RU2354009C1 - Method for manufacture of photoelectric transducers based on multilayer structure - Google Patents
Method for manufacture of photoelectric transducers based on multilayer structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2354009C1 RU2354009C1 RU2007146721/28A RU2007146721A RU2354009C1 RU 2354009 C1 RU2354009 C1 RU 2354009C1 RU 2007146721/28 A RU2007146721/28 A RU 2007146721/28A RU 2007146721 A RU2007146721 A RU 2007146721A RU 2354009 C1 RU2354009 C1 RU 2354009C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- etching
- germanium substrate
- stage
- chips
- carried out
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к способу изготовления фотоэлектрических преобразователей, и может быть использовано в электронной промышленности для преобразования световой энергии в электрическую.The invention relates to solar energy, in particular to a method for manufacturing photovoltaic converters, and can be used in the electronics industry to convert light energy into electrical energy.
Известен способ изготовления каскадных фотопреобразователей (см. "Особенности технологии получения солнечных элементов на основе гетероструктур AlGaPAs/GaAs с использованием метода ГЖК", Благин А.В., Благина Л.В., Алфимова Д.Л., Сысоев И.А., Слуцкая О.В. Труды Девятой Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники", пос.Дивноморское, Россия, 2004 г.) на основе гетероструктур AlGaPAs/GaAs с использованием метода градиентной жидкофазной кристаллизации. В качестве контактных материалов для слоя р-типа использовались сплавы хром-медь и никель-медь, сопротивление которых не превышает 0,23 Ом/см2, для слоя n-типа комбинация из двух металлов - ванадия и алюминия, сопротивление которых равно 0,105 Ом/см2. КПД фотопреобразователя на основе гетероструктуры Al0.33Ga0.67P0.05As0.95/GaAs, измеренный на имитаторе солнечного излучения, составил 21,5%.A known method of manufacturing cascade photoconverters (see "Features of the technology for producing solar cells based on AlGaPAs / GaAs heterostructures using the GLC method", Blagin A.V., Blagina L.V., Alfimova D.L., Sysoev I.A., Slutskaya OV Proceedings of the Ninth International Scientific and Technical Conference "Actual Problems of Solid-State Electronics and Microelectronics", settlement of Divomorskoye, Russia, 2004) based on AlGaPAs / GaAs heterostructures using gradient liquid-phase crystallization. As contact materials for the p-type layer, chromium-copper and nickel-copper alloys were used, the resistance of which does not exceed 0.23 Ohm / cm 2 , for the n-type layer a combination of two metals - vanadium and aluminum, whose resistance is 0.105 Ohm / cm 2 . The efficiency of the photoconverter based on the Al0.33Ga0.67P0.05As0.95 / GaAs heterostructure, measured on a solar radiation simulator, was 21.5%.
Недостатком данного способа изготовления каскадных фотопреобразователей является высокое сопротивление омического контакта, сложность изготовления полупроводниковой структуры и низкий КПД фотопреобразователя.The disadvantage of this method of manufacturing cascade photoconverters is the high resistance of the ohmic contact, the complexity of manufacturing a semiconductor structure and low efficiency of the photoconverter.
Известен способ изготовления фотоприемного элемента (см. заявка RU №94021123, МПК H01L 31/18, опубликована 20.04.1996) на основе многослойных гетероструктур GaAs/AlGaAs. Способ заключается в нанесении на подложку из полуизолирующего арсенида галлия 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 фотоприемных элементов, увеличить выход годных изделий и снизить стоимость фотоприемных элементов.A known method of manufacturing a photodetector element (see application RU No. 94021123, IPC H01L 31/18, published 04/20/1996) based on multilayer GaAs / AlGaAs heterostructures. The method consists in applying a sequence of layers on a semi-insulating gallium arsenide substrate: a conducting n + GaAs layer, a multilayer periodic structure of GaAs / AlGaAs and a second conducting n + GaAs layer, followed by etching of the upper conducting n + GaAs layer and a multilayer heterostructure in an aqueous solution of hydrogen peroxide containing organic acid. The method allows to increase the accuracy and precision of etching in the manufacture of photodetector elements, increase the yield of products and reduce the cost of photodetector elements.
Недостатком данного способа изготовления фотоприемного элемента является использование подложки арсенида галлия, что приводит к ухудшению параметров фотопреобразователя.The disadvantage of this method of manufacturing a photodetector element is the use of a gallium arsenide substrate, which leads to a deterioration of the parameters of the photoconverter.
