CN109768104B - 自保式集成二极管电池的结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自保式集成二极管电池结构及其制备方法，结构包括电池和二极管，其特征在于电池上电极与二极管下电极的电性连接，电池下电极与二极管上电极的电性连接；电池上电极主焊点和细栅线，电池下电极与二极管上电极通过电极连接，电池上电极与二极管下电极的通过电极蒸镀层连接，二极管侧围设置绝缘保护层；方法包括第一光刻腐蚀；第二光刻腐蚀；PI胶光刻腐蚀；上电极工艺；下电极工艺；减反射膜工艺；划片。本发明的有益效果：实现了在电池上集成自保式二极管，同时避免了在电池外延结构上再次通过外延工艺形成二级管核心结构，也避免了由新增二极管外延层的存在，而需对整个电池表面进行大面积腐蚀的不利因素，大大提高了产品的成品率，达到了降低电池制作成本和提高产品成品率的目的。
Description
技术领域
本发明属于物理电源技术领域，尤其是涉及自保式集成二极管电池的结构及其制备方法。
背景技术
为防止热斑效应所造成损坏，GaAs太阳能电池在组合使用时，有必要在电池组件的正负极间并联一个旁路二极管。旁路二极管的作用是，当有电池片由于遮挡或不能正常发电时，起到旁路作用或引流作用，即让其它GaAs 电池片所产生的电流绕过该问题电池片并从二极管流过，使太阳能发电系统继续发电，不会出现电路不通的情况，同时也避免了问题电池片出现热斑效应，并对其造成永久性的损坏，从而保护了该电池。
旁路二极管在制作时有两种方式，一种是分离式的，即电池与二极管物理分离；另一种是集成式的，即电池与二极管是集成在同一块芯片上。而这种集成式的二极管，以该二极管保护的电池对象的不同，又可分为邻保式和自保式，邻保式即保护对象的是相邻的电池，并非与二极管集成在同一芯片上的电池；而自保式的二极管，保护的对象是与二极管集成在同一芯片上的电池。本专利所涉及的电池即是这种具有集成自保式二级管的电池，以下简称“电池”。
在这种自保式旁路二极管结构设计上，现有技术[US 20010027805A1] 给出的方法为在GaAs电池上通过反向外延生长PN结构，作为旁路二极管的核心结构，再通过隔离工艺、电性连接工艺达到集成目的。由于以上电池结构涉及到外延再生长工艺，大大增加了电池的价格成本，同时，由于增加了对整个电池表面的腐蚀工艺，也极大提高了电池制造工艺的难度。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出自保式集成二极管电池的结构及其制备方法，采用或借用了原电池的外延结构，即GaAs/GaInAs子电池的PN结构作为旁路二极管的核心结构，并通过光刻腐蚀工艺形成二极管核心结构，并通过隔离工艺、电极连接工艺完成其制作。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
自保式集成二极管电池结构，包括电池和二极管，所述电池和二极管为 Ge衬底上包括n+型帽层(101)、n型窗口层(102)、n型GaInP层(103)、 p型GaInP层(104)、第一p型遂穿层(105)、第一n型遂穿层(106)、n型 GaAs层(107)、p型GaAs层(108)、第二p型遂穿层(109)、第二n型遂穿层 (110)的外延结构，其特征在于所述电池上电极与所述二极管下电极的电性连接，所述电池下电极与所述二极管上电极的电性连接；
所述电池上电极主焊点和细栅线导电连接，所述电池下电极与所述二极管上电极通过电极连接，所述电池上电极与所述二极管下电极的通过电极蒸镀层连接，所述二极管侧围设置绝缘保护层；
所述Ge衬底包括p型Ge层(111)和n型Ge层(112)；所述二极管下电极为p型AlGaAs层(116)。
