Спосіб нанесення металічних контактів на фотоприймач з напівпровідникового матеріалу

Спосіб нанесення металічних контактів на фотоприймач з напівпровідникового матеріалу, 3 14375 4 ги методом ультразвукового зварювання [5]. що обидва шари металів наносять методом вакуУ якості прототипу прийнятий процес нанеумного випаровування при температурі підкладки сення металічних контактів на сонячний елемент 130-170°С, причому перший шар виконують з [6]. Цей процес полягає в тому, що в канавки пеадгезійно активного металу титану товщиною 30вного малюнку, виконані у поверхні кремнію, на70нм, а другий шар виконують з нікелю товщиною носять початкову плівку з нікелю товщиною 100-150нм. 0,1мкм методом хімічного осадження з розчину, Корисний ефект запропонованого способу який складається з розчину сульфату нікелю (6 пов'язаний з тим, що адгезійний шар титану заграм на літр) та гіпофосфіду натрію (20 грам на безпечує надійне механічне та електричне з'єдлітр) та включає комплексоутворювачі та буферні нання як з напівпровідниковим матеріалом, так і з компоненти. Процес проводять при температурі нікелем, не вимагає проведення високотемпера50-51°С впродовж 100 секунд. Після осадження турного відпалу, а верхній шар нікелю дає можпроводиться відпал нікелевої плівки при темпеливість надійного припаювання або ультразвукоратурі 400°С в інертній атмосфері (зазвичай арвого приварювання зовнішніх виводів з гон або азот) для утворення високої механічної металічної фольги з використанням традиційного адгезії та омічного контакту. Другий шар нікелю обладнання напівпровідникового виробництва. У наносять з того ж розчину при температурі 75запропонованій технології не використовують 78°С впродовж 12 хвилин. Товщина такого шару шкідливі органічні та неорганічні сполуки. Завдя2мкм. Другий шар нікелю виконує захисну функки більший густині нікелю, який наносять вакуумцію - перешкоджає дифузії міді у кремній. Після ними методами, у порівнянні з хімічним та гальцього наносять шар міді товщиною 5мкм гальваванічними методами, товщина його шару суттєво нічним методом при напрузі 2 Вольта впродовж 6 зменшується до 100-150нм при збереженні висохвилин. Розчин для нанесення міді складається з кої електропровідності. Завдяки цьому стає можливим наносити металічні контакти безпосеред180-240 грам на літр сульфату міді (CuSO4 5H2O), ньо на поверхню напівпровідникового 45-90 грам на літр сірчаної кислоти (H2SO4), 20фотоприймача, не виконуючи у його поверхні 80 грам на літр іонів хлору (Сl-), а також блискоуканавки. При використанні вакуумного обладнантворювачів складу R1-S-S-R2, (де R1, R2 - алкільня з можливістю проводити нанесення металів з но-сульфонатні групи), які діють як подавлюючі двох різних джерел, можливо наносити титан та добавки, феназонні добавки, які діють як вирівнікель у одному технологічному процесі. Таким нюючи добавки, та носій блискоутворююча типу чином, запропонований спосіб має високу техноблоксополімеру оксиду етілену та оксиду пропілогічність, економічність та є екологічно більш лену, які мають молекулярну масу приблизно безпечним при збереженні необхідних вимог що2000 о.а.м. До цього шару міді приєднують зовдо електричних та механічних властивостей менішні виводи з металічної фольги методом паянталічних контактів до фотоприймача і може бути ня. Таким чином, загальна товщина нанесеного застосований для нанесення як суцільного тильтришарового металічного контакту складає ного контакту, так і переднього контакту певної 7,1мкм, що вимагає виготовлення у поверхні конфігурації. кремнію канавок під контакти. Прототип має наНовизна запропонованої корисної моделі поступні суттєві недоліки: в'язана з тим, що раніше спосіб нанесення конта- необхідність виготовлення заглиблених у ктів на фотоприймачі з напівпровідникових матеповерхню кремнію канавок; ріалів у сукупності із запропонованими - використання при проведені процесів осапараметрами процесу нанесення не був відомий. дження нікелю та міді шкідливих органічних та Температурний діапазон проведення вакуумнеорганічних сполук, необхідність утилізації відпного нанесення титану та нікелю обраний таким рацьованих розчинів; тому, що при температурі підкладки нижче 130°С - необхідно проводити процес відпалу початне забезпечується висока адгезія титану до покової плівки нікелю при високій температурі; верхні напівпровідникового матеріалу та нікелю - процес нанесення контактів проводиться у до титану, а при температурі вище 170°С спостетри стадії; рігається відшаровування нанесених шарів тита- неможливість