[发明专利]对砷化镓太阳电池帽层进行选择性腐蚀的化学腐蚀液

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域使用的化学腐蚀液，具体涉及为一种对砷化镓(GaAs)太阳电池帽层进行选择性腐蚀的化学腐蚀液。

背景技术

GaAs太阳电池因其与太阳光谱良好的匹配性，具有更高的理论转化效率。且其还具有耐高温、抗辐照、寿命长等优点，很适合太空应用，早已引起人们的广泛关注。但由于GaAs的表面复合速率比较大，在制备工艺中需要在PN结表面上生长一层Al_xGa_1-xAs外延层作为窗口层，来降低表面复合速率。通常将Al_xGa_1-xAs层中Al的含量x定为0.8～0.9。具有高掺杂浓度的GaAs帽层作为欧姆接触层，实现与正电极的良好的欧姆接触，而真正的光敏面为帽层下的Al_xGa_1-xAs层，因此需要采用选择性化学腐蚀法对其上一定区域的GaAs腐蚀，露出Al_xGa_1-xAs层。

理想的腐蚀方法是在具有高的选择比的同时，还需要具有安全稳定、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实现对高铝组分的铝镓砷(铝组分为0.8～0.9)和砷化镓选择性腐蚀的腐蚀液体系主要有：

第一种是NH₄OH-H₂O₂腐蚀液体系；

第二种是50％的柠檬酸：30％的双氧水＝5∶1(体积比)；

第三种为干法选择刻蚀。

上述三种方法都存在一些不利因素，其中：

第一种方法对光刻胶有破坏性，并且腐蚀后的表面比较粗糙；

第二种腐蚀选择比较低；

第三种方法虽然具有高的选择比，但是容易对器件造成损伤。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的主要目的在于提供一种对GaAs太阳电池帽层(Al_0.8～0.9GaAs/GaAs)进行选择性腐蚀的化学腐蚀液，尤其是一种具有好的重复性、安全稳定、对器件无损伤、工艺简单的化学选择性腐蚀液。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种对砷化镓太阳电池帽层进行选择性腐蚀的化学腐蚀液，该化学腐蚀液的配比为1g固体柠檬酸与3～4ml的双氧水，实现了对Al组分为0.8～0.9的砷化镓太阳电池帽层Al_0.8～0.9GaAs/GaAs的选择性腐蚀。

上述方案中，所述1g固体柠檬酸在与3～4ml的双氧水混合之前，先将该1g固体柠檬酸充分溶解于65～80ml的去离子水中。

上述方案中，所述将该1g固体柠檬酸充分溶解于65～80ml的去离子水中之后进一步包括：用氨水调节柠檬酸水溶液的PH值在6～9之间。

上述方案中，所述固体柠檬酸纯度为优级纯，所述双氧水的浓度为30％。

(三)有益效果

本发明提供的这种对砷化镓太阳电池帽层进行选择性腐蚀的化学腐蚀液，具有高的选择性腐蚀，能够实现GaAs太阳电池帽层选择腐蚀的目的，并且腐蚀液配制方便，具有很好的重复性。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合具体实施方式和附图说明，其中：

图1是1#片在PH值为6～7之间的腐蚀液中总共腐蚀40分钟的电子扫描显微镜(SEM)照片；

图2是2#片在PH值为7～8之间的腐蚀液中总共腐蚀13分钟最后腐蚀的SEM照片；

图3是3#片在PH值为8～9之间的腐蚀液中总共腐蚀8分钟的SEM照片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供的这种对砷化镓太阳电池帽层进行选择性腐蚀的化学腐蚀液，采用1g固体柠檬酸与3～4ml的双氧水配制。在加双氧水之前先将1g固体柠檬酸与65～80ml的去离子水(DI)按此配比充分的溶解，然后用氨水调节柠檬酸水溶液的PH值在6～9之间，实现了铝组分为0.8～0.9的GaAs太阳电池帽层(Al_0.8～09GaAs/GaAs)的选择性腐蚀。典型GaAs太阳能电池的材料结构如附表1，其中帽层GaAs的厚度为400nm，窗口层Al_0.8～0.9GaAs的厚度为50nm。