RU2368038C1 - Method for manufacturing of multilayer photoconverter chips - Google Patents

Method for manufacturing of multilayer photoconverter chips Download PDF

Info

Publication number
RU2368038C1
RU2368038C1 RU2007146717/28A RU2007146717A RU2368038C1 RU 2368038 C1 RU2368038 C1 RU 2368038C1 RU 2007146717/28 A RU2007146717/28 A RU 2007146717/28A RU 2007146717 A RU2007146717 A RU 2007146717A RU 2368038 C1 RU2368038 C1 RU 2368038C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gold
front surface
chips
carried out
multilayer
Prior art date
Application number
RU2007146717/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007146717A (en
Inventor
Вячеслав Михайлович Андреев (RU)
Вячеслав Михайлович Андреев
Наталья Дмитриевна Ильинская (RU)
Наталья Дмитриевна Ильинская
Николай Александрович Калюжный (RU)
Николай Александрович Калюжный
Владимир Михайлович Лантратов (RU)
Владимир Михайлович Лантратов
Александра Вячеславовна Малевская (RU)
Александра Вячеславовна Малевская
Сергей Александрович Минтаиров (RU)
Сергей Александрович Минтаиров
Original Assignee
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН filed Critical Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН
Priority to RU2007146717/28A priority Critical patent/RU2368038C1/en
Publication of RU2007146717A publication Critical patent/RU2007146717A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2368038C1 publication Critical patent/RU2368038C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: physics, conductors.
SUBSTANCE: invention is related to solar engineering. Method consists in application of ohm contacts on back and frontal surfaces of multilayer semiconductor structure GaInP/Ga(In)As/Ge, grown on germanium substrate, separation of structure on chips by method of chemical etching, immunisation of side surface of chips by dielectric, removal of part of frontal contact layer of structure and application of anti-reflecting coat on frontal surface of structure. After application of ohm contact base onto back surface of structure, structure frontal surface is cleaned by method of ion-beam etching to the depth of 0.005-0.1 mcm. Base of ohm contacts are burnt in at the temperature of 360-370°C for 10-60 s. Base of ohm contacts is thickened by serial electrochemical deposition of gold, nickel and again gold layers through mask of photoresist, with total thickness of 1.6-3.5 mcm. Separating chemical etching of structure is carried out from the side of frontal surface to the depth of 15-50 mcm through mask of photoresist. Immunisation is carried out by application of silicon nitride. Chemical etching of structure contact layer is carried out in the areas that are free from ohm contact, afterwards anti-reflecting coating is applied in areas free of ohm contacts via slots in mask.
EFFECT: production of multilayer photoconverters with improved parametres.
4 cl, 11 dwg, 10 ex

Description

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к способу изготовления чипов многослойных фотопреобразователей, 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 chips of multilayer photoconverters, and can be used in the electronics industry to convert light energy into electrical energy.

Известен способ изготовления многослойных 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 multilayer 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", Divnomorskoye, 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 многослойных фотопреобразователей является высокое сопротивление омического контакта, сложность изготовления полупроводниковой структуры и низкий КПД фотопреобразователя.The disadvantage of this method of manufacturing multilayer 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. заявку RU №94021123, МПК H01L31/18, 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 удешевить стоимость фотоприемных элементов.A known method of manufacturing a photodetector element (see application RU No. 94021123, IPC H01L31 / 18, published on 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 conductive n + GaAs layer, a multilayer periodic structure of GaAs / AlGaAs and a second conductive n + GaAs layer, followed by etching of the upper conductive n + GaAs layer and a multilayer heterostructure in an aqueous solution hydrogen peroxide containing organic acid. The method allows to increase the accuracy and precision of etching in the manufacture of photodetector elements, to increase the yield of products and reduce the cost of photodetector elements.

Недостатком данного способа изготовления фотоприемного элемента является использование подложки арсенида галлия вместо германиевой подложки, что приводит к ухудшению параметров фотопреобразователя.The disadvantage of this method of manufacturing a photodetector element is the use of a gallium arsenide substrate instead of a germanium substrate, which leads to a deterioration of the parameters of the photoconverter.

Известен способ изготовления солнечного элемента (см. заявку 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 by elevations 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 чипов многослойных фотопреобразователей (см. "Research and development of GalnP/GaAs/Ge multijunction 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 according to the set of essential features is a method of manufacturing multilayer photoconverter chips (see "Research and development of GalnP / GaAs / Ge multijunction 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 чипов многослойных фотопреобразователей является малая толщина омических контактов, что препятствует осуществлению последующей операции пайки солнечных элементов, и наличие утечек р-n-перехода, что приводит к ухудшению параметров фотопреобразователей.The disadvantage of this method of manufacturing chips of multilayer photoconverters is the small thickness of the ohmic contacts, which impedes the subsequent operation of soldering solar cells, and the presence of leakage of the pn junction, which leads to a deterioration of the parameters of the photoconverters.

Задачей заявляемого технического решения является улучшение параметров. Поставленная задача достигается тем, что способ изготовления чипов многослойных фотопреобразователей 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 методом химического травления, пассивацию боковой поверхности чипов диэлектриком, удаление части фронтального контактного слоя структуры методом химического травления и нанесение антиотражающего покрытия на фронтальную поверхность структуры. В отличие от способа-прототипа после нанесения основы омического контакта на тыльную поверхность структуры проводят очистку фронтальной поверхности структуры методом ионно-лучевого травления на глубину 0,005-0,1 мкм, затем проводят напыление основы омического контакта на фронтальную поверхность структуры через маску фоторезиста. После напыления основы омических контактов проводят их вжигание при температуре 360-370°C в течение 10-60 с. На следующей стадии проводят утолщение основы омических контактов путем электрохимического осаждения через маску фоторезиста последовательно слоев золота, никеля и вновь золота общей толщиной 1,6-3,5 мкм. Проводят разделительное химическое травление структуры со стороны фронтальной поверхности на глубину 15-50 мкм через маску фоторезиста. Пассивацию проводят нанесением слоя нитрида кремния. Затем проводят химическое травление контактного слоя структуры в местах, свободных от омического контакта, после чего наносят антиотражающее покрытие в местах, свободных от омических контактов, через окна в маске.The objective of the proposed technical solution is to improve the parameters. This object is achieved in that a method for manufacturing multilayer photoconverter chips based on a multilayer GalnP / Ga (ln) As / Ge semiconductor structure grown on a germanium substrate involves applying ohmic contacts to the back and front surfaces of the structure, dividing the structure into chips by chemical etching, passivation of the chip’s side surface by a dielectric, removal of a part of the front contact layer of the structure by chemical etching and the application of an antireflection coating on the front th surface structure. In contrast to the prototype method, after applying the ohmic contact base to the back surface of the structure, the front surface of the structure is cleaned by ion beam etching to a depth of 0.005-0.1 μm, then the ohmic contact base is sprayed onto the front surface of the structure through a photoresist mask. After spraying, the bases of ohmic contacts are incinerated at a temperature of 360-370 ° C for 10-60 s. At the next stage, the base of ohmic contacts is 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 chemical etching of the structure is carried out from the front surface to a depth of 15-50 μm through a photoresist mask. Passivation is carried out by applying a layer of silicon nitride. Then carry out chemical etching of the contact layer of the structure in places free of ohmic contact, after which an antireflection coating is applied in places free of ohmic contacts through windows in the mask.

