RU2493634C1 - Method of making multistage photocell chips - Google Patents

Method of making multistage photocell chips Download PDF

Info

Publication number
RU2493634C1
RU2493634C1 RU2012113234/28A RU2012113234A RU2493634C1 RU 2493634 C1 RU2493634 C1 RU 2493634C1 RU 2012113234/28 A RU2012113234/28 A RU 2012113234/28A RU 2012113234 A RU2012113234 A RU 2012113234A RU 2493634 C1 RU2493634 C1 RU 2493634C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
contact
multilayer
gold
chips
Prior art date
Application number
RU2012113234/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Михайлович Андреев
Наталья Дмитриевна Ильинская
Владимир Михайлович Лантратов
Александра Вячеславовна Малевская
Юрий Михайлович Задиранов
Анна Александровна Усикова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Priority to RU2012113234/28A priority Critical patent/RU2493634C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2493634C1 publication Critical patent/RU2493634C1/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

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method involves growing a photosensitive multilayer semiconductor structure on a germanium substrate; successively growing on the surface of the photosensitive multilayer structure a passivating layer and a contact layer, forming solid ohmic contacts on the rear and front surfaces of the photosensitive multilayer semiconductor structure. A contact grid is formed on the photocells by local chemical and ion-beam etching of the ohmic contact and the contact layer to open a portion of the underlying passivating layer and a multilayer antireflection coating is formed on the open portion of the passivating layer. Further, the multilayer structure is divided into chips and the lateral surface of the chips is passivated with a dielectric.
EFFECT: method reduces shading of the photosensitive surface of photocells and also simplifies the technology.
2 cl, 7 ex, 5 dwg

Description

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

При изготовлении чипов каскадных фотоэлементов существенную сложность представляет технология создания контактной сетки, обеспечивающей низкое сопротивление омических контактов и низкую степень затенения фоточувствительной поверхности полупроводниковой структуры.In the manufacture of cascade photocell chips, a significant challenge is the technology of creating a contact grid, which provides low resistance of ohmic contacts and a low degree of shadowing of the photosensitive surface of the semiconductor structure.

Известен способ изготовления чипов солнечных фотоэлементов (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 p-типа использовались сплавы хром-медь и никель-медь, омическое 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 chips of solar cells (see "Features of the technology for producing solar cells based on AlGaPAs / GaAs heterostructures using the GLC method", Blagin A, V., Blagina LV, Alfimova DL, Sysoev IA , 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, we used chromium-copper and nickel-copper alloys, the ohmic 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 Al 0.33 Ga 0.67 P 0.05 As 0.95 / GaAs heterostructure, measured on a solar radiation simulator, was 21.5%.

Недостатком известного способа изготовления чипов солнечных фотоэлементов является высокое сопротивление омического контакта, сложность изготовления полупроводниковой структуры и низкий КПД фотопреобразователя.The disadvantage of this method of manufacturing chips of solar cells is the high ohmic contact resistance, the complexity of manufacturing a semiconductor structure and low efficiency of the photoconverter.

Известен способ изготовления чипов каскадных фотоэлементов (см. патент RU 2244986, МПК H01L 31/18, опубликован 20.01.2005), заключающийся в том, что на лицевую сторону полупроводниковой пластины со структурой n-Ge подложка, n-GaAs буферный слой, n-GaAs базовый слой, p-GaAs эмиттерный слой, p+-GaAlAs широкозонный слой, p+-GaAs контактный слой наносят слой двуокиси кремния, Напыляют слой контактной металлизации на тыл пластины и наращивают тыльный контакт электрохимическим осаждением. Вытравливают слой двуокиси кремния в окнах над контактными областями. Напыляют последовательно слои контактной металлизации хрома и наращивают контакты электрохимическим осаждением серебра и защитного слоя никеля. Удаляют слой двуокиси кремния в окнах по периметру фотопреобразователя и вытравливают слои арсенида галлия до германиевой подложки. Удаляют слой двуокиси кремния, стравливают p+-GaAs слой за пределами контактных областей и наносят просветляющее покрытие.A known method of manufacturing chips of cascade photocells (see patent RU 2244986, IPC H01L 31/18, published January 20, 2005), which consists in the fact that on the front side of a semiconductor wafer with the structure of n-Ge substrate, n-GaAs buffer layer, n- GaAs base layer, p-GaAs emitter layer, p + -GaAlAs wide-gap layer, p + -GaAs contact layer, a layer of silicon dioxide is deposited. A contact metallization layer is sprayed onto the rear of the plate and the back contact is increased by electrochemical deposition. A layer of silicon dioxide is etched in the windows above the contact areas. The contact metallization layers of chromium are sprayed sequentially and contacts are increased by electrochemical deposition of silver and a protective layer of nickel. The layer of silicon dioxide in the windows around the perimeter of the photoconverter is removed and the layers of gallium arsenide are etched to the germanium substrate. The silicon dioxide layer is removed, the p + -GaAs layer is etched off the contact areas and an antireflection coating is applied.

Недостатком известного способа изготовления чипов каскадных фотоэлементов являются большие потери на затенение фоточувствительной поверхности фотоэлементов, что приводит к ухудшению параметров фотопреобразователя.The disadvantage of this method of manufacturing chips of cascade photocells is the large loss of shading of the photosensitive surface of the photocells, which leads to a deterioration of the parameters of the photoconverter.

Известен способ изготовления чипов каскадных фотоэлементов (см. патент US 5330585, МПК H01L 31/068, опубликован 19.07.1994), включающий следующие стадии: выращивание фоточувствительной многослойной структуры; создание пассивирующего слоя или окна из чувствительного к окружающей среде материала (AlGaAs) на поверхности фоточувствительной многослойной структуры; нанесение контактного слоя из нечувствительного к окружающей среде материала, обладающего электрической проводимостью на поверхности пассивирующего слоя;A known method of manufacturing chips of cascade photocells (see patent US 5330585, IPC H01L 31/068, published 07/19/1994), comprising the following stages: growing a photosensitive multilayer structure; creating a passivating layer or window from an environmentally sensitive material (AlGaAs) on the surface of a photosensitive multilayer structure; applying a contact layer of an environmentally insensitive material having electrical conductivity on the surface of the passivating layer;

