光电二极管装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光电二极管装置及其制造方法，光电二极管装置包含基板；外延层于该基板上，该外延层包含窗口层及覆盖层位于该窗口层上，该覆盖层覆盖该窗口层的一部分；及图案化导电层于该覆盖层上，该图案化导电层具有底部面积大于其顶部面积的形状。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是涉及具有表面导电层的。
技术介绍
随着能源短缺的问题日益严重，节约能源及新能源的开发，例如风力、水力、太阳能等皆逐渐为人们所重视。太阳能电池由于具有无污染、使用方便、寿命长等等优点，现今已广被使用于各项产品上。太阳能电池为利用光伏特效应将光能转换为电能的光电二极管，其一般是使用不用半导体材料所形成的P-N结面来吸收太阳光。图IA及IB为制作已知光电二极管的流程剖面图。参考图1A，首先提供包含基板 110及外延层120的晶片100，外延层120为多层结构包含至少一 P-N结面121及其上方的窗口层123及覆盖层125。接着在晶片100的背部形成背导电层130，供后续电连接之用。 接着，使用光掩模，以已知金属沉积、光刻、及蚀刻等工艺形成第一图案化导电层140于外延层120之上，其厚度约为5000A。接着，参考图1B，以第一图案化导电层140为掩模，蚀刻外延层120的覆盖层125 以露出窗口层123。接着，使用另一光掩模，以电镀的方式形成第二图案化导电层150于第一图案化导电层140之上，以增加整体导电层的厚度。一般来说，第二图案化导电层150的厚度约为5-6 μ m。最后，可于晶片100之上覆盖一层共形的抗反射层(图未示)。图IA及IB的方法有很多缺点。举例而言，第一图案化导电层140及第二图案化导电层150是分别使用两道光掩模来制作，不仅成本高，也容易产生对准的困难，进而造成如图IB所示的不良的结构。因此，有必要提供一种新颖的结构及方法来改善已知的问题。
技术实现思路
鉴于已知技术所存在的问题，本专利技术提供了一种可提高光电转换效率、提升工艺可靠度、及降低制作成本的光电二极管及其制造方法。本专利技术的一方面在于提供一种光电二极管装置包含基板；外延层于该基板上，该外延层包含窗口层及覆盖层位于该窗口层上，该覆盖层覆盖该窗口层的一部分；及图案化导电层于该覆盖层上，该图案化导电层具有底部面积大于其顶部面积的形状。本专利技术的又一方面在于提供如上述的一种光电二极管装置，其中该图案化导电层不具有等于或小于该图案化导电层厚度的十五分之一的沿该基板的水平方向延伸的足部结构。本专利技术的另一方面在于提供一种光电二极管装置的制造方法，包含提供晶片，包含基板及外延层，该外延层包含窗口层及覆盖层位于该窗口层上；沉积图案化导电层于该外延层上，该图案化导电层具有自该图案化导电层的底部沿水平方向延伸的足部结构，该足部结构的厚度等于或小于该图案化导电层厚度的十五分之一；去除该足部结构的一部分；以及蚀刻该覆盖层的一部分以使该窗口层露出。本专利技术的另一方面在于提供如上述的光电二极管装置的制造方法，其中沉积该图案化导电层的步骤还包含使用蒸镀工艺以使该图案化导电层具有底部面积大于其顶部面积的形状。本专利技术的其他方面，部分将在后续说明中陈述，而部分可由说明中轻易得知，或可由本专利技术的实施而得知。本专利技术的各方面将可利用权利要求中所特别指出的元件及组合而理解并达成。需了解，先述的一般说明及下列详细说明均仅作举例之用，并非用以限制本专利技术。附图说明图IA及IB为制作已知光电二极管装置的流程剖面图；图2A至图2F及图2B’是根据本专利技术实施例，而绘示制造光电二极管装置的流程剖面图；图3A至图3E是根据本专利技术另一实施例，而绘示制造光电二极管装置的流程剖面图；图4为根据本专利技术又另一实施例，而绘示的光电二极管装置剖面图；图5A及5B为本专利技术实施例于制造过程中形成具足部结构的光电二极管半成品的扫描式电子显微镜(SEM)图示；以及图6为本专利技术实施例于制造过程中去除足部结构的光电二极管半成品的扫描式电子显微镜(SEM)图示。