RU2687501C1 - Способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием - Google Patents
Способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687501C1 RU2687501C1 RU2018120068A RU2018120068A RU2687501C1 RU 2687501 C1 RU2687501 C1 RU 2687501C1 RU 2018120068 A RU2018120068 A RU 2018120068A RU 2018120068 A RU2018120068 A RU 2018120068A RU 2687501 C1 RU2687501 C1 RU 2687501C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- antireflection coating
- contact
- mask
- etching
- Prior art date
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 85
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 16
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 235000021110 pickles Nutrition 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к солнечной энергетике. Способ изготовления фотоэлектрического преобразователя включает последовательное формирование фоточувствительной полупроводниковой гетероструктуры АВс пассивирующим слоем и контактным слоем GaAs, удаление контактного слоя над фотоприемными участками полупроводниковой гетероструктуры химическим травлением через первую фоторезистивную маску, обработку открытых поверхностей пассивирующего слоя ионно-лучевым травлением, осаждение антиотражающего покрытия, удаление первой фоторезистивной маски и лежащих на ней участков диэлектрического антиотражающего покрытия, формирование тыльного омического контакта и формирование фронтального омического контакта по меньшей мере через одну вторую фоторезистивную маску, содержащую подслой из антиотражающего покрытия. Изготовленный фотоэлектрический преобразователь имеет сниженные оптические потери. 3 з.п. ф-лы, 4 пр., 7 ил.
Description
Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности, к способу изготовления фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), и может быть использовано в электронной промышленности для преобразования световой энергии в электрическую энергию.
При изготовлении фотоэлектрического преобразователя важным аспектом является возможность создания его элементов малого размера 2-3 мм2, что приводит к ряду проблем из-за технологической сложности снижения степени затенения фоточувствительной поверхности.
Известен способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием (см. патент RU 2417481, МПК H01L 31/18, МПК H01L 31/042, опубликован 27.04.2011), включающий химическое травление и очистку поверхности базовой области, нанесение широкозонных n+ или р+ слоев, легированных донорной и акцепторной примесями, нанесение контактов в форме сетки и создание на поверхности базовой области пассивирующей, просветляющей пленки. Широкозонные слои наносят толщиной более 0,2 мкм, покрывают эти слои металлическими контактами из алюминия, меди или серебра, формируют контактную сетку, в промежутках контактной сетки химическим путем травят поверхность до базовой области, наносят пассивирующую антиотражающую пленку, например, на основе нитрида кремния, легированного водородом, и наносят прозрачную защитную пленку, например, двуокись кремния.
Недостатком известного способа изготовления фотоэлектрического преобразователя является нанесение антиотражающего покрытия на заключительной стадии пост-ростовой технологии, что приводит к снижению точности задания топологии прибора, ухудшению адгезии покрытия и к увеличению оптических потерь.
Известен способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием (см. заявку US 20140360584, МПК H01L 31/18 опубликован 11.12.2014), включающий создание на подложке первого полупроводящего слоя и второго полупроводящего слоя с противоположными типами проводимости, формирование пассивирующего слоя оксида графена на поверхности второго полупроводящего слоя путем обработки подложки в растворе оксида графена, создание первого электрода на поверхности первого полупроводящего слоя, создание второго электрода на поверхности второго полупроводящего слоя. При этом слой оксида графена выполняет функцию пассивирующего слоя для снижения скорости поверхностной рекомбинации и функцию антиотражающего покрытия для снижения коэффициента отражения падающего излучения.
Недостатком известного способа изготовления фотоэлектрического преобразователя является недостаточная адгезия антиотражающего покрытия, приводящая к уменьшению выхода годных приборов.
Известен способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием (см. патент CN 104733556, МПК H01L 31/0216, H01L 31/18, опубликован 01.02.2017), включающий создание на полупроводниковой гетероструктуре фронтального и тыльного омических контактов, формирование антиотражающего покрытия непосредственно после жидкостного химического травления поверхности гетероструктуры.