Многослойная полупроводниковая структура GalnP/Ga(ln)As/Ge может быть выращена на германиевой подложке р-типа. В этом случае на тыльную поверхность структуры напыляют основу омического контакта толщиной 0,4-0,5 мкм, состоящую из последовательно расположенных слоя сплава, содержащего серебро 95 масс.% и марганец 5 масс.%, слоев никеля и золота, а на фронтальную поверхность структуры напыляют основу омического контакта толщиной 0,2-0,4 мкм, состоящую из последовательно расположенных слоя сплава, содержащего золото 90 масс.% и германий 10 масс.%, слоев никеля и золота.The multilayer semiconductor structure of GalnP / Ga (ln) As / Ge can be grown on a p-type germanium substrate. In this case, on the back surface of the structure, an ohmic contact base of 0.4-0.5 μm thick is sprayed, consisting of a successively arranged alloy layer containing 95 wt.% Silver and 5 wt.% Manganese, nickel and gold layers, and on the frontal surface structures spray the base of the ohmic contact with a thickness of 0.2-0.4 μm, consisting of a successively arranged layer of an alloy containing 90 wt.% gold and 10 wt.% germanium, nickel and gold layers.

Электрохимическое осаждение золота может быть осуществлено при температуре 60-75°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:Electrochemical deposition of gold can be carried out at a temperature of 60-75 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

К[Аu(СN)2]K [Au (CN) 2 ] 20-4020-40 C6H8O7 C 6 H 8 O 7 50-10050-100 ВодаWater остальноеrest

при рН 5.5-5.0.at pH 5.5-5.0.

Антиотражающее покрытие может быть нанесено последовательным напылением слоев ZnS толщиной 0,045 мкм и MgF2 толщиной 0,095 мкм в свободных от омических контактов местах через окна в маске, изготовленной из магнитного материала и закрепляемой на фронтальной поверхности структуры с помощью магнита, располагаемого на тыльной стороне структуры.An antireflective coating can be applied by successive sputtering of ZnS layers with a thickness of 0.045 μm and a thickness of 0.095 μm MgF 2 in places free from ohmic contacts through windows in a mask made of magnetic material and fixed to the front surface of the structure using a magnet located on the back side of the structure.

Очистку фронтальной поверхности методом ионно-лучевого травления на глубину 0,005-0,1 мкм проводят для улучшения адгезии контакта к полупроводниковой структуре и для уменьшения омического сопротивления. При травлении на глубину меньше 0,005 мкм невозможно удаление поверхностных загрязнений, при травлении на глубину больше 0,1 мкм возникают дефекты структуры, связанные с ее бомбардировкой ионами в процессе травления.The front surface is cleaned by ion beam etching to a depth of 0.005-0.1 μm to improve contact adhesion to the semiconductor structure and to reduce ohmic resistance. When etching to a depth of less than 0.005 μm, it is impossible to remove surface contaminants, when etching to a depth of more than 0.1 μm, structural defects arise due to its bombardment by ions during etching.

Вжигание омических контактов проводят для уменьшения их омического сопротивления. При температуре вжигания меньше 360°C или при времени вжигания меньше 10 с возрастает омическое сопротивление. При температуре вжигания больше 370°C или при времени вжигания большее 60 с происходит диффузия сплава золото-германий в полупроводник и закорачивание р-n-перехода.The burning of ohmic contacts is carried out to reduce their ohmic resistance. When the ignition temperature is less than 360 ° C or when the ignition time is less than 10 s, the ohmic resistance increases. At an ignition temperature greater than 370 ° C or an ignition time greater than 60 s, the gold-germanium alloy diffuses into the semiconductor and the pn junction is shorted.

При электрохимическом осаждении слоев золота, никеля и вновь золота общей толщиной меньше 1,6 мкм невозможно произвести пайку солнечных элементов. При толщине больше 3,5 мкм возникают напряженные слои, вследствие чего уменьшается адгезия омического контакта к полупроводниковой структуре и его отслаивание, также происходит разрастание омического контакта в ширину и затенение светочувствительной поверхности полупроводниковой структуры.With the electrochemical deposition of layers of gold, nickel and again gold with a total thickness of less than 1.6 microns, it is impossible to solder the solar cells. With a thickness of more than 3.5 μm, stressed layers arise, as a result of which the adhesion of the ohmic contact to the semiconductor structure decreases and its peeling, the ohmic contact grows in width and the photosensitive surface of the semiconductor structure grows.

Глубина разделительного химического травления с фронтальной поверхности структуры обусловлена тем, что при глубине 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.The depth of the chemical separation etching from the front surface of the structure is due to the fact that when the etching depth is less than 15 μm, it is not possible to separate the structure into separate solar cells. With an etching depth of more than 50 μm, further work with the semiconductor structure is impossible due to its fragility.

Использование нитрида кремния для пассивации боковой поверхности чипов обусловлено его высокими барьерными свойствами для диффузии молекул воды и кислорода, а также его низкой скоростью окисления. Также нитрид кремния отличается высокой химической стойкостью ко многим химическим реактивам.The use of silicon nitride for passivation of the side surface of the chips is due to its high barrier properties for the diffusion of water and oxygen molecules, as well as its low oxidation rate. Also, silicon nitride is characterized by high chemical resistance to many chemical reagents.

Последовательное напыление слоев основы омического контакта со стороны тыльной поверхности структуры обусловлено тем, что сплав, содержащий серебро 95 масс.% и марганец 5 масс.%, 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. Последний слой золота наносят для последующей операции электрохимического наращивания основы омического контакта. Общая толщина основы контакта составляет 0,4-0,5 мкм. При толщине основы омического контакта меньше 0,4 мкм происходит полное вжигание контакта на последующей операции вжигания. Создание основы омического контакта толщиной более 0,5 мкм является нерациональным из-за большого расхода золота в процессе напыления.The sequential sputtering of the ohmic contact base layers from the back of the structure is due to the fact that the alloy containing silver 95 wt.% And manganese 5 wt.%, Has good adhesion to the surface of the structure and low ohmic resistance of the order of 10 -6 Ohm / cm 2 . A layer of nickel is applied due to its refractoriness, which is necessary for the subsequent burning operation — nickel does not allow gold to completely diffuse into the semiconductor. The last layer of gold is applied for the subsequent operation of electrochemical buildup of the ohmic contact base. The total thickness of the base of the contact is 0.4-0.5 microns. When the thickness of the basis of the ohmic contact is less than 0.4 μm, the contact is completely ignited during the subsequent burning operation. Creating the basis of an ohmic contact with a thickness of more than 0.5 μm is irrational due to the large consumption of gold in the process of deposition.