附图标记说明100:晶片110:基板120:外延层121:P-N结面层123:窗口层125 覆盖层130:背导电层140:第一图案化导电层150:第二图案化导电层 300:晶片310 基板312 第一表面314 第二表面320 外延层321:多层结构322:窗口层323:覆盖层330:背导电层340:图案化导电层340a:侧壁340，导电材料340”导电材料350 足部结构360 抗反射层380 图案化光致抗蚀剂层 380a:边缘390:开口400:晶片410 基板412 第一表面414 第二表面420 外延层421:P-N 结面层422:窗口层423:覆盖层430:背导电层440:图案化光致抗蚀剂层 450:图案化导电层CN 102544139 A460 足部结构470 抗反射层510 基板520 外延层522:窗口层523 覆盖层530:背导电层550:图案化导电层570:抗反射层571:开口具体实施例方式本专利技术披露一种，可提高光电二极管装置的转换效率，且可减少所需的光掩模数量，进而降低制作成本。为了使本专利技术的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图2A至图6的附图。然以下实施例中所述的装置、元件及方法步骤，仅用以说明本专利技术，并非用以限制本专利技术的范围。应注意，为清楚呈现本专利技术，附图中的各元件并非按照实物的比例绘制，而且为避免模糊本专利技术的内容，以下说明亦省略已知的次要结构、相关材料、及其相关处理技术。于本专利技术的方法中建立在外延层上的各层物质，可以经由本领域一般技术人员所熟知的方法来执行，例如沉积法(deposition)，化学气相沉积法(chemical vapor deposition)、等离子体力口强化学气相沉禾只法(plasma enhancedchemical vapor exposition (PECVD))、蒸镀法(evaporation)、电镀法(plating)、或原子层沉积法(atomic layer deposition(ALD))等。图2A至图2F为根据本专利技术实施例，而绘示制造光电二极管装置的流程剖面图。参考图2A，在本专利技术的实施例中，提供晶片300，其包含基板310及形成于基板310的第一表面312上的外延层320。基板310可为任何合适的半导体基板，例如硅基板、锗基板、砷化镓基板等。外延层320为包含至少一 P-N结面的多层结构，其材料可为符合晶格匹配及能阶需求的各种半导体材料的组合。外延层320可例如使用有机金属化学气相沉积法(MOCVD) 或分子束外延沉积法(MBE)等已知薄膜工艺而形成。于此实施例，外延层320包含多个P-N 结面及分别介于各P-N结面之间的隧道式导电层的多层结构321。外延层320也包含窗口层322及覆盖层323于多层结构321的上方。—般来说，外延层320所包含的多个P-N结面是使用不同的半导体材料所制成，其具有不同的能隙，用以吸收不同波长的太阳光。举例来说，外延层320可包含(ialnP层、GaAs 层、及(iaInAs层。在实施例中，越接近基板的P-N结面具有越小的能隙，用以吸收波长越长的太阳光。利用多个具不同能隙的P-N结面，可提高光波长的吸收范围，进而提升光电转换效率。接着，在基板310的第二表面314形成背导电层330，其材料可为任何合适的导电金属，例如钛、银、钼、金、锡、镍、铜或其所构成的合金等、或其他合适的导电材料。形成背导电层330的方法可例如为印刷或各种真空镀膜技术。参考图2B，形成图案化导电层340于外延层320之上。图案化导电层340的材料可为各种合适的导电材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴展兴，涂永义，吴善华，
申请(专利权)人：太聚能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：