Недостатком известного способа изготовления фотоэлектрического преобразователя является невысокое качество антиотражающего покрытия и недостаточная адгезия осаждаемого антиотражающего покрытия к поверхности гетероструктуры, что приводит к снижению коэффициента отражения.
Известен способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием (см. патент RU 2357326, МПК H01L 31/18 опубликован 27.05.2009), совпадающий с настоящим решением по наибольшему числу существенных признаков и принятый за прототип. Способ изготовления фотоэлектрического преобразователя заключается в том, что на фоточувствительную полупроводниковую гетероструктуру А3В5, включающую пассивирующий и контактный слои, напыляют слой тыльного омического контакта, наращивают тыльный контакт электрохимическим осаждением серебра, создают фоторезистивную маску с рисунком фронтального контакта, напыляют слои фронтального омического контакта, удаляют фоторезист, создают фоторезистивную маску с расширенным на 1-2 мкм рисунком фронтального контакта, наращивают фронтальный контакт электрохимическим осаждением серебра с защитным слоем золота в импульсном режиме и проводят термообработку пластины. Вскрывают пассивирующий слой стравливанием контактного слоя по маске утолщенного контакта и создают антиотражающее покрытие.
Недостатками известного способа-прототипа являются большие оптические потери изготовленного фотоэлектрического преобразователя. При использовании расширенной на 1-2 мкм маски фоторезиста для проведения электрохимического утолщения фронтального омического контакта происходит разрастание контакта на фоточувствительную область и, соответственно, увеличение степени затенения фоточувствительной области фотоэлектрического преобразователя. При осаждении антиотражающего покрытия на гетерогранице антиотражающее покрытие - полупроводниковая структура остаются загрязнения и слой естественного окисла, приводящие к увеличению коэффициента отражения и, соответственно к увеличению оптических потерь.
Задачей настоящего технического решения является улучшение параметров фотоэлектрического преобразователя за счет уменьшения оптических потерь.
Поставленная задача достигается тем, что способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием включает последовательное формирование фоточувствительной полупроводниковой гетероструктуры А3В5 с пассивирующим слоем и контактным слоем GaAs, удаление контактного слоя над фотоприемными участками полупроводниковой гетероструктуры химическим травлением через первую фоторезистивную маску, обработку открытых поверхностей пассивирующего слоя ионно-лучевым травлением, осаждение антиотражающего покрытия, удаление первой фоторезистивной маски и лежащих на ней участков антиотражающего покрытия, формирование фронтального и тыльного омических контактов, при этом фронтальный омический контакт формируют, по меньшей мере, через одну вторую фоторезистивную маску, содержащую подслой из антиотражающего покрытия.
Пассивирующий слой может быть выполнен толщиной 30-40 нм из соединения AlxIn1-xP, где х=0,5-0,55.
Пассивирующий слой может быть выполнен толщиной 30-40 нм из соединения AlxGa1-xAs, где х=0,б-0,8.
Ионно-лучевое травление поверхности пассивирующего слоя может быть выполнено на глубину 10-15 нм при ускоряющем напряжении 90-110 В, плотности ионного тока 0,45-0,55 мА/см2, при направлении ионного пучка перпендикулярно полупроводниковой гетероструктуре, вращении многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 2-3 об/мин.
Новым в настоящем техническом решении является то, что создание антиотражающего покрытия осуществляют на первом этапе пост-ростовой обработки полупроводниковой гетероструктуры и проводят дополнительную обработку ионно-лучевым травлением поверхности пассивирующего слоя полупроводниковой гетероструктуры непосредственно перед осаждением антиотражающего покрытия, при этом вторая маска содержит подслой из антиотражающего покрытия.
Создание антиотражающего покрытия на первом этапе пост-ростовой обработки, выполняющего защитную функцию фоточувствительной области и являющегося частью второй маски для создания фронтального омического контакта, приводит к тому, что топология фронтального омического контакта в точности повторяет топологию контактного слоя, что снижает степень затенения фоточувствительной области ФЭП и уменьшает оптические потери. Дополнительная обработка методом ионно-лучевого травления поверхности пассивирующего слоя полупроводниковой гетероструктуры непосредственно перед осаждением антиотражающего покрытия приводит к удалению загрязнений и слоя естественного окисла, и к активации поверхности, что увеличивает качество осаждаемого покрытия и ведет к снижению коэффициента отражения падающего излучения, что также приводит к уменьшению оптических потерь.
