Способ изготовления чипов многослойных фотоэлементов

Способ изготовления чипов многослойных фотоэлементов включает выращивание фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры на германиевой подложке, последовательное создание на поверхности фоточувствительной многослойной структуры пассивирующего слоя и контактного слоя. Способ также включает создание сплошных омических контактов на тыльной и фронтальной поверхностях фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры, формирование контактной сетки, которое осуществляют локальным травлением через маску фоторезиста с фронтальной поверхности фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры омического контакта и контактного слоя методом плазмохимического травления и ионно-плазменного травления. После чего проводят напыление просветляющего покрытия, разделение структуры на чипы и пассивацию боковой поверхности чипов диэлектриком. 8 пр., 5 ил.

 

Способ относится к солнечной энергетике, в частности к способу изготовления чипов многослойных фотоэлементов, и может быть использовано в электронной промышленности для преобразования световой энергии в электрическую.

Известен способ изготовления чипов многослойных фотоэлементов (см. заявка RU 94021123, МПК H01L 31/18, опубликована 20.04.1996) на основе многослойных гетероструктур GaAs/AIGaAs. Способ заключается в нанесении на подложку из полуизолирующего арсенида галлия (GaAs) последовательности слоев: проводящего n+GaAs слоя, многослойной периодической структуры GaAs/AlGaAs и второго проводящего n+GaAs слоя, с последующим травлением верхнего проводящего n+GaAs слоя и многослойной гетероструктуры в водном растворе перекиси водорода, содержащем органическую кислоту. Способ позволяет увеличить точность и прецизионность травления при изготовлении фотоэлементов, увеличить выход годных изделий и уменьшить стоимость фотоэлементов.

Недостаток известного способа изготовления чипов многослойных фотоэлементов заключается в том, что использование подложки арсенида галлия приводит к ухудшению параметров фотоэлементов преобразователей солнечного излучения, так как не обеспечивает поглощение длинноволновой части спектра солнечного излучения.

Известен способ изготовления чипов многослойных фотоэлементов (см. заявка RU 93046763, МПК H01L 31/18, опубликована 20.09.1995), состоящий в том, что по меньшей мере на одной поверхности полупроводниковой подложки образуют путем механического удаления или травления полупроводникового материала структуру параллельно расположенных канавок, отделенных одна от другой возвышенностями, сужающимися к вершинам. На всю структурированную поверхность наносят пассивирующий слой, после чего вершины возвышенностей срезают на глубину пассивирующего слоя, в, результате чего образуются параллельно расположенные платообразные области с боковыми скосами, от которых отходят скобы. На платообразные области, а также на один из скосов каждой области наносят материал, образующий электропроводящие контакты. Поверхность полупроводниковой подложки в области между контактами покрыта пассивирующим материалом.

Недостатком данного способа изготовления чипов многослойных фотоэлементов является сложность процесса, возможное возникновение дефектов структуры в процессе срезания вершин возвышенностей, что приводит к ухудшению параметров фотоэлементов.

Известен способ изготовления чипов многослойных фотоэлементов (см. патент RU 2244986, МПК H01L 31/18, опубликован 20.01.2005), заключающийся в том, что на лицевую сторону полупроводниковой пластины, структура которой включает n-Ge подложку, n-GaAs буферный слой, n-GaAs базовый слой, p-GaAs эмиттерный слой, p+-GaAlAs широкозонный слой, p+-GaAs контактный слой, наносят слой двуокиси кремния. Напыляют слой контактной металлизации на тыльную сторону пластины и наращивают тыльный контакт электрохимическим осаждением. Вытравливают слой двуокиси кремния в окнах над контактными областями. Напыляют последовательно слои контактной металлизации хрома и наращивают контакты электрохимическим осаждением серебра и защитного слоя никеля. Удаляют слой двуокиси кремния в окнах по периметру фотопреобразователя и вытравливают слои арсенида галлия до германиевой подложки. Удаляют слой двуокиси кремния, стравливают p+-GaAs слой за пределами контактных областей и наносят просветляющее покрытие.