自保式集成二极管电池结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、第一光刻腐蚀步骤，把二极管的外围进行光刻开口，并采用交替腐蚀工艺技术，将外延层腐蚀至第二p型遂穿层(109)，并作为二极管的下电极，形成隔离槽；
步骤2、第二光刻腐蚀步骤，把隔离槽进行光刻开口，对隔离槽区域采用一次性腐蚀工艺，腐蚀直至n型Ge层(112)，实现电池主体与二极管的电性分离；
步骤3、PI胶光刻腐蚀步骤，对隔离槽及二极管侧围进行绝缘保护；
步骤4、上电极工艺步骤，采用电极蒸镀工艺实现电池上电极与二极管下电极的电性连接；
步骤5、下电极工艺步骤，采用电极引线焊接工艺，实现电池下电极与二极管上电极的电性连接；
步骤6、减反射膜步骤；
步骤7、划片步骤。
进一步地，步骤1中第一光刻腐蚀步骤具体包括以下步骤：
步骤1.1、涂胶，将外延片放在匀胶机上，开始涂布正性光刻胶，将匀胶机转速设定在2000rpm，匀胶时间为15s～20s；
步骤1.2、烘胶，放入烘箱中，温度保持90℃，烘烤时间15min；
步骤1.3、曝光，放入光刻机中，曝光区域为EI部位曝光时间为15秒；
步骤1.4、显影，显影液中浸泡30秒，并用去离子水清洗干净；
步骤1.5、坚膜，放入烘箱中，温度保持120℃，坚膜时间25min；
步骤1.6、第一腐蚀，室温下，配置腐蚀液，进行腐蚀操作，腐蚀液为腐蚀液A和腐蚀液B；
腐蚀液A为按体积比H2SO4：H2O2：H2O＝1：1：5，腐蚀液B为浓HCL 溶液。
进一步地，步骤1.6第一腐蚀，室温下，配置腐蚀液，进行腐蚀操作包括具体步骤如下：
步骤1.6.1在混合液A中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至n型GaInP层(103)，腐蚀面变蓝色；
步骤1.6.2在混合液B中腐蚀25秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至第一p型遂穿层(105)，腐蚀面变光亮；
步骤1.6.3在混合液A中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至第一n型遂穿层(106)，腐蚀过程颜色无变化；
步骤1.6.4在混合液B中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至n型GaAs层(107)；
步骤1.6.5在混合液A中腐蚀35秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至p型GaAs层(108)，腐蚀过程颜色由黑变粉；
步骤1.6.6在混合液B中腐蚀20秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至第二p型遂穿层(109)，腐蚀面变光亮。
进一步地，步骤2中第二光刻腐蚀步骤具体包括以下步骤：
步骤2.1、涂胶，将外延片放在匀胶机上，开始涂布正性光刻胶，将匀胶机转速设定在2000rpm，匀胶时间为15s～20s；
步骤2.2、烘胶，放入烘箱中，温度保持90℃，烘烤时间15min；
步骤2.3、曝光，放入光刻机中，曝光区域为DE部位曝光时间为15秒；
步骤2.4、显影，显影液中浸泡30秒，并用去离子水清洗干净；
步骤2.5、坚膜，放入烘箱中，温度保持120℃，坚膜时间25min；
步骤2.6、第二腐蚀，室温下，配置腐蚀液，进行腐蚀操作，腐蚀液为腐蚀液C和腐蚀液D；
腐蚀液C为按体积比：HCL：H2O2：H2O＝6：1：2，腐蚀液D为按体积比：HF：H2O2：H2O＝2：1：7。
进一步地，步骤2.6的第二腐蚀具体操作为先用腐蚀液C腐蚀25秒，再用腐蚀液D腐蚀30秒，此时腐蚀至Ge衬底层。
本发明具有的优点和积极效果为：(1)通过第一光刻腐蚀步骤，把二极管的外围进行光刻开口，并采用交替腐蚀工艺技术，将外延层腐蚀至隧穿结(Tunnel diode)层，该层材料为P型AlGaAs，并作为二极管的下电极，通过本项工艺技术实现了二极管的核心结构(GaAs/GaInAs双结结构)；