Последовательное напыление слоев основы омического контакта со стороны фронтальной поверхности структуры обусловлено тем, что сплав, содержащий золото 90 масс.% и германий 10 масс.%, 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. Последний слой золота наносят для последующей операции электрохимического наращивания омического контакта для обеспечения наилучшей адгезии. Общая толщина основы контакта составляет 0,2-0,4 мкм. При толщине основы омического контакта меньше 0,2 мкм происходит полное вжигание контакта на последующей операции вжигания. Создание основы омического контакта на фронтальной поверхности осуществляют с использованием маски фоторезиста методом взрывной фотолитографии, технические возможности которой препятствуют напылению основы омического контакта толщиной более 0,4 мкм.The sequential deposition of the ohmic contact base layers from the front of the structure surface is due to the fact that the alloy containing 90 wt.% Gold and 10 wt.% Germanium has good adhesion to the structure surface and low ohmic resistance of the order of 10 -6 Ohm / cm 2 . A layer of nickel is applied due to its refractoriness, which is necessary for the subsequent burning operation — nickel does not allow gold to completely diffuse into the semiconductor. The last layer of gold is applied for the subsequent operation of the electrochemical build-up of ohmic contact to ensure the best adhesion. The total thickness of the base of the contact is 0.2-0.4 microns. When the thickness of the basis of the ohmic contact is less than 0.2 μm, the contact is completely ignited during the subsequent burning operation. The creation of the basis of ohmic contact on the front surface is carried out using a photoresist mask by the method of explosive photolithography, the technical capabilities of which prevent the deposition of the basis of the ohmic contact with a thickness of more than 0.4 μm.

Температура процесса электрохимического осаждения слоев золота обусловлена тем, что при температуре меньше 60°C скорость осаждения золота очень низкая, при температуре больше 75°C скорость осаждения слишком высокая, и тот и другой параметр приводит к ухудшению качества осаждаемого слоя. При содержанииThe temperature of the process of electrochemical deposition of gold layers is due to the fact that at a temperature of less than 60 ° C the deposition rate of gold is very low, at a temperature of more than 75 ° C the deposition rate is too high, and both parameters lead to a deterioration in the quality of the deposited layer. When keeping

K[Au(CN)2] меньше 20 г/л или больше 40 г/л, при содержании С6Н8О7 меньше 50 г/л или больше 100 г/л в электролите и при рН меньше 5.0 или больше 5.5 ухудшается качество осаждаемого слоя золота и уменьшается адгезия осажденного контакта к напыленной ранее основе омического контакта. Также происходит разрастание омического контакта в ширину, что увеличивает область затенения светочувствительной поверхности структуры.K [Au (CN) 2 ] is less than 20 g / l or more than 40 g / l, when the content of C 6 H 8 O 7 is less than 50 g / l or more than 100 g / l in the electrolyte and worsens at pH less than 5.0 or more 5.5 the quality of the deposited layer of gold and decreases the adhesion of the deposited contact to the previously deposited ohmic contact base. Also, the ohmic contact spreads in width, which increases the area of shading of the photosensitive surface of the structure.

Выбор материалов для создания антиотражающего покрытия и толщина слоев ZnS и MgF2 обусловлены тем, что в диапазоне длин волн 0.4-0.9 мкм коэффициент отражения данного антиотражающего покрытия не превышает значения 1-2%, и, следовательно, тем, что при его нанесении происходит значительное увеличение квантового выхода фотопреобразователя. Использование маски для нанесения антиотражающего покрытия, изготовленной из магнитного материала и закрепляемой на фронтальной поверхности структуры с помощью магнита, располагаемого на тыльной стороне структуры, обусловлено легкостью и высокой точностью совмещения маски и пластины при создании антиотражающего покрытия.The choice of materials for creating an antireflection coating and the thickness of the ZnS and MgF 2 layers are due to the fact that in the wavelength range of 0.4-0.9 μm, the reflection coefficient of this antireflection coating does not exceed 1-2%, and therefore, when it is applied, a significant increasing the quantum yield of the photoconverter. The use of a mask for applying an antireflection coating made of magnetic material and fixed to the front surface of the structure with a magnet located on the back side of the structure is due to the ease and high accuracy of combining the mask and plate when creating an antireflection coating.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 приведена схема многослойной полупроводниковой структуры GalnP/Ga(ln)As/Ge;figure 1 shows a diagram of a multilayer semiconductor structure GalnP / Ga (ln) As / Ge;

на фиг.2 показана схема напыления тыльной основы омического контакта Ag(Man)/Ni/Au и создания маски фоторезиста;figure 2 shows a deposition scheme of the back base of the ohmic contact Ag (Man) / Ni / Au and create a photoresist mask;

на фиг.3 изображена схема напыления лицевой основы омического контакта Au(Ge)/Ni/Au через маску фоторезиста;figure 3 shows a deposition scheme of the facial basis of the ohmic contact Au (Ge) / Ni / Au through a photoresist mask;

на фиг.4 приведена схема создания маски фоторезиста;figure 4 shows a diagram of a photoresist mask;

на фиг.5 дана схема гальванического осаждения омического контакта Au/Ni/Au через маску фоторезиста;figure 5 is a diagram of the galvanic deposition of an ohmic contact Au / Ni / Au through a photoresist mask;

на фиг.6 изображена схема создания маски фоторезиста и схема нанесения химически стойкого лака;figure 6 shows a scheme for creating a photoresist mask and a scheme for applying chemically resistant varnish;

на фиг.7 показана схема разделительного химического травления;7 shows a separation chemical etching scheme;

на фиг.8 приведена схема химического травления контактного слоя структуры;on Fig shows a diagram of chemical etching of the contact layer of the structure;

на фиг.9 дана схема напыления антиотражающего покрытия Zones+Miff2 через окна в магнитной маске;Fig.9 shows a deposition scheme of the antireflection coating Zones + Miff 2 through windows in a magnetic mask;

на фиг.10 изображена схема расположения чипов многослойных фотопреобразователей на полупроводниковой пластине (разрез - вид сбоку);figure 10 shows the arrangement of the chips of multilayer photoconverters on a semiconductor wafer (section - side view);

на фиг.11 показана схема расположения чипов многослойных фотопреобразователей на полупроводниковой пластине (вид сверху).figure 11 shows the arrangement of the chips of multilayer photoconverters on a semiconductor wafer (top view).