Недостатком известного способа изготовления чипов многослойных фотоэлементов являются большие потери на затенение фоточувствительной поверхности фотоэлементов, что приводит к ухудшению параметров фотопреобразователя.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является способ изготовления чипов многослойных фотоэлементов, принятый за прототип (см. патент US 5330585, МПК H01L 31/068, опубликован 19.07.1994), включающий следующие стадии: создание фоточувствительной многослойной структуры; нанесение пассивирующего слоя или окна из широкозонных полупроводниковых материалов, таких как AlGaAs, на поверхности фоточувствительной многослойной структуры; нанесение контактного слоя из материала, обладающего электрической проводимостью на поверхности пассивирующего слоя; удаление части контактного слоя через первую маску для открытия части нижележащего пассивирующего слоя таким образом, чтобы оставшаяся часть контактного слоя осталась на поверхности пассивирующего слоя; нанесение просветляющего покрытия через ту же маску из нечувствительного к окружающей среде электрически непроводящего материала на открытой части пассивирующего слоя таким образом, чтобы оставшаяся часть контактного слоя не была закрыта просветляющим покрытием, и чтобы покрытие вместе с оставшейся частью контактного слоя полностью закрывали пассивирующий слой; нанесение омического контакта из материала, обладающего электрической проводимостью на поверхности оставшейся части контактного слоя, при этом наносят вторую маску на поверхность просветляющего покрытия таким образом, чтобы оставался зазор между маской и оставшейся частью контактного слоя; нанесение слоя из контактного материала на поверхности маски, на части просветляющего покрытия в зазоре, и на оставшейся части контактного слоя; удаление контактного материала, лежащего на маске, и самой маски.

Недостатком известного способа-прототипа изготовления чипов многослойных фотоэлементов являются потери на затенение фоточувствительной поверхности фотоэлементов, возникающие из-за технологической сложности обеспечения точного совмещения омического контакта строго на части оставшегося контактного слоя, что приводит к ухудшению параметров фотоэлементов.

Задачей заявляемого технического решения является упрощение технологии создания чипов многослойных фотоэлементов за счет проведения нескольких технологических процессов с использованием одной маски фоторезиста, чтобы исключить процессы совмещения омического контакта строго на части оставшегося контактного слоя, что позволяет снизить потери на затенение фоточувствительной поверхности и увеличить воспроизводимость пост-ростовой технологии создания чипов.

Поставленная задача достигается тем, что способ изготовления чипов многослойных фотоэлементов включает выращивание фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры на германиевой подложке, нанесение пассивирующего слоя AlInP и контактного слоя GaAs, нанесение сплошных омических контактов толщиной 1,6-5 мкм на тыльную и фронтальную поверхности фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры из последовательно нанесенных слоя сплава, содержащего золото и германий, слоя никеля и слоя золота, удаление через маску фоторезиста с фронтальной поверхности многослойной полупроводниковой структуры омического контакта и контактного слоя для открытия части нижележащего пассивирующего слоя, удаление маски фоторезиста, разделение многослойной структуры на чипы и пассивацию боковой поверхности чипов диэлектриком. Далее наносят многослойное просветляющее покрытие со стороны фронтальной поверхности, удаляют маску фоторезиста, разделяют многослойную структуру на чипы и пассивируют боковую поверхность чипов диэлектриком. Осаждение многослойного просветляющего покрытия осуществляют в едином технологическом цикле с использованием той же маски фоторезиста. В отличие от прототипа, удаление через маску фоторезиста омического контакта осуществляют путем плазмохимического травления верхнего слоя золота подачей 10-15 см3/мин CCl2F;, 3-5 см3/мин CF4 и 1-2 см3/мин O2, при давлении 3-5 Па и мощности 150-300 мВт/см2, ионно-плазменного травления слоя никеля, слоя сплава, содержащего золото и германий, и части контактного слоя подачей 10-15 см3/мин аргона при давлении 1-2 Па и смещении на электроде 400-500 В и плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме оставшейся части контактного слоя до пассивирующего слоя подачей 10-15 см3/мин BCl3, и 3-6 см3/мин SF6 при давлении 1-2 Па, мощности емкостной плазмы 50-100 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 1,5-2,0 Вт/см2.