(2)再通过第二光刻腐蚀步骤，把隔离槽进行光刻开口，对隔离槽区域采用一次性腐蚀技术，腐蚀直至Ge衬底，实现电池主体与二极管的电性分离；
(3)通过PI胶光刻腐蚀步骤，对隔离槽及二极管侧围进行绝缘保护；
(4)通过电极工艺步骤，采用电极蒸镀工艺实现电池上电极与二极管下电极的电性连接，采用电极引线焊接工艺，实现电池下电极与二极管上电极的电性连接。
附图说明
图1是本发明的自保式集成二极管电池结构的剖面结构的结构示意图；
图2 是本发明的自保式集成二极管电池结构上表面结构的结构示意图；
图3是本发明的自保式集成二极管电池结构的二极管俯视示意图；
图4是本发明的自保式集成二极管电池结构制备方法的工艺流程图。
图1中，101是n+型帽层；102是n型窗口层；103是n型GaInP层； 104是p型GaInP层；105是第一p型遂穿层；106是第一n型遂穿层；107 n型GaAs层；108是p型GaAs层；109是第二p型遂穿层；110是第二n型遂穿层；111是Ge(P)；112是Ge(n)衬底；113是PI绝缘胶；114是电池上电极与二极管下电极的连接电极；115是二极管上电极；116是电池下电极；117是电池下电极与二极管上电极的连接电极；AD段是电池有效区域；DE段是隔离槽区域；EI段是二极管下电极腐蚀区域；IL段是二极管有效区域；
图2中，201是二极管上电极；202是电池下电极与二极管上电极的连接电极，同117(见图1)；203是电池上电极主焊点，204是电池上电极细栅线；
图3中，301是互连电极边沿，对应图1的B点；302是绝缘层边沿，对应图1的C点；303是隔离槽边沿，对应图1的D点；304是隔离槽边沿，对应图1的E点；305是绝缘层边沿，对应图1的F点；306是互连电极边沿，对应图1的G点；307是绝缘层边沿，对应图1的H点；308是二极管边沿，对应图1的I点；309是绝缘层边沿，对应图1的J点；310是二极管上电极边沿，对应图1的K点；311是二极管上电极。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提供的具体说明。
本专利所涉及的电池即是这种具有集成自保式二级管的电池，以下简称“电池”。
自保式集成二极管电池结构，包括电池和二极管，电池上电极与二极管下电极的电性连接，电池下电极与二极管上电极的电性连接；
电池上电极主焊点和细栅线，电池下电极与二极管上电极通过电极连接，电池上电极与二极管下电极的通过电极蒸镀层连接，二极管侧围设置绝缘保护层。
采用GaAs/GaInAs双结结构，极管的下电极为P型AlGaAs。
自保式集成二极管电池结构的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、第一光刻腐蚀步骤，把二极管的外围进行光刻开口，并采用交替腐蚀工艺技术，将外延层腐蚀至隧穿结(Tunnel diode)层，该层材料为P 型AlGaAs，并作为二极管的下电极，形成二极管的核心结构；
步骤2、第二光刻腐蚀步骤，把隔离槽进行光刻开口，对隔离槽区域采用一次性腐蚀技术，腐蚀直至Ge衬底，实现电池主体与二极管的电性分离；
步骤3、PI胶光刻腐蚀步骤，对隔离槽及二极管侧围进行绝缘保护；
步骤4、上电极工艺步骤，采用电极蒸镀工艺实现电池上电极与二极管下电极的电性连接；
步骤5、下电极工艺步骤，采用电极引线焊接工艺，实现电池下电极与二极管上电极的电性连接；
步骤6、减反射膜步骤；
步骤7、划片步骤。
步骤1中第一光刻腐蚀步骤具体包括以下步骤：
步骤1.1、涂胶，将外延片放在匀胶机上，开始涂布正性光刻胶，将匀胶机转速设定在2000rpm，匀胶时间为15s～20s；
步骤1.2、烘胶，放入烘箱中，温度保持90℃，烘烤时间15min；
步骤1.3、曝光，放入光刻机中，曝光区域为EI部位曝光时间为15秒；