удаление части контактного слоя через первую маску для открытия части нижележащего пассивирующего слоя таким образом, чтобы оставшаяся часть контактного слоя осталась на поверхности пассивирующего слоя. Далее наносят через первую маску просветляющее покрытие из нечувствительного к окружающей среде электрически непроводящего материала на открытой части пассивирующего слоя таким образом, чтобы оставшаяся часть контактного слоя не была закрыта просветляющим покрытием, и чтобы покрытие вместе с оставшейся частью контактного слоя полностью закрывали пассивирующий слой. Формируют омический контакт из материала, обладающего электрической проводимостью на поверхности оставшейся части контактного слоя, включающий следующие стадии, Создают вторую маску на поверхности просветляющего покрытия таким образом, чтобы оставался зазор между маской и оставшейся частью контактного слоя. Создают слой из контактного материала на поверхности маски, на части просветляющего покрытия и на оставшейся части контактного слоя. Удаляют маску и контактный материал, лежащий на маске.removing part of the contact layer through the first mask to open part of the underlying passivating layer so that the remaining part of the contact layer remains on the surface of the passivating layer. Next, an antireflective coating is applied through the first mask from an environmentally insensitive, electrically non-conductive material on the open part of the passivating layer so that the remaining part of the contact layer is not covered by the antireflective coating, and so that the coating together with the remaining part of the contact layer completely covers the passivating layer. An ohmic contact is formed from a material having electrical conductivity on the surface of the remaining part of the contact layer, comprising the following steps. A second mask is created on the surface of the antireflection coating so that a gap remains between the mask and the remaining part of the contact layer. A layer of contact material is created on the surface of the mask, on the part of the antireflection coating and on the remaining part of the contact layer. Remove the mask and contact material lying on the mask.

Недостатком известного способа изготовления чипов многослойных фотоэлементов является наличие тока утечки p-n перехода по боковой поверхности, сложность совмещения при создании омического контакта строго на части оставшегося контактного слоя, что в совокупности ведет к ухудшению параметров фотопреобразователя.A disadvantage of the known method of manufacturing chips of multilayer photocells is the presence of a leakage current of the pn junction along the side surface, the difficulty of combining when creating an ohmic contact strictly on a part of the remaining contact layer, which together leads to a deterioration of the parameters of the photoconverter.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является способ изготовления чипов каскадных фотоэлементов, принятый за прототип (см. патент RU 2292610, МПК H01L 31/18, опубликован 27.01.2007). Каскадные фотоэлементы изготавливают на основе полупроводниковой пластины со структурой n-Ge подложка, n-GaAs буферный слой, n-GaAs базовый слой, p-GaAs эмиттерный слой, p+-GaAlAs широкозонный слой, p+-GaAs контактный слой. Способ включает напыление слоя контактной металлизации на тыльную сторону пластины, наращивание тыльного контакта электрохимическим осаждением серебра, локальное напыление последовательно слоев контактной металлизации хрома толщиной 200÷400 Å, палладия толщиной 200÷500 Å, серебра толщиной 500÷1500 Å через маску, наращивание контактов электрохимическим осаждением серебра через вторую маску. Далее вытравливают слои арсенида галлия до германиевой подложки через третью фоторезистивную маску с рисунком окон по периметрам солнечных фотоэлементов. Стравливают p+-GaAs слой за пределами контактных областей и наносят просветляющее покрытие.The closest to the claimed technical solution for the totality of the essential features is the method of manufacturing cascade photocell chips adopted as a prototype (see patent RU 2292610, IPC H01L 31/18, published January 27, 2007). Cascade solar cells are made on the basis of a semiconductor wafer with an n-Ge substrate structure, an n-GaAs buffer layer, an n-GaAs base layer, a p-GaAs emitter layer, a p + -GaAlAs wide-gap layer, and a p + -GaAs contact layer. The method includes spraying a contact metallization layer on the back side of the wafer, building up a back contact by electrochemical deposition of silver, local spraying successively layers of contact metallization of chromium with a thickness of 200 ÷ 400 Å, palladium with a thickness of 200 ÷ 500 Å, silver with a thickness of 500 ÷ 1500 Å through a mask, contact building by electrochemical precipitation of silver through a second mask. Next, the layers of gallium arsenide are etched to the germanium substrate through a third photoresist mask with a pattern of windows along the perimeters of solar cells. Etch the p + -GaAs layer outside the contact regions and apply an antireflection coating.

Недостатком известного способа-прототипа изготовления чипов каскадных фотоэлементов являются потери на затенение фоточувствительной поверхности фотоэлементов, возникающие из-за сложности точного совмещения процесса электрохимического осаждения серебра строго на напыленных слоях контактной металлизации, и большее число технологических операций по созданию масок, что приводит к усложнению технологии изготовления каскадных фотоэлементов и ухудшению параметров фотоэлементов.The disadvantage of the known prototype method of manufacturing chips of cascade photocells is the loss of shading of the photosensitive surface of the photocells arising from the difficulty of accurately combining the process of electrochemical deposition of silver strictly on the sprayed layers of contact metallization, and a greater number of technological operations to create masks, which complicates the manufacturing technology cascading photocells and worsening of photocell parameters.

Задачей заявляемого технического решения является улучшение параметров чипов каскадных фотоэлементов за счет упрощения технологического цикла - проведение нескольких технологических операций с использованием одной маски фоторезиста, и за счет уменьшения затенения фоточувствительной поверхности фотоэлементов путем создания модифицированной контактной сетки.The objective of the proposed technical solution is to improve the parameters of cascade photocell chips due to the simplification of the technological cycle - carrying out several technological operations using a single photoresist mask, and by reducing the shading of the photosensitive surface of the photo cells by creating a modified contact grid.

Поставленная задача достигается тем, что способ изготовления чипов каскадных фотоэлементов включает выращивание фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры на германиевой подложке, нанесение на поверхность фоточувствительной многослойной структуры пассивирующего слоя и контактного слоя, нанесение сплошных омических контактов общей толщиной 1,6-3,5 мкм на тыльную и фронтальную поверхности фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры из последовательно нанесенных слоя сплава, содержащего золото и германий, слоя никеля и слоя золота. Затем удаляют через маску фоторезиста с фронтальной поверхности многослойной полупроводниковой структуры омический контакт и контактный слой для открытия части нижележащего пассивирующего слоя. Новым является удаление путем химического травления при температуре 19-23°С слоя золота в травителе, содержащим Na2S2O3, CH4N2S, K3[Fe(CN)6] и воду при следующем соотношении компонентов, г/л:The problem is achieved in that the method of manufacturing cascade photocell chips includes growing a photosensitive multilayer semiconductor structure on a germanium substrate, applying a passivating layer and a contact layer to the surface of the photosensitive multilayer structure, applying continuous ohmic contacts with a total thickness of 1.6-3.5 μm on the back and the front surface of the photosensitive multilayer semiconductor structure from a successively deposited layer of an alloy containing gold and rmanium, a layer of nickel and a layer of gold. The ohmic contact and contact layer are then removed through the photoresist mask from the front surface of the multilayer semiconductor structure to open part of the underlying passivating layer. New is the removal by chemical etching at a temperature of 19-23 ° C of a layer of gold in the etchant containing Na 2 S 2 O 3 , CH 4 N 2 S, K 3 [Fe (CN) 6 ] and water in the following ratio of components, g / l:

Na2S2O3 Na 2 S 2 O 3 32-4232-42 CH4N2SCH 4 N 2 S 32-4232-42 K3[Fe(CN)6]K 3 [Fe (CN) 6 ] 32-4232-42 водаwater остальноеrest

ионно-лучевого травления слоя никеля, слоя сплава, содержащего золото и германий, и части контактного слоя при ускоряющем напряжении 450-550 В, плотности ионного тока 0,4-0,6 мА/см2, угле наклона ионного пучка 30-50° и вращении многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 1-3 об/мин; и химического травления оставшейся части контактного слоя до пассивирующего слоя при температуре 19-23°С в травителе, содержащем NH4OH, H2O2 и воду при следующем соотношении компонентов, г/л:ion-beam etching of a nickel layer, an alloy layer containing gold and germanium, and part of the contact layer at an accelerating voltage of 450-550 V, ion current density of 0.4-0.6 mA / cm 2 , the angle of inclination of the ion beam 30-50 ° and rotation of the multilayer semiconductor structure with a speed of 1-3 rpm and chemical etching of the remaining part of the contact layer to a passivating layer at a temperature of 19-23 ° C in an etchant containing NH 4 OH, H 2 O 2 and water in the following ratio of components, g / l:

NH4OHNH 4 OH 2-42-4 H2O2 H 2 O 2 6-86-8 водаwater остальноеrest

Наносят многослойное просветляющее покрытие со стороны фронтальной поверхности, удаляют фоторезист, разделяют многослойную структуру на чипы и пассивируют боковую поверхность чипов диэлектриком.A multilayer antireflection coating is applied from the front surface side, the photoresist is removed, the multilayer structure is divided into chips, and the passive surface of the chips is passivated by a dielectric.

Преимуществом настоящего способа является отсутствие процесса совмещения при проведении электрохимического утолщения строго на основе омического контакта, что позволяет снизить потери на затенение фоточувствительной области многослойной полупроводниковой структуры. Локальное удаление фронтального омического контакта осуществляется комбинированием химического и ионно-лучевого травления, и позволяет получать узкие полоски омических контактов шириной от 2 мкм, за счет эффекта бокового подтравливания под маску фоторезиста при проведении химического травления.The advantage of this method is the absence of the alignment process when conducting electrochemical thickening strictly on the basis of ohmic contact, which reduces the shading loss of the photosensitive region of the multilayer semiconductor structure. Local removal of the front ohmic contact is carried out by combining chemical and ion-beam etching, and allows to obtain narrow strips of ohmic contacts with a width of 2 μm or more, due to the effect of lateral etching under the photoresist mask during chemical etching.

Фоточувствительная многослойная полупроводниковая структура GaInP/Ga(In)As/Ge может быть выращена на германиевой подложке p-типа.The photosensitive multilayer GaInP / Ga (In) As / Ge semiconductor structure can be grown on a p-type germanium substrate.

Создание многослойного омического контакта на фронтальной поверхности структуры обусловлено тем, что сплав, содержащий золото и германий, обладает хорошей адгезией к поверхности структуры и малым омическим сопротивлением порядка 10-6 Ом/см2. Слой никеля наносят из-за его тугоплавкости, что необходимо для последующей операции вжигания - никель не дает золоту полностью диффундировать в полупроводник. Слой золота необходим для уменьшения сопротивления растекания и для проведения пайки фотоэлементов. Создание омических контактов общей толщиной 1,6-3,5 мкм, обусловлено тем, что при толщине меньше 1,6 мкм невозможно произвести пайку фотоэлементов, при толщине больше 3,5 мкм возникают напряженные слои, вследствие чего происходит его отслаивание. При создании омического контакта толщиной более 3,5 мкм усложняется технологический процесс химического локального травления верхнего слоя золота, из-за увеличения бокового подтравливания.The creation of a multilayer ohmic contact on the front surface of the structure is due to the fact that the alloy containing gold and germanium has good adhesion to the surface of the structure and low ohmic resistance of the order of 10 -6 Ohm / cm 2 . The nickel layer 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. A layer of gold is necessary to reduce the spreading resistance and to solder the photocells. The creation of ohmic contacts with a total thickness of 1.6-3.5 μm is due to the fact that with a thickness of less than 1.6 μm 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 peeling occurs. When creating an ohmic contact with a thickness of more than 3.5 μm, the technological process of chemical local etching of the upper layer of gold is complicated due to an increase in lateral etching.

Комбинирование метода химического и ионно-лучевого травления обусловлено возможностью получения узких полосок омического контакта, полного стравливания всех слоев, и строгой селективностью при открытии пассивирующего слоя.The combination of the chemical and ion-beam etching methods is due to the possibility of obtaining narrow ohmic contact strips, complete etching of all layers, and strict selectivity when opening the passivating layer.

Использование метода химического травления через маску фоторезиста верхнего слоя золота при температуре 19-23°С в травителе содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л: Na2S2O3 32-42, CH4N2S 32-42, K3[Fe(CN)6] 32-42, вода - остальное, обусловлено тем, что такой метод дает высокую однородность травления по всей площади полупроводниковой структуры, обеспечивает заданную величину бокового подтравливания и позволяет получать полоски омического контакта шириной от 2 мкм. При температуре ниже 19°С и концентрации менее указанных выше нижних пределов компонентов травителя травление идет медленнее, что уменьшает технологичность процесса, уменьшается однородность травления по всей площади полупроводниковой структуры. При температуре выше 23°С и концентрации выше указанных выше компонентов травителя увеличивается скорость травления, ухудшаются параметры воспроизводимости процесса, уменьшается стойкость маски фоторезиста.Using the method of chemical etching through a photoresist mask of the upper layer of gold at a temperature of 19-23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l: Na 2 S 2 O 3 32-42, CH 4 N 2 S 32-42, K 3 [Fe (CN) 6 ] 32-42, water - the rest, due to the fact that this method gives a high etching uniformity over the entire area of the semiconductor structure, provides a given value of lateral etching and allows obtaining ohmic contact strips with a width of 2 microns or more. At temperatures below 19 ° C and a concentration below the lower limits of the etchant components, etching is slower, which reduces the processability, etching uniformity over the entire area of the semiconductor structure is reduced. At temperatures above 23 ° C and concentrations above the above-mentioned components of the etchant, the etching rate increases, the reproducibility of the process deteriorates, and the resistance of the photoresist mask decreases.