Создание контактной системы методом плазмохимического и ионно-плазменного травления в едином технологическом цикле позволяет получать ровные полоски омических контактов с вертикальными боковыми стенками. Данный метод позволяет уменьшить потери на затенение фоточувствительной поверхности полупроводниковой структуры за счет уменьшения числа фотолитографий, что позволяет исключить процесс совмещения контактной сетки и просветляющего покрытия. Тем самым упрощается технология изготовления чипов многослойных фотоэлементов и увеличивается выход годных фотоэлементов.

Фоточувствительная многослойная полупроводниковая структура GaInP/Ga(In)As/Ge может быть выращена на германиевой подложке p-типа, а омический контакт на фронтальной поверхности структуры может быть создан многослойным из последовательно нанесенных слоя сплава, содержащего золото 90 мас.% и германий 10 мас.%, слоев никеля и золота.

Создание многослойного омического контакта на фронтальной поверхности структуры обусловлено тем, что сплав, содержащий золото 90 мас.% и германий 10 мас.%, обладает хорошей адгезией к поверхности структуры и малым омическим сопротивлением порядка 10-6 Ом/см2. Слой никеля наносят из-за его тугоплавкости, что необходимо для последующей операции вжигания - никель не дает золоту полностью диффундировать в полупроводник. Слой золота необходим для уменьшения сопротивления растекания и проведения пайки фотоэлементов. Использование метода плазмохимического травления при создании контактной сетки позволяет создавать омические контакты толщиной до 5 мкм, что дает возможность существенно снизить сопротивление растекания, позволяет использовать фотоэлементы для преобразования солнечного излучения более высокой степени концентрирования. Омические контакты создаются общей толщиной 1,6-5 мкм, так как при толщине меньше 1,6 мкм невозможно произвести пайку фотоэлементов, при толщине больше 5 мкм возникают напряженные слои, вследствие чего происходит его отслаивание. При создании омического контакта толщиной более 5 мкм усложняется технологический процесс локального травления верхнего слоя золота.

Травление верхнего слоя золота в режиме плазмохимического травления в атмосфере CCl2F2 (10-15 см3/мин), CF4 (3-5 см3/мин), O2 (1-2 см3/мин), при давлении 3-5 Па и мощности 150-300 мВт/см2 обусловлено высокой воспроизводимостью и точностью процесса травления. Скорости подачи газов в реакционную камеру обусловлены требуемым процентным соотношением состава газовой смеси для обеспечения условий наиболее оптимального процесса травления. При скорости подачи газов в реакционную камеру, давлении и мощности, меньших, чем указанные выше минимальные значения, скорость травления сильно уменьшается, уменьшается однородность травления по поверхности всей полупроводниковой структуры. При скорости подачи газов в реакционную камеру, давлении и мощности больших, чем указанные выше максимальные значения, скорость травления увеличивается, но ухудшается поверхность травления, увеличивается неоднородность травления по всей поверхности полупроводниковой структуры, ухудшается контролируемость процесса.

Травление слоев никеля, вожженного сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-плазменного травления в атмосфере аргона (10-15 см3/мин) при давлении 1-2 Па и смещении на электроде 400-500 В обусловлено высокой химической стойкостью данных слоев. При уменьшении скорости подачи газов, давления и напряжения смещения уменьшается скорость и качество процесса травления, увеличивается неоднородность травления по всей поверхности полупроводниковой структуры.

Селективное травление оставшейся толщины контактного слоя до пассивирующего слоя в режиме плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме в атмосфере BCl3 (10-15 см3/мин), SF6 (3-6 см3/мин) при давлении 1-2 Па, мощности емкостной плазмы 50-100 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 1,5-2,0 Вт/см2 обусловлено высоким качеством получаемой в результате травления поверхности, строгой селективности травления контактного и пассивирующего слоев. При уменьшении скорости подачи газов, давления и мощностей уменьшается скорость травления, ухудшается однородность травления. При увеличении скорости подачи газов, давления и мощностей увеличивается скорость травления, уменьшается контролируемость процесса, появляется возможность возникновения дефектов в пассивирующем слое.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 приведена схема многослойной полупроводниковой структуры, с расположенными на нем пассивирующем слое, контактном слое и омическими контактами;

на фиг.2 показана схема создания маски фоторезиста;

на фиг.3 изображена схема локального травления омического контакта и контактного слоя через маску фоторезиста;

на фиг.4 приведена схема напыления просветляющего покрытия;

на фиг.5 дана схема снятия маски фоторезиста, проведения разделительного травления и пассивации боковой поверхности чипов диэлектриком.