步骤1.4、显影，显影液中浸泡30秒，并用去离子水清洗干净；
步骤1.5、坚膜，放入烘箱中，温度保持120℃，坚膜时间25min；
步骤1.6、第一腐蚀，室温下，配置腐蚀液，进行腐蚀操作，腐蚀液为腐蚀液A和腐蚀液B；
腐蚀液A为按体积比H2SO4：H2O2：H2O＝1：1：5，腐蚀液B为浓HCL 溶液。
步骤1.6第一腐蚀，室温下，配置腐蚀液，进行腐蚀操作包括具体步骤如下：
步骤1.6.1在混合液A中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至103层，即n型GaInP层，腐蚀面变蓝色。
步骤1.6.2在混合液B中腐蚀25秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至105层，即第一p型遂穿层，腐蚀面变光亮。
步骤1.6.3在混合液A中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至106层即第一n型遂穿层，腐蚀过程颜色无变化。
步骤1.6.4在混合液B中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至107层，即n型GaAs层。
步骤1.6.5在混合液A中腐蚀35秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至108层，即p型GaAs层，腐蚀过程颜色由黑变粉。
步骤1.6.6在混合液B中腐蚀20秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至109层，即第二p型遂穿层，腐蚀面变光亮。
通过第一光刻腐蚀步骤，把二极管的外围进行光刻开口，并采用交替腐蚀工艺技术，将外延层腐蚀至隧穿结(Tunnel diode)层，该层材料为P型 AlGaAs，并作为二极管的下电极，通过本项工艺技术实现了二极管的核心结构(GaAs/GaInAs双结结构)；
步骤2中第二光刻腐蚀步骤具体包括以下步骤：
步骤2.1、涂胶，将外延片放在匀胶机上，开始涂布正性光刻胶，将匀胶机转速设定在2000rpm，匀胶时间为15s～20s；
步骤2.2、烘胶，放入烘箱中，温度保持90℃，烘烤时间15min；
步骤2.3、曝光，放入光刻机中，曝光区域为DE部位曝光时间为15秒；
步骤2.4、显影，显影液中浸泡30秒，并用去离子水清洗干净；
步骤2.5、坚膜，放入烘箱中，温度保持120℃，坚膜时间25min；
步骤2.6、第二腐蚀，室温下，配置腐蚀液，进行腐蚀操作，腐蚀液为腐蚀液C和腐蚀液D；
腐蚀液A为按体积比：HCL：H2O2：H2O＝6：1：2，腐蚀液B为按体积比：HF：H2O2：H2O＝2：1：7。
步骤2.6、第二腐蚀，室温下，配置腐蚀液，进行腐蚀操作具体操作为先用腐蚀液C腐蚀25秒，再用腐蚀液D腐蚀30秒，此时，腐蚀至Ge衬底层。
再通过第二光刻腐蚀步骤，把隔离槽进行光刻开口，对隔离槽区域采用一次性腐蚀技术，腐蚀直至Ge衬底，实现电池主体与二极管的电性分离；
步骤3中PI胶光刻腐蚀步骤具体包括以下步骤：
步骤3.1、涂PI胶，将电池放在匀胶机上，涂布PI绝缘胶，将匀胶机转速设定在1500rpm，匀胶时间为25s～30s；
步骤3.2、烘PI胶，放入烘箱中，温度保持100℃，烘烤时间25min；
步骤3.3、包括涂胶、烘胶、曝光、显影和坚膜；
步骤3.4、涂胶，将外延片放在匀胶机上，开始涂布正性光刻胶，将匀胶机转速设定在2000rpm，匀胶时间为15s～20s；
步骤3.5、烘胶，放入烘箱中，温度保持90℃，烘烤时间15min；
步骤3.6、曝光，放入光刻机中，曝光区域为CF与HJ部位DE部位，曝光时间为15秒；
步骤3.7、显影，显影液中浸泡30秒，并用去离子水清洗干净；
步骤3.8、坚膜，放入烘箱中，温度保持100℃，坚膜时间10min；