застосування ультразвукового ну та нікелю із-за різниці температурних коефіціприварювання зовнішніх виводів з металічної єнтів розширення та виникаючих по цій причині у фольги. двошаровій плівці механічних напружень. Задачею запропонованої корисної моделі Товщини шарів титану та нікелю були вибрані способу є створення більш простої та екологічно виходячи із наступних причин: безпечнішої технології нанесення металічних - шар титану товщиною менше 30нм не законтактів меншої товщини, а також забезпечення безпечує адгезію до напівпровідникового матеріможливості приєднання зовнішніх виводів з меалу та до нікелю; талічної фольги як методами паяння, так і стан- шар титану товщиною більше 70нм відшадартним для напівпровідникового виробництва ровується від напівпровідникового матеріалу з-за методом ультразвукового приварювання. різниці температурних коефіцієнтів розширення; Поставлена задача вирішується тим, що за- шар нікелю товщиною менше 100нм має пропоновано спосіб нанесення металічних контавелике значення поверхневого електричного ктів на фотоприймачі з напівпровідникових матеопору, механічно нетривкий, пошкоджується паяріалів, який включає нанесення на поверхню льником, розтравлюється активними флюсами фотоприймача двох металічних шарів, один з при паянні, продавлюється при ультразвуковому яких виконаний з нікелю, який відрізняється тим, 5 14375 6 зварювані; фольги товщиною 30мкм методом лазерної літо- шар нікелю товщиною більше 150нм відшаграфії. Ультразвукове зварювання контактів проровується від адгезійного шару титану із-за різводили на промисловій установці УЗС 1 при наниці температурних коефіцієнтів розширення та ступних технологічних режимах: зусилля виникаючих у товстій плівці механічних напрузварювального інструменту - 400 грамів, ультразжень. вукова потужність - 20Вт, тривалість зварювання Приклад реалізації 1 - 50мс. При цьому використовувався інструмент з На пластину з монокристалічного кремнію рохрестоподібною канавкою. Діаметр робочого інструменту і області зварного контакту - 150мкм. зміром 103 103мм2 з попередньо сформованим Міцність приєднання контактів до контактної сітки р-n-переходом наносили на передню, блищу до на відривання була вищою за міцність самого р-n-переходу поверхню через маску методом зовнішнього виводу з алюмінієвої фольги. вакуумного магнетронного розпорошення металіДжерела інформації: чні контакти шириною 0,25мм з кроком 2,5мм, а 1. Nakata J. Light-emitting or light-receiving на тильну сторону - суцільний металічний конsemiconductor device and method for fabricating the такт. Контакти утворили послідовним нанесенням same. United States Patent № 6,744,073. June 1, у одному технологічному процесі адгезійного ша2004. ру титану товщиною 50нм та нікелю товщиною 2. Tsuzuki К., Murakami Т., Shimizu К. Process 125нм при температурі 150°С. Процес вакуумного for producing a photovoltaic element. United States нанесення проводився впродовж 15 хвилин у Patent №6,586,270. July 1, 2003. атмосфері аргону. Після охолодження до кімнат3. Mukai Т., Takabayashi A., Makita H., ної температури контакти були залуджені низькоMatsushita M., Itoyama S. Conductor connection температурним припоєм ПОСК 50-18 з темпераmethod, conductor connection structure, and solar турою плавления 145°С. Склад припою: олово cell module having connection structure. United 50в.ч., кадмій - 18в.ч., свинець - 32в.ч. Для залуStates Patent № 6,676,459. January 13, 2004. джування був застосований активний флюс, який 4. Справочник по пайке. Под ред. складався з 48в.ч. хлористого цинку, 12в.ч. хлоС.Н.Лоцманова, И.Е.Петрунина, В.П.Фролова. ристого амонію та 40в.ч. дистильованої води [4]. M.: "Машиностроение", 1975 г. -С.93-94. До контактів були припаяні зовнішні виводи з мі5. Kubota Y., Nishi К. Solar cell and method of дної фольги товщиною 80км. Зусилля на відриfabricating the same. United States Patent вання склали 50-70кГ/см2, що є задовільним. №6,521,823 February 18, 2003. Приклад реалізації 2 6. Jensen J.D., Moslashedeller P., Mason N.B., На пластини з монокристалічного кремнію 2 Russel R.W.J., Verhoeven P. Process for depositing розміром 103 103мм з попередньо сформоваmetal contacts on a buried grid solar cell and solar ним р-п-переходом наносили металічні контакти, cell obtained by the process. United States Patent як описано у прикладі реалізації 1. До контактів №6,881,671. April 19, 2005. були приварені методом ультразвукового зварювання металічні виводи, виконані з алюмінієвої Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601