Локальное удаление контактного слоя GaAs над фотоприемными участками полупроводниковой гетероструктуры для открытия нижележащего пассивирующего слоя проводят на первой стадии изготовления фотоэлектрического преобразователя с целью увеличения качества поверхности травления и точности задания топологии ФЭП. Травление контактного слоя выполняют через первую фоторезистивную маску, что позволяет провести формирование полосок контактного слоя с высокой точностью (до 0,1-0,2 мкм). Использование метода жидкостного химического травления обеспечивает высокое качество поверхности травления и высокую селективность травления материалов контактного и пассивирующего слоев. Толщина и состав пассивирующего слоя из AlxIn1-xP (где х=0,5-0,55) или из AlyGa1-xAs (где х=0,6-0,8) 30-40 нм, выполняющего функцию стоп-слоя, обусловлена его физико-химическими свойствами и параметрами селективности жидкостного химического метода травления. При толщине менее 30 нм функция стоп-слоя может быть нарушена, толщина более 40 нм технологически нецелесообразна.
На поверхности открытого пассивирующего слоя непосредственно после травления контактного слоя остаются загрязнения (частицы компонентов травителей и продуктов химической реакции), а также образуется слой естественного окисла, которые оказывает большое влияние на параметры и качество осаждаемого покрытия. При использовании полупроводниковых структур с пассивирующим слоем из АИпР или из AIGaAs качество поверхности значительно снижается из-за физико-химических свойств соединений, в состав которых входит алюминий. Для удаления естественного окисла пассивирующего слоя проводят дополнительную обработку поверхности ионно-лучевым травлением на глубину 10-15 нм непосредственно перед осаждением антиотражающего покрытия. При глубине травления менее 10 нм не происходит полное равномерное стравливание слоя естественного окисла, глубина травления более 15 нм является нецелесообразной и может вызывать радиационные нарушения в полупроводниковой гетероструктуре, за счет бомбардировки поверхности активными ионами. Ускоряющее напряжение 90-110 В, плотность ионного тока 0,45-0,55 мА/см2, направление ионного пучка перпендикулярно полупроводниковой гетероструктуре, вращение образца многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 2-3 об/мин обусловлены тем, что травление при этих условиях идет равномерно по всей поверхности полупроводниковой гетероструктуры. Применение ускоряющего напряжения меньше 90 В, плотности ионного тока меньше 0,45 мА/см2, скорости вращения образца меньше 2 об/мин приводит к уменьшению скорости травления и к ухудшению однородности травления. При увеличении ускоряющего напряжения больше 110 В, плотности ионного тока больше 0,55 мА/см2, скорости вращения образца больше 3 об/мин ухудшаются параметры воспроизводимости процесса травления, возможно образование локальных протравов пассивирующего слоя. Отклонение ионного пучка от перпендикулярного направления приводит к ухудшению качества поверхности травления. Обработка поверхности ионным пучком не только удаляет слой поверхностного окисла и очищает поверхность от загрязнений, а также активирует ее. При проведении ионно-лучевого травления на поверхности образуются свободные связи, которые при нанесении пленки становятся искусственными центрами зародышеобразования, что приводит к значительному увеличению адгезии осаждаемого антиотражающего покрытия и к увеличению выхода годных ФЭП. Все вышеперечисленные параметры ведут к увеличению качества осаждаемого антиотражающего покрытия, к снижению коэффициента отражения излучения от поверхности гетероструктуры, и соответственно к уменьшению оптических потерь.