步骤3.9、PI胶湿法刻蚀，用0.5％NaOH溶液腐蚀90秒，用去离子水清洗干净；
步骤3.10、去光刻胶，将电池浸泡在70℃酒精，保持150秒，用去离子水清洗干净；
步骤3.11、亚胺化，放入烘箱中，温度保持180℃，时间为60min。
通过PI胶光刻腐蚀步骤，对隔离槽及二极管侧围进行绝缘保护；
步骤4中上电极工艺步骤具体包括以下步骤：
步骤4.1、涂胶，将外延片放在匀胶机上，开始涂布正性光刻胶，将匀胶机转速设定在2000rpm，匀胶时间为15s～20s；
步骤4.2、烘胶，放入烘箱中，温度保持90℃，烘烤时间15min；
步骤4.3、曝光，放入光刻机中，曝光区域为连接电池上电极与与二极管下电极的连通电极BG段、二极管的上电极焊点KL段部位、电池的上电极主焊点、电池细栅，曝光时间为5秒；
步骤4.4、显影，显影液中浸泡30秒，并用去离子水清洗干净；
步骤4.5、坚膜，放入烘箱中，温度保持120℃，坚膜时间25min；
步骤4.6、蒸镀上电极，采用高真空蒸镀设备，蒸镀电极Au/Ge/Ag/Au。
采用电极蒸镀工艺实现电池上电极与二极管下电极的电性连接。
步骤5中下电极工艺步骤具体包括以下步骤：
步骤5.1、蒸镀下电极，采用高真空蒸镀设备，蒸镀电极Au/Ge/Ag；
步骤5.2、蒸镀减反射膜，用高真空蒸镀设备，蒸镀电极；
步骤5.3、焊接连接电极采用的点焊机，将宽度为0.5mm的银条的两端分别焊至二极管的上电极上，实现了电池下电极与二极管上电极的电性连接。
实施例1
本专利采用P型Ge衬底材料的外延片，其外延结构见图1左部分电池结构，并具有GaInP/GaAs/Ge等3结结构。
自保式集成二极管电池结构，包括电池和二极管，其特征在于电池上电极与二极管下电极的电性连接，电池下电极与二极管上电极的电性连接；
电池上电极主焊点和细栅线，电池下电极与二极管上电极通过电极连接，电池上电极与二极管下电极的通过电极蒸镀层连接，二极管侧围设置绝缘保护层。
采用GaAs/GaInAs双结结构，极管的下电极为P型AlGaAs。
自保式集成二极管电池结构的制备方法，将外延片按照以下工艺步骤进行电池制作，具体如下：
1涂胶
将外延片放在匀胶机上，开始涂布正性光刻胶，将匀胶机转速设定在 2000rpm，匀胶时间为15s～20s；
2烘胶
放入烘箱中，温度保持90℃，烘烤时间15min。
3曝光
放入光刻机中，曝光区域为EI部位(见图1)曝光时间为15秒。
4显影
显影液中浸泡30秒，并用去离子水清洗干净。
5坚膜
放入烘箱中，温度保持120℃，坚膜时间25min。
6.腐蚀1
室温下，配置腐蚀液：
腐蚀液A：H2SO4：H2O2：H2O＝1：1：5(按体积比)
腐蚀液B：浓HCL溶液
6.1在混合液A中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至 103层(见图1)，即n型GaInP层，腐蚀面变蓝色。
6.2在混合液B中腐蚀25秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至 105层(见图1)，即第一p型遂穿层，腐蚀面变光亮。
6.3在混合液A中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至 106层(见图1)即第一n型遂穿层，腐蚀过程颜色无变化。
6.4在混合液B中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至 107层(见图1)，即n型GaAs层。
6.5在混合液A中腐蚀35秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至 108层(见图1)，即p型GaAs层，腐蚀过程颜色由黑变粉。
6.6在混合液B中腐蚀20秒，取出并用去离子水清洗干净。此时腐蚀至 109层(见图1)，即第二p型遂穿层，腐蚀面变光亮。