На фиг 1-11 указаны: 1 - контактный слой GaAs, 2 - структура GalnP/Ga(ln)As, 3 - германиевая подложка, 4 - тыльная сторона подложки, 5 - тыльная основа омического контакта, 6 - маска фоторезиста, 7 - лицевая основа омического контакта, 8 - маска фоторезиста, 9 - утолщенный омический контакт, 10 - маска фоторезиста, 11 - химически стойкий лак, 12 - разделительные мезы, 13 - стравливаемая область контактного слоя, 14 - антиотражающее покрытие, 15 - светочувствительная область структуры, 16 - маска из магнитного материала.Figures 1-11 show: 1 — GaAs contact layer, 2 — GalnP / Ga (ln) As structure, 3 — germanium substrate, 4 — back side of the substrate, 5 — back base of the ohmic contact, 6 — photoresist mask, 7 — face basis of ohmic contact, 8 — photoresist mask, 9 — thickened ohmic contact, 10 — photoresist mask, 11 — chemically resistant varnish, 12 — separation meshes, 13 — etched area of the contact layer, 14 — antireflection coating, 15 — photosensitive structure region, 16 - a mask made of magnetic material.

Заявляемый способ изготовления чипов многослойных фотопреобразователей осуществляют на основе многослойной полупроводниковой структуры GalnP/Ga(ln)As/Ge (см. фиг.1), состоящей из контактного слоя GaAs 1 и структуры GalnP/Ga(ln)As 2, выращенной на германиевой подложке 3. Процесс изготовления фотопреобразователя проводят в несколько стадий: осуществляют химическое травление тыльной стороны 4 подложки 3 на глубину 20-30 мкм в травителе СР4, проводят напыление тыльной основы омического контакта 5 указанного выше состава (см. фиг.2) толщиной 0,4-0,5 мкм методом вакуумно-термического испарения на установке - пост вакуумный 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. Создают маску фоторезиста 6 на фронтальной поверхности структуры и напыляют на нее лицевую основу омического контакта 7 указанного выше состава (см. фиг.3) толщиной 0,2-0,4 мкм методом вакуумно-термического испарения на установке - пост вакуумный универсальный ВУП-5М. Проводят вжигание основы омических контактов при температуре 360-370°C в течение 10-60 с. Создают маску фоторезиста 8 (см. фиг.4) на фронтальной поверхности структуры, а также создают утолщенный омический контакт 9 (см. фиг.5) путем электрохимического осаждения последовательно слоев золота, никеля и вновь золота общей толщиной 1,6-3,5 мкм. Электрохимическое осаждение слоев золота осуществляют при температуре 60-75°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:The inventive method of manufacturing chips of multilayer photoconverters is carried out on the basis of a multilayer semiconductor structure GalnP / Ga (ln) As / Ge (see figure 1), consisting of a contact layer of GaAs 1 and structure GalnP / Ga (ln) As 2 grown on a germanium substrate 3. The process of manufacturing a photoconverter is carried out in several stages: carry out chemical etching of the back side 4 of the substrate 3 to a depth of 20-30 μm in the etchant CP4, spraying the back base of the ohmic contact 5 of the above composition (see figure 2) with a thickness of 0.4- 0.5 μm vacuum method but thermal evaporation at the facility - a vacuum universal post 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. A photoresist mask 6 is created on the front surface of the structure and a face base of the ohmic contact 7 of the above composition (see FIG. 3) 0.2–0.4 μm thick is sprayed onto it using a vacuum-thermal evaporation method at the installation - universal vacuum post VUP-5M . The base of ohmic contacts is incinerated at a temperature of 360-370 ° C for 10-60 s. A photoresist mask 8 (see Fig. 4) is created on the front surface of the structure, and a thickened ohmic contact 9 (see Fig. 5) is created by electrochemical deposition of successively layers of gold, nickel and again gold with a total thickness of 1.6-3.5 microns. The electrochemical deposition of gold layers is carried out at a temperature of 60-75 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

K[Au(CN)2]K [Au (CN) 2 ] 20-40;20-40; C6H8O7 C 6 H 8 O 7 50-100;50-100; водаwater остальноеrest

при рН 5.5-5.0.at pH 5.5-5.0.

Создают маску фоторезиста 10 на фронтальной поверхности структуры, закрывают тыльную сторону структуры химически стойким лаком 11 (см. фиг.6) и проводят разделительное химическое травление полупроводниковой структуры (см. фиг.7), т.е. создают разделительные мезы 12, на глубину 15-50 мкм в две стадии: на первой стадии осуществляют травление полупроводниковой структуры до подложки германия в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:A photoresist mask 10 is created on the front surface of the structure, the back side of the structure is covered with chemically resistant varnish 11 (see Fig. 6) and chemical separation etching of the semiconductor structure is performed (see Fig. 7), i.e. create separation mesas 12, to a depth of 15-50 microns in two stages: at the first stage, the semiconductor structure is etched to the germanium substrate in the etchant containing the components in the following ratio, parts by weight:

К2Сr2O7 K 2 Cr 2 O 7 80-110;80-110; HBrHBr 80-11080-110 водаwater остальное,rest,

на второй стадии осуществляют травление подложки германия в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:at the second stage, the germanium substrate is etched in the etchant containing the components in the following ratio, parts by weight:

Ce(SO4)2*4H2OCe (SO 4 ) 2 * 4H 2 O 25-35;25-35; H2SO4 H 2 SO 4 3,5-4,5;3.5-4.5; водаwater остальное.rest.

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. Плазма осуществляет следующие функции: плазменное стимулирование реакции снижает температуру осаждения пленок нитрида кремния (порядка 200°C), ускоряет диссоциацию молекул рабочих газов, генерирует радикалы - наиболее активные химические частицы, интенсифицирует диффузию частиц к подложке и миграцию их по поверхности подложки, способствует реиспарению адсорбированных частиц, что повышает скорость образования зародышей, островков и в целом пленок нитрида кремния.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. Plasma performs the following functions: plasma stimulation of the reaction reduces the deposition temperature of silicon nitride films (about 200 ° C), accelerates the dissociation of working gas molecules, generates radicals - the most active chemical particles, intensifies the diffusion of particles to the substrate and their migration over the surface of the substrate, promotes the re-evaporation of adsorbed particles, which increases the rate of formation of nuclei, islands, and, in general, silicon nitride films.

