空间用三结砷化镓太阳电池的下电极去底腐蚀方法技术

本发明专利技术涉及一种空间用三结砷化镓太阳电池的下电极去底腐蚀方法，包括（１）涂胶、干燥；（２）配置主腐蚀液、２０１腐蚀液；（３）晶片腐蚀、冲洗；（４）有机溶剂清洗，其中步骤（２）中主腐蚀液的体积配比为：过氧化氢∶氢氟酸∶去离子水＝１∶１∶８；步骤（３）中将晶片放入主腐蚀液中的腐蚀时间为３０ｓ～４０ｓ，将晶片用去离子水冲洗４～６次，然后放入２０１腐蚀液中腐蚀，腐蚀时间１０ｓ～２０ｓ，最后将晶片从腐蚀液中取出，用去离子水再冲洗６～１０次。本发明专利技术工艺简单，设计科学，采用下电极腐蚀技术，提高了批量生产电池的成品率，提高了电池的下电极牢固度，提高了电池的性能，促进了三结太阳电池在新兴环保能源领域的广泛应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳电池制造
，尤其是一种空间用三结砷化镓太阳电池的下 电极去底腐蚀方法。
技术介绍
太阳电池是一种基于光生伏特效应将太阳能直接转换成电能的半导体器件。空 间用三结砷化镓太阳电池，是在砷化镓/锗单结太阳电池的基础上，增加了 一个顶电池 (GaInP2),同时在锗衬底中制备出ρ/η结。它采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在 Ge衬底上进行电池结构的生长，并采用其他相应的半导体工艺技术制备欧姆接触和光学减 反射膜。外延是制备三结太阳电池的第一道工序，是在Ge衬底上生长出相应的电池结构。 在外延过程中，Ge衬底的下表面与外延托盘之间会有少量的缝隙，因而在Ge衬底的下表面 会生长出少量的外延层，同时由于生长温度较高，外延片背面也会扩散进去少量的磷，从而 在局部形成反向的Ge结，抵消了电池的部分输出电压。为消除该结，同时去除多余的外延 生长物，需要在蒸镀下电极之前进行去底腐蚀。三结太阳电池下电极去底腐蚀技术是三结电池器件制备技术中的重要一环，下电 极腐蚀的厚度和腐蚀后的表面形貌直接影响着电池下电极的牢固度和电池的输出电压。随 着三结太阳电池在新兴、环保能源领域的广泛使用，在器件制备过程中对相关材料的腐蚀 特性的研究也就具有了越来越重要的实际意义。现有的三结太阳电池下电极去底腐蚀技术的方法为(1)晶片正面涂光刻胶，转速1000r/min 3000r/min，时间8s 20s，然后装入花 蓝置于干燥箱中，温度控制在85°C 110°C，烘烤时间IOmin士 lmin。(2)配521腐蚀液去 离子水过氧化氢氨水=50 20 1(体积比)。521腐蚀液使用频度每累计腐蚀10 批晶片至少更换一次，最长使用半天，放在遮光处。配201腐蚀液过氧化氢氨水EDTA 饱和水溶液=20 1 30(体积比)。201腐蚀液使用频度每累计腐蚀10批晶片至少更 换一次，最长使用半天，放在遮光处。(3)将花蓝放入521腐蚀液中腐蚀，上下不断晃动，腐 蚀时间160s 180s，将晶片从腐蚀液中取出，用去离子水冲洗8次，逐片检查是否腐蚀干 净(不影响电池制作的边缘除外)。没有腐蚀干净的晶片，再用201腐蚀液腐蚀一次，时间 不要超过10s，仍腐蚀不干净的晶片不蒸镀，留下待以后处理。(4)在1号丙酮中浸泡并上 下不断晃动，直到光刻胶完全溶解，然后浸入2号丙酮3min 5min，并上下不断晃动，再浸 入1号无水乙醇中3min 5min，放入2号无水乙醇中3min 5min，之后用去离子水冲洗6 次，再浸入5% NaOH溶液中30s，最后用去离子水冲洗8次，用甩干机甩干或氮气吹干。丙 酮使用频度每累计清洗10批晶片更换一次。无水乙醇使用频度每累计清洗30批晶片更 换一次，最长使用一周。5% NaOH溶液使用频度每累计清洗50批晶片更换一次，最长使用 三周。现有方法存在的不足是(1)是经长时间腐蚀后，电池表面形貌无法控制，直接影3响到了下电极下一步蒸镀的牢固度；(2)是腐蚀速度不固定，无法保证外延片背表面不再 有反向的Ge结，从而造成电池的输出电压降低，电池的转换效率下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可保证蒸镀的下电极的牢固度 及电池的输出电压、提高电池的转换效率的。本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的一种，包括(1)涂胶、干燥； ⑵配置主腐蚀液、201腐蚀液；(3)晶片腐蚀、冲洗；⑷有机溶剂清洗，其中所述步骤(2)中主腐蚀液的体积配比为过氧化氢氢氟酸去离子水= 1:1:8;所述步骤(3)中将晶片放入主腐蚀液中的腐蚀时间为30s 40s，将晶片用去离子 水冲洗4 6次，然后放入201腐蚀液中腐蚀，腐蚀时间IOs 20s，最后将晶片从腐蚀液中 取出，用去离子水再冲洗6 10次。