[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于太陽(yáng)能的三維集成系統(tǒng)及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010920329.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112071935B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱寶;陳琳;孫清清;張衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué);上海集成電路制造創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/053
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/053;H01L31/02;H01L31/072;H01L31/18
• 代理公司: 上海恒銳佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

1.一種基于太陽(yáng)能的三維集成系統(tǒng)，其特征在于，包括納米電容結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能電池、第一硅通孔結(jié)構(gòu)和第二硅通孔結(jié)構(gòu)，其中：

所述納米電容結(jié)構(gòu)安裝在所述太陽(yáng)能電池底部，所述第一硅通孔結(jié)構(gòu)和所述第二硅通孔結(jié)構(gòu)分別設(shè)置在所述太陽(yáng)能電池的頂部左右兩側(cè)，所述太陽(yáng)能電池和所述納米電容結(jié)構(gòu)之間通過(guò)所述第一硅通孔結(jié)構(gòu)、所述第二硅通孔結(jié)構(gòu)集成在一起并電力連接，使得所述太陽(yáng)能電池將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在所述納米電容結(jié)構(gòu)內(nèi)部，且所述納米電容結(jié)構(gòu)與所述太陽(yáng)能電池共用一個(gè)電極；

所述納米電容結(jié)構(gòu)包括刻蝕襯底，所述刻蝕襯底上設(shè)置有多個(gè)硅納米孔，所述刻蝕襯底表面和所述硅納米孔表面由下到上依次設(shè)置有第一隔離介質(zhì)、第一底部金屬電極層、第一絕緣介質(zhì)和第一頂部金屬電極層，且所述硅納米孔內(nèi)部被完全填充；

所述太陽(yáng)能電池包括第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層與第二頂部金屬電極層，所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層依次設(shè)置在所述第一頂部金屬電極層頂端并形成PN結(jié)，所述第二頂部金屬電極層設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體層頂部，所述第一頂部金屬電極層、所述PN結(jié)和所述第二頂部金屬電極層共同組成太陽(yáng)能電池；

所述第一硅通孔結(jié)構(gòu)貫穿所述第二頂部金屬電極層、所述第一半導(dǎo)體層、所述第二半導(dǎo)體層并與所述第一頂部金屬電極層接觸，所述第二硅通孔結(jié)構(gòu)貫穿所述第二頂部金屬電極層、所述第一半導(dǎo)體層、所述第二半導(dǎo)體層、所述第一頂部金屬電極層、所述第一絕緣介質(zhì)，并與所述第一底部金屬電極層接觸，所述第一硅通孔結(jié)構(gòu)的側(cè)壁、上表面與所述第二硅通孔結(jié)構(gòu)側(cè)壁、上表面均設(shè)置有第二隔離介質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太陽(yáng)能的三維集成系統(tǒng)，其特征在于，所述第二隔離介質(zhì)在所述第二頂部金屬電極層右上方呈斷裂狀態(tài)并形成溝槽結(jié)構(gòu)，所述溝槽結(jié)構(gòu)與所述第二硅通孔結(jié)構(gòu)相鄰設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于太陽(yáng)能的三維集成系統(tǒng)，其特征在于，所述第一硅通孔結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面、所述第二硅通孔結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面、所述溝槽結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面均設(shè)置有一層銅擴(kuò)散阻擋層，所述銅擴(kuò)散阻擋層將所述第一底部金屬電極層與所述第二頂部金屬電極層電連接，所述銅擴(kuò)散阻擋層表面設(shè)置有一層銅籽晶層，所述銅籽晶層表面覆蓋設(shè)置有銅金屬層，所述第一硅通孔結(jié)構(gòu)、所述第二硅通孔結(jié)構(gòu)、所述溝槽結(jié)構(gòu)內(nèi)部被所述銅擴(kuò)散阻擋層、銅籽晶層、銅金屬層組成的結(jié)構(gòu)完全填充，位于所述第一硅通孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部、所述第二硅通孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部、所述溝槽結(jié)構(gòu)內(nèi)部的所述銅金屬層與所述銅籽晶層高度相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于太陽(yáng)能的三維集成系統(tǒng)，其特征在于，所述第二頂部金屬電極層上表面設(shè)置有中心槽，所述中心槽貫穿所述第二隔離介質(zhì)、銅擴(kuò)散阻擋層和銅籽晶層，所述中心槽左右兩側(cè)均設(shè)置有第三隔離介質(zhì)，所述第三隔離介質(zhì)分別與所述銅擴(kuò)散阻擋層、銅籽晶層、銅金屬層接觸，且所述第三隔離介質(zhì)的高度與所述銅籽晶層的高度相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于太陽(yáng)能的三維集成系統(tǒng)，其特征在于，所述第一硅通孔結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置有第一金屬接觸凸點(diǎn)，所述第二硅通孔結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置有第二金屬接觸凸點(diǎn)，所述第一金屬接觸凸點(diǎn)通過(guò)所述第一硅通孔結(jié)構(gòu)與所述第一頂部金屬電極層導(dǎo)通連接，所述第二金屬接觸凸點(diǎn)通過(guò)所述第二硅通孔結(jié)構(gòu)與所述第一底部金屬電極層導(dǎo)通連接，所述第一金屬接觸凸點(diǎn)和所述第二金屬接觸凸點(diǎn)均與所述銅金屬層接觸連接。