Известен способ изготовления солнечного элемента (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, от которых отходят скобы. На платообразные области, а также на один из скосов каждой области наносят материал, образующий электропроводящие контакты. Солнечный элемент содержит полупроводниковую подложку, на одной поверхности которой сформирована структура возвышенностей с платообразными вершинами и с боковыми скосами. На платообразных вершинах и частично на скосах расположены электропроводящие контакты. Поверхность полупроводниковой подложки в области между контактами покрыта пассивирующим материалом.A known method of manufacturing a solar cell (see application RU No. 93046763, IPC H01L 31/18, published September 20, 1995), consisting in the fact that at least one surface of the semiconductor substrate forms a structure of parallel grooves by mechanical removal or etching of the semiconductor material , separated from one another by hills, tapering to the tops. A passivating layer is applied to the entire structured surface, after which the tops of the hills are cut to the depth of the passivating layer, resulting in the formation of parallel plateau-shaped areas from which the brackets extend. On plateau-like regions, as well as on one of the bevels of each region, material is formed that forms electrically conductive contacts. The solar cell contains a semiconductor substrate, on one surface of which a structure of hills with plateau-like peaks and with side bevels is formed. Electrically conductive contacts are located on plateau-like peaks and partially on bevels. The surface of the semiconductor substrate in the region between the contacts is coated with a passivating material.
Недостатком данного способа изготовления солнечного элемента является сложность процесса, возможное возникновение дефектов структуры в процессе срезания вершин возвышенностей, что приводит к ухудшению параметров фотопреобразователя.The disadvantage of this method of manufacturing a solar cell is the complexity of the process, the possible occurrence of structural defects in the process of cutting the tops of the hills, which leads to a deterioration of the parameters of the photoconverter.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является способ изготовления фотоэлектрических преобразователей (см. "Research and development of GalnP/GaAs/Ge multi-junction solar cells", An Xinxin, Garnelly Dario Albino, Denisov Alexey, Di Lillo Luigi, Sacchetto Davide, Fisichella Salvatore, Reddy Pallavi, Zneng Liqiancg, Institut National Polytechnigue de Grenoble, Nanotech Labs Project, Grenoble, 2007) на основе гетероструктуры AlGaPAs/GaAs/Ge. В данном способе структуру выращивают на германиевой подложке, осуществляют осаждение омических контактов последовательным нанесением слоев титана и серебра, омическое сопротивление которых составляет 10-6 Ом/см2, наносят антиотражающее покрытие последовательным нанесением слоев ZnS и MgF2.The closest to the claimed technical solution in terms of essential features is a method of manufacturing photovoltaic cells (see "Research and development of GalnP / GaAs / Ge multi-junction solar cells", An Xinxin, Garnelly Dario Albino, Denisov Alexey, Di Lillo Luigi, Sacchetto Davide, Fisichella Salvatore, Reddy Pallavi, Zneng Liqiancg, Institut National Polytechnigue de Grenoble, Nanotech Labs Project, Grenoble, 2007) based on the AlGaPAs / GaAs / Ge heterostructure. In this method, the structure is grown on a germanium substrate, ohmic contacts are deposited by sequential deposition of layers of titanium and silver, the ohmic resistance of which is 10 -6 Ohm / cm 2 , an antireflection coating is applied by successive deposition of ZnS and MgF 2 layers.
Недостатком данного способа изготовления фотоэлектрических преобразователей являются достаточно значительные утечки p-n переходов.The disadvantage of this method of manufacturing photovoltaic converters are quite significant leakage pn junctions.
Задачей заявляемого технического решения является улучшение параметров фотоэлектрических преобразователей.The objective of the proposed technical solution is to improve the parameters of photovoltaic converters.