Использование метода ионно-лучевого травления обусловлено тем, что он позволяет однородно стравливать слои обладающие высокой химического стойкостью: слой никеля и слой вожженного сплава золото-германий. Стравливание половины толщины контактного слоя осуществляется контрольно, и дает возможность избежать непротравленных участков вожженного слава золото-германий. Ускоряющее напряжение 450-550 В, плотность ионного тока 0,4-0,6 мА/см2, угол наклона ионного пучка 30-50°, вращение образца многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 1-3 об/мин обусловлены тем, что травление идет равномерно по всей поверхности полупроводниковой структуры. Уменьшение ускоряющего напряжения, плотности ионного тока, скорости вращения образца приводит к уменьшению скорости травления и к ухудшению однородности травления. При увеличении ускоряющего напряжения, плотности ионного тока, скорости вращения образца ухудшаются параметры воспроизводимости процесса травления. Изменение угла наклона ионного пучка приводит к ухудшению качества поверхности травления.The use of the ion-beam etching method is due to the fact that it allows uniform etching of layers with high chemical resistance: a nickel layer and a layer of annealed gold-germanium alloy. The etching of half the thickness of the contact layer is carried out in a control manner and makes it possible to avoid the non-etched sections of the gold-germanium burned glory. The accelerating voltage is 450-550 V, the ion current density is 0.4-0.6 mA / cm 2 , the angle of inclination of the ion beam is 30-50 °, the rotation of the sample of a multilayer semiconductor structure with a speed of 1-3 rpm is due to the fact that the etching is uniformly over the entire surface of the semiconductor structure. A decrease in the accelerating voltage, ion current density, and sample rotation speed leads to a decrease in the etching rate and to a deterioration in the etching uniformity. With an increase in accelerating voltage, ion current density, and sample rotation speed, the reproducibility of the etching process deteriorates. Changing the angle of inclination of the ion beam leads to a deterioration in the quality of the etching surface.

Использование метода химического травления через маску фоторезиста контактного слоя селективно до пассивирующего слоя при температуре 19-23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л: NH4OH 2-4, Н2О2 6-8, вода - остальное, обусловлено тем, что данный метод дает высокую воспроизводимость и точность процесса травления. При температуре и концентрации травителя меньше указанных выше нижних пределов скорость травления сильно уменьшается, ухудшается поверхность травления вблизи полосок омического контакта. При температуре и концентрации компонентов травителя выше указанных выше верхних пределов увеличивается скорость травления, ухудшаются параметры воспроизводимости процесса, увеличивается боковое подтравливание под полоски омического контакта, уменьшается стойкость маски фоторезиста.Using the method of chemical etching through a photoresist mask of the contact layer selectively to a passivating layer at a temperature of 19-23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l: NH 4 OH 2-4, N 2 O 2 6-8, water - the rest is due to the fact that this method gives high reproducibility and accuracy of the etching process. When the temperature and concentration of the etchant is less than the lower limits indicated above, the etching rate greatly decreases, and the etching surface near the ohmic contact strips deteriorates. At a temperature and a concentration of the etchant components above the upper limits indicated above, the etching rate increases, the reproducibility of the process deteriorates, side etching under the ohmic contact strips increases, and the resistance of the photoresist mask decreases.

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

на фиг.1 приведена схема многослойной полупроводниковой структуры с расположенными на нем пассивирующем слое, контактном слое и омическими контактами;figure 1 shows a diagram of a multilayer semiconductor structure with a passivating layer located on it, a contact layer and ohmic contacts;

на фиг.2 показана схема создания маски фоторезиста;figure 2 shows a scheme for creating a photoresist mask;

на фиг.3 изображена схема локального травления омического контакта и контактного слоя через маску фоторезиста;figure 3 shows a diagram of the local etching of the ohmic contact and the contact layer through a photoresist mask;

на фиг.4 приведена схема напыления просветляющего покрытия;figure 4 shows the spraying pattern of the antireflective coating;

на фиг.5 дана схема снятия маски фоторезиста, проведения разделительного травления и пассивации боковой поверхности чипов диэлектриком.figure 5 is a diagram of the removal of the photoresist mask, conducting separation etching and passivation of the side surface of the chips by a dielectric.

На фиг.1-5 указаны: 1 - фоточувствительная многослойная полупроводниковая структура, 2 - пассивирующий слой, 3 - контактный слой, 4 - омический контакт, 5 - основа омического контакта, 6 - контактный материал электрохимического осаждения, 7 - маска фоторезиста, 8 - просветляющее покрытие, 9 - диэлектрик.Figure 1-5 shows: 1 - a photosensitive multilayer semiconductor structure, 2 - a passivating layer, 3 - a contact layer, 4 - an ohmic contact, 5 - the basis of ohmic contact, 6 - contact material of electrochemical deposition, 7 - photoresist mask, 8 - antireflection coating, 9 - dielectric.

Заявляемый способ получения чипов каскадных фотоэлементов проводят в несколько стадий. Выращивают фоточувствительную многослойную полупроводниковую структуру 1 (см. фиг.1), создают пассивирующий слой 2 на поверхности фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры, создают контактный слой 3, обладающий электрической проводимостью на поверхности окна. Создают сплошные омические контакты 4 из материалов, обладающих электрической проводимостью на поверхности контактного слоя и на тыльной поверхности фоточувствительной многослойной структуры, в два этапа. На первом этапе проводят напыление основы 5 омического контакта, толщиной 0,2-0,4 мкм. Осуществляют вжигание основы 5 омического контакта при температуре 360-370°С в течение 10-60 с. На втором этапе осуществляют электрохимическое осаждение контактного материала 6, например золота, общей толщиной 1,6-3,5 мкм. Далее создают маску фоторезиста 7 (см. фиг.2) и проводят локальное удаление (см. фиг.3) омического контакта 4 и контактного слоя 3 для открытия части нижележащего пассивирующего слоя 2 комбинированием методов химического и ионно-лучевого травления. Проводят локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта 4 химическим травлением при температуре 19-23°С в травителе содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:The inventive method for producing chips of cascade photocells is carried out in several stages. A photosensitive multilayer semiconductor structure 1 is grown (see FIG. 1), a passivation layer 2 is created on the surface of the photosensitive multilayer semiconductor structure, a contact layer 3 having electrical conductivity on the window surface is created. Solid ohmic contacts 4 are created from materials having electrical conductivity on the surface of the contact layer and on the back surface of the photosensitive multilayer structure in two stages. At the first stage, the base 5 of the ohmic contact is deposited, 0.2-0.4 μm thick. Carry out the burning of the base 5 of the ohmic contact at a temperature of 360-370 ° C for 10-60 s. At the second stage, electrochemical deposition of the contact material 6, for example gold, with a total thickness of 1.6-3.5 microns, is carried out. Next, create a mask of photoresist 7 (see Fig. 2) and carry out local removal (see Fig. 3) of ohmic contact 4 and contact layer 3 to open part of the underlying passivating layer 2 by combining chemical and ion-beam etching methods. Local removal of the upper layer of gold of the ohmic contact 4 is carried out by chemical etching at a temperature of 19-23 ° C in the etchant containing components in the following ratio, g / l:

Na2S2O3 Na 2 S 2 O 3 32-4232-42 CH4N2SCH 4 N 2 S 32-4232-42 K3[Fe(CN)6]K 3 [Fe (CN) 6 ] 32-4232-42 водаwater остальноеrest

Затем осуществляют локальное удаление слоев никеля, сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя 3 методом ионно-лучевого травления при следующих параметрах процесса: ускоряющее напряжение составляет 450-550 В, плотность ионного тока 0,4-0,6 мА/см2, угол наклона ионного пучка 30-50°, вращение многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 1 об/мин. Проводят локальное удаление оставшейся толщины контактного слоя 3 химическим травлением селективно до пассивирующего слоя при температуре 19-23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Then, local layers of nickel, a gold-germanium alloy and half the thickness of the contact layer 3 are removed by ion-beam etching with the following process parameters: accelerating voltage is 450-550 V, ion current density 0.4-0.6 mA / cm 2 , the angle of inclination of the ion beam 30-50 °, the rotation of the multilayer semiconductor structure at a speed of 1 rpm A local removal of the remaining thickness of the contact layer 3 is carried out by chemical etching selectively to a passivating layer at a temperature of 19-23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

NH4OHNH 4 OH 2-42-4 H2O2 H 2 O 2 6-86-8 водаwater остальноеrest

Далее напыляют многослойное просветляющее покрытие 8 (см. фиг.4) на вышеуказанной открытой части пассивирующего слоя 2 и на маске фоторезиста 7. Удаляют маску фоторезиста 7 (см. фиг.5) вместе с напыленным на ней просветляющим покрытием 8. Проводят разделительное травление многослойной структуры на чипы и пассивация боковой поверхности чипов диэлектриком 9.Next, a multilayer antireflection coating 8 (see FIG. 4) is sprayed on the above open part of the passivating layer 2 and on the photoresist mask 7. The photoresist mask 7 (see FIG. 5) is removed along with the antireflection coating 8. The separation etching is performed on the multilayer structures on chips and passivation of the side surface of chips by dielectric 9.

Пример 1.Example 1

Были получены чипы каскадных фотоэлементов в несколько стадий. Была выращена фоточувствительная многослойная полупроводниковая структура Ga(In)As/Ge, на германиевой подложке p-типа. Создан пассивирующий слой из AlInP на поверхности фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры. Выращен контактный слой GaAs. В два этапа сформированы омические контакты из материалов, обладающих электрической проводимостью на поверхности контактного слоя и на тыльной поверхности фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры. На фронтальной поверхности проведено напыление последовательно слоев сплава, содержащего золото 90 мас.% и германий 10 мас.%, никеля и золота, толщиной 0,2 мкм. На тыльной поверхности фотоэлемента проведено напыление слоев сплава, содержащего серебро 95 мас.% и марганец 5 мас.%, никеля и золота, толщиной 0,4 мкм. Проведено вжигание напыленных контактных материалов при температуре 360°С в течение 20 с. Проведено утолщение омических контактов путем электрохимического осаждения слоя золота, толщиной 3,3 мкм. Создана маска фоторезиста на фронтальной поверхности структуры и проведено локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта химическим травлением при температуре 19°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Chips of cascade photocells in several stages were obtained. A photosensitive multilayer Ga (In) As / Ge semiconductor structure was grown on a p-type germanium substrate. An AlInP passivation layer was created on the surface of the photosensitive multilayer semiconductor structure. The GaAs contact layer is grown. In two stages, ohmic contacts are formed from materials having electrical conductivity on the surface of the contact layer and on the back surface of the photosensitive multilayer semiconductor structure. On the front surface, a series of layers of an alloy containing 90% by weight of gold and 10% by weight of germanium, 0.2 μm of nickel and gold, was deposited. On the back surface of the solar cell, layers of an alloy containing silver of 95 wt.% And manganese of 5 wt.%, Nickel and gold, 0.4 μm thick, were sprayed. The sprayed contact materials were incinerated at a temperature of 360 ° C for 20 s. A thickening of the ohmic contacts was carried out by electrochemical deposition of a gold layer 3.3 microns thick. A photoresist mask was created on the front surface of the structure and local removal of the upper gold layer of the ohmic contact was carried out by chemical etching at a temperature of 19 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

Na2S2O3 Na 2 S 2 O 3 3232 CH4N2SCH 4 N 2 S 3232 K3[Fe(CN)6]K 3 [Fe (CN) 6 ] 3232 водаwater остальноеrest

Проведено локальное удаление слоев никеля, сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-лучевого травления при следующих параметрах процесса: ускоряющее напряжение составляет 450 В, плотность ионного тока 0,4 мА/см2, угол наклона ионного пучка 30°, вращение многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 2 об/мин. Осуществлено локальное удаление оставшейся толщины контактного слоя химическим травлением селективно до пассивирующего слоя при температуре 19°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Local removal of nickel layers, a gold-germanium alloy, and half the thickness of the contact layer was carried out by ion beam etching with the following process parameters: accelerating voltage of 450 V, ion current density of 0.4 mA / cm 2 , the angle of inclination of the ion beam 30 °, rotation a multilayer semiconductor structure at a speed of 2 rpm The remaining thickness of the contact layer was removed locally by chemical etching selectively to a passivating layer at a temperature of 19 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

