介紹了一種邊緣濕法刻蝕工藝制備GalnP/GaAs/Ge三結太陽電池的技術,因刻蝕形成的劃切槽界面光滑程度遠高于砂輪劃切界面,有效降低了復合中心的密度,從而提升了太陽電池的光電轉換性能。通過一種含溴的水溶液一次性刻蝕替代了傳統(tǒng)的不同溶液交替刻蝕相應Ⅲ-Ⅴ族材料,顯微鏡下,含溴水溶液工藝獲得的劃切槽明顯優(yōu)于交替溶液刻蝕形成的劃切槽;通過一次性濕法刻蝕、兩次套刻和真空蒸鍍工藝制作的具有劃切槽太陽電池AMO下光電轉換效率達到29.13%,高于無劃切槽工藝制作的GalnP/GaAs/Ge電池效率。 

【文章來源】：電源技術. 2020年11期 北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

圖３?新型刻蝕液一次刻蝕形成的劃切櫻??通過一次性刻蝕劃切槽的工藝，先在晶圓上將單體小片??

龍洚技表Ｅｌ??究與設計??ＧａｌｎＰ子電池、ＧａＡｓ子電池、Ｇｅ子電池通過ＭＯＣＶＤ工藝制??備；上電極、下電極、減反射膜通過電子槍真空蒸鍍制備。??ＧａｌｎＰ抦電池??萵帶押??阽道結??Ｇａ（Ｉｎ）Ａｓ??中間電池??關結??緩沖層??Ｇｃ芪電池??圖１?ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ太陽電池結構簡圖??一般ＧａＡｓ的濕法刻蝕方法采用含有氧化劑的酸或堿性溶??液，如Ｈ２Ｓ０４＋Ｈ２０２水溶液；而ＧａｌｎＰ則采用濃ＨＣ１進行濕法刻??蝕；ＡｌＡｓ采用ＨＦ水溶液進行濕法刻蝕。鑒于ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ??太陽電池結構的復雜性，ＧａＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＰ等均有出??現(xiàn)，因此采用上述方法進行刻蝕需要交替使用不同的化學溶??液，各種刻蝕液刻蝕速率的不同和刻蝕時間的差異會造成刻??蝕臺階表面不平滑，圖２是采用不同溶液交替刻蝕臺階的顯??微鏡圖，可以看出這種方法刻蝕效果并不理想。??圖２?不同溶液交替刻蝕臺階顯微鏡圖??圖３?新型刻蝕液一次刻蝕形成的劃切櫻??通過一次性刻蝕劃切槽的工藝，先在晶圓上將單體小片??電池的ｍ?－?ｖ族外延層分割開來，然后經(jīng)過套刻、電子槍真空蒸??鍍工藝，制備上電極、下電極，再進行其它的器件工藝，最后切??割，將單體小片電池按產(chǎn)品需求從晶圓上分離下來。圖４為一??次刻蝕劃片槽的效果示意圖。??圖４?一次刻蝕劃片權效果示意圖??選取同一外延批次ＧａＭＶＧａＡｓ／Ｇｅ太陽電池外延片晶??圓，一部分采用直接切割晶圓分離小電池；另一部分在小電池??單元分離前進行劃切槽刻蝕工藝，此部分為臺階刻蝕工藝。兩??種工藝路線采用的上電極柵線圖形完全一致。??臺階刻蝕工藝方法

?Ｇｃ芪電池??圖１?ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ太陽電池結構簡圖??一般ＧａＡｓ的濕法刻蝕方法采用含有氧化劑的酸或堿性溶??液，如Ｈ２Ｓ０４＋Ｈ２０２水溶液；而ＧａｌｎＰ則采用濃ＨＣ１進行濕法刻??蝕；ＡｌＡｓ采用ＨＦ水溶液進行濕法刻蝕。鑒于ＧａｌｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ??太陽電池結構的復雜性，ＧａＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＰ等均有出??現(xiàn)，因此采用上述方法進行刻蝕需要交替使用不同的化學溶??液，各種刻蝕液刻蝕速率的不同和刻蝕時間的差異會造成刻??蝕臺階表面不平滑，圖２是采用不同溶液交替刻蝕臺階的顯??微鏡圖，可以看出這種方法刻蝕效果并不理想。??圖２?不同溶液交替刻蝕臺階顯微鏡圖??圖３?新型刻蝕液一次刻蝕形成的劃切櫻??通過一次性刻蝕劃切槽的工藝，先在晶圓上將單體小片??電池的ｍ?－?ｖ族外延層分割開來，然后經(jīng)過套刻、電子槍真空蒸??鍍工藝，制備上電極、下電極，再進行其它的器件工藝，最后切??割，將單體小片電池按產(chǎn)品需求從晶圓上分離下來。圖４為一??次刻蝕劃片槽的效果示意圖。??圖４?一次刻蝕劃片權效果示意圖??選取同一外延批次ＧａＭＶＧａＡｓ／Ｇｅ太陽電池外延片晶??圓，一部分采用直接切割晶圓分離小電池；另一部分在小電池??單元分離前進行劃切槽刻蝕工藝，此部分為臺階刻蝕工藝。兩??種工藝路線采用的上電極柵線圖形完全一致。??臺階刻蝕工藝方法：首先經(jīng)光刻形成劃切槽開孔，然后進??行一次濕法刻蝕劃切槽，再通過套刻形成上電極圖形，接下來??通過真空蒸鍍工藝制備上電極、下電極和減反射膜；還設計了??刻蝕主焊點上減反射膜的光刻版，完成主焊點介質(zhì)膜刻蝕的??晶圓通過金剛石砂輪劃切即完成了整個制備過

【參考文獻】：
期刊論文
[1]硫鈍化GaAs MESFET的機理研究[J]. 邢東,李效白,劉立浩.  半導體技術. 2002(07)
[2]中性（NH4）2S溶液鈍化GaAs（100）表面的研究[J]. 袁澤亮,丁訓民,胡海天,李哲深,楊建樹,繆熙月,陳溪瀅,曹先安,侯曉遠,陸爾東,徐世紅,徐彭壽,張新夷.  物理學報. 1998(01)



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