Антиотражающее покрытие создают на начальной стадии постростовой обработки гетероструктуры до процесса формирования омических контактов, таким образом, оно является подслоем второй маски для создания фронтального омического контакта. Формирование фронтального омического контакта проводят в несколько стадий: напыляют основу омического контакта через вторую фоторезистивную маску, содержащую подслой антиотражающего покрытия, удаляют фоторезистивный слой маски, проводят вжигание контакта, выполняют электрохимическое наращивание основы омического контакта через следующую вторую фоторезистивную маску с подслоем антиотражающего покрытия. За счет диэлектрических свойств антиотражающего покрытия не происходит разрастания лицевого омического контакта на фоточувствительную область ФЭП при электрохимическом наращивании основы омического контакта, что ведет к увеличению точности задания топологии контакта до 0,1-0,2 мкм. При использовании однослойной фоторезистивной маски для электрохимического наращивания основы омических контактов возможно нарушение адгезии маски и подрастание материала омического контакта на фоточувствительную область ФЭП за счет электрической проводимости полупроводниковой гетероструктуры. Данное технологическое решение приводит к снижению степени затенения фоточувствительной области ФЭП и, соответственно, к снижению оптических потерь.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 приведено схематическое изображение фоточувствительной полупроводниковой гетероструктуры А3В5;
на фиг. 2 показан этап формирование окон в контактном слое;
на фиг. 3 приведен этап осаждения антиотражающего покрытия;
на фиг. 4 приведен этап удаления первой маски и лежащих на ней участков антиотражающего покрытия;
на фиг. 5 показан этап напыления основы фронтального и тыльного омических контактов;
на фиг. 6 приведен этап наращивания фронтального и тыльного омических контактов;
на фиг. 7 показан этап создания разделительной мезы.
Настоящий способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием выполняют на основе фоточувствительной полупроводниковой гетероструктуры 1 А3В5 (см. фиг. 1), включающей пассивирующий слой 2 из AlxIn1-хР или из AlyGa1-yAs (толщиной 30-40 нм, где х=0,5-0,55; у=0,б-0,8) и контактный слой 3 из GaAs, в несколько этапов. На первом этапе проводят локальное удаление контактного слоя 3 с поверхности пассивирующего слоя 2 над фотоприемными участками полупроводниковой гетероструктуры 1 через первую фоторезистивную маску 4 для формирования окон в контактном слое 3 (см. фиг. 2) методом жидкостного химического травлением в водном травителе, содержащем NH4OH и H2O2 при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
| NH4OH | 0,2-1,3 |
| H2O2 | 0,5-29 |
| вода | остальное. |
Далее проводят дополнительную обработку открытых поверхностей пассивирующего слоя 2 ионно-лучевым травлением. Ионно-лучевое травление поверхности пассивирующего слоя 2 может быть выполнено на глубину 10-15 нм при ускоряющем напряжении 90-110 В, плотности ионного тока 0,45-0,55 мА/см2, при направлении ионного пучка перпендикулярно полупроводниковой гетероструктуре, вращении многослойной полупроводниковой структуры со скоростью 2-3 об/мин. Далее непосредственно после травления на открытую поверхность пассивирующего слоя 2 осаждают антиотражающее покрытие 5 (см. фиг. 3), которое в дальнейшем является подслоем для второй маски 6 для создания фронтального омического контакта. Далее удаляют фоторезистивный слой первой маски 4 и лежащие на ней участки антиотражающего покрытия 5 в органических растворителях (см. фиг. 4). На следующем этапе создают фронтальный и тыльный омические контакты. Напыляют основу 7 фронтального омического контакта на поверхность контактного слоя 3 через вторую фоторезистивную маску 6 с подслоем антиотражающего покрытия 5 (см. фиг. 5). Напыляют основу 8 тыльного омического контакта на тыльную поверхность полупроводниковой гетероструктуры 1. Проводят вжигание основ 7 и 8 при температуре 360-370°С в течение 30-60 сек. Затем наращивают основу 7 фронтального омического контакта через следующую вторую фоторезистивную маску 9 с подслоем антиотражающего покрытия 5 путем электрохимического осаждения слоя 12 золота или серебра (см. фиг. 6), и основу 8 тыльного омического контакта путем электрохимического осаждения слоя 13 золота или серебра. Осуществляют вытравливание разделительной мезы 14 для электрической изоляции активной области фотопреобразователя (см. фиг. 7).