Проводят локальное химическое травление контактного слоя структуры (см. фиг.8) в местах, свободных от омического контакта, для открытия светочувствительной поверхности солнечного элемента. Основная задача данного этапа заключается в разработке условий полного воспроизводимого травления контактного слоя GaAs полупроводниковой гетероструктуры GalnP/Ga(ln)As/Ge. Травление проводят последовательно в две стадии: на первой стадии осуществляют удаление окислов с поверхности структуры в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:Local chemical etching of the contact layer of the structure is carried out (see Fig. 8) in places free from ohmic contact to open the photosensitive surface of the solar cell. The main objective of this stage is to develop conditions for the complete reproducible etching of the GaAs contact layer of the GalnP / Ga (ln) As / Ge semiconductor heterostructure. The etching is carried out sequentially in two stages: at the first stage, oxides are removed from the surface of the structure in the etchant containing the components in the following ratio, parts by weight:

NH4OHNH 4 OH 2-3;2-3; Н2О2 H 2 O 2 6-7;6-7; водаwater остальное,rest,

на второй стадии осуществляют полное стравливание контактного слоя структуры до стоп-слоя GalnP в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:at 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:

лимонная кислотаlemon acid 550-570;550-570; Н2О2 H 2 O 2 60-70;60-70; водаwater остальное.rest.

Состав аммиачно-перекисного травителя подбирают для задания оптимальной скорости травления: при увеличении концентрации аммиака и перекиси водорода в травителе происходит резкое возрастание скорости травления контактного слоя структуры, что сильно усложняет контроль процесса. Травитель на основе лимонной кислоты дает хорошую поверхность и небольшой затрав под омический контакт порядка 0,25-0,35 мкм даже при сильном перетраве по времени. Перетрав необходим для 100% стравливания контактного слоя структуры. Варьируя соотношение указанных компонентов травителей и время травления, были получены солнечные элементы, обладающие минимальным коэффициентом отражения и, соответственно, максимальной плотностью фототока.The composition of the ammonia-peroxide etchant is selected to set the optimum etching rate: with an increase in the concentration of ammonia and hydrogen peroxide in the etchant, the etching rate of the contact layer of the structure sharply increases, which greatly complicates the process control. A citric acid based etchant gives a good surface and a small seed under the ohmic contact of the order of 0.25-0.35 microns, even with a strong grinding over time. Grinding is necessary for 100% etching of the contact layer of the structure. By varying the ratio of these etchant components and the etching time, solar cells were obtained with a minimum reflection coefficient and, accordingly, a maximum photocurrent density.

Осуществляют напыление антиотражающего покрытия 14 (см. фиг.9) методом вакуумно-термического испарения на установке - пост вакуумный универсальный ВУП-5М последовательным напылением слоев ZnS толщиной 0,045 мкм и MgF2 толщиной 0,095 мкм в свободных от омических контактов местах (т.е. на светочувствительную область структуры 15, см. фиг.10, фиг.11) через окна в маске 16 (см. фиг.9), изготовленной из магнитного материала и закрепляемой на фронтальной поверхности структуры с помощью магнита, располагаемого на тыльной стороне структуры.The antireflection coating 14 is sprayed (see Fig. 9) by vacuum thermal evaporation in a facility - universal vacuum unit VUP-5M by sequential spraying of ZnS layers 0.045 μm thick and 0.095 μm thick MgF 2 in places free of ohmic contacts (i.e. to the photosensitive region of the structure 15, see figure 10, figure 11) through the windows in the mask 16 (see figure 9) made of magnetic material and fixed to the front surface of the structure with a magnet located on the back side of the structure.

Пример 1Example 1

Были изготовлены чипы многослойных фотопреобразователей на основе многослойной полупроводниковой структуры GalnP/Ga(ln)As/Ge, выращенной на германиевой подложке р-типа. Процесс изготовления чипов осуществлен в несколько стадий. Проводили химическое травление тыльной стороны структуры на глубину 20 мкм, осуществляли напыление тыльной основы омического контакта толщиной 0,5 мкм на установке - пост вакуумный универсальный ВУП-5М последовательным напылением слоев сплава, содержащего серебро 95 масс.% и марганец 5 масс.%, никеля и золота. Проводили очистку фронтальной поверхности структуры на установке ионно-лучевого травления Rokappa IBE на глубину 0,005 мкм. Создавали маску фоторезиста на фронтальной поверхности структуры, проводили напыление основы омического контакта толщиной 0,2 мкм на фронтальную поверхность структуры на установке - пост вакуумный универсальный ВУП-5М последовательным напылением слоев сплава, содержащего золото 90 масс.% и германий 10 масс.%, никеля и золота. Проводили вжигание основы омических контактов при температуре 370°C в течение 10 с. Создавали маску фоторезиста на фронтальной поверхности структуры и проводили утолщение омических контактов путем электрохимического осаждения последовательно слоев золота, никеля и вновь золота общей толщиной 3,5 мкм. Электрохимическое осаждение слоев золота осуществляли при температуре 75°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:The chips of multilayer photoconverters based on the multilayer semiconductor structure GalnP / Ga (ln) As / Ge grown on a p-type germanium substrate were fabricated. The chip manufacturing process is carried out in several stages. Chemical etching of the back side of the structure to a depth of 20 μm was carried out, the backbase of an ohmic contact 0.5 μm thick was sprayed on the installation - universal vacuum unit VUP-5M by sequential spraying of layers of an alloy containing silver 95 wt.% And manganese 5 wt.%, Nickel and gold. The front surface of the structure was cleaned on a Rokappa IBE ion beam etching unit to a depth of 0.005 μm. A photoresist mask was created on the front surface of the structure, an ohmic contact base 0.2 μm thick was sprayed onto the front surface of the structure on the installation - universal vacuum unit VUP-5M by sequential spraying of layers of an alloy containing 90 wt.% Gold and 10 wt.% Germanium and gold. The base of ohmic contacts was incinerated at a temperature of 370 ° C for 10 s. A photoresist mask was created on the front surface of the structure, and ohmic contacts were thickened by electrochemical deposition of successively layers of gold, nickel, and again gold with a total thickness of 3.5 μm. The electrochemical deposition of gold layers was carried out at a temperature of 75 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

K[Au(CN)2]K [Au (CN) 2 ] 40;40; С6Н8О7 C 6 H 8 O 7 100;one hundred; водаwater остальноеrest

при рН 5.0.at pH 5.0.

Создавали маску фоторезиста на фронтальной поверхности структуры, закрывали тыльную сторону структуры химически стойким лаком, проводили разделительное химическое травление полупроводниковой структуры на глубину 15 мкм в две стадии: на первой стадии осуществляли травление полупроводниковой структуры до подложки германия в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:A photoresist mask was created on the front surface of the structure, the back side of the structure was covered with chemically resistant varnish, chemical separation 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 in the etchant containing the components in the following ratio, mass parts:

K2Cr2O7 K 2 Cr 2 O 7 110;110; НВrHBr 110;110; водаwater остальное,rest,

на второй стадии осуществляли травление подложки германия в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:at the second stage, the germanium substrate was etched in the etchant containing the components in the following ratio, parts by weight:

Се(SO4)2*4Н2OCe (SO 4 ) 2 * 4H 2 O 35;35; H2SO4 H 2 SO 4 4,5;4,5; водаwater остальное.rest.

