一种多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法技术

本发明专利技术涉及一种多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法。本发明专利技术属于半导体材料技术领域。一种多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法，其特点是：多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀过程为：在砷化镓衬底上生长0.8-1.2μm的GaAs缓冲层，180-220nm的GaInP阻挡层，1400-1800nm的AlGaInAs渐变缓冲层；将外延片用光刻胶进行保护，同时露出需要腐蚀测厚的部分；用化学腐蚀液对裸露部分进行腐蚀，化学腐蚀液采用柠檬酸、H2O2和磷酸溶液，腐蚀液温度为20～25℃；腐蚀完毕后，用丙酮溶液除去光刻胶，用无水乙醇及去离子水将外延片清洗干净后，即可测量AlGaInAs渐变缓冲层厚度。本发明专利技术具有方法简单，操作方便，安全稳定，重复性好，不腐蚀GaInP阻挡层，可以实现准确测量渐变缓冲层的厚度等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体材料
，特别是涉及一种多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法。
技术介绍
目前，多结太阳电池因采用渐变缓冲层，调整了子电池的晶格常数，其工作光谱与太阳光谱具有更好的匹配性，具有更高的理论转化效率。多结太阳电池实际光电转换效率较晶格匹配多结太阳电池有了显著的提升。但由于GaAs与GaInAs子电池晶格常数有较大的失配度，在制备工艺中需要在两子电池中间上生长若干层不同组分的AlGaInAs外延层作为渐变缓冲层，以此调整晶格常数。通常将AlGaInAs层中Al的含量定为0.42～0.55，In的含量定为0.03～0.31,每层厚度200nm。渐变缓冲层的厚度直接影响到后续子电池的生长，因此需要采用选择性化学腐蚀法对AlGaInAs渐变缓冲层进行腐蚀，然后进行厚度测试。理想的化学腐蚀方法是腐蚀液具有高的选择比的，腐蚀液对操作人员危害性小、操作简单和重复性好的特点。通过查阅文献可以发现在过去的研究中主要集中在三元化合物铝镓砷(AlGaAs)和二元化合物砷化镓(GaAs)上，主要的腐蚀液体系有：第一种是NH4OH-H2O2腐蚀液体系；第二种是浓H2SO4-过氧化氢腐蚀液体系。上述种方法在对AlGaInAs进行腐蚀中都存在一定问题，其中：第一种方法对光刻胶有破坏性，对AlGaInAs不腐蚀；第二种腐蚀体系对AlGaInAs腐蚀性差。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法。本专利技术的目的是提供一种具有腐蚀方法简单，操作方便，安全稳定，重复性好，不腐蚀GaInP阻挡层，可以实现准确测量渐变缓冲层的厚度等特点的多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法，用以实现对多结太阳电池渐变缓冲层的厚度测量。本专利技术对多结太阳电池渐变缓冲层厚度测量的方法：在砷化镓衬底上生长1μm的GaAs缓冲层，200nm的GaInP阻挡层，1600nm的AlGaInAs渐变缓冲层。将外延片用光刻胶进行保护，同时露出需要腐蚀测厚的部分。用一种化学腐蚀液对裸露部分进行腐蚀，腐蚀液温度为20～25℃。腐蚀完毕后，用丙酮溶液除去光刻胶，用无水乙醇及去离子水将外延片清洗干净后即可测量AlGaInAs渐变缓冲层厚度。上述方案中，一种化学腐蚀液的配比为20ml柠檬酸溶液：10ml的H2O2水溶液：3ml的磷酸，实现了对AlGaInAs渐变缓冲层的腐蚀。上述方案中，所述柠檬酸溶液的配比为1g固体柠檬酸充分溶解于1ml的去离子水中。上述方案中，所述固体柠檬酸纯度为分析纯，所述双氧水的浓度为30％，所述磷酸为分析纯。上述方案中，所述的腐蚀液对渐变缓冲层的腐蚀速率为30～70nm/s。上述方案中，所述的腐蚀时间为40～80s。本专利技术多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法所采取的技术方案是：一种多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法，其特点是：多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀过程为：在砷化镓衬底上生长0.8-1.2μm的GaAs缓冲层，180-220nm的GaInP阻挡层，1400-1800nm的AlGaInAs渐变缓冲层；将外延片用光刻胶进行保护，同时露出需要腐蚀测厚的部分；用化学腐蚀液对裸露部分进行腐蚀，化学腐蚀液采用柠檬酸、H2O2和磷酸溶液，腐蚀液温度为20～25℃；腐蚀完毕后，用丙酮溶液除去光刻胶，用无水乙醇及去离子水将外延片清洗干净后，即可测量AlGaInAs渐变缓冲层厚度。本专利技术多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法还可以采用如下技术方案：所述的多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法，其特点是：化学腐蚀液的配比为20ml柠檬酸溶液：10ml的H2O2水溶液：3ml的磷酸；柠檬酸溶液的配比为1g固体柠檬酸充分溶解于1ml的去离子水中；双氧水的浓度为30％，磷酸为分析纯。所述的多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法，其特点是：化学腐蚀液对AlGaInAs渐变缓冲层的腐蚀速率为30～70nm/s。所述的多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法，其特点是：腐蚀时间为40～80s。本专利技术具有的优点和积极效果是：多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法由于采用了本专利技术全新的技术方案，与现有技术相比，本专利技术提供的这种对多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法，能够实现对渐变缓冲层的腐蚀，同时不对GaInP阻挡层进行腐蚀。本专利技术可以准确的测量渐变缓冲层的厚度，为多结太阳电池中渐变缓冲层的设计提供可靠的数据支持。附图说明图1为多结太阳电池渐变缓冲层结构示意图。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：参照附图1。实施例1一种多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法，其腐蚀过程为：在砷化镓衬底上生长1μm的GaAs缓冲层，200nm的GaInP阻挡层，1600nm的AlGaInAs渐变缓冲层；将外延片用光刻胶进行保护，同时露出需要腐蚀测厚的部分；用化学腐蚀液对裸露部分进行腐蚀，化学腐蚀液采用柠檬酸、H2O2和磷酸溶液，腐蚀液温度为20～25℃；化学腐蚀液对AlGaInAs渐变缓冲层的腐蚀速率为50nm/s。腐蚀时间为60s。腐蚀完毕后，用丙酮溶液除去光刻胶，用无水乙醇及去离子水将外延片清洗干净后，即可测量AlGaInAs渐变缓冲层厚度。化学腐蚀液的配比为20ml柠檬酸溶液：10ml的H2O2水溶液：3ml的磷酸；柠檬酸溶液的配比为1g固体柠檬酸充分溶解于1ml的去离子水中；双氧水的浓度为30％，磷酸为分析纯。本实施例的具体实施过程如下：参照附图1。对多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法，采用1g固体柠檬酸与1ml去离子水溶解的配比配置柠檬酸溶液。然后按照20ml柠檬酸溶液：10ml的H2O2水溶液：3ml的磷酸的配比配置腐蚀液。典型的的多结太阳电池渐变缓冲层结构如附图1，其中GaAs缓冲层的厚度为1μm，GaInP阻挡层的的厚度为200nm，AlGaInAs渐变缓冲层每层厚度为200nm，共生长8层厚度为1600nm，AlGaInAs层中Al的含量定为0.42～0.55，In的含量定为0.03～0.31。操作过程进一步详细说明：第一步腐蚀前期工作：将外延片洗净烘干；然后以2000转/分钟转速甩胶，所用的胶为正性光刻胶；在热板上烘100度3分钟；然后对版、曝光、显影；最后在热板上坚膜150度15分钟，制作出所需要的图形胶膜。第二步具体腐蚀过程：步骤1、首本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法，其特征是：多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀过程为：在砷化镓衬底上生长0.8‑1.2μm的GaAs缓冲层，180‑220nm的GaInP阻挡层，1400‑1800nm的AlGaInAs渐变缓冲层；将外延片用光刻胶进行保护，同时露出需要腐蚀测厚的部分；用化学腐蚀液对裸露部分进行腐蚀，化学腐蚀液采用柠檬酸、H2O2和磷酸溶液，腐蚀液温度为20～25℃；腐蚀完毕后，用丙酮溶液除去光刻胶，用无水乙醇及去离子水将外延片清洗干净后，即可测量AlGaInAs渐变缓冲层厚度。

【技术特征摘要】
1.一种多结太阳电池渐变缓冲层的腐蚀方法，其特征是：多结太阳电池渐
变缓冲层的腐蚀过程为：在砷化镓衬底上生长0.8-1.2μm的GaAs缓冲
层，180-220nm的GaInP阻挡层，1400-1800nm的AlGaInAs渐变缓冲
层；将外延片用光刻胶进行保护，同时露出需要腐蚀测厚的部分；用化
学腐蚀液对裸露部分进行腐蚀，化学腐蚀液采用柠檬酸、H2O2和磷酸溶
液，腐蚀液温度为20～25℃；腐蚀完毕后，用丙酮溶液除去光刻胶，用
无水乙醇及去离子水将外延片清洗干净后，即可测量AlGaInAs渐变缓
冲层厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，刘如彬，孙强，肖志斌，高鹏，张启明，王立功，李慧，
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：天津;12