边缘湿法刻蚀GaInP/GaAs/Ge太阳电池研究
发布时间：2020-12-22 11:50
介绍了一种边缘湿法刻蚀工艺制备GalnP/GaAs/Ge三结太阳电池的技术,因刻蚀形成的划切槽界面光滑程度远高于砂轮划切界面,有效降低了复合中心的密度,从而提升了太阳电池的光电转换性能。通过一种含溴的水溶液一次性刻蚀替代了传统的不同溶液交替刻蚀相应Ⅲ-Ⅴ族材料,显微镜下,含溴水溶液工艺获得的划切槽明显优于交替溶液刻蚀形成的划切槽;通过一次性湿法刻蚀、两次套刻和真空蒸镀工艺制作的具有划切槽太阳电池AMO下光电转换效率达到29.13%,高于无划切槽工艺制作的GalnP/GaAs/Ge电池效率。
【文章来源】：电源技术. 2020年11期 北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图３?新型刻蚀液一次刻蚀形成的划切櫻??通过一次性刻蚀划切槽的工艺，先在晶圆上将单体小片??
龙洚技表Ｅｌ??究与设计??ＧａｌｎＰ子电池、ＧａＡｓ子电池、Ｇｅ子电池通过ＭＯＣＶＤ工艺制??备；上电极、下电极、减反射膜通过电子枪真空蒸镀制备。??ＧａｌｎＰ抦电池??莴带押??阽道结??Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ??中间电池??關结??缓冲层??Ｇｃ芪电池??图１?ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ太阳电池结构简图??一般ＧａＡｓ的湿法刻蚀方法采用含有氧化剂的酸或碱性溶??液，如Ｈ２Ｓ０４＋Ｈ２０２水溶液；而ＧａｌｎＰ则采用浓ＨＣ１进行湿法刻??蚀；ＡｌＡｓ采用ＨＦ水溶液进行湿法刻蚀。鉴于ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ??太阳电池结构的复杂性，ＧａＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＰ等均有出??现，因此采用上述方法进行刻蚀需要交替使用不同的化学溶??液，各种刻蚀液刻蚀速率的不同和刻蚀时间的差异会造成刻??蚀台阶表面不平滑，图２是采用不同溶液交替刻蚀台阶的显??微镜图，可以看出这种方法刻蚀效果并不理想。??图２?不同溶液交替刻蚀台阶显微镜图??图３?新型刻蚀液一次刻蚀形成的划切櫻??通过一次性刻蚀划切槽的工艺，先在晶圆上将单体小片??电池的ｍ?－?ｖ族外延层分割开来，然后经过套刻、电子枪真空蒸??镀工艺，制备上电极、下电极，再进行其它的器件工艺，最后切??割，将单体小片电池按产品需求从晶圆上分离下来。图４为一??次刻蚀划片槽的效果示意图。??图４?一次刻蚀划片權效果示意图??选取同一外延批次ＧａＭＶＧａＡｓ／Ｇｅ太阳电池外延片晶??圆，一部分采用直接切割晶圆分离小电池；另一部分在小电池??单元分离前进行划切槽刻蚀工艺，此部分为台阶刻蚀工艺。两??种工艺路线采用的上电极栅线图形完全一致。??台阶刻蚀工艺方法
?Ｇｃ芪电池??图１?ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ太阳电池结构简图??一般ＧａＡｓ的湿法刻蚀方法采用含有氧化剂的酸或碱性溶??液，如Ｈ２Ｓ０４＋Ｈ２０２水溶液；而ＧａｌｎＰ则采用浓ＨＣ１进行湿法刻??蚀；ＡｌＡｓ采用ＨＦ水溶液进行湿法刻蚀。鉴于ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ??太阳电池结构的复杂性，ＧａＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＰ等均有出??现，因此采用上述方法进行刻蚀需要交替使用不同的化学溶??液，各种刻蚀液刻蚀速率的不同和刻蚀时间的差异会造成刻??蚀台阶表面不平滑，图２是采用不同溶液交替刻蚀台阶的显??微镜图，可以看出这种方法刻蚀效果并不理想。??图２?不同溶液交替刻蚀台阶显微镜图??图３?新型刻蚀液一次刻蚀形成的划切櫻??通过一次性刻蚀划切槽的工艺，先在晶圆上将单体小片??电池的ｍ?－?ｖ族外延层分割开来，然后经过套刻、电子枪真空蒸??镀工艺，制备上电极、下电极，再进行其它的器件工艺，最后切??割，将单体小片电池按产品需求从晶圆上分离下来。图４为一??次刻蚀划片槽的效果示意图。??图４?一次刻蚀划片權效果示意图??选取同一外延批次ＧａＭＶＧａＡｓ／Ｇｅ太阳电池外延片晶??圆，一部分采用直接切割晶圆分离小电池；另一部分在小电池??单元分离前进行划切槽刻蚀工艺，此部分为台阶刻蚀工艺。两??种工艺路线采用的上电极栅线图形完全一致。??台阶刻蚀工艺方法：首先经光刻形成划切槽开孔，然后进??行一次湿法刻蚀划切槽，再通过套刻形成上电极图形，接下来??通过真空蒸镀工艺制备上电极、下电极和减反射膜；还设计了??刻蚀主焊点上减反射膜的光刻版，完成主焊点介质膜刻蚀的??晶圆通过金刚石砂轮划切即完成了整个制备过
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫钝化GaAs MESFET的机理研究[J]. 邢东,李效白,刘立浩. 半导体技术. 2002(07)
[2]中性（NH4）2S溶液钝化GaAs（100）表面的研究[J]. 袁泽亮,丁训民,胡海天,李哲深,杨建树,缪熙月,陈溪滢,曹先安,侯晓远,陆尔东,徐世红,徐彭寿,张新夷. 物理学报. 1998(01)
本文编号：2931716
【文章来源】：电源技术. 2020年11期 北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图３?新型刻蚀液一次刻蚀形成的划切櫻??通过一次性刻蚀划切槽的工艺，先在晶圆上将单体小片??