На фиг.1-5 указаны: 1 - фоточувствительная многослойная полупроводниковая структура, 2 - пассивирующий слой, 3 - контактный слой, 4 - омический контакт, 5 - основа омического контакта, 6 - контактный материал электрохимического осаждения, 7 - маска фоторезиста, 8 - просветляющее покрытие, 9 - диэлектрик.

Заявляемый способ получения чипов многослойных фотоэлементов проводят в несколько стадий. Выращивают фоточувствительную многослойную полупроводниковую структуру 1 (см. фиг.1), создают пассивирующий слой 2 на поверхности фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры, создают контактный слой 3, обладающий электрической проводимостью на поверхности пассивирующего слоя. Создают сплошные омические контакты 4 из материалов, обладающих электрической проводимостью на поверхности контактного слоя и на тыльной поверхности фоточувствительной многослойной структуры, в два этапа. На первом этапе проводят напыление основы 5 омического контакта, толщиной 0,2-0,4 мкм. Осуществляют вжигание основы 5 омического контакта при температуре 360-370°C в течение 10-60 с. На втором этапе осуществляют электрохимическое осаждение контактного материала 6, например золота, общей толщиной 1,6-5 мкм. Далее создают маску фоторезиста 7 (см. фиг.2) и проводят локальное удаление (см. фиг.3) омического контакта 4 и контактного слоя 3 для открытия части нижележащего пассивирующего слоя 2 методами плазмохимического и ионно-плазменного травления. Проводят локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта 4 в режиме плазмохимического травления в атмосфере CCl2F2 (10-15 см3/мин), CF4 (3-5 см3/мин), O2 (1-2 см3/мин), при давлении 3-5 Па и мощности 150-300 мВт/см2. Затем осуществляют локальное удаление слоев никеля, вожженного сплава золото-германий и части толщины контактного слоя 3 методом ионно-плазменного травления в атмосфере аргона (10-15 см3/мин) при давлении 1-2 Па и смещении на электроде 400-500 В. Далее поводят селективное травление контактного слоя до пассивирующего слоя в режиме плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме в атмосфере BCl3 (10-15 см3/мин), SF6 (3-6 см3/мин) при давлении 1-2 Па, мощности емкостной плазмы 50-100 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 1,5-2,0 Вт/см2. Напыляют многослойное просветляющее покрытие 8 (см. фиг.4) на открытой части пассивирующего слоя 2 и на маске фоторезиста 7. Удаляют маску фоторезиста 7 (см. фиг.5) вместе с напыленным на ней просветляющим покрытием 8. Проводят разделительное травление многослойной структуры на чипы и пассивацию боковой поверхности чипов диэлектриком 9.

Пример 1

Были получены чипы многослойных фотоэлементов в несколько стадий. Была выращена фоточувствительная многослойная полупроводниковая структура Ga(In)As/Ge на германиевой подложке p-типа. Создавали пассивирующий слой из AlInP на поверхности фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры. Выращивали контактный слой GaAs. В два этапа были сформированы омические контакты на поверхности контактного слоя и на тыльной поверхности фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры. На фронтальной поверхности было проведено напыление последовательно слоев сплава, содержащего золото 90 мас.% и германий 10 мас.%, никеля и золота, толщиной 0,25 мкм. На тыльной поверхности фотоэлемента проведено напыление слоев сплава, содержащего серебро 95 мас.% и марганец 5 мас.%, никеля и золота, толщиной 0,35 мкм. Было проведено вжигание напыленных контактных материалов при температуре 370°C в течение 20 с. Проведено утолщение основы омических контактов путем электрохимического осаждения слоя золота толщиной 4,7 мкм. Создавали маску фоторезиста на фронтальной поверхности структуры и проводили локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта в режиме плазмохимического травления в атмосфере CCl2F2 (10 см3/мин), CF4 (3 см3/мин), O2 (1 см3/мин), при давлении 3 Па и мощности 150 мВт/см2. Осуществляли локальное удаление слоев никеля, вожженного сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-плазменного травления в атмосфере аргона (10 см3/мин) при давлении 1 Па и смещении на электроде 400 В. Проводили селективное травление оставшейся толщины контактного слоя до пассивирующего слоя в режиме плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме в атмосфере BCl3 (10 см3/мин), SF6 (3 см3/мин) при давлении 1 Па, мощности емкостной плазмы 50 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 1,5 Вт/см2. Напыляли многослойное просветляющее покрытие на открытой части пассивирующего слоя и на маске фоторезиста. Удалили маску фоторезиста вместе с напыленным на ней просветляющим покрытием. Проводили разделительное травление многослойной структуры на чипы и осуществили пассивацию боковой поверхности чипов диэлектриком.