1～6工艺步骤，为”第一光刻腐蚀”的详细工艺描述，此工艺完成了形成二极管的核心结的目的。
7重复以上1～5工艺步骤，其中，曝光区域为DE部位(见图1)曝光时间为15秒。
8腐蚀2
室温下，配置腐蚀液：
腐蚀液C：HCL：H2O2：H2O＝6：1：2(按体积比)
腐蚀液D：HF：H2O2：H2O＝2：1：7(按体积比)
先用腐蚀液C腐蚀25秒，再用腐蚀液D腐蚀30秒，此时，腐蚀至112 层(见图1)，即Ge衬底层。
7～8工艺步骤，为”第二光刻腐蚀”的详细工艺描述，此工艺使二极管与电池达到了电性隔离目的。
9涂PI胶
将电池放在匀胶机上，涂布PI绝缘胶，将匀胶机转速设定在1500rpm，匀胶时间为25s～30s；
10烘PI胶
放入烘箱中，温度保持100℃，烘烤时间25min。
11重复以上1～5工艺步骤，其中，曝光区域为CF与HJ部位(见图1) 曝光时间为15秒，坚膜温度100℃，坚膜时间10min。
12PI胶湿法刻蚀
用0.5％NaOH溶液腐蚀90秒，用去离子水清洗干净。
13去光刻胶
将电池浸泡在70℃酒精，保持150秒，用去离子水清洗干净。
14亚胺化
放入烘箱中，温度保持180℃，时间为60min。
9～14工艺步骤，为”PI胶光刻腐蚀”的详细工艺描述，此工艺完成了对隔离槽及二极管侧围进行绝缘保护。
15重复以上1～5工艺步骤，其中，曝光区域为连接电池上电极与与二极管下电极的连通电极BG段(见图1)、二极管的上电极焊点KL段部位(见图1)或201(见图2)、电池的上电极主焊点203(见图2)、电池细栅204 (见图2)等部位，曝光时间为5秒。
16蒸镀上电极
采用高真空蒸镀设备，蒸镀电极Au/Ge/Ag/Au。
15～16工艺步骤，为”上电极工艺”的详细工艺描述，此工艺实现电池上电极与二极管下电极的电性连接的目的。
17蒸镀下电极
采用高真空蒸镀设备，蒸镀电极Au/Ge/Ag。
18蒸镀减反射膜
采用高真空蒸镀设备，蒸镀电极。
19焊接连接电极
采用的点焊机，将宽度为0.5mm的银条的两端分别焊至二极管的上电极(见图1的117，或图2的117)与电池的下电极(见图1的116)上。
第19步工艺实现了电池下电极与二极管上电极的电性连接。
20划片
采用划片机，按电池外部尺寸进行自动划片。
结束。
以上1～20是电池制作的全部工艺，其中，16～18、20是上电极工艺、下电极工艺、减反射膜工艺及划片工艺，与常规制造工艺相同，不是本专利所保护的内容，这里不对其作详细描述。
与现有技术相比：通过本申请结构设计和工艺技术，实现了在电池上集成自保式二极管的目的，同时避免了在电池外延结构上再次通过外延工艺形成二级管核心结构，在工艺制作上，也避免了由新增二极管外延层的存在，而需对整个电池表面进行大面积腐蚀的不利因素，大大提高了产品的成品率，达到了降低电池制作成本和提高产品成品率的目的。
以上对本发明的一个实例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.自保式集成二极管电池结构，包括电池和二极管，所述电池和二极管为Ge衬底上包括n+型帽层(101)、n型窗口层(102)、n型GaInP层(103)、p型GaInP层(104)、第一p型遂穿层(105)、第一n型遂穿层(106)、n型GaAs层(107)、p型GaAs层(108)、第二p型遂穿层(109)、第二n型遂穿层(110)的外延结构，其特征在于所述电池上电极与所述二极管下电极的电性连接，所述电池下电极与所述二极管上电极的电性连接；
所述电池上电极主焊点和细栅线导电连接，所述电池下电极与所述二极管上电极通过电极连接，所述电池上电极与所述二极管下电极的通过电极蒸镀层连接，所述二极管侧围设置绝缘保护层；
所述Ge衬底包括p型Ge层(111)和n型Ge层(112)；所述二极管下电极为p型AlGaAs层(116)。