NH4OHNH 4 OH 22 H2O2 H 2 O 2 66 водаwater остальноеrest

Проведено разделительное травление многослойной структуры на чипы и осуществлена пассивация боковой поверхности чипов диэлектриком,Separated etching of the multilayer structure on chips was carried out and passivation of the side surface of the chips by dielectric was carried out,

Пример 2.Example 2

Были изготовлены чипы каскадных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличиями: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,3 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 360°С в течение 60 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 1,6 мкм. Локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта проведено химическим травлением при температуре 23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Chips of cascade photocells were manufactured by the method described in example 1, with the following differences: the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.3 μm, the ohmic contacts were burned at a temperature of 360 ° C for 60 s, the thickness of the ohmic contact after electrochemical gold layer deposition was 1.6 μm. Local removal of the upper layer of gold of the ohmic contact was carried out by chemical etching at a temperature of 23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

Na2S2O3 Na 2 S 2 O 3 3434 CH4N2SCH 4 N 2 S 3434 K3[Fe(CN)6]K 3 [Fe (CN) 6 ] 3434 водаwater остальноеrest

Проведено локальное удаление слоев никеля, сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-лучевого травления при следующих параметрах процесса: ускоряющее напряжение составляет 500 В, плотность ионного тока 0,5 мА/см2, угол наклона ионного пучка 50°, вращение многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 3 об/мин. Локальное удаление оставшейся толщины контактного слоя проведено химическим травлением селективно до пассивирующего слоя при температуре 23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Local removal of nickel layers, a gold-germanium alloy, and half the thickness of the contact layer by ion beam etching was carried out with the following process parameters: accelerating voltage of 500 V, ion current density of 0.5 mA / cm 2 , the angle of inclination of the ion beam 50 °, rotation a multilayer semiconductor structure at a speed of 3 rpm Local removal of the remaining thickness of the contact layer was carried out by chemical etching selectively to a passivating layer at a temperature of 23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

NH4OHNH 4 OH 33 H2O2 H 2 O 2 77 водаwater остальноеrest

Пример 3.Example 3

Были изготовлены чипы каскадных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличиями: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,4 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°С в течение 60 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 2,5 мкм. Локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта проведено химическим травлением при температуре 22°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Chips of cascade photocells were made by the method described in example 1, with the following differences: the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.4 μm, the ohmic contacts were burned at a temperature of 370 ° C for 60 s, the thickness of the ohmic contact after electrochemical gold layer deposition was 2.5 μm. Local removal of the upper layer of gold of the ohmic contact was carried out by chemical etching at a temperature of 22 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

Na2S2O3 Na 2 S 2 O 3 4242 CH4N2SCH 4 N 2 S 4242 K3[Fe(CN)6]K 3 [Fe (CN) 6 ] 4242 водаwater остальноеrest

Проведено локальное удаление слоев никеля, сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-лучевого травления при следующих параметрах процесса: ускоряющее напряжение составляет 550 В, плотность ионного тока 0,6 мА/см2, угол наклона ионного пучка 40°, вращение многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 1 об/мин. Локальное удаление оставшейся толщины контактного слоя проведено химическим травлением селективно до пассивирующего слоя при температуре 22°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Local removal of nickel layers, a gold-germanium alloy, and half the thickness of the contact layer was carried out by ion beam etching with the following process parameters: accelerating voltage is 550 V, ion current density 0.6 mA / cm 2 , the angle of inclination of the ion beam 40 °, rotation multilayer semiconductor structure at a speed of 1 rpm Local removal of the remaining thickness of the contact layer was carried out by chemical etching selectively to a passivating layer at a temperature of 22 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

NH4OHNH 4 OH 4four H2O2 H 2 O 2 88 водаwater остальноеrest

Пример 4.Example 4

Были изготовлены чипы каскадных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,25 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°С в течение 10 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 1,9 мкм. Локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта проведено химическим травлением при температуре 20°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Chips of cascade photocells were manufactured by the method described in example 1, with the following distinctive features: the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.25 μm, the ohmic contacts were burned at a temperature of 370 ° С for 10 s, the thickness of the ohmic contact after The electrochemical deposition of a gold layer was 1.9 μm. Local removal of the upper layer of gold of the ohmic contact was carried out by chemical etching at a temperature of 20 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

Na2S2O3 Na 2 S 2 O 3 3737 CH4N2SCH 4 N 2 S 3737 K3[Fe(CN)6]K 3 [Fe (CN) 6 ] 3737 водаwater остальноеrest

Проведено локальное удаление слоев никеля, сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-лучевого травления при следующих параметрах процесса: ускоряющее напряжение составляет 520 В, плотность ионного тока 0,55 мА/см2, угол наклона ионного пучка 35°, вращение многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 2 об/мин. Локальное удаление оставшейся толщины контактного слоя проведено химическим травлением селективно до пассивирующего слоя при температуре 20°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Local removal of nickel layers, a gold-germanium alloy, and half the thickness of the contact layer was carried out by ion beam etching with the following process parameters: accelerating voltage of 520 V, ion current density of 0.55 mA / cm 2 , the angle of inclination of the ion beam 35 °, rotation a multilayer semiconductor structure at a speed of 2 rpm Local removal of the remaining thickness of the contact layer was carried out by chemical etching selectively to a passivating layer at a temperature of 20 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

NH4OHNH 4 OH 3,53,5 H2O2 H 2 O 2 7,57.5 водаwater остальноеrest

Пример 5.Example 5

Были изготовлены чипы каскадных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличиями: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,32 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 360°С в течение 40 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 3,0 мкм. Локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта проведено химическим травлением при температуре 21°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Chips of cascade photocells were manufactured by the method described in example 1, with the following differences: the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.32 μm, the ohmic contacts were burned at a temperature of 360 ° C for 40 s, the thickness of the ohmic contact after electrochemical gold layer deposition was 3.0 μm. Local removal of the upper layer of gold of the ohmic contact was carried out by chemical etching at a temperature of 21 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

Na2S2O3 Na 2 S 2 O 3 3939 CH4N2SCH 4 N 2 S 3939 K3[Fe(CN)6]K 3 [Fe (CN) 6 ] 3939 водаwater остальноеrest

Проведено локальное удаление слоев никеля, сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-лучевого травления при следующих параметрах процесса: ускоряющее напряжение составляет 490 В, плотность ионного тока 0,47 мА/см2, угол наклона ионного пучка 45°, вращение многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 2 об/мин. Локальное удаление оставшейся толщины контактного слоя проведено химическим травлением селективно до пассивирующего слоя при температуре 21°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Local removal of nickel layers, a gold-germanium alloy, and half the thickness of the contact layer was carried out by ion beam etching with the following process parameters: accelerating voltage of 490 V, ion current density of 0.47 mA / cm 2 , the angle of inclination of the ion beam 45 °, rotation a multilayer semiconductor structure at a speed of 2 rpm Local removal of the remaining thickness of the contact layer was carried out by chemical etching selectively to a passivating layer at a temperature of 21 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