Пример 2

Были изготовлены чипы многослойных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,2 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 365°C в течение 60 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 1,8 мкм. Локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта проводилось в режиме плазмохимического травления в атмосфере CCl2F2 (15 см3/мин), CF4 (5 см3/мин), O2 (2 см3/мин) при давлении 5 Па и мощности 300 мВт/см2. Осуществляли локальное удаление слоев никеля, вожженного сплава золото-германий и части толщины контактного слоя методом ионно-плазменного травления в атмосфере аргона (15 см3/мин) при давлении 2 Па и смещении на электроде 500 В. Поводили селективное травление контактного слоя до пассивирующего слоя в режиме плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме в атмосфере BCl3 (15 см3/мин), SF6 (6 см3/мин) при давлении 2 Па, мощности емкостной плазмы 100 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 2,0 Вт/см2.

Пример 3

Были изготовлены чипы многослойных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,3 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°C в течение 60 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 1,9 мкм. Локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта проводилось в режиме плазмохимического травления в атмосфере CCl2F2 (13 см3/мин), CF4 (4 см3/мин), 02 (1,5 см3/мин) при давлении 4 Па и мощности 200 мВт/см2. Осуществляли локальное удаление слоев никеля, вожженного сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-плазменного травления в атмосфере аргона (13 см3/мин) при давлении 1,5 Па и смещении на электроде 450 В. Поводилось селективное травление контактного слоя до пассивирующего слоя в режиме плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме в атмосфере BCl3 (13 см3/мин), SF6 (5 см3/мин) при давлении 1,5 Па, мощности емкостной плазмы 70 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 2,0 Вт/см2.

Пример 4

Были изготовлены чипы многослойных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,26 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°C в течение 30 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 2,6 мкм. Провели локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта в режиме плазмохимического травления в атмосфере CCl2F2 (14 см3/мин), CF4 (4,5 см3/мин), O2 (1,7 см3/мин), при давлении 4 Па и мощности 250 мВт/см2. Осуществлено локальное удаление слоев никеля, вожженного сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-плазменного травления в атмосфере аргона (14 см3/мин) при давлении 1,6 Па и смещении на электроде 480 В. Поводили селективное травление контактного слоя до пассивирующего слоя в режиме плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме в атмосфере BCl3 (12 см3/мин), SF6 (4 см3/мин) при давлении 1,8 Па, мощности емкостной плазмы 80 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 1,8 Вт/см2.

Пример 5

Были изготовлены чипы многослойных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,28 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°C в течение 40 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 3,3 мкм. Локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта проведено в режиме плазмохимического травления в атмосфере CCl2F2 (11 см3/мин), CF4 (3,5 см3/мин), O2 (1,9 см3/мин), при давлении 4,8 Па и мощности 170 мВт/см2. Осуществлено локальное удаление слоев никеля, вожженного сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-плазменного травления в атмосфере аргона (11 см3/мин) при давлении 1,2 Па и смещении на электроде 420 В. Поведено селективное травление контактного слоя до пассивирующего слоя в режиме плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме в атмосфере BCl3 (11 см3/мин), SF6 (5,7 см3/мин) при давлении 1,9 Па, мощности емкостной плазмы 55 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 1,6 Вт/см2.