Пример 1. Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь с антиотражающим покрытием на основе фоточувствительной полупроводниковой гетероструктуры А3В5, включающей пассивирующий слой из А10,52In0,48Р, толщиной 30 нм, и контактный слой из GaAs в несколько стадий. На первой стадии проводили локальное удаление контактного слоя с фронтальной поверхности полупроводниковой структуры через первую фоторезистивную маску для открытия нижележащего пассивирующего слоя и формирования окон в контактном слое методом жидкостного химического травления в водном травителе, содержащем NH4OH и H2O2 при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
| NH4OH | 1,3 |
| H2O2 | 29 |
| вода | остальное. |
Далее проводили дополнительную обработку поверхности пассивирующего слоя ионно-лучевым травлением на глубину 10 нм при ускоряющем напряжении 90 В, плотности ионного тока 0,45 мА/см2, при направлении ионного пучка перпендикулярно полупроводниковой гетероструктуре, вращении полупроводниковой структуры со скоростью 2 об/мин. Далее непосредственно после травления на поверхность пассивирующего слоя осадили антиотражающее покрытие, которое входит в структуру второй маски для создания фронтального омического контакта. На следующей стадии создавали фронтальный и тыльный омические контакты: напыляли основу фронтального омического контакта на поверхность контактного слоя через вторую маску с подслоем антиотражающего покрытия. Напыляли основу тыльного омического контакта на тыльную поверхность полупроводниковой структуры. Провели вжигание основы фронтального и тыльного омических контактов при температуре 360°С в течение 30 секунд. Затем наращивали основу фронтального омического контакта через вторую маску с подслоем антиотражающего покрытия, и основу тыльного омического контакта путем электрохимического осаждения слоя золота. Осуществляли вытравливание разделительной мезы для электрической изоляции активной области фотопреобразователя через фоторезистивную маску.
Пример 2. Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь с антиотражающим покрытием способом, описанном в примере 1, со следующими отличиями: пассивирующий слой выполнен из Al0,6Ga0,4As, толщиной 40 нм. На первой стадии проводили локальное удаление контактного слоя с фронтальной поверхности полупроводниковой структуры через первую фоторезистивную маску для открытия нижележащего пассивирующего слоя и формирования окон в контактном слое методом жидкостного химического травления в водном травителе, содержащем NH4OH и H2O2 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| NH4OH | 0,2 |
| H2O2 | 0,5 |
| вода | остальное. |
Ионно-лучевое травление поверхности пассивирующего слоя выполняли на глубину 15 нм при ускоряющем напряжении 110 В, плотности ионного тока 0,55 мА/см2, при направлении ионного пучка перпендикулярно полупроводниковой гетероструктуре, вращении полупроводниковой структуры со скоростью 2 об/минут. Вжигание основы фронтального и тыльного омических контактов выполняли при температуре 370°С в течение 60 секунд. Наращивание основы фронтального омического контакта через вторую маску и основы тыльного омического контакта выполняли путем электрохимического осаждения слоя серебра.
Пример 3. Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь с антиотражающим покрытием способом, описанном в примере 1, со следующими отличиями: пассивирующий слой был выполнен из Al0,8Ga0,2As, толщиной 30 нм. На первой стадии удалили контактный слой с фронтальной поверхности полупроводниковой структуры через первую фоторезистивную маску для открытия нижележащего пассивирующего слоя и формирования полосок контактного слоя методом жидкостного химического травления в водном травителе, содержащем NH4OH и H2O2 при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
| 1МН4ОН | 0,5 |
| H2O2 | 1,1 |
| вода | остальное. |
Ионно-лучевое травление поверхности пассивирующего слоя выполняли на глубину 12 нм при ускоряющем напряжении 100 В, плотности ионного тока 0,5 мА/см2, при направлении ионного пучка перпендикулярно полупроводниковой гетероструктуре, вращении полупроводниковой структуры со скоростью 2 об/минут.Вжигание основы фронтального и тыльного омических контактов выполняли при температуре 365°С в течение 40 секунд. Наращивание основы фронтального омического контакта через вторую маску и основы тыльного омического контакта выполняли путем электрохимического осаждения слоя серебра.