Проводили пассивацию боковой поверхности чипов нанесением слоя нитрида кремния на установке плазмохимического осаждения диэлектриков Rokappa PCVD. Осуществляли 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, масс.ч.:The side surface of the chips was passivated by applying a layer of silicon nitride at the Rokappa PCVD plasma-chemical deposition apparatus. 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:

NH4OHNH 4 OH 3;3; H2O2 H 2 O 2 7;7; водаwater остальное,rest,

на второй стадии в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:at the second stage in the etchant containing components in the following ratio, parts by weight:

лимонная кислотаlemon acid 570;570; Н2O2 H 2 O 2 70;70; водаwater остальное.rest.

Осуществляли напыление антиотражающего покрытия на установке - пост вакуумный 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 маске, изготовленной из магнитного материала и закрепляемой на фронтальной поверхности структуры с помощью магнита, располагаемого на тыльной стороне структуры.An anti-reflective coating was sprayed on the installation — universal vacuum unit VUP-5M by sequential spraying of 0.045 μm thick ZnS layers and 0.095 μm thick MgF 2 in places free of ohmic contacts through windows in a mask made of magnetic material and fixed to the front surface of the structure with a magnet located on the back of the structure.

Пример 2Example 2

Были изготовлены чипы многослойных фотопреобразователей способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: очистка фронтальной поверхности структуры проведена на глубину 0,1 мкм, толщина омического контакта, напыленного на фронтальную поверхность структуры, составила 0,4 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 360°С в течение 60 с, толщина омического контакта, осажденного электрохимическим способом, составила 1,6 мкм. Электрохимическое осаждение слоев золота осуществлено при температуре 60°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:Chips of multilayer photoconverters were manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: the front surface of the structure was cleaned to a depth of 0.1 μm, the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.4 μm, and the ohmic contacts were burned at at a temperature of 360 ° C for 60 s, the thickness of the ohmic contact deposited by the electrochemical method was 1.6 μm. The electrochemical deposition of gold layers was carried out at a temperature of 60 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

K[Au(CN)2]K [Au (CN) 2 ] 20;twenty; C6H8O7 C 6 H 8 O 7 50;fifty; водаwater остальное.rest.

при рН 5.5.at pH 5.5.

Разделительное химическое травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 50 мкм.Separation chemical etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 50 μm.

Пример 3Example 3

Были изготовлены чипы многослойных фотопреобразователей способом, описанным в примере 1, со следующими отличительными признаками: очистка фронтальной поверхности структуры проведена на глубину 0,1 мкм, толщина омического контакта, напыленного на фронтальную поверхность структуры, составила 0,2 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°C 60 с, толщина омического контакта, осажденного электрохимическим способом, составила 1,6 мкм. Электрохимическое осаждение слоев золота осуществлено при температуре 75°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:The chips of multilayer photoconverters were manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: the front surface of the structure was cleaned to a depth of 0.1 μm, the thickness of the ohmic contact sprayed onto the front surface of the structure was 0.2 μm, and the ohmic contacts were burned at at a temperature of 370 ° C for 60 s, the thickness of the ohmic contact deposited by the electrochemical method was 1.6 μm. The electrochemical deposition of gold layers was carried out at a temperature of 75 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

К[Аu(СN)2]K [Au (CN) 2 ] 20;twenty; С6Н8О7 C 6 H 8 O 7 50;fifty; водаwater остальноеrest

при рН 5.0.at pH 5.0.

Разделительное химическое травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 50 мкм.Separation chemical etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 50 μm.

Пример 4Example 4

Были изготовлены чипы многослойных фотопреобразователей способом, описанным в примере 1, со следующими отличительными признаками: очистка фронтальной поверхности структуры проведена на глубину 0,1 мкм, толщина омического контакта, напыленного на фронтальную поверхность структуры, составила 0,2 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 360°С 10 с, толщина омического контакта, осажденного электрохимическим способом, составила 3,5 мкм. Электрохимическое осаждение слоев золота осуществлено при температуре 60°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:The chips of multilayer photoconverters were manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: the front surface of the structure was cleaned to a depth of 0.1 μm, the thickness of the ohmic contact sprayed onto the front surface of the structure was 0.2 μm, and the ohmic contacts were burned at at a temperature of 360 ° C for 10 s, the thickness of the ohmic contact deposited by the electrochemical method was 3.5 μm. The electrochemical deposition of gold layers was carried out at a temperature of 60 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

K[Au(CN)2]K [Au (CN) 2 ] 20;twenty; C6H8O7 C 6 H 8 O 7 50;fifty; водаwater остальноеrest

при рН 5.5.at pH 5.5.

Разделительное химическое травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 15 мкм.Separation chemical etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 15 μm.

Пример 5Example 5

Были изготовлены чипы многослойных фотопреобразователей способом, описанным в примере 1, со следующими отличительными признаками: очистка фронтальной поверхности структуры проведена на глубину 0,005 мкм, толщина омического контакта, напыленного на фронтальную поверхность структуры, составила 0,4 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°C 10 с, толщина омического контакта, осажденного электрохимическим способом, составила 1,6 мкм. Электрохимическое осаждение слоев золота осуществлено при температуре 60°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:The chips of multilayer photoconverters were manufactured by the method described in example 1 with the following distinctive features: the front surface of the structure was cleaned to a depth of 0.005 μm, the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.4 μm, and the ohmic contacts were burned at a temperature of 370 ° C 10 s, the thickness of the ohmic contact deposited by the electrochemical method was 1.6 μm. The electrochemical deposition of gold layers was carried out at a temperature of 60 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

K[Au(CN)2]K [Au (CN) 2 ] 40;40; C6H8O7 C 6 H 8 O 7 100;one hundred; водаwater остальноеrest

при рН 5.0.at pH 5.0.

Разделительное химическое травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 15 мкм.Separation chemical etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 15 μm.

Пример 6Example 6

Были изготовлены чипы многослойных фотопреобразователей способом, описанным в примере 1, со следующими отличительными признаками: очистка фронтальной поверхности структуры проведена на глубину 0,005 мкм, толщина омического контакта, напыленного на фронтальную поверхность структуры, составила 0,4 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 360°C 60 с, толщина омического контакта, осажденного электрохимическим способом, составила 3,5 мкм. Электрохимическое осаждение слоев золота осуществлено при температуре 75°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:The chips of multilayer photoconverters were manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: the front surface of the structure was cleaned to a depth of 0.005 μm, the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.4 μm, and the ohmic contacts were burned at a temperature of 360 ° C 60 s, the thickness of the ohmic contact deposited by the electrochemical method was 3.5 μm. The electrochemical deposition of gold layers was carried out at a temperature of 75 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

K[Au(CN)2]K [Au (CN) 2 ] 20;twenty; С6Н8О7 C 6 H 8 O 7 50;fifty; водаwater остальноеrest

при рН 5.5.at pH 5.5.