NH4OHNH 4 OH 2,52,5 H2O2 H 2 O 2 6,56.5 водаwater остальноеrest

Пример 6.Example 6

Были изготовлены чипы каскадных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличительными признаками: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,27 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 370°С в течение 30 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 3,1 мкм. Локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта проведено химическим травлением при температуре 21°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Chips of cascade photocells were made by the method described in example 1, with the following distinctive features: the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.27 μm, the ohmic contacts were burned at a temperature of 370 ° С for 30 s, the thickness of the ohmic contact after The electrochemical deposition of a gold layer was 3.1 μm. Local removal of the upper layer of gold of the ohmic contact was carried out by chemical etching at a temperature of 21 ° C in the etchant containing the components in the following ratio, g / l:

Na2S2O3 Na 2 S 2 O 3 4040 CH4N2SCH 4 N 2 S 4040 K3[Fe(CN)6]K 3 [Fe (CN) 6 ] 4040 водаwater остальноеrest

Проведено локальное удаление слоев никеля, сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-лучевого травления при следующих параметрах процесса: ускоряющее напряжение составляет 530 В, плотность ионного тока 0,57 мА/см2, угол наклона ионного пучка 38°, вращение многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 3 об/мин. Локальное удаление оставшейся толщины контактного слоя проведено химическим травлением селективно до пассивирующего слоя при температуре 21°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Local removal of nickel layers, a gold-germanium alloy, and half the thickness of the contact layer was carried out by ion beam etching with the following process parameters: accelerating voltage of 530 V, ion current density of 0.57 mA / cm 2 , the angle of inclination of the ion beam 38 °, rotation a multilayer semiconductor structure at a speed of 3 rpm Local removal of the remaining thickness of the contact layer was carried out by chemical etching selectively to a passivating layer at a temperature of 21 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

NH4OHNH 4 OH 2,32,3 H2O2 H 2 O 2 6,76.7 водаwater остальноеrest

Пример 7.Example 7

Были изготовлены чипы каскадных фотоэлементов способом, описанном в примере 1, со следующими отличиями: толщина омического контакта напыленного на фронтальную поверхность структуры составила 0,22 мкм, вжигание омических контактов проведено при температуре 365°С в течение 60 с, толщина омического контакта после проведения электрохимического осаждения слоя золота составила 2,6 мкм. Локальное удаление верхнего слоя золота омического контакта проведено химическим травлением при температуре 23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Chips of cascade photocells were made by the method described in example 1 with the following differences: the thickness of the ohmic contact deposited on the front surface of the structure was 0.22 μm, the ohmic contacts were burned at a temperature of 365 ° C for 60 s, the thickness of the ohmic contact after electrochemical gold layer deposition was 2.6 μm. Local removal of the upper layer of gold of the ohmic contact was carried out by chemical etching at a temperature of 23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

Na2S2O3 Na 2 S 2 O 3 3535 CH4N2SCH 4 N 2 S 3535 K3[Fe(CN)6]K 3 [Fe (CN) 6 ] 3535 водаwater остальноеrest

Проведено локальное удаление слоев никеля, сплава золото-германий и половины толщины контактного слоя методом ионно-лучевого травления при следующих параметрах процесса: ускоряющее напряжение составляет 500 В, плотность ионного тока 0,5 мА/см2, угол наклона ионного пучка 30°, вращение многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 2 об/мин. Локальное удаление оставшейся толщины контактного слоя проведено химическим травлением селективно до пассивирующего слоя при температуре 23°С в травителе, содержащем компоненты при следующем их соотношении, г/л:Local removal of nickel layers, a gold-germanium alloy and half the thickness of the contact layer by ion beam etching was carried out with the following process parameters: accelerating voltage of 500 V, ion current density of 0.5 mA / cm 2 , the angle of inclination of the ion beam 30 °, rotation a multilayer semiconductor structure at a speed of 2 rpm Local removal of the remaining thickness of the contact layer was carried out by chemical etching selectively to a passivating layer at a temperature of 23 ° C in an etchant containing components in the following ratio, g / l:

NH4OHNH 4 OH 4four H2O2 H 2 O 2 88 водаwater остальноеrest

Результатом процесса изготовления чипов каскадных фотоэлементов стало улучшение параметров фотопреобразователей за счет создания модифицированной контактной сетки с шириной полос омического контакта от 2 мкм и за счет уменьшения степени затенения фоточувствительной поверхности многослойной полупроводниковой структуры до 5%, что приводит к получению максимально КПД преобразования солнечной энергии в электрическую.The result of the manufacturing process of cascade photocell chips was the improvement of the photoconverter parameters by creating a modified contact grid with an ohmic contact strip width of 2 μm and by reducing the degree of shadowing of the photosensitive surface of the multilayer semiconductor structure to 5%, which leads to obtaining the maximum conversion efficiency of solar energy into electrical energy .

Claims (2)

Способ изготовления чипов каскадных фотоэлементов, включающий выращивание фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры на германиевой подложке, нанесение на поверхность фоточувствительной многослойной структуры пассивирующего слоя и контактного слоя, нанесение сплошных омических контактов общей толщиной 1,6-3,5 мкм на тыльную и фронтальную поверхности фоточувствительной многослойной полупроводниковой структуры из последовательно нанесенных слоя сплава, содержащего золото и германий, слоя никеля и слоя золота, удаление через маску фоторезиста с фронтальной поверхности многослойной полупроводниковой структуры омического контакта и контактного слоя для открытия части нижележащего пассивирующего слоя путем химического травления при температуре 19-23°С слоя золота в травителе, содержащем Na2S2O3, CH4N2S, K3[Fe(CN)6] и воду при следующем соотношении компонентов, г/л:
Na2S2O3 32-42 CH4N2S 32-42 K3[Fe(CN)6] 32-42 вода остальное,

ионно-лучевого травления слоя никеля, слоя сплава, содержащего золото и германий, и части контактного слоя при ускоряющем напряжении 450-550 В, плотности ионного тока 0,4-0,6 мА/см2, угле наклона ионного пучка 30-50° и вращении многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 1-3 об/мин; и химического травления оставшейся части контактного слоя до пассивирующего слоя при температуре 19-23°С в травителе, содержащем NH4OH, Н2О2 и воду при следующем соотношении компонентов, г/л:
NH4OH 2-4 H2O2 6-8 вода остальное,