Пример 6

Были изготовлены чипы многослойных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,23 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°C в течение 10 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 2,9 мкм. Проводили локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта в режиме плазмохимического травления в атмосфере CCl2F2 (11 см3/мин), CF4 (5 см3/мин), O2 (1,9 см3/мин), при давлении 3 Па и мощности 280 мВт/см2. Осуществили локальное удаление слоев никеля, вожженного сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-плазменного травления в атмосфере аргона (12 см3/мин) при давлении 2 Па и смещении на электроде 410 В. Проводили селективное травление контактного слоя до пассивирующего слоя в режиме плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме в атмосфере BCl3 (14 см3/мин), SF6 (6 см3/мин) при давлении 2 Па, мощности емкостной плазмы 100 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 2,0 Вт/см2.

Пример 7

Были изготовлены чипы многослойных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,35 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 360°C в течение 50 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 1,7 мкм. Локально удаляли верхний слой золота омического контакта в режиме плазмохимического травления в атмосфере CCl2F2 (15 см3/мин), CF4 (4 см3/мин), O2 (1,5 см3/мин) при давлении 5 Па и мощности 150 мВт/см2. Осуществляли локальное удаление слоев никеля, вожженного сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-плазменного травления в атмосфере аргона (15 см3/мин) при давлении 1 Па и смещении на электроде 500 В. Проводили селективное травление контактного слоя до пассивирующего слоя в режиме плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме в атмосфере BCl3 (10 см3/мин), SF6 (6 см3/мин) при давлении 1 Па, мощности емкостной плазмы 50 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 1,7 Вт/см2.

Пример 8

Были изготовлены чипы многослойных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,22 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°C в течение 10 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 2,5 мкм. Локально удаляли верхний слой золота омического контакта проведено в режиме плазмохимического травления в атмосфере CCl2F2 (15 см3/мин), CF4 (5 см3/мин), O2 (1 см3/мин), при давлении 5 Па и мощности 220 мВт/см2. Осуществили локальное удаление слоев никеля, вожженного сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-плазменного травления в атмосфере аргона (15 см3/мин) при давлении 2 Па и смещении на электроде 400 В. Провели селективное травление контактного слоя до пассивирующего слоя в режиме плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме в атмосфере BCl3 (15 см3/мин), SF6 (3 см3/мин) при давлении 2 Па, мощности емкостной плазмы 100 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 1,7 Вт/см2.

Результатом процесса изготовления чипов многослойных фотоэлементов стало увеличение числа входа годных фотоэлементов за счет упрощения технологии изготовления чипов, улучшение параметров фотоэлементов, уменьшения степени затенения фоточувствительной поверхности многослойной полупроводниковой структуры до 7%.

Способ изготовления чипов многослойных фотоэлементов, включающий выращивание фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры на германиевой подложке, нанесение пассивирующего слоя AlInP и контактного слоя GaAs, нанесение сплошных омических контактов толщиной 1,6-5 мкм на тыльную и фронтальную поверхности фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры из последовательно нанесенных слоя сплава, содержащего золото и германий, слоя никеля и слоя золота, удаление через маску фоторезиста с фронтальной поверхности многослойной полупроводниковой структуры омического контакта и контактного слоя для открытия части нижележащего пассивирующего слоя путем плазмохимического травления верхнего слоя золота подачей 10-15 см3/мин CCl2F2, 3-5 см3/мин CF4 и 1-2 см3/мин О2, при давлении 3-5 Па и мощности 150-300 мВт/см2, ионно-плазменного травления слоя никеля, слоя сплава, содержащего золото и германий, и части контактного слоя подачей 10-15 см3/мин аргона при давлении 1-2 Па и смещении на электроде 400-500 В и плазмохимического травления в индуктивно-связанной плазме оставшейся части контактного слоя до пассивирующего слоя подачей 10-15 см3/мин BCl3, и 3-6 см3/мин SF6 при давлении 1-2 Па, мощности емкостной плазмы 50-100 мВт/см2 и индуктивно-связанной плазмы 1,5-2,0 Вт/см2, нанесение многослойного просветляющего покрытия со стороны фронтальной поверхности, удаление фоторезиста, разделение многослойной структуры на чипы и пассивацию боковой поверхности чипов диэлектриком.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, чувствительных к инфракрасному излучению, и может быть использовано при изготовлении фотодиодов на кристаллах InSb n-типа проводимости (изготовление p-n-переходов), фототранзисторов (изготовление базовых областей на кристаллах n-типа проводимости и эмиттеров и омических контактов на кристаллах p-типа проводимости), фоторезисторов на основе кристаллов p-типа проводимости (омические контакты).