Разделительное химическое травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 50 мкм.Separation chemical etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 50 μm.

Пример 7Example 7

Были изготовлены чипы многослойных фотопреобразователей способом, описанным в примере 1, со следующими отличительными признаками: очистка фронтальной поверхности структуры проведена на глубину 0,01 мкм, толщина омического контакта, напыленного на фронтальную поверхность структуры, составила 0,3 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 365°C 30 с, толщина омического контакта, осажденного электрохимическим способом, составила 2 мкм. Электрохимическое осаждение слоев золота осуществлено при температуре 70°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:Chips of multilayer photoconverters were manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: the front surface of the structure was cleaned to a depth of 0.01 μm, the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.3 μm, and the ohmic contacts were burned at at a temperature of 365 ° C for 30 s, the thickness of the ohmic contact deposited by the electrochemical method was 2 μm. The electrochemical deposition of gold layers was carried out at a temperature of 70 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

K[Au(CN)2]K [Au (CN) 2 ] 30;thirty; С6Н8О7 C 6 H 8 O 7 70;70; водаwater остальноеrest

при рН 5.0.at pH 5.0.

Разделительное химическое травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 30 мкм.Separation chemical etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 30 μm.

Пример 8Example 8

Были изготовлены чипы многослойных фотопреобразователей способом, описанным в примере 1, со следующими отличительными признаками: очистка фронтальной поверхности структуры проведена на глубину 0,05 мкм, толщина омического контакта, напыленного на фронтальную поверхность структуры, составила 0,2 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°C 30 с, толщина омического контакта, осажденного электрохимическим способом, составила 2 мкм. Электрохимическое осаждение слоев золота осуществлено при температуре 60°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:Chips of multilayer photoconverters were manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: the front surface of the structure was cleaned to a depth of 0.05 μm, the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.2 μm, and the ohmic contacts were burned at at a temperature of 370 ° C for 30 s, the thickness of the ohmic contact deposited by the electrochemical method was 2 μm. The electrochemical deposition of gold layers was carried out at a temperature of 60 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

K[Au(CN)2]K [Au (CN) 2 ] 40;40; C6H8O7 C 6 H 8 O 7 90;90; водаwater остальноеrest

при рН 5.0.at pH 5.0.

Разделительное химическое травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 20 мкм.Separation chemical etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 20 μm.

Пример 9Example 9

Были изготовлены чипы многослойных фотопреобразователей способом, описанным в примере 1, со следующими отличительными признаками: очистка фронтальной поверхности структуры проведена на глубину 0,008 мкм, толщина омического контакта, напыленного на фронтальную поверхность структуры, составила 0,3 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°C 10 с, толщина омического контакта, осажденного электрохимическим способом, составила 3,5 мкм. Электрохимическое осаждение слоев золота осуществлено при температуре 60°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:The chips of multilayer photoconverters were manufactured by the method described in example 1 with the following distinctive features: the front surface of the structure was cleaned to a depth of 0.008 μm, the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.3 μm, and the ohmic contacts were burned at a temperature of 370 ° C 10 s, the thickness of the ohmic contact deposited by the electrochemical method was 3.5 μm. The electrochemical deposition of gold layers was carried out at a temperature of 60 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

K[Au(CN)2]K [Au (CN) 2 ] 20;twenty; C6H8O7 C 6 H 8 O 7 50;fifty; водаwater остальноеrest

при рН 5.5.at pH 5.5.

Разделительное химическое травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 30 мкм.Separation chemical etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 30 μm.

Пример 10Example 10

Были изготовлены чипы многослойных фотопреобразователей способом, описанным в примере 1, со следующими отличительными признаками: очистка фронтальной поверхности структуры проведена на глубину 0,005 мкм, толщина омического контакта, напыленного на фронтальную поверхность структуры, составила 0,4 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 360°C 30 с, толщина омического контакта, осажденного электрохимическим способом, составила 2,5 мкм. Электрохимическое осаждение слоев золота осуществлено при температуре 75°C из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, масс.ч.:The chips of multilayer photoconverters were manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: the front surface of the structure was cleaned to a depth of 0.005 μm, the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.4 μm, and the ohmic contacts were burned at a temperature of 360 ° C 30 s, the thickness of the ohmic contact deposited by the electrochemical method was 2.5 μm. The electrochemical deposition of gold layers was carried out at a temperature of 75 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:

К[Аu(СN)2]K [Au (CN) 2 ] 30;thirty; С6Н8О7 C 6 H 8 O 7 80;80; водаwater остальноеrest

при рН 5.0.at pH 5.0.

Разделительное химическое травление полупроводниковой структуры проведено на глубину 50 мкм.Separation chemical etching of the semiconductor structure was carried out to a depth of 50 μm.

Результатом процесса изготовления чипов многослойных фотопреобразователей стало улучшение параметров фотопреобразователей, получение низкого омического сопротивления контактов порядка 10-6 Ом/см2, низкого коэффициента отражения порядка 1-2%, что приводит к получению максимального КПД преобразования солнечной энергии в электрическую.The result of the process of manufacturing chips of multilayer photoconverters was the improvement of the parameters of photoconverters, obtaining low ohmic contact resistance of the order of 10 -6 Ohm / cm 2 , low reflection coefficient of the order of 1-2%, which leads to maximum efficiency of converting solar energy into electrical energy.

Claims (4)