нанесение многослойного просветляющего покрытия со стороны фронтальной поверхности, удаление фоторезиста, разделение многослойной структуры на чипы и пассивацию боковой поверхности чипов диэлектриком.
A method of manufacturing cascade photocell chips, including growing a photosensitive multilayer semiconductor structure on a germanium substrate, applying a passivating layer and a contact layer to the surface of the photosensitive multilayer structure, applying ohmic contacts with a total thickness of 1.6-3.5 microns on the back and front surfaces of the photosensitive multilayer semiconductor structures from successively deposited alloy layer containing gold and germanium, a nickel layer and a gold layer, removing of photoresist through a mask with the front surface of the semiconductor multilayer structure and the ohmic contact layer for contact opening portion of the underlying passivation layer by chemical etching at a temperature of 19-23 ° C a layer of gold etchant containing Na 2 S 2 O 3, CH 4 N 2 S, K 3 [Fe (CN) 6 ] and water in the following ratio of components, g / l:
Na 2 S 2 O 3 32-42 CH 4 N 2 S 32-42 K 3 [Fe (CN) 6 ] 32-42 water rest,

ion-beam etching of a nickel layer, an alloy layer containing gold and germanium, and part of the contact layer at an accelerating voltage of 450-550 V, ion current density of 0.4-0.6 mA / cm 2 , the angle of inclination of the ion beam 30-50 ° and rotation of the multilayer semiconductor structure with a speed of 1-3 rpm and chemical etching of the remaining part of the contact layer to a passivating layer at a temperature of 19-23 ° C in an etchant containing NH 4 OH, H 2 O 2 and water in the following ratio of components, g / l:
NH 4 OH 2-4 H 2 O 2 6-8 water rest,

applying a multilayer antireflection coating on the front surface side, removing the photoresist, separating the multilayer structure into chips and passivating the chip side surface with a dielectric.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фоточувствительную многослойную полупроводниковую структуру в виде GaInP/Ga(In)As/Ge выращивают на германиевой подложке р-типа. 2. The method according to claim 1, characterized in that the photosensitive multilayer semiconductor structure in the form of GaInP / Ga (In) As / Ge is grown on a p-type germanium substrate.
RU2012113234/28A 2012-04-04 2012-04-04 Method of making multistage photocell chips RU2493634C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012113234/28A RU2493634C1 (en) 2012-04-04 2012-04-04 Method of making multistage photocell chips

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012113234/28A RU2493634C1 (en) 2012-04-04 2012-04-04 Method of making multistage photocell chips

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2493634C1 true RU2493634C1 (en) 2013-09-20

Family

ID=49183563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012113234/28A RU2493634C1 (en) 2012-04-04 2012-04-04 Method of making multistage photocell chips

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2493634C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2577826C1 (en) * 2014-12-01 2016-03-20 Публичное акционерное общество "Сатурн" Method of etching of contact platform of built photoconverter diode

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2292610C1 (en) * 2005-09-22 2007-01-27 Открытое акционерное общество "Сатурн" Method for making a photo-transformer
RU2391745C1 (en) * 2009-01-23 2010-06-10 Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН Method of making cascade solar cells (versions)
RU2391744C1 (en) * 2008-12-30 2010-06-10 Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН Method of making photoelectric converter chips
WO2010088370A1 (en) * 2009-01-28 2010-08-05 Microlink Devices, Inc. High efficiency group iii-v compound semiconductor solar cell with oxidized window layer
RU2419918C1 (en) * 2010-02-24 2011-05-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ Method for producing chips of solar photocells

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2292610C1 (en) * 2005-09-22 2007-01-27 Открытое акционерное общество "Сатурн" Method for making a photo-transformer
RU2391744C1 (en) * 2008-12-30 2010-06-10 Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН Method of making photoelectric converter chips
RU2391745C1 (en) * 2009-01-23 2010-06-10 Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН Method of making cascade solar cells (versions)
WO2010088370A1 (en) * 2009-01-28 2010-08-05 Microlink Devices, Inc. High efficiency group iii-v compound semiconductor solar cell with oxidized window layer
RU2419918C1 (en) * 2010-02-24 2011-05-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ Method for producing chips of solar photocells

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2577826C1 (en) * 2014-12-01 2016-03-20 Публичное акционерное общество "Сатурн" Method of etching of contact platform of built photoconverter diode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5217539A (en) III-V solar cells and doping processes
RU2528277C1 (en) METHOD OF MAKING MULTI-STAGE SOLAR CELLS BASED ON Galnp/Galnas/Ge SEMICONDUCTOR STRUCTURE
JP3169497B2 (en) Solar cell manufacturing method
US20130330872A1 (en) Ion implantation fabrication process for thin-film crystalline silicon solar cells
CN105449521B (en) A kind of production method of semi-insulating surface plasma waveguide Terahertz quantum cascaded laser
RU2547004C1 (en) FABRICATION OF GaAs-BASED PHOTO INVERTER
JPS6215864A (en) Manufacture of solar cell
TW201537770A (en) Advanced back contact solar cells and method of using substrate for creating back contact solar cell
US20110021023A1 (en) Surface Treatment of Silicon
RU2419918C1 (en) Method for producing chips of solar photocells
CA1150806A (en) Infra-red detector elements and their manufacture
RU2391745C1 (en) Method of making cascade solar cells (versions)
RU2368038C1 (en) Method for manufacturing of multilayer photoconverter chips
RU2354009C1 (en) Method for manufacture of photoelectric transducers based on multilayer structure
JP2013520821A (en) Method for forming selective contacts
CN112054086A (en) Method for preparing silicon-based photoelectric detector with transverse junction
RU2493634C1 (en) Method of making multistage photocell chips
JP2001203376A (en) Solar cell
JP2000036609A (en) Manufacture of solar cell, manufacture of thin-film semiconductor, method for separating thin-film semiconductor, and method for forming semiconductor
RU2575974C1 (en) Method of making heterostructure solar cell
RU2687851C1 (en) Method of making ohmic contacts of photoelectric converter
US20120199188A1 (en) Metal contact formation and window etch stop for photovoltaic devices
JP2006303322A (en) Solar cell
RU2685015C2 (en) Method of manufacturing a photoconverter with a integrated diode on a thin substrate
RU2436194C1 (en) Method for producing chips of concentrator solar photocells