Пример 4. Был изготовлен фотоэлектрический преобразователь с антиотражающим покрытием способом, описанном в примере 1, со следующими отличиями: пассивирующий слой был выполнен из А10,53In0,47Р, толщиной 40 нм. На первой стадии проводили локальное удаление контактного слоя с фронтальной поверхности полупроводниковой структуры через первую фоторезистивную маску для открытия нижележащего пассивирующего слоя и формирования окон в контактном слое методом жидкостного химического травления в водном травителе, содержащем NH4OH и H2O2 при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
| NH4OH | 0,8 |
| H2O2 | 20 |
| вода | остальное. |
Ионно-лучевое травление поверхности пассивирующего слоя выполнено на глубину 11 нм при ускоряющем напряжении 95 В, плотности ионного тока 0,53 мА/см2, при направлении ионного пучка перпендикулярно полупроводниковой гетероструктуре, вращении полупроводниковой структуры со скоростью 2 об/минут. Вжигание основы фронтального и тыльного омических контактов выполняли при температуре 370°С в течение 30 секунд. Наращивание основы фронтального омического контакта через вторую маску и основы тыльного омического контакта выполняли путем импульсного электрохимического осаждения слоя золота.
Результатом процесса изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием стало улучшение параметров ФЭП путем снижения оптических потерь. Уменьшена степень затенения фоточувствительной области, увеличена адгезия антиотражающего покрытия и снижен коэффициент отражения падающего излучения, увеличен выход годных ФЭП.
Claims (4)
1. Способ изготовления фотоэлектрического преобразователя, включающий последовательное формирование фоточувствительной полупроводниковой гетероструктуры А3В5 с пассивирующим слоем и контактным слоем GaAs, удаление контактного слоя над фотоприемными участками полупроводниковой гетероструктуры химическим травлением через первую фоторезистивную маску, обработку открытых поверхностей пассивирующего слоя ионно-лучевым травлением, осаждение антиотражающего покрытия, удаление первой фоторезистивной маски и лежащих на ней участков антиотражающего покрытия, формирование фронтального и тыльного омических контактов, при этом фронтальный омический контакт формируют по меньшей мере через одну вторую фоторезистивную маску, содержащую подслой из антиотражающего покрытия.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пассивирующий слой выполняют толщиной 30÷40 нм из AlxIn1-xP, где х=0,5÷0,55.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пассивирующий слой выполняют толщиной 30÷40 нм из AlxGa1-xAs, где х=0,6÷0,8.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ионно-лучевое травление поверхности пассивирующего слоя выполняют на глубину 10÷15 нм при ускоряющем напряжении 90÷110 В, плотности ионного тока 0,45÷0,55 мА/см2, вращении полупроводниковой гетероструктуры со скоростью 2÷3 об/мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120068A RU2687501C1 (ru) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120068A RU2687501C1 (ru) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2687501C1 true RU2687501C1 (ru) | 2019-05-14 |
Family
ID=66578984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018120068A RU2687501C1 (ru) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2687501C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112687645A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 南亚科技股份有限公司 | 具有位在接合垫侧壁上的间隙子的半导体元件及制备方法 |
| RU2805290C1 (ru) * | 2023-03-31 | 2023-10-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Фотоэлектрический преобразователь |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2354009C1 (ru) * | 2007-12-07 | 2009-04-27 | Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН | Способ изготовления фотоэлектрических преобразователей на основе многослойной структуры |
| RU2357326C1 (ru) * | 2007-12-03 | 2009-05-27 | Открытое акционерное общество "Сатурн" | Способ изготовления контактов фотопреобразователя |
