Verbundvorhaben: DETEKTIV - Detaillierte Defektanalyse von EpiWafern zur Verbesserung ihrer kristallographischen und elektronischen Qualität; Teilvorhaben: Reduktion von Kristalldefekten in EpiWafern aus Hochdurchsatzanlagen
Zeitraum
2021-05-01 – 2024-08-31
Bewilligte Summe
806.086,62 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE1117A
Leistungsplansystematik
Kristallines Silizium Basismaterial [EB1011]
Verbundvorhaben
01232565/1 – DETEKTIV - Detaillierte Defektanalyse von EpiWafern zur Verbesserung ihrer kristallographischen und elektronischen Qualität
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Die epitaktisch gewachsene Wafer (EpiWafer)-Technologie hat ein Kostensenkungspotential von über 50% verglichen mit herkömmlichen einkristallinen Silicium(Si)-Wafern und konnte auch bereits höhere Qualitäten in einzelnen Parametern erreichen. Im Unterschied zu herkömmlichen Czochralski (Cz)-Wafern, wie sie in der Solarindustrie Verwendung finden, bilden sich in EpiWafern andersartige Kristalldefekte aus. Diese Kristalldefekte sind eine Hauptlimitierung der heutigen EpiWafer Qualität. Die bei der Epitaxie erzeugten Kristalldefekte hemmen darüber hinaus die Effizienz von Aufreinigungsprozessen (Gettern), wodurch viel Potential, bessere Qualitäten als konventionelle Wafer zu erreichen nicht ausgeschöpft werden kann. In vorangegangenen Entwicklungsprojekten, insbesondere im Vorgängerprojekt EpiPoesie (FKZ 0324290) konnte die Frage nach der Limitierung der hergestellten EpiWafer nicht abschließend geklärt werden. Es konnten aber erhöhte Konzentrationen an Kristalldefekten identifiziert werden. Ziel des Projekts DETEKTIV ist es, die Hauptursachen für Kristalldefekte in EpiWafern zu identifizieren und die Prozesse und Anlagen dahingehend zu optimieren, die Defekte komplett auszuschließen oder auf unschädliche Niveaus zu reduzieren. Dies kann aus Sicht der ASt erreicht werden, wenn die Gesamtdefektdichte, aller 2D- und 3D -Defektkategorien auf <1000 cm^2 reduziert wird. Dies soll auch durch die Effizienz eines nachfolgenden Getterschrittes demonstriert werden, wodurch die Lebensdauer der EpiWafer um Faktor 5 erhöht werden soll und auch lokal stabil Lebensdauern >1 ms erzielt werden. Darüber hinaus soll ein umfassendes Verständnis erlangt werden, wie vorhandene Kristalldefekte Nachfolgeprozesse in der Zellfertigung beeinflussen. Danach soll die Wirksamkeit der Qualitätsoptimierung der EpiWafer durch die Herstellung von höchsteffizienten Tunnel Oxide Passivated Contact (TOPCon)- und Heterojunction (HJ)-Solarzellen überprüft werden.