Поставленная задача достигается тем, что способ изготовления фотоэлектрических преобразователей на основе многослойной полупроводниковой структуры GalnP/Ga(ln)As/Ge, выращенной на германиевой подложке, включает нанесение омических контактов на тыльную и фронтальную поверхности структуры, разделение структуры на чипы, пассивацию боковой поверхности чипов диэлектриком, удаление части фронтального контактного слоя структуры методом химического травления и нанесение антиотражающего покрытия на фронтальную поверхность структуры. При этом разделение структуры на чипы проводят через маску фоторезиста со стороны фронтальной поверхности структуры на глубину 15-50 мкм в две стадии: на первой стадии осуществляют травление структуры до германиевой подложки методом химического травления, на второй стадии проводят травление германиевой подложки методом электрохимического травления.This object is achieved in that a method of manufacturing photoelectric converters based on a multilayer semiconductor structure GalnP / Ga (ln) As / Ge grown on a germanium substrate includes applying ohmic contacts to the back and front surfaces of the structure, separating the structure into chips, passivation of the side surface of the chips dielectric, removing part of the frontal contact layer of the structure by chemical etching and applying an antireflection coating to the frontal surface of the structure. In this case, the structure is divided into chips through a photoresist mask from the front of the structure surface to a depth of 15-50 μm in two stages: at the first stage, the structure is etched to the germanium substrate by chemical etching, and at the second stage, the germanium substrate is etched by electrochemical etching.
Травление структуры до германиевой подложки может быть осуществлено при температуре 19-23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:Etching of the structure to a germanium substrate can be carried out at a temperature of 19-23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
Травление германиевой подложки может быть осуществлено при температуре 19-23°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:The etching of the germanium substrate can be carried out at a temperature of 19-23 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
Заявляемый способ обеспечивает получение ровной вертикальной стенки разделительной мезы на глубину всех p-n переходов структуры, позволяет осуществить наилучшую пассивацию боковой поверхности чипов, устранить утечки p-n переход, что приводит к параметров фотоэлектрических преобразователей.The inventive method provides a smooth vertical wall of the separation mesa to the depth of all pn transitions of the structure, allows the best passivation of the side surface of the chips, eliminates leakage of the pn junction, which leads to the parameters of the photoelectric converters.
При глубине разделительного травления меньше 15 мкм невозможно разделение структуры на отдельные солнечные элементы. При глубине травления более 50 мкм невозможна дальнейшая работа с полупроводниковой структурой из-за ее хрупкости.With a separation etching depth of less than 15 μm, it is not possible to separate the structure into individual solar cells. With an etching depth of more than 50 μm, further work with the semiconductor structure is impossible due to its fragility.
При содержании K2Cr2O7 меньше 80 г/л или больше 110 г/л, при содержании HBr меньше 80 г/л или больше 110 г/л, при содержании Н3PO4 меньше 150 г/л или больше 180 г/л в травителе, используемом для травления полупроводниковой структуры, и при температуре травления меньше 19°С или больше 23°С происходит изменение скоростей травления слоев структуры. Из-за различия в составах данных слоев скорости травления одних слоев падают, что приводит к образованию "козырьков" на боковой стенке разделительной мезы. Скорости травления других слоев возрастают, что приводит к возникновению протравов структуры. В результате невозможно получение ровной вертикальной стенки разделительной мезы и, следовательно, невозможно осуществление наилучшей пассивации боковой поверхности чипов, что приводит к возникновению утечек p-n переходов.When the content of K 2 Cr 2 O 7 is less than 80 g / l or more than 110 g / l, with the content of HBr less than 80 g / l or more than 110 g / l, with the content of H 3 PO 4 less than 150 g / l or more than 180 g / l in the etchant used to etch the semiconductor structure, and when the etching temperature is less than 19 ° C or more than 23 ° C, the etching rates of the layers of the structure change. Due to the difference in the compositions of these layers, the etching rates of some layers decrease, which leads to the formation of “peaks” on the side wall of the separation mesa. Etching rates of other layers increase, which leads to etching of the structure. As a result, it is impossible to obtain an even vertical wall of the separation mesa and, therefore, it is impossible to achieve the best passivation of the lateral surface of the chips, which leads to leakage of pn junctions.
Использование травителя указанного выше состава для травления полупроводниковой структуры, обусловлено также тем, что он не обладает строгой селективностью по отношению к германию, что позволяет осуществить травления германиевой подложки на небольшую глубину на первой стадии травления и, следовательно, создать ровную вертикальную разделительную мезу на глубину всех p-n переходов, что обеспечивает наилучшую пассивацию боковой поверхности чипов.The use of the etchant of the above composition for etching a semiconductor structure is also due to the fact that it does not have strict selectivity with respect to germanium, which allows etching the germanium substrate to a small depth at the first etching stage and, therefore, to create an even vertical separation mesa to the depth of all pn junctions, which provides the best passivation of the side surface of the chips.
