[發明專利]一種半導體器件的制備方法

在審

• 申請號: 201810058543.7
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108281376A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 季蓮;葉賽;周劍秋;丁超
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L31/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

本發明公開了一種半導體器件的制備方法，包括：(1)提供一襯底；(2)在襯底上添加一層二維材料層；(3)在二維材料層上沉積緩沖層；(4)在緩沖層上沉積半導體器件結構；(5)在半導體器件結構上沉積金屬Ni層；(6)用熱釋放膠帶將二維材料以上的結構從二維材料層上取下，包括緩沖層、半導體器件結構和金屬Ni層；(7)在緩沖層下表面蒸鍍背電極；(8)通過加熱取下熱釋放膠帶；(9)用腐蝕的方法去除金屬Ni層；(10)在半導體器件結構上表面蒸鍍正面電極。本發明工藝簡單，且襯底可以多次循環利用，降低太陽電池等半導體器件的生產成本。

技術領域

本發明涉及半導體器件技術領域，尤其涉及一種半導體器件的制備方法。

背景技術

一直以來，制約太陽能電池大規模應用的主要瓶頸是較低的光電轉換效率和過高的成本，高效低能耗的太陽電池必然是未來發展的趨勢。III-V化合物半導體太陽電池憑借著近乎完美的晶體質量和成熟的工藝條件，多年一直保持著多項太陽電池效率的記錄。單結GaAs太陽電池最高轉換效率達到28.2％，基于GaAs和InP材料的四結疊層太陽電池更實現了46％的光電轉換效率。但是，由于高昂的制造成本，該類太陽電池目前僅應用于空間技術中。

要降低III-V化合物半導體太陽電池成本，一種方法是采用襯底剝離技術去除襯底，使其循環利用。III-V化合物半導體太陽電池一般采用金屬有機物化學氣相沉積或分子束外延的方法在GaAs(或InP)襯底上沉積電池材料，由于高的吸收系數電池材料的厚度僅為幾微米，而襯底厚度為卻是幾百微米，如果能將襯底剝離下來重復利用，則電池成本可以大大降低。但是襯底剝離的工藝復雜，且剝離下來的襯底需要再次加工才能循環利用。同樣其他在襯底上外延生長的半導體器件也存在以上問題，襯底很難剝離，也無法循環利用。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種半導體器件的制備方法，可以在沉積完半導體材料(例如太陽電池)后直接將其從襯底上取下來，工藝簡單，且襯底可以多次循環利用，降低生產成本。

技術方案：本發明所述的半導體器件的制備方法包括：

(1)提供一襯底；

(2)在襯底上添加一層二維材料層；

(3)在二維材料層上沉積緩沖層；

(4)在緩沖層上沉積半導體器件結構；

(5)在半導體器件結構上沉積金屬Ni層；

(6)用熱釋放膠帶將二維材料以上的結構從二維材料層上取下，包括緩沖層、半導體器件結構和金屬Ni層；

(7)在緩沖層下表面蒸鍍背電極；

(8)通過加熱取下熱釋放膠帶；

(9)用腐蝕的方法去除金屬Ni層；

(10)在半導體器件結構上表面蒸鍍正面電極。

其中，所述襯底的材料與半導體器件的材料一致。

進一步的，所述沉積的方法為金屬有機物化學氣相沉積或分子束外延。所述蒸鍍的方法為磁控濺射或電子束蒸發。

進一步的，所述二維材料優選為石墨烯，可以為單原子層、雙原子層和三原子層中的任一種。

有益效果：本發明與現有技術相比，其顯著優點是：

(1)本發明制備出的太陽電池等半導體器件厚度可以小于十微米，攜帶輕便且柔性可彎曲使用，拓展了太陽電池的應用范圍。

(2)取下的襯底可循環利用，減少太陽電池等半導體器件所需要的材料成本，為太陽電池等半導體器件的大規模應用提供可靠的方案和技術保證。

附圖說明