| CN101740585A (zh) * | 2009-12-09 | 2010-06-16 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种砷化镓基单片光电子集成接收机前端结构及制作方法 |
| RU2419918C1 (ru) * | 2010-02-24 | 2011-05-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ | Способ получения чипов солнечных фотоэлементов |
| US20140360584A1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | National Dong Hwa University | Manufacturing method of solar cell |
-
2018
- 2018-05-30 RU RU2018120068A patent/RU2687501C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2357326C1 (ru) * | 2007-12-03 | 2009-05-27 | Открытое акционерное общество "Сатурн" | Способ изготовления контактов фотопреобразователя |
| RU2354009C1 (ru) * | 2007-12-07 | 2009-04-27 | Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН | Способ изготовления фотоэлектрических преобразователей на основе многослойной структуры |
| CN101740585A (zh) * | 2009-12-09 | 2010-06-16 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种砷化镓基单片光电子集成接收机前端结构及制作方法 |
| RU2419918C1 (ru) * | 2010-02-24 | 2011-05-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ | Способ получения чипов солнечных фотоэлементов |
| US20140360584A1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | National Dong Hwa University | Manufacturing method of solar cell |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112687645A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 南亚科技股份有限公司 | 具有位在接合垫侧壁上的间隙子的半导体元件及制备方法 |
| CN112687645B (zh) * | 2019-10-18 | 2024-04-16 | 南亚科技股份有限公司 | 具有位在接合垫侧壁上的间隙子的半导体元件及制备方法 |
| RU2805290C1 (ru) * | 2023-03-31 | 2023-10-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Фотоэлектрический преобразователь |
| RU2807638C1 (ru) * | 2023-07-27 | 2023-11-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский институт электронной техники" | Способ контрастирования слоя нитрида кремния на двуокиси кремния в растровой электронной микроскопии |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4880493A (en) | Electronic-carrier-controlled photochemical etching process in semiconductor device fabrication | |
| US20070227578A1 (en) | Method for patterning a photovoltaic device comprising CIGS material using an etch process | |
| US4078945A (en) | Anti-reflective coating for silicon solar cells | |
| US7989346B2 (en) | Surface treatment of silicon | |
| RU2528277C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАСКАДНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ Galnp/Galnas/Ge | |
| RU2547004C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НА ОСНОВЕ GaAs | |
| KR20090077274A (ko) | 나노 텍스쳐링 구조를 갖는 반도체 웨이퍼 기판을 포함하는벌크형 태양전지의 제조방법 | |
| CN109285913A (zh) | 低表面漏电流台面型光电探测器及其制作方法 | |
| CN112117351B (zh) | 一种用于碲镉汞pn结电学性能引出的方法、探测器芯片 | |
| RU2354009C1 (ru) | Способ изготовления фотоэлектрических преобразователей на основе многослойной структуры | |
| RU2368038C1 (ru) | Способ изготовления чипов многослойных фотопреобразователей | |
| RU2419918C1 (ru) | Способ получения чипов солнечных фотоэлементов | |
| RU2687501C1 (ru) | Способ изготовления фотоэлектрического преобразователя с антиотражающим покрытием | |
| US20110315221A1 (en) | Methods for making thin film polycrystalline photovoltaic devices using additional chemical element and products thereof | |
| RU2437186C1 (ru) | Способ изготовления солнечного фотоэлектрического преобразователя | |
| JPH0766437A (ja) | 光電変換装置用基板の製造方法 | |
| JPH05267701A (ja) | 酸化錫透明導電膜のパターニング方法 | |
| RU2575974C1 (ru) | Способ изготовления гетероструктурного солнечного элемента | |
| KR930004126B1 (ko) | 단결정 실리콘 태양전지의 제조방법 | |
| JPH07106612A (ja) | 光電変換装置の製造方法 | |
| JP2005116783A (ja) | 太陽電池の製造方法およびその方法により製造した太陽電池 | |
| RU2436194C1 (ru) | Способ изготовления чипов концентраторных солнечных фотоэлементов | |
| JPS5992519A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| RU2781508C1 (ru) | Способ изготовления фотоэлектрического преобразователя на утоняемой германиевой подложке | |
| JP4808994B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 |