而且，所述将晶片用去离子水冲洗主腐蚀液分成两段进行，先采用50°C 60°C的 去离子水冲洗2次，再用20°C 30°C去离子水冲洗2次。本专利技术的优点和有益效果为1、本专利技术通过试验选取配比合适的主腐蚀液，并找到合适的腐蚀条件，以缩短腐 蚀时间，提高电池的表面行貌，保证蒸镀的下电极的牢固度。2、本专利技术通过试验确定精确的腐蚀条件，有效控制腐蚀液腐蚀速度，确保外延片 背表面不再有反向的Ge结，从而保证电池的输出电压，提高电池的转换效率。3、本专利技术工艺简单，设计科学，采用下电极腐蚀技术，提高了批量生产电池的成品 率，提高了电池的下电极牢固度，提高了电池的性能，促进了三结太阳电池在新兴环保能源 领域的广泛应用。具体实施例方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限 定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种，步骤是(1)晶片正面涂光刻胶，转速1000r/min 3000r/min，时间8s 20s，然后装入花 蓝置于干燥箱中，温度控制在85°C 110°C，烘烤时间IOmin士 lmin。(2)配主腐蚀液过氧化氢氢氟酸去离子水=1:1: 8(体积比)。主腐蚀 液使用频度每累计腐蚀10批晶片至少更换一次，最长使用一个班次。配201腐蚀液过氧化氢氨水EDTA饱和水溶液=20 1 30 (体积比)。 201腐蚀液使用频度每累计腐蚀10批晶片至少更换一次，最长使用半天，放在遮光处。(3)将花蓝放入主腐蚀液中腐蚀，上下不断晃动，腐蚀时间30s 40s，将晶片从主 腐蚀液中取出，用50°C 60°C的去离子水冲洗2次，再用20°C 30°C去离子水冲洗2次， 然后放入201腐蚀液中腐蚀，上下不断晃动，腐蚀时间IOs 20s，将晶片从腐蚀液中取出，用去离子水冲洗8次，逐片检查是否腐蚀干净(不影响电池制作的边缘除外)。没有腐蚀干 净的晶片，用201腐蚀液再腐蚀一次，时间不要超过10s，仍腐蚀不干净的晶片不蒸镀，留下 待以后处理。 (4)在1号丙酮中浸泡并上下不断晃动，直到光刻胶完全溶解，然后浸入2号丙酮 3min 5min，并上下不断晃动，再浸入1号无水乙醇中3min 5min，放入2号无水乙醇中 3min 5min，之后用去离子水冲洗6次，再浸入5% NaOH溶液中30s，最后用去离子水冲洗 8次，用甩干机甩干或氮气吹干。丙酮使用频度每累计清洗10批晶片至少更换一次，最长 使用一周。无水乙醇使用频度每累计清洗30批晶片至少更换一次，最长使用一周。5% NaOH溶液使用频度每累计清洗50批晶片至少更换一次，最长使用三周。权利要求一种，包括(1)涂胶、干燥；(2)配置主腐蚀液、201腐蚀液；(3)晶片腐蚀、冲洗；(4)有机溶剂清洗，其特征在于所述步骤(2)中主腐蚀液的体积配比为过氧化氢∶氢氟酸∶去离子水＝1∶1∶8；所述步骤(3)中将晶片放入主腐蚀液中的腐蚀时间为30s～40s，将晶片用去离子水冲洗4～6次，然后放入201腐蚀液中腐蚀，腐蚀时间10s～20s，最后将晶片从腐蚀液中取出，用去离子水再冲洗6～10次。2.根据权利要求1所述的，其特征 在于所述将晶片用去离子水冲洗主腐蚀液分成两段进行，先采用50°C 60°C的去离子水 冲洗2次，再用20°C 30°C去离子水冲洗2次。全文摘要本专利技术涉及一种，包括(1)涂胶、干燥；(2)配置主腐蚀液、201腐蚀液；(3)晶片腐蚀、冲洗；(4)有机溶剂清洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间用三结砷化镓太阳电池的下电极去底腐蚀方法，包括（１）涂胶、干燥；（２）配置主腐蚀液、２０１腐蚀液；（３）晶片腐蚀、冲洗；（４）有机溶剂清洗，其特征在于：所述步骤（２）中主腐蚀液的体积配比为：过氧化氢∶氢氟酸∶去离子水＝１∶１∶８；所述步骤（３）中将晶片放入主腐蚀液中的腐蚀时间为３０ｓ～４０ｓ，将晶片用去离子水冲洗４～６次，然后放入２０１腐蚀液中腐蚀，腐蚀时间１０ｓ～２０ｓ，最后将晶片从腐蚀液中取出，用去离子水再冲洗６～１０次。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖志斌，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]