Контактная система к фотоэлектрическим преобразователям — SU 1378722 (original) (raw)
Формула
1. КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА К ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМ, содержащая слой титана, осажденный на поверхность кремния, барьерный слой и слой меди, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем создания эффективного барьера от меди в контактной системе, в качестве материала барьерного слоя использован нихром и барьерный слой выполнен толщиной 200 - 300 нм.
Система по п.1, отличающаяся тем, что поверхность медного слоя покрыта слоем антикоррозийного металла или сплава.
Описание
Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к полупроводниковым преобразователям солнечной энергии в электрическую.
Цель изобретения - повышение надежности преобразователя путем создания эффективного барьера от меди в его контактной системе.
На чертеже изображена контактная система к фотоэлектрическому преобразователю.
На чертеже введены следующие обозначения: кремниевая пластина 1 р-типа, легированный фосфором слой 2 кремния, просветляющее покрытие 3 двуокись титана - двуокись кремния (ТiO2-SiO2), слой 4 титана, слой 5 нихрома, слой 6 меди, слой 7 оловянно-свинцового припоя (ПОС-61), слой 8 с диффузией бора.
На фронтальную поверхность кремниевой пластины 1 р-типа с легированным фосфором слоем 2 на глубину порядка 0,3 мкм нанесено просветляющее покрытие 3 двуокись титана - двуокись кремния (ТiO2-SiO2), в окнах которого методом обратной фотолитографии сформирована контактная система в виде гребенки из последовательно нанесенных слоев титана 4, нихрома 5, меди 6 и оловянно-свинцового припоя (ПОС-61) 7. На тыльной стороне кремниевой пластины 1 диффузией бора получен слой 8, образующий с кремниевой пластиной 1 изотипный переход, и нанесена аналогичная контактная система.
Контактная система получена методом вакуумного нанесения тонких пленок. Температура кремниевых пластин при нанесении пленок 433-473 К. Толщина пленки титана - 100 нм, нихрома (80% никеля - 20% хрома) - 200-300 нм, меди 50-100 нм. Защитная пленка припоя может быть образована методом горячего лужения в ванне с припоем. На табл. 1 показаны результаты испытаний контактной системы нихром-медь. Толщина слоя нихрома 100 нм, размер фотопреобразователей 15 
27 мм2.
На табл. 2 показаны результаты испытаний контактной системы нихром-медь. Толщина слоя нихрома 200 нм, размер фотопреобразователей 20 15 мм2.
На табл. 3 показаны результаты испытаний контактной системы нихром-медь. Толщина слоя нихрома 300 нм, размер фотопреобразователей 20 15 мм2.
В табл. 4 приведены данные по термостойкости контактной системы титан-нихром-медь. Толщина слоя нихрома - 200 нм. Размер фотопреобразователей - 20 15 мм2.
Результаты влагостойкости контактной системы титан-нихром-медь-припой ПОС-61 приведены в табл. 5. Толщина слоя нихрома - 200 нм. Размер фотопреобразователей - 20 30 мм2.
Параметры изготовленных фотопреобразователей - напряжение холостого хода Uхх, ток короткого замыкания Iкз, ток нагрузки Iн измеряли на установке ФШ 1198-00-00 при интенсивности излучения 550 Вт/м2.
Для оценки барьерных свойств нихромовой пленки были изготовлены фотопреобразователи с контактной системой нихром-медь с толщиной слоя нихрома 100 нм, 200 нм и 300 нм. Толщину нихромовой пленки измеряли с помощью микроинтерферометра МИИ-4У4.2. Образцы фотопреобразователей последовательно подвергали термообработке в вакууме при давлении (2-5) 10-4 мм рт. ст. и температурах 543 К и 623 К с изменением параметров на установке ФША 1198-00-00 до и после каждого цикла термообработки.
По изменению параметров фотопреобразователей оценивали барьерные свойства нихрома, а также его диффузионные свойства по отношению к кремнию.
Влагостойкость фотопреобразователей исследовали путем выдержки образцов в камере тепла и влаги при температуре 321 К, влажности 96% в течение 360 ч. По изменениям параметров образцов оценивали влагостойкость контактной системы.
Как видно из табл. 1, при толщине пленки нихрома 100 нм в результате термообработки фотопреобразователей в течение 10 мин при 623 К наблюдается ухудшение параметров фотопреобразователей: снижаются напряжение холостого хода Uхх, ток нагрузки Iн и коэффициент полезного действия 
.
При толщине нихромовой пленки 200 нм и 300 нм влияние такой же термообработки не сказывается на параметрах фотопреобразователей (см. табл. 2 и табл. 3 соответственно),в этом случае отсутствует диффузия никеля из нихрома в кремний.
Из табл. 4, 5 видно, что характеристики фотопреобразователей не деградируют после испытаний в тепле и во влаге, т. е. контактная система обладает хорошей влагостойкостью.
Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к полупроводниковым преобразователям солнечной энергии в электрическую. Цель изобретения - повышение надежности преобразователя путем создания эффективного барьера от меди в его контактной системе. Для достижения цели контактную систему фотоэлектрического преобразователя изготавливают следующим образом. На пластину из кремния наносят слой титана, поверх слоя титана наносят слой нихрома толщиной 200 - 300 нм, поверх которого - слой меди. Слой меди покрывают слоем антикоррозийного металла или сплава. Использование слоя нихрома в качестве барьерного слоя позволяет эффективно воспрепятствовать проникновению меди и никеля в полупроводник в области контактной системы и тем самым повысить устойчивость преобразователя и деградации, т.е. повысить надежность фотоэлектрического преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл.
Рисунки
Заявка
3983556/25, 29.11.1985
Краснодарское отделение с опытным производством Всесоюзного научно-исследовательского института источников тока
Карепов Л. А, Климова Г. И, Рубан Л. В
МПК / Метки
МПК: H01L 21/44
Метки: контактная, преобразователям, фотоэлектрическим
Опубликовано: 30.09.1994