2.根据权利要求1所述的自保式集成二极管电池结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、第一光刻腐蚀步骤，把二极管的外围进行光刻开口，并采用交替腐蚀工艺技术，将外延层腐蚀至第二p型遂穿层(109)，并作为二极管的下电极，形成隔离槽；
步骤2、第二光刻腐蚀步骤，把隔离槽进行光刻开口，对隔离槽区域采用一次性腐蚀工艺，腐蚀直至n型Ge层(112)，实现电池主体与二极管的电性分离；
步骤3、PI胶光刻腐蚀步骤，对隔离槽及二极管侧围进行绝缘保护；
步骤4、上电极工艺步骤，采用电极蒸镀工艺实现电池上电极与二极管下电极的电性连接；
步骤5、下电极工艺步骤，采用电极引线焊接工艺，实现电池下电极与二极管上电极的电性连接；
步骤6、减反射膜步骤；
步骤7、划片步骤。
3.根据权利要求2所述的自保式集成二极管电池结构的制备方法，其特征在于步骤1中第一光刻腐蚀步骤具体包括以下步骤：
步骤1.1、涂胶，将外延片放在匀胶机上，开始涂布正性光刻胶，将匀胶机转速设定在2000rpm，匀胶时间为15s～20s；
步骤1.2、烘胶，放入烘箱中，温度保持90℃，烘烤时间15min；
步骤1.3、曝光，放入光刻机中，曝光区域为EI部位曝光时间为15秒；
步骤1.4、显影，显影液中浸泡30秒，并用去离子水清洗干净；
步骤1.5、坚膜，放入烘箱中，温度保持120℃，坚膜时间25min；
步骤1.6、第一腐蚀，室温下配置腐蚀液，进行腐蚀操作，腐蚀液为腐蚀液A和腐蚀液B；
腐蚀液A为按体积比H2SO4：H2O2：H2O＝1：1：5，腐蚀液B为浓HCl 溶液。
4.根据权利要求3所述的自保式集成二极管电池结构的制备方法，其特征在于步骤1.6第一腐蚀，室温下，配置腐蚀液，进行腐蚀操作包括具体步骤如下：
步骤1.6.1在混合液A中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净，此时腐蚀至n型GaInP层(103)，腐蚀面变蓝色；
步骤1.6.2在混合液B中腐蚀25秒，取出并用去离子水清洗干净，此时腐蚀至第一p型遂穿层(105)，腐蚀面变光亮；
步骤1.6.3在混合液A中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净，此时腐蚀至第一n型遂穿层(106)，腐蚀过程颜色无变化；
步骤1.6.4在混合液B中腐蚀15秒，取出并用去离子水清洗干净，此时腐蚀至n型GaAs层(107)；
步骤1.6.5在混合液A中腐蚀35秒，取出并用去离子水清洗干净，此时腐蚀至p型GaAs层(108)，腐蚀过程颜色由黑变粉；
步骤1.6.6在混合液B中腐蚀20秒，取出并用去离子水清洗干净，此时腐蚀至第二p型遂穿层(109)，腐蚀面变光亮。
5.根据权利要求2所述的自保式集成二极管电池结构的制备方法，其特征在于步骤2中第二光刻腐蚀步骤具体包括以下步骤：
步骤2.1、涂胶，将外延片放在匀胶机上，开始涂布正性光刻胶，将匀胶机转速设定在2000rpm，匀胶时间为15s～20s；
步骤2.2、烘胶，放入烘箱中，温度保持90℃，烘烤时间15min；
步骤2.3、曝光，放入光刻机中，曝光区域为DE部位曝光时间为15秒；
步骤2.4、显影，显影液中浸泡30秒，并用去离子水清洗干净；
步骤2.5、坚膜，放入烘箱中，温度保持120℃，坚膜时间25min；
步骤2.6、第二腐蚀，室温下，配置腐蚀液，进行腐蚀操作，腐蚀液为腐蚀液C和腐蚀液D；
腐蚀液C为按体积比：HCl ：H2O2：H2O＝6：1：2，腐蚀液D为按体积比：HF：H2O2：H2O＝2：1：7。
6.根据权利要求5所述的自保式集成二极管电池结构的制备方法，其特征在于步骤2.6的第二腐蚀具体操作为先用腐蚀液C腐蚀25秒，再用腐蚀液D腐蚀30秒，此时腐蚀至Ge衬底层。
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