Изобретение относится к созданию высокоэффективных солнечных элементов на основе полупроводниковых многослойных наногетероструктур для прямого преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию с использованием солнечных батарей.

Изобретение относится к солнечной энергетике, а именно к технологическому оборудованию для производства фотоэлектрических панелей, и, в частности, технологической таре для хрупких пластин фотопреобразователей (ФП) при позиционировании, фиксации, обработке, транспортировании, контроле, испытаниях и хранении.

Изобретение относится к способу изготовления солнечных элементов (СЭ). .

Изобретение относится к изготовлению солнечных батарей

Способ изготовления чипов каскадных фотоэлементов относится к солнечной энергетике. Способ включает выращивание фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры на германиевой подложке, последовательное выращивание на поверхности фоточувствительной многослойной структуры пассивирующего слоя и контактного слоя, создание сплошных омических контактов на тыльной и фронтальной поверхностях фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры. Формирование контактной сетки на фотоэлементах осуществляют локальным травлением химическим и ионно-лучевым методами омического контакта и контактного слоя для открытия части нижележащего пассивирующего слоя и создают многослойное просветляющее покрытие на открытой части пассивирующего слоя. Далее проводят разделение многослойной структуры на чипы и пассивируют боковую поверхность чипов диэлектриком. Способ позволяет уменьшить затенение фоточувствительной поверхности фотоэлементов и одновременно упростить технологию. 1 з.п. ф-лы, 7 пр., 5 ил.

Задний лист для модуля солнечных элементов содержит лист подложки и отвержденный слой пленки покрытия из материала покрытия, сформированного на одной стороне или на каждой стороне листа подложки, причем указанный материал покрытия содержит фторполимер (А), имеющий повторяющиеся звенья на основе фторолефина (а), повторяющиеся звенья на основе мономера (b), содержащего группы для поперечного сшивания и повторяющиеся звенья на основе мономера (с), содержащего алкильные группы, где C2-20 линейная или разветвленная алкильная группа не имеет четвертичного атома углерода, а ненасыщенные группы, способные к полимеризации, связаны друг с другом посредством эфирной связи или сложноэфирной связи. Также предложен модуль солнечных элементов с использованием такого заднего листа и варианты способа изготовления заднего листа для модуля солнечных элементов. Предложенное изобретение обеспечивает возможность создания отвержденного слоя гибкого с хорошей адгезией за счет исключения растрескивания, разламывания, замутнения и расслоения. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области микроэлектроники, фотовольтаики, к не литографическим технологиям структурирования кремниевых подложек, в частности к способам структурирования поверхности монокристаллического кремния с помощью лазера. Способ согласно изобретению включает обработку поверхности монокристаллического кремния ориентации (111) с помощью импульсного излучения лазера, сфокусированного перпендикулярно поверхности обработки с длительностью импульса 15 нс, при этом предварительно монокристаллический кремний ориентации (111) помещают в ультразвуковую ванну и обрабатывают в спирте в течение 30 минут, а обработку лазером ведут импульсами с длиной волны 266 нм и частотой 6 Гц, при этом число импульсов составляет 5500-7000 с плотностью энергии на обрабатываемой поверхности 0,3 Дж/см2. Изобретение обеспечивает формирование периодических пирамидальных структур на поверхности монокристаллического кремния, имеющих монокристаллическую структуру и три кристаллографические грани ориентации (111). 1 табл., 5 ил.