При содержании глицерина меньше 30 г/л, при содержании КОН меньше 1 г/л в электролите, используемом для травления германиевой подложки, падает скорость травления германия, ухудшается морфология поверхности травления и, следовательно, ухудшаются условия для наилучшей пассивации боковой поверхности чипов, что сильно увеличивает время травления и, следовательно, трудозатраты на изготовление фотопреобразователя. При содержании глицерина больше 50 г/л ухудшается морфология поверхности травления. При содержании КОН больше 4 г/л происходит подтравливание под маску фоторезиста, через которую проводится травление, и, следовательно, осуществляется травление светочувствительной поверхности фотопреобразователя, что приводит к резкому ухудшению его параметров. При внешнем напряжении меньше 9 В травление идет неравномерно и медленно, на поверхности образуется окисный слой, препятствующий травлению. При напряжении больше 15 В происходит подтравливание под маску фоторезиста и, следовательно, осуществляется травление светочувствительной поверхности фотопреобразователя. При температуре меньше 19°С уменьшается скорость травления германия, что приводит к ухудшению морфологии поверхности и к увеличению трудозатрат на изготовление фотопреобразователя. При температуре больше 23°С увеличивается скорость травления германия, что приводит к подтравливанию под маску фоторезиста.When the glycerol content is less than 30 g / l, when the KOH content is less than 1 g / l in the electrolyte used to etch the germanium substrate, the etching rate of germanium decreases, the morphology of the etching surface worsens and, therefore, the conditions for the best passivation of the chip side surface are worsened, which increases the etching time and, consequently, the labor required to manufacture the photoconverter. When the glycerol content is more than 50 g / l, the etching surface morphology worsens. When the KOH content is more than 4 g / l, etching occurs under the photoresist mask, through which etching is performed, and, therefore, the photosensitive surface of the photoconverter is etched, which leads to a sharp deterioration in its parameters. At an external voltage of less than 9 V, etching is uneven and slow; an oxide layer is formed on the surface that prevents etching. At voltages greater than 15 V, etching under the mask of the photoresist occurs and, therefore, the photosensitive surface of the photoconverter is etched. At temperatures below 19 ° C, the etching rate of germanium decreases, which leads to a deterioration in the surface morphology and to an increase in labor costs for the manufacture of a photoconverter. At temperatures above 23 ° C, the etching rate of germanium increases, which leads to etching under the photoresist mask.
Заявляемое техническое решение поясняется иллюстрациями, гдеThe claimed technical solution is illustrated by illustrations, where
на фиг.1 приведена фотография разделительной мезы после травления структуры до германиевой подложки;figure 1 shows a photograph of the separation mesa after etching the structure to a germanium substrate;
на фиг.2 показана фотография разделительной мезы после травления структуры и германиевой подложки.figure 2 shows a photograph of the separation mesa after etching of the structure and the germanium substrate.
На фиг.1 и фиг.2 приведены следующие обозначения: 1 - маска фоторезиста; 2 - полупроводниковая структура; 3 - германиевая подложка.Figure 1 and figure 2 shows the following notation: 1 - mask photoresist; 2 - semiconductor structure; 3 - germanium substrate.
Заявляемый способ изготовления фотоэлектрических преобразователей осуществляют на основе многослойной полупроводниковой структуры GalnP/Ga(ln)As/Ge, выращенной на германиевой подложке. Процесс изготовления солнечных элементов проводят в несколько стадий: осуществляют химическое травление тыльной стороны структуры на глубину 20-30 мкм в травителе СР4, проводят напыление тыльного омического контакта толщиной 0,4-0,5 мкм методом вакуумно-термического испарения на установке поствакуумный универсальный ВУП-5М. Проводят очистку фронтальной поверхности структуры методом ионно-лучевого травления на установке ионно-лучевого травления Rokappa IBE на глубину 0,005-0,1 мкм. Осуществляют напыление омического контакта толщиной 0,2-0,4 мкм на фронтальную поверхность структуры через маску фоторезиста методом вакуумно-термического испарения на установке поствакуумный универсальный ВУП-5М. Проводят вжигание омических контактов при температуре 360-370°С в течение 10-60 сек. Осуществляют утолщение омических контактов путем электрохимического осаждения через маску фоторезиста последовательно слоев золота, никеля и вновь золота общей толщиной 1,6-3,5 мкм. Проводят разделительное травление структуры на глубину 15-50 мкм через маску фоторезиста 1 (см. фиг.1) в две стадии: на первой стадии осуществляют травление полупроводниковой структуры 2 до германиевой подложки 3 (см. фиг.1) при температуре 19-23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:The inventive method of manufacturing photoelectric converters is carried out on the basis of a multilayer semiconductor structure GalnP / Ga (ln) As / Ge grown on a germanium substrate. The process of manufacturing solar cells is carried out in several stages: they carry out chemical etching of the back side of the structure to a depth of 20-30 microns in the etchant CP4, spraying the rear ohmic contact with a thickness of 0.4-0.5 microns by vacuum thermal evaporation at the universal post-vacuum unit VUP- 5M. The front surface of the structure is cleaned by ion-beam etching at the Rokappa IBE ion-beam etching unit to a depth of 0.005-0.1 μm. An ohmic contact is deposited with a thickness of 0.2-0.4 μm on the front surface of the structure through a photoresist mask by vacuum thermal evaporation on a post-vacuum universal unit VUP-5M. The ohmic contacts are burned at a temperature of 360-370 ° C for 10-60 seconds. The ohmic contacts are thickened by electrochemical deposition of successive layers of gold, nickel and again gold with a total thickness of 1.6-3.5 μm through a photoresist mask. Separate etching of the structure to a depth of 15-50 μm is carried out through the mask of photoresist 1 (see Fig. 1) in two stages: at the first stage, the
На второй стадии осуществляют травление германиевой подложки 3 (см. фиг.2) при температуре 19-23°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:At the second stage, the
Осуществляют пассивацию боковой поверхности чипов нанесением слоя нитрида кремния методом плазмохимического осаждения при пониженном давлении с использованием ВЧ плазмы на установке плазмохимического осаждения диэлектриков Rokappa PCVD. Проводят локальное химическое травление контактного слоя структуры в местах, свободных от омического контакта, для открытия светочувствительной поверхности солнечного элемента в две стадии: на первой стадии осуществляют удаление окислов в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:Passivation of the side surface of the chips is carried out by applying a layer of silicon nitride by plasma-chemical deposition under reduced pressure using high-frequency plasma on a plasma-chemical deposition of dielectrics Rokappa PCVD. Local chemical etching of the contact layer of the structure is carried out in places free of ohmic contact in order to open the photosensitive surface of the solar cell in two stages: at the first stage, oxides are removed in the etchant containing the components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии осуществляют полное стравливание контактного слоя структуры до стоп-слоя GalnP в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:in the second stage, the contact layer of the structure is completely etched to the GalnP stop layer in the etchant containing the components in the following ratio, parts by weight:
Осуществляют напыление антиотражающего покрытия методом вакуумно-термического испарения на установке поствакуумный универсальный ВУП-5М последовательным напылением слоев ZnS толщиной 0,045 мкм и MgF2 толщиной 0,095 мкм в свободных от омических контактов местах через окна в магнитной маске.The antireflection coating is sprayed by vacuum-thermal evaporation at the universal post-vacuum unit VUP-5M by successive spraying of ZnS layers 0.045 μm thick and 0.095 μm thick MgF 2 in places free of ohmic contacts through windows in a magnetic mask.
Пример 1.Example 1
Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь на основе многослойной полупроводниковой структуры GalnP/Ga(ln)As/Ge, выращенной на германиевой подложке p-типа. Процесс изготовления фотоэлектрических преобразователей осуществляли в несколько стадий. Провели химическое травление тыльной стороны структуры на глубину 20 мкм в травителе СР4, осуществили напыление тыльного омического контакта толщиной 0,5 мкм на установке поствакуумный универсальный ВУП-5М, состоящего из последовательно расположенных слоя сплава, содержащего серебро 95 мас.% и марганец 5 мас.%, слоев никеля и золота. Провели очистку фронтальной поверхности структуры на установке ионно-лучевого травления Rokappa IBE на глубину 0,005 мкм. Напылили омический контакт толщиной 0,2 мкм на фронтальную поверхность структуры через маску фоторезиста на установке поствакуумный универсальный ВУП-5М, состоящего из последовательно расположенных слоя сплава, содержащего золото 90 мас.% и германий 10 мас.%, слоев никеля и золота. Провели вжигание омических контактов при температуре 370°С в течение 10 с. Утолщили омические контакты путем электрохимического осаждения через маску фоторезиста последовательно слоев золота, никеля и вновь золота общей толщиной 3,5 мкм. Провели разделительное травление полупроводниковой структуры на глубину 15 мкм через маску фоторезиста в две стадии: на первой стадии протравили полупроводниковую структуру до германиевой подложки при температуре 19°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:A photoelectric converter was fabricated based on the GalnP / Ga (ln) As / Ge multilayer semiconductor structure grown on a p-type germanium substrate. The manufacturing process of photovoltaic converters was carried out in several stages. We carried out chemical etching of the back side of the structure to a depth of 20 μm in the CP4 etchant, sprayed the rear ohmic contact with a thickness of 0.5 μm at the universal vacuum unit VUP-5M, which consisted of a successively arranged alloy layer containing 95 wt.% Silver and 5 wt. Manganese. %, layers of nickel and gold. The frontal surface of the structure was cleaned on a Rokappa IBE ion-beam etching unit to a depth of 0.005 μm. An ohmic contact with a thickness of 0.2 μm was sprayed onto the front surface of the structure through a photoresist mask on a VUP-5M universal postvacuum installation consisting of a successively arranged alloy layer containing 90 wt.% Gold and 10 wt.% Germanium, nickel and gold layers. The ohmic contacts were incinerated at a temperature of 370 ° С for 10 s. The ohmic contacts were thickened by electrochemical deposition through a photoresist mask of successive layers of gold, nickel and again gold with a total thickness of 3.5 μm. Separate etching of the semiconductor structure to a depth of 15 μm was carried out through a photoresist mask in two stages: in the first stage, the semiconductor structure was etched to a germanium substrate at a temperature of 19 ° C in an etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии осуществили травление германиевой подложки при температуре 19°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:at the second stage, the germanium substrate was etched at a temperature of 19 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
Провели пассивацию боковой поверхности чипов нанесением слоя нитрида кремния методом плазмохимического осаждения при пониженном давлении с использованием ВЧ плазмы на установке плазмохимического осаждения диэлектриков Rokappa PCVD. Осуществили локальное химическое травление контактного слоя структуры в местах, свободных от омического контакта, в две стадии: на первой стадии в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:Passivation of the side surface of the chips was carried out by applying a layer of silicon nitride by plasma-chemical deposition under reduced pressure using high-frequency plasma on a plasma-chemical deposition of dielectrics Rokappa PCVD. Local chemical etching of the contact layer of the structure in places free of ohmic contact was carried out in two stages: at the first stage in the etchant containing the components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:at the second stage in the etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
Напылили антиотражающее покрытие на установке поствакуумный универсальный ВУП-5М последовательным напылением слоев ZnS толщиной 0,045 мкм и MgF2 толщиной 0,095 мкм в свободных от омических контактов местах через окна в магнитной маске.The antireflection coating was sprayed on the universal post-vacuum unit VUP-5M by successive spraying of ZnS layers 0.045 μm thick and 0.095 μm thick MgF 2 in places free of ohmic contacts through windows in a magnetic mask.
Пример 2.Example 2
Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: разделительное травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 50 мкм в две стадии. На первой стадии осуществлено травление полупроводниковой структуры до германиевой подложки при температуре 23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:A photoelectric converter was manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: separation etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 50 μm in two stages. At the first stage, the semiconductor structure was etched to a germanium substrate at a temperature of 23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии осуществлено травление германиевой подложки при температуре 23°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:at the second stage, the germanium substrate was etched at a temperature of 23 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
Пример 3.Example 3
Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: разделительное травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 50 мкм в две стадии. На первой стадии осуществлено травление полупроводниковой структуры до германиевой подложки при температуре 23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:A photoelectric converter was manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: separation etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 50 μm in two stages. At the first stage, the semiconductor structure was etched to a germanium substrate at a temperature of 23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии осуществлено травление германиевой подложки при температуре 19°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:at the second stage, the germanium substrate was etched at a temperature of 19 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
Пример 4.Example 4
Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: разделительное травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 15 мкм в две стадии. На первой стадии осуществлено травление полупроводниковой структуры до германиевой подложки при температуре 19°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:A photoelectric converter was manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: separation etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 15 μm in two stages. At the first stage, the semiconductor structure was etched to a germanium substrate at a temperature of 19 ° C in an etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии осуществлено травление германиевой подложки при температуре 23°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:at the second stage, the germanium substrate was etched at a temperature of 23 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
Пример 5.Example 5
Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: разделительное травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 15 мкм в две стадии. На первой стадии осуществлено травление полупроводниковой структуры до германиевой подложки при температуре 23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:A photoelectric converter was manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: separation etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 15 μm in two stages. At the first stage, the semiconductor structure was etched to a germanium substrate at a temperature of 23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии осуществлено травление германиевой подложки при температуре 19°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:at the second stage, the germanium substrate was etched at a temperature of 19 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
Пример 6.Example 6
Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: разделительное травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 15 мкм в две стадии. На первой стадии осуществлено травление полупроводниковой структуры до германиевой подложки при температуре 23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:A photoelectric converter was manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: separation etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 15 μm in two stages. At the first stage, the semiconductor structure was etched to a germanium substrate at a temperature of 23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии осуществлено травление германиевой подложки при температуре 19°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:at the second stage, the germanium substrate was etched at a temperature of 19 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
Пример 7.Example 7
Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: разделительное травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 50 мкм в две стадии. На первой стадии осуществлено травление полупроводниковой структуры до германиевой подложки при температуре 19°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:A photoelectric converter was manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: separation etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 50 μm in two stages. At the first stage, the semiconductor structure was etched to a germanium substrate at a temperature of 19 ° C in an etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии осуществлено травление германиевой подложки при температуре 23°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:at the second stage, the germanium substrate was etched at a temperature of 23 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
Пример 8.Example 8
Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: разделительное травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 50 мкм в две стадии. На первой стадии осуществлено травление полупроводниковой структуры до германиевой подложки при температуре 19°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:A photoelectric converter was manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: separation etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 50 μm in two stages. At the first stage, the semiconductor structure was etched to a germanium substrate at a temperature of 19 ° C in an etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии осуществлено травление германиевой подложки при температуре 19°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:at the second stage, the germanium substrate was etched at a temperature of 19 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
Пример 9.Example 9
Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: разделительное травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 40 мкм в две стадии. На первой стадии осуществлено травление полупроводниковой структуры до германиевой подложки при температуре 20°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:A photoelectric converter was manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: separation etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 40 μm in two stages. At the first stage, the semiconductor structure was etched to a germanium substrate at a temperature of 20 ° C in an etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии осуществлено травление германиевой подложки при температуре 20°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:at the second stage, the germanium substrate was etched at a temperature of 20 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
Пример 10.Example 10
Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: разделительное травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 25 мкм в две стадии. На первой стадии осуществлено травление полупроводниковой структуры до германиевой подложки при температуре 22°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:A photoelectric converter was manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: separation etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 25 μm in two stages. At the first stage, the semiconductor structure was etched to a germanium substrate at a temperature of 22 ° C in an etchant containing components in the following ratio, parts by weight:
на второй стадии осуществлено травление германиевой подложки при температуре 22°С в электролите, содержащем компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:at the second stage, the germanium substrate was etched at a temperature of 22 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
Проведение процесса изготовления фотоэлектрических преобразователей с соблюдением выше указанных параметров позволило получить ровную вертикальную стенку разделительной мезы на глубину всех p-n переходов структуры, получить пассивирующее покрытие, идеально закрывающее всю боковую поверхность чипов, не имеющее дефектов и разрывов, устранить утечки p-n переходов, что привело к улучшению параметров фотоэлектрических преобразователей: филфактор FF увеличился до 84%, выход годных элементов возрос с 60% до 80%.Carrying out the manufacturing process of photovoltaic converters in compliance with the above parameters made it possible to obtain an even vertical wall of the separation mesa to the depth of all pn transitions of the structure, to obtain a passivating coating that ideally covers the entire side surface of the chips without defects and tears, to eliminate leakage of pn junctions, which led to an improvement parameters of photovoltaic converters: the FF factor increased to 84%, the yield of useful elements increased from 60% to 80%.
Claims (3)
при внешнем напряжении 9-15 В. 3. The method according to claim 1, characterized in that the etching of the germanium substrate is carried out at a temperature of 19-23 ° C in an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
with an external voltage of 9-15 V.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007146721/28A RU2354009C1 (en) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | Method for manufacture of photoelectric transducers based on multilayer structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007146721/28A RU2354009C1 (en) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | Method for manufacture of photoelectric transducers based on multilayer structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2354009C1 true RU2354009C1 (en) | 2009-04-27 |
Family
ID=41019144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007146721/28A RU2354009C1 (en) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | Method for manufacture of photoelectric transducers based on multilayer structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2354009C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485628C1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Method for manufacturing nanoheterostructure chips and etching medium |
RU2559166C1 (en) * | 2014-05-08 | 2015-08-10 | Публичное акционерное общество "Сатурн" | Method of phototransformer production |
RU2577826C1 (en) * | 2014-12-01 | 2016-03-20 | Публичное акционерное общество "Сатурн" | Method of etching of contact platform of built photoconverter diode |
RU2685015C2 (en) * | 2017-01-30 | 2019-04-16 | Публичное акционерное общество "Сатурн", (ПАО "Сатурн") | Method of manufacturing a photoconverter with a integrated diode on a thin substrate |
RU2687501C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-05-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Method of making photoelectric converter with antireflection coating |
EP3787038A1 (en) * | 2019-08-29 | 2021-03-03 | AZUR SPACE Solar Power GmbH | Two stage hole etching method |
RU2755415C2 (en) * | 2019-07-05 | 2021-09-15 | Акционерное общество "Сатурн" (АО "Сатурн") | Method for processing semiconductor structures with a germanium substrate |
-
2007
- 2007-12-07 RU RU2007146721/28A patent/RU2354009C1/en active
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485628C1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Method for manufacturing nanoheterostructure chips and etching medium |
RU2559166C1 (en) * | 2014-05-08 | 2015-08-10 | Публичное акционерное общество "Сатурн" | Method of phototransformer production |
RU2577826C1 (en) * | 2014-12-01 | 2016-03-20 | Публичное акционерное общество "Сатурн" | Method of etching of contact platform of built photoconverter diode |
RU2685015C2 (en) * | 2017-01-30 | 2019-04-16 | Публичное акционерное общество "Сатурн", (ПАО "Сатурн") | Method of manufacturing a photoconverter with a integrated diode on a thin substrate |
RU2687501C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-05-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Method of making photoelectric converter with antireflection coating |
RU2755415C2 (en) * | 2019-07-05 | 2021-09-15 | Акционерное общество "Сатурн" (АО "Сатурн") | Method for processing semiconductor structures with a germanium substrate |
EP3787038A1 (en) * | 2019-08-29 | 2021-03-03 | AZUR SPACE Solar Power GmbH | Two stage hole etching method |
US11063170B2 (en) | 2019-08-29 | 2021-07-13 | Azur Space Solar Power Gmbh | Two-step hole etching process |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2354009C1 (en) | Method for manufacture of photoelectric transducers based on multilayer structure | |
US10090420B2 (en) | Via etch method for back contact multijunction solar cells | |
RU2547004C1 (en) | FABRICATION OF GaAs-BASED PHOTO INVERTER | |
RU2528277C1 (en) | METHOD OF MAKING MULTI-STAGE SOLAR CELLS BASED ON Galnp/Galnas/Ge SEMICONDUCTOR STRUCTURE | |
US8809097B1 (en) | Passivated emitter rear locally patterned epitaxial solar cell | |
JP2012243797A (en) | Solar cell manufacturing method | |
RU2391745C1 (en) | Method of making cascade solar cells (versions) | |
US8912617B2 (en) | Method for making semiconductor light detection devices | |
WO2015032241A1 (en) | Solar battery integrated with bypass diode, and preparation method therefor | |
RU2368038C1 (en) | Method for manufacturing of multilayer photoconverter chips | |
KR20120110728A (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
RU2419918C1 (en) | Method for producing chips of solar photocells | |
JP2007115916A (en) | Compound solar cell and method of manufacturing same | |
CN102244151A (en) | Method for manufacturing solar battery | |
JP2001203376A (en) | Solar cell | |
RU2437186C1 (en) | Method of making solar photoelectric converter | |
CN108231936A (en) | A kind of solar cell module and preparation method thereof | |
RU2575974C1 (en) | Method of making heterostructure solar cell | |
RU2575972C1 (en) | METHOD FOR PRODUCTION OF GaSb-BASED PHOTOCONVERTER | |
RU2676221C1 (en) | Method of making pulse photodetector | |
RU2589464C1 (en) | Method of making multijunction solar cell | |
RU2391744C1 (en) | Method of making photoelectric converter chips | |
RU2436194C1 (en) | Method for producing chips of concentrator solar photocells | |
RU2492555C1 (en) | Method of making multilayer photocell chips | |
RU2607734C1 (en) | Method of making gaas-based photocell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20170306 |