1. Способ изготовления чипов многослойных фотопреобразователей на основе многослойной полупроводниковой структуры GaInP/Ga(In)As/Ge, выращенной на германиевой подложке, включающий нанесение омических контактов на тыльную и фронтальную поверхности структуры, разделение структуры на чипы методом химического травления, пассивацию боковой поверхности чипов диэлектриком, удаление части фронтального контактного слоя структуры методом химического травления и нанесение антиотражающего покрытия на фронтальную поверхность структуры, отличающийся тем, что после нанесения основы омического контакта на тыльную поверхность структуры проводят очистку фронтальной поверхности структуры методом ионно-лучевого травления на глубину 0,005-0,1 мкм, напыляют на фронтальную поверхность структуры основу омического контакта через маску фоторезиста, проводят вжигание основы омических контактов при температуре 360-370°С в течение 10-60 с, проводят утолщение основы омических контактов путем электрохимического осаждения через маску фоторезиста последовательно слоев золота, никеля и вновь золота, общей толщиной 1,6-3,5 мкм, проводят разделительное химическое травление структуры со стороны фронтальной поверхности на глубину 15-50 мкм через маску фоторезиста, упомянутую пассивацию проводят нанесением слоя нитрида кремния, затем проводят химическое травление контактного слоя структуры в местах свободных от омического контакта, после чего наносят антиотражающее покрытие в свободных от омических контактов местах через окна в маске.1. A method of manufacturing chips of multilayer photoconverters based on a GaInP / Ga (In) As / Ge multilayer semiconductor structure grown on a germanium substrate, including applying ohmic contacts to the back and front surfaces of the structure, separating the structure into chips by chemical etching, passivation of the side surface of the chips dielectric, removing part of the front contact layer of the structure by chemical etching and applying an antireflection coating to the front surface of the structure, characterized The fact is that after applying the ohmic contact base to the back surface of the structure, the front surface of the structure is cleaned by ion beam etching to a depth of 0.005-0.1 μm, the ohmic contact base is sprayed onto the front surface of the structure through a photoresist mask, and the base of ohmic contacts is incinerated when at a temperature of 360-370 ° C for 10-60 s, thicken the base of ohmic contacts by electrochemical deposition of successive layers of gold, nickel and again gold through a photoresist mask, total th thickness of 1.6-3.5 μm, conduct chemical separation etching of the structure from the front surface to a depth of 15-50 μm through a photoresist mask, the aforementioned passivation is carried out by applying a layer of silicon nitride, then chemical etching of the contact layer of the structure in places free from ohmic contact, after which an antireflection coating is applied in places free from ohmic contacts through windows in the mask. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что многослойную полупроводниковую структуру GaInP/Ga(In)As/Ge выращивают на германиевой подложке р-типа, а напыляемые основы омических контактов выполняют на тыльную поверхность структуры из последовательно наносимых слоя сплава, содержащего серебро 95 мас.% и марганец 5 мас.%, слоев никеля и золота, а на фронтальную поверхность структуры из последовательно расположенных слоя сплава, содержащего золото 90 мас.% и германий 10 мас.%, слоев никеля и золота, общей толщиной 0,2-0,4 мкм.2. The method according to claim 1, characterized in that the multilayer semiconductor structure GaInP / Ga (In) As / Ge is grown on a p-type germanium substrate, and the sprayed bases of ohmic contacts are made on the back surface of the structure from a successively deposited layer of an alloy containing silver 95 wt.% And manganese 5 wt.%, Layers of nickel and gold, and on the front surface of the structure from successively arranged alloy layer containing 90 wt.% Gold and 10 wt.% Germanium, nickel and gold layers, with a total thickness of 0.2 -0.4 microns. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрохимическое осаждение слоев золота осуществляют при температуре 60-75°С из электролита, содержащего компоненты при следующем их соотношении, мас.ч.:
K[Au(CN)2] 20-40 С6Н8О7 50-100 вода остальное,

при рН 5,5-5,0.
3. The method according to claim 1, characterized in that the electrochemical deposition of gold layers is carried out at a temperature of 60-75 ° C from an electrolyte containing components in the following ratio, parts by weight:
K [Au (CN) 2 ] 20-40 C 6 H 8 O 7 50-100 water rest,

at pH 5.5-5.0.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что антиотражающее покрытие наносят последовательным напылением слоев ZnS толщиной 0,045 мкм и MgF2 толщиной 0,095 мкм в свободных от омических контактов местах через окна в маске, изготовленной из магнитного материала и закрепляемой на фронтальной поверхности структуры с помощью магнита, располагаемого на тыльной стороне структуры. 4. The method according to claim 1, characterized in that the antireflection coating is applied by sequential sputtering of ZnS layers with a thickness of 0.045 microns and MgF 2 with a thickness of 0.095 microns in places free from ohmic contacts through windows in a mask made of magnetic material and fixed to the front surface of the structure with using a magnet located on the back of the structure.
RU2007146717/28A 2007-12-07 2007-12-07 Method for manufacturing of multilayer photoconverter chips RU2368038C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146717/28A RU2368038C1 (en) 2007-12-07 2007-12-07 Method for manufacturing of multilayer photoconverter chips

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146717/28A RU2368038C1 (en) 2007-12-07 2007-12-07 Method for manufacturing of multilayer photoconverter chips

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007146717A RU2007146717A (en) 2009-06-20
RU2368038C1 true RU2368038C1 (en) 2009-09-20

Family

ID=41025563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007146717/28A RU2368038C1 (en) 2007-12-07 2007-12-07 Method for manufacturing of multilayer photoconverter chips

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2368038C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449421C2 (en) * 2009-11-06 2012-04-27 Евгений Инвиевич Гиваргизов Substrate for cascade solar elements
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
RU2492555C1 (en) * 2012-03-19 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method of making multilayer photocell chips
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

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760378C1 (en) * 2021-03-05 2021-11-24 Акционерное общество "Сатурн" (АО "Сатурн") Solar element module manufacturing method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449421C2 (en) * 2009-11-06 2012-04-27 Евгений Инвиевич Гиваргизов Substrate for cascade solar elements
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
RU2492555C1 (en) * 2012-03-19 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method of making multilayer photocell chips
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

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007146717A (en) 2009-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5258077A (en) High efficiency silicon solar cells and method of fabrication
US5217539A (en) III-V solar cells and doping processes
RU2368038C1 (en) Method for manufacturing of multilayer photoconverter chips
US8664525B2 (en) Germanium solar cell and method for the production thereof
CN102396073B (en) Photvoltaic device and manufacture method thereof
RU2547004C1 (en) FABRICATION OF GaAs-BASED PHOTO INVERTER
RU2528277C1 (en) METHOD OF MAKING MULTI-STAGE SOLAR CELLS BASED ON Galnp/Galnas/Ge SEMICONDUCTOR STRUCTURE
US4078945A (en) Anti-reflective coating for silicon solar cells
RU2354009C1 (en) Method for manufacture of photoelectric transducers based on multilayer structure
US7989346B2 (en) Surface treatment of silicon
DE102005025125A1 (en) Process for producing a solar cell contacted on one side and solar cell contacted on one side
DE102011050089A1 (en) Method for producing electrical contacts on a solar cell, solar cell and method for producing a back-side contact of a solar cell
RU2391745C1 (en) Method of making cascade solar cells (versions)
RU2419918C1 (en) Method for producing chips of solar photocells
JP2023506026A (en) Matched metallization for solar cells
CN112054086A (en) Method for preparing silicon-based photoelectric detector with transverse junction
JP2006156646A (en) Solar cell manufacturing method
DE102009008786A1 (en) Process for producing a solar cell and solar cell
JP3781600B2 (en) Solar cell
RU2437186C1 (en) Method of making solar photoelectric converter
RU2687851C1 (en) Method of making ohmic contacts of photoelectric converter
JP3073833B2 (en) Solar cell manufacturing method
US20120199188A1 (en) Metal contact formation and window etch stop for photovoltaic devices
RU2575974C1 (en) Method of making heterostructure solar cell
KR20200110004A (en) Method of forming local back surface field of solar cell using pulsed laser and solar cell including local back surface field formed thereby

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 26-2009 FOR TAG: (73)