Настоящее изобретение относится к области кремниевых многопереходных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) солнечных батарей. Согласно изобретению предложено создание «гребенчатой» конструкции фотоэлектрического преобразователя, которая позволяет реализовать в его диодных ячейках максимально возможный объем области пространственного заряда p-n переходов, в котором сбор неосновных носителей заряда происходит наиболее эффективно. Предложены конструкция и способ изготовления этой конструкции гребенчатого кремниевого монокристаллического многопереходного фотоэлектрического преобразователя. Данное изобретение позволяет повысить коэффициент полезного действия фотоэлектрических преобразователей до 32%. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к технологии тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей с текстурированным слоем прозрачного проводящего оксида. Способ получения слоя прозрачного проводящего оксида на стеклянной подложке включает нанесение на стеклянную подложку слоя оксида цинка ZnO химическим газофазным осаждением при пониженном давлении и последующее текстурирование поверхности слоя ZnO высокочастотным магнетронным травлением в среде рабочего газа с одновременным перемещением электромагнитов магнетрона по площади поверхности слоя ZnO в течение определенных времени и мощности магнетрона. Способ имеет повышенную производительность и позволяет уменьшить себестоимость слоев прозрачных проводящих оксидов за счет уменьшения времени и энергозатрат на их выращивание и модификацию поверхности. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение касается способа изготовления электродов для солнечных батарей, в котором электрод выполнен в виде электропроводящего слоя на основе (1) для солнечных батарей, на первом этапе с носителя (7) на основу (1) переносят дисперсию, содержащую электропроводящие частицы, посредством облучения дисперсии лазером (9), а на втором этапе сушат и/или отверждают перенесенную на основу (1) дисперсию в целях образования электропроводящего слоя. Способ изготовления электродов для солнечных батарей согласно изобретению позволяет формировать электропроводящий слой с очень тонкой структурой, реализуется простым образом, без использования больших количеств экологически вредных веществ. 16 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области фотоэлектрического преобразования солнечной энергии. Согласно изобретению предложен способ изготовления структуры фотоэлектрического элемента, имеющей два электрода и содержащей по меньшей мере один слой соединения кремния, который включает осаждение слоя соединения кремния на несущую структуру, в результате чего одна поверхность слоя соединения кремния расположена на несущей структуре, а вторая поверхность слоя соединения кремния является непокрытой, обработку второй поверхности слоя соединения кремния в заданной кислородсодержащей атмосфере с обогащением тем самым второй поверхности слоя соединения кремния кислородом и воздействие на обогащенную вторую поверхность окружающим воздухом. Изобретение обеспечивает улучшение технологической гибкости при сохранении хорошей воспроизводимости процесса и воспроизводимости готового продукта. 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к области кремниевых многопереходных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) солнечных батарей. Конструкция «наклонного» кремниевого монокристаллического многопереходного (МП) фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) согласно изобретению содержит диодные ячейки (ДЯ) с n+-p--p+ (р+-n--n+) переходами, параллельными горизонтальной светопринимающей поверхности, диодные ячейки содержат n+(p+) и р+(n+) области n+-p--p+(p+-n--n+) переходов, через которые они соединены в единую конструкцию металлическими катодными и анодными электродами, расположенными на поверхности n+(p+) и p+(n+) областей с образованием соответствующих омических контактов - соединений, при этом, что n+(p+) и p+(n+) области и соответствующие им катодные и анодные электроды расположены под углом в диапазоне 30-60 градусов к светопринимающей поверхности, металлические катодные и анодные электроды расположены на их поверхности частично, а частично расположены на поверхности оптически прозрачного диэлектрика, расположенного на поверхности n+(p+) и p+(n+) областей, при этом они с металлическими электродами и оптически прозрачным диэлектриком образуют оптический рефлектор. Также предложен способ изготовления описанной выше конструкции «наклонного» кремниевого монокристаллического многопереходного (МП) фотоэлектрического преобразователя (ФЭП). Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента полезного действия фотопреобразователей. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в различной оптико-электронной аппаратуре для обнаружения инфракрасного излучения. Фотоприемный модуль на основе PbSe согласно изобретению представляет собой гибридную микросборку, состоящую из фоточувствительного элемента, в виде линейки на основе PbSe и кристалла БИС-считывания (мультиплексора), соединенных между собой методом перевернутого монтажа (flip-chip), при этом индиевые столбики наносят на контактные площадки ламелей фоточувствительного элемента, которые помимо слоев Cr, Pd, An содержат подслой Cr и In, и стыкуют с индиевыми столбиками, нанесенными на БИС-считывания, образуя электрическую и механическую связь. Изобретение позволяет значительно снизить трудоемкость монтажа и повысить эффективность изготовления, используя метод групповой холодной сварки, что в свою очередь позволяет конструктивно выполнить фотоприемный модуль в виде гибридной сборки и расположить БИС-считывания на фоточувствительном элементе, снизить габариты и повысить надежность. 3 ил.

Способ изготовления чипов многослойных фотоэлементов

Наверх