,尤其如通过法律与法规考虑的关于将在一个专利应用或者实用新型的单元中检查的实用新型的数量。旨在简要地说明本实用新型的实施方式。

这里提出摘要。应该强调的是,此摘要提供为与需要摘要的规则一致,其将允许检查人或其它搜寻人快速地确定技术公开的主题。主张理解其将不会被用于干扰或限制如通过专利局法规承诺的权利要求的范围或含义。

前述讨论应该理解为是描述性的并且在任何意义上都不应认为是限定。尽管已经参照其优选实施方式特别地示出并且描述了本实用新型,本领域中的技术人员将会理解的是,在不偏离如通过所附权利要求限定的本实用新型的精神和范围的情况下可以在其中对形式与细节做出多种改变。

全部方法或步骤的相应的结构、材料、动作、以及等效物加上下面权利要求中的功能元件旨在包括用于执行如具体地要求的与其它要求的元件结合的功能的任何结构、材料、或动作。

已经描述了这里公开的实用新型。

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