Brevet FR3041475A1 (20170324)
REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication de structures (100) pour cellule photovoltaïque à multi-jonctions comprenant les étapes de : a) Fournir un empilement comprenant successivement : un substrat support (1), une structure de multi-jonctions (2) pour cellule photovoltaïque comportant une première couche dopée (7) comprenant un matériau semi-conducteur avec une concentration de dopant supérieure à 5E18 et délimitant une face avant des multi-jonctions orientée vers le substrat support (1), et une deuxième couche dopée (3) comprenant un matériau semi-conducteur avec une concentration de dopant supérieur à 5E18 et délimitant une face arrière des multijonctions, la face arrière étant opposée à la face avant, et - une couche métallique arrière (4) s'étendant sur la deuxième couche dopée (3), b) Graver l'empilement de sorte à former une pluralité de vias s'étendant depuis la couche métallique arrière (4) jusqu'à au moins la première couche dopée (7) en la traversant, c) Former une couche électriquement isolante (9) sur les flancs et le fond de la pluralité des vias et partiellement sur la couche métallique arrière (4) de sorte à conserver une portion de la couche métallique arrière (4) exposée, d) Former une couche métallique avant (8) sur la couche électriquement isolante (9) en couvrant les flancs et le fond de la pluralité des vias, e) Fournir un substrat récepteur (200) sur lequel sont disposées une première piste métallique (6) et une deuxième piste métallique (6') électriquement isolée de la première piste métallique (6), f) Connecter électriquement la couche métallique avant (8) à la première piste métallique (6) par l'intermédiaire d'une première couche de collage conductrice (5), g) Connecter électriquement la portion exposée de la couche métallique arrière (4) à la deuxième piste métallique (6') par l'intermédiaire d'une deuxième couche de collage conductrice (5'), la première couche de 3041475 18 collage conductrice (5) étant électriquement isolée de la deuxième couche de collage conductrice (5'), h) Retirer le substrat support (1), i) Former des plots métalliques (12) à l'aplomb des vias et dans la continuité de la couche métallique avant (8) de sorte à recouvrir partiellement la première couche dopée (7), et j) Retirer des portions exposées la première couche dopée (7) de sorte à former des motifs dopés recouverts par les plots métalliques (12) formés à l'étape i).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 dans lequel les connexions électriques de l'étape f) sont obtenues par collage conducteur des surfaces à connecter de la couche métallique avant (8) et de la première piste métallique (6), le collage conducteur comprenant au moins le dépôt d'une première couche de collage conductrice (5) sur au moins l'une des surfaces à connecter, suivi de la mise en contact desdites surfaces à connecter et de l'application d'un traitement thermique.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel les connexions électriques de l'étape g) sont obtenues par collage conducteur des surfaces à connecter de la portion exposée de la couche métallique arrière (4) et de la deuxième piste métallique (6'), le collage conducteur comprenant au moins le dépôt d'une deuxième couche de collage conductrice (5') sur au moins l'une des surfaces à connecter, suivi de la mise en contact desdites surfaces et de l'application d'un traitement thermique.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 et 3 dans lequel la première couche de collage conductrice (5) et la deuxième couche de collage conductrice (5') sont formées d'un matériau conducteur choisi parmi le Cu, l'Au, leur combinaison et les polymères conducteurs, tels que les résines époxy chargées, par exemple en Ag.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 et 4 dans lequel la première couche de collage conductrice (5) et la deuxième couche de collage conductrice (5') sont constituées d'un polymère conducteur et déposées respectivement sur l'une des surfaces à connecter avec une épaisseur supérieure à 3041475 19 deux micromètres et dans lequel le traitement thermique de consolidation du collage est effectué dans une plage de température comprise entre 100 et 400°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 et 4 dans lequel la première couche de collage conductrice (5) et la deuxième couche de collage conductrice (5') sont constituées de cuivre et déposées avec une épaisseur supérieure à deux micromètres sur les surfaces à connecter, puis polies jusqu'à atteindre une rugosité de surface inférieure à 0,3 nm RMS, et dans lequel le traitement thermique de consolidation du collage est effectué dans une plage de température comprise entre 200 et 400°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 et 4 dans lequel la première couche de collage conductrice (5) et la deuxième couche de collage conductrice (5') sont constituées de cuivre et déposées sur les surfaces à connecter avec une épaisseur inférieure à deux micromètres et dans lequel le traitement thermique de consolidation du collage est effectué par une montée en température allant de la température ambiante à environ 300°C, associée à l'application d'une pression jusqu'à environ 30kN.