在碳释放层上的GaAs的核化和生长,通过化物蒸汽相Epitaxy
Dennice M Roberts1, Hyunseok Kim2, Elisabeth L McClure1
1National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado 80401, United States.
ACS omega
|December 4, 2023
概括
我们开发了一种采用化物蒸汽相表 (HVPE) 和碳释放层的方法,用于具有成本效益的III-V设备制造,使基板重复使用和光伏的高通量增长成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- III-V设备制造的高成本源于表轴生长和基板成本.
- 基板的可重复使用性是降低半导体设备制造成本的关键因素.
研究的目的:
- 对III-V材料的碳释放层与化物蒸汽相表 (HVPE) 的集成进行研究.
- 为了优化 GaAs 在碳层上的生长,减少表面粗性和缺陷密度.
- 证明基板重复使用的可行性及其对光伏设备成本的影响.
主要方法:
- 将III-V材料的HVPE生长与从超薄的碳释放层中机械剥落相结合.
- 在无形碳层上研究GaAs核化,不同碳厚度和生长速度.
- 优化GaAs生长参数 (V/III比,温度,生长速度) 以尽量减少薄膜粗.
- 在开发的结构上制造和测试初始光伏设备.
主要成果:
- 在碳释放层上观察到类似岛屿的GaAs核化.
- 高增长率和更厚的薄膜导致了更光滑的GaAs表面和更低的线程位移密度.
- 一个在碳释放层上生长的初始光伏设备实现了7.2%的效率.
- 证明了HVPE生长与碳释放层的兼容性,用于基板的再利用.
结论:
- 高温PE生长与碳释放层兼容,可使基板重复使用.
- 这种方法为通过高吞吐量增长降低III-V光伏的成本提供了一条途径.
- 整合解决了III-V设备制造中的重大成本组成部分.
