[發(fā)明專利]用于形成多結(jié)光生伏打結(jié)構(gòu)的剝離方法和光生伏打器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210195820.1
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102832117A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·W·貝德爾;D·A·薩達(dá)納;D·沙杰迪
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304;H01L31/18;H01L31/0352;H01L31/076
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 鮑進(jìn)

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及光生伏打器件制造，并且尤其是，涉及用于控制通過利用剝離(spalling)從基板去除表面層的方法。

背景技術(shù)

光生伏打器件是將入射光子的能量轉(zhuǎn)換成電動勢（e.f.m.）的器件。典型的光生伏打器件包括被配置為將來自太陽的電磁輻射中的能量轉(zhuǎn)換成電能的太陽能電池。包含化合物半導(dǎo)體的多結(jié)太陽能電池由于其高的效率和輻射穩(wěn)定性因而可被用于空間中的發(fā)電。由于鍺（Ge）的固有強(qiáng)（IR）的吸收性能，因此，主要在鍺（Ge）基板上制造多結(jié)太陽能電池。鍺（Ge）還包含可與III-V化合物半導(dǎo)體晶格匹配的晶體結(jié)構(gòu)，這允許在鍺（Ge）基板上集成III-V子電池。鍺（Ge）基板會構(gòu)成最終的太陽能電池的最終成本的近50%～70%。

在光生伏打工業(yè)中存在在使能量轉(zhuǎn)換效率最大化的同時不斷使用于制造太陽能電池的半導(dǎo)體材料的量最小化的趨勢。與半導(dǎo)體材料的制造相關(guān)的高成本使給定光生伏打技術(shù)的以每瓦為度量的成本劣化。并且，可以認(rèn)為，在器件水平上，無助于能量轉(zhuǎn)換的昂貴的半導(dǎo)體材料是一種浪費。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施例中，本公開提供了一種切割(cleave)諸如鍺基板的半導(dǎo)體材料以提供光生伏電池的至少一個部件的方法。在一個實施例中，所述切割半導(dǎo)體材料的方法包括設(shè)置鍺基板，其中，鍺和錫合金層存在于鍺基板內(nèi)。可在存在于鍺基板上的表面上沉積應(yīng)力體層。來自應(yīng)力體層的應(yīng)力可被施加到鍺基板，其中，應(yīng)力切割鍺基板以提供切割表面。鍺和錫合金層存在于鍺基板的上面形成有應(yīng)力體層的表面與鍺基板的切割表面之間。然后，可對于鍺基板的鍺和錫合金層選擇性地進(jìn)行鍺基板的切割表面的蝕刻。在一些實施例中，上述的方法使用鍺和錫合金層作為去除切割表面的蝕刻終止(etch?stop)，并且去除源自切割表面的鍺基板中的厚度變化。

在另一實施例中，提供一種包括設(shè)置鍺基板的切割半導(dǎo)體材料的方法，其中，鍺和錫合金層存在于鍺基板內(nèi)。鍺錫合金層可被弱化。可在存在于鍺基板上的表面上沉積應(yīng)力體層。來自應(yīng)力體層的應(yīng)力被施加到鍺基板，其中，應(yīng)力沿鍺和錫合金層切割鍺基板。在一些實施例中，上述的方法使用鍺和錫合金層作為切割層以表示可以剝離鍺基板的深度。

在另一方面，提供一種光生伏打器件，該光生伏打器件包括：具有第一導(dǎo)電性和1微米～10微米的厚度的鍺層，其中，鍺層在第一鍺層的整個寬度上具有小于的厚度變化。半導(dǎo)體上存在于鍺層上，其中，半導(dǎo)體層具有與第一導(dǎo)電性相反的第二導(dǎo)電性。

附圖說明

結(jié)合附圖將最好地理解以下的詳細(xì)描述，其作為例子被給出而不是要將公開僅限于此，其中，類似的附圖標(biāo)記表示類似的要素和部分，其中：

圖1是示出根據(jù)本公開的在形成光生伏打器件的方法的一個實施例中使用的包含存在于其中的鍺和錫合金層的鍺基板的側(cè)面斷面圖。

圖2A是示出根據(jù)本公開的一個實施例的直接向鍺基板的表面沉積應(yīng)力體層的側(cè)面斷面圖。

圖2B是示出根據(jù)本公開的一個實施例的在沉積應(yīng)力體層之前在鍺基板上沉積鈍化層(passivation?layer)、后表面場層、隧道層和/或III-V太陽能電池中的至少一個的側(cè)面斷面圖。

圖3A和圖3B是示出根據(jù)本公開的一個實施例的從應(yīng)力體層向鍺基板施加應(yīng)力的側(cè)面斷面圖，其中，應(yīng)力切割鍺基板以提供切割表面。

圖4A和圖4B是示出根據(jù)本公開的一個實施例的對于鍺和錫合金層10選擇性地進(jìn)行鍺基板的切割表面的蝕刻的側(cè)面斷面圖。

圖5A和圖5B是示出根據(jù)本公開的一個實施例的去除鍺和錫合金層的側(cè)面斷面圖。

圖6A和圖6B是示出根據(jù)本公開的一個實施例的在從應(yīng)力體層向鍺基板施加應(yīng)力之前弱化鍺和錫合金層的側(cè)面斷面圖，其中，在本實施例中，鍺和錫合金層提供斷裂面。

圖7A和圖7B是示出根據(jù)本公開的一個實施例的從應(yīng)力體層向在圖6A和圖6B中示出的鍺基板施加應(yīng)力的側(cè)面斷面圖，其中，應(yīng)力沿鍺和錫合金層切割鍺基板。

圖8A和圖8B是示出根據(jù)本公開的一個實施例的從圖7A和圖7B所示的結(jié)構(gòu)去除鍺和錫合金層的剩余部分的側(cè)面斷面圖。

圖9A和圖9B是示出根據(jù)本公開的一個實施例的在源自圖1～8B中示出的方法序列的鍺基板的剩余部分上形成光生伏打器件的側(cè)面斷面圖。

具體實施方式