龙洚技表Ｅｌ??究与设计??ＧａｌｎＰ子电池、ＧａＡｓ子电池、Ｇｅ子电池通过ＭＯＣＶＤ工艺制??备；上电极、下电极、减反射膜通过电子枪真空蒸镀制备。??ＧａｌｎＰ抦电池??莴带押??阽道结??Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ??中间电池??關结??缓冲层??Ｇｃ芪电池??图１?ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ太阳电池结构简图??一般ＧａＡｓ的湿法刻蚀方法采用含有氧化剂的酸或碱性溶??液，如Ｈ２Ｓ０４＋Ｈ２０２水溶液；而ＧａｌｎＰ则采用浓ＨＣ１进行湿法刻??蚀；ＡｌＡｓ采用ＨＦ水溶液进行湿法刻蚀。鉴于ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ??太阳电池结构的复杂性，ＧａＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＰ等均有出??现，因此采用上述方法进行刻蚀需要交替使用不同的化学溶??液，各种刻蚀液刻蚀速率的不同和刻蚀时间的差异会造成刻??蚀台阶表面不平滑，图２是采用不同溶液交替刻蚀台阶的显??微镜图，可以看出这种方法刻蚀效果并不理想。??图２?不同溶液交替刻蚀台阶显微镜图??图３?新型刻蚀液一次刻蚀形成的划切櫻??通过一次性刻蚀划切槽的工艺，先在晶圆上将单体小片??电池的ｍ?－?ｖ族外延层分割开来，然后经过套刻、电子枪真空蒸??镀工艺，制备上电极、下电极，再进行其它的器件工艺，最后切??割，将单体小片电池按产品需求从晶圆上分离下来。图４为一??次刻蚀划片槽的效果示意图。??图４?一次刻蚀划片權效果示意图??选取同一外延批次ＧａＭＶＧａＡｓ／Ｇｅ太阳电池外延片晶??圆，一部分采用直接切割晶圆分离小电池；另一部分在小电池??单元分离前进行划切槽刻蚀工艺，此部分为台阶刻蚀工艺。两??种工艺路线采用的上电极栅线图形完全一致。??台阶刻蚀工艺方法
?Ｇｃ芪电池??图１?ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ太阳电池结构简图??一般ＧａＡｓ的湿法刻蚀方法采用含有氧化剂的酸或碱性溶??液，如Ｈ２Ｓ０４＋Ｈ２０２水溶液；而ＧａｌｎＰ则采用浓ＨＣ１进行湿法刻??蚀；ＡｌＡｓ采用ＨＦ水溶液进行湿法刻蚀。鉴于ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ??太阳电池结构的复杂性，ＧａＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＰ等均有出??现，因此采用上述方法进行刻蚀需要交替使用不同的化学溶??液，各种刻蚀液刻蚀速率的不同和刻蚀时间的差异会造成刻??蚀台阶表面不平滑，图２是采用不同溶液交替刻蚀台阶的显??微镜图，可以看出这种方法刻蚀效果并不理想。??图２?不同溶液交替刻蚀台阶显微镜图??图３?新型刻蚀液一次刻蚀形成的划切櫻??通过一次性刻蚀划切槽的工艺，先在晶圆上将单体小片??电池的ｍ?－?ｖ族外延层分割开来，然后经过套刻、电子枪真空蒸??镀工艺，制备上电极、下电极，再进行其它的器件工艺，最后切??割，将单体小片电池按产品需求从晶圆上分离下来。图４为一??次刻蚀划片槽的效果示意图。??图４?一次刻蚀划片權效果示意图??选取同一外延批次ＧａＭＶＧａＡｓ／Ｇｅ太阳电池外延片晶??圆，一部分采用直接切割晶圆分离小电池；另一部分在小电池??单元分离前进行划切槽刻蚀工艺，此部分为台阶刻蚀工艺。两??种工艺路线采用的上电极栅线图形完全一致。??台阶刻蚀工艺方法：首先经光刻形成划切槽开孔，然后进??行一次湿法刻蚀划切槽，再通过套刻形成上电极图形，接下来??通过真空蒸镀工艺制备上电极、下电极和减反射膜；还设计了??刻蚀主焊点上减反射膜的光刻版，完成主焊点介质膜刻蚀的??晶圆通过金刚石砂轮划切即完成了整个制备过
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫钝化GaAs MESFET的机理研究[J]. 邢东,李效白,刘立浩. 半导体技术. 2002(07)
[2]中性（NH4）2S溶液钝化GaAs（100）表面的研究[J]. 袁泽亮,丁训民,胡海天,李哲深,杨建树,缪熙月,陈溪滢,曹先安,侯晓远,陆尔东,徐世红,徐彭寿,张新夷. 物理学报. 1998(01)
本文编号：2931716
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