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 et 4 dans lequel la première couche de collage conductrice (5) et la deuxième couche de collage conductrice (5') sont constituées d'Au et déposées sur les surfaces à connecter avec une épaisseur inférieure à un micromètre et dans lequel le traitement thermique de consolidation du collage est effectué par une montée en température allant de la température ambiante à environ 300°C, associée à l'application d'une pression jusqu'à environ 30kN.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'étape c) est réalisée par une étape cl) de dépôt d'une couche électriquement isolante (9) sur la totalité de la couche métallique arrière (4), les flancs et le fond de la pluralité des vias et une étape c2) de retrait localisé de la couche électriquement isolante (9) de sorte à exposer une portion de la couche métallique arrière (4), et dans lequel l'étape d) est réalisée par un étape dl) de dépôt d'une couche métallique avant (8) sur la totalité de la couche électriquement isolante (9), et une étape d2) de retrait localisé de la couche métallique avant (8) pour exposer une partie de la couche électriquement isolante (9). 3041475 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel la première piste métallique (6) et la deuxième piste métallique (6') sont électriquement isolées par une première piste d'isolation (11) définie sur le substrat récepteur (200) et dans lequel la première couche de collage conductrice (5) et la deuxième de couche de collage conductrice (5') sont électriquement isolées par une deuxième piste d'isolation (11') définie sur l'empilement.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 10 dans lequel l'empilement comprend une couche d'arrêt de gravure disposée entre le substrat support (1) et les multi-jonctions (2) et dans lequel l'étape h) de retrait du substrat support (1) comprend une étape de rodage du substrat support (1) et de la couche d'arrêt de gravure (10) ou une étape de gravure chimique sélective du substrat support (1).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 à 10 dans lequel le substrat support (1) est un substrat composite comprenant une couche sacrificielle (15) disposée entre une couche germe (14) et un substrat mécanique (13), tel qu'un substrat composite comprenant une couche germe (14) de GaAs reportée sur un substrat de saphir entre lesquels une couche sacrificielle (15) de SiNx est disposée, et dans lequel l'étape h) comprend le retrait du substrat mécanique (13) par irradiation à la longueur d'onde d'absorption de la couche sacrificielle (15) à travers le substrat mécanique (13) transparent à ladite longueur d'onde.\n<CLM>\1\tstructure (100) pour cellule photovoltaïque à multi-jonctions comprenant : des multi-jonctions (2) pour cellule photovoltaïque comportant une première couche dopée (7), formée par des motifs dopés, délimitant une face avant des multi-jonctions (2), et une deuxième couche dopée (3) délimitant une face arrière des multi-jonctions (2), la face arrière étant opposée à la face avant, une couche métallique arrière (4) s'étendant sur la deuxième couche dopée, une pluralité de vias s'étendant dans les multi-jonctions (2), une couche électriquement isolante (9) sur les flancs de la pluralité des vias et partiellement sur la couche métallique arrière (4) et, 3041475 21 une couche métallique avant (8) sur au moins une partie de la couche électriquement isolante (9) couvrant les flancs des vias des plots métalliques (12) disposés à l'aplomb des vias, dans la continuité de la couche métallique avant (8) couvrant les motifs dopés, un substrat récepteur (200) sur lequel sont disposées une première piste métallique (6) et une deuxième piste métallique (6') électriquement isolée de la première piste métallique (6), et la couche métallique avant (8) étant électriquement connectée à la première piste métallique (6) par l'intermédiaire d'une première couche de collage conductrice (5), et la portion exposée de la couche métallique arrière (4) étant électriquement connectée à la deuxième piste métallique (6') par l'intermédiaire d'une deuxième couche de collage conductrice (5'), électriquement isolée de la première couche de collage conductrice (5).\n<CLM>\1\tStructure (100) selon la revendication 13 dans laquelle la première piste métallique (6) et la deuxième piste métallique (6') sont isolées par une première piste d'isolation (11) définie sur le substrat récepteur (200) et dans lequel la première couche de collage conductrice (5) est isolée de la deuxième de couche de collage conductrice (5') par une deuxième piste d'isolation (11') définie sur les multijonctions (2) et alignée à la première piste d'isolation (11).\n<CLM>\1\tStructure (100) selon l'une des revendications 13 à 14 dans laquelle la première couche de collage conductrice (5) et la deuxième de couche de collage conductrice (5') sont formées d'un métal, tel que le cuivre ou l'or, ou d'un polymère conducteur tel qu'une résine époxy chargée par des éléments métalliques.