Name: Lumière amélioré la passivation de lacide fluorhydrique: une technique sensible pour détecter des défauts de silicium massif (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-04T14:00:01.000+00:00
Duration: 9 min 15 s
Description: Découvrez une technique de passivation à température ambiante pour caractériser les défauts du silicium massif par inhibition de la recombinaison de surface. Cette méthode améliore l'efficacité des cellules solaires.

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<li>Angermann, H., Henrion, W., Rseler, A., Rebien, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wet-chemical+passivation+of+Si%28111%29-+and+Si%28100%29-substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Mat.+Sci.+Eng.+B%22%5BJournal%5D)">Wet-chemical passivation of Si(111)- and Si(100)-substrates.</a> Mat. Sci. Eng. B. 73 ((1-3)), 178-183 (2000).</li>
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

La mise en œuvre réussie de la technique de mesure de la durée de vie du silicium massif décrit ci-dessus est basé sur trois étapes essentielles: (i) nettoyage par voie chimique et la gravure des plaquettes de silicium, (ii) immersion dans une solution de HF à 15% et (iii) l&#39;illumination pendant 1 min 17, 18,19. Sans ces étapes, la durée de vie en vrac ne peut être mesurée avec certitude. Comme la technique de mesure est effectuée à la température ambiante, la qualité de passi...

Haute durée de vie (&gt; 1 ms) de silicium monocristallin est de plus en plus important pour les cellules solaires à haut rendement. Comprendre les caractéristiques de recombinaison d&#39;impuretés embarqués a été, et reste un sujet important. Une des techniques les plus utilisées pour examiner l&#39;activité de recombinaison des défauts cultivés en est par une méthode de photoconductance 1. Par cette technique, il est souvent difficile de surface complètement séparé de recombinaison en vrac, ce qui rend difficile d&#39;examiner les caractéristiques de défauts de recombinaison adultes dans. Heureusement, il existe plusieurs films diélectriques qui peuvent atteindre des vitesses très faibles de recombinaison de surface effective S eff () de &lt;5 cm / sec, et ainsi inhiber efficacement la recombinaison de surface. Ce sont, de nitrure de silicium (SiN x: H) 2, l&#39;oxyde d&#39;aluminium (Al 2 O 3) 3 et du silicium amorphe (a-Si: H) 4. Le dépôt et unenealing températures (~ 400 ° C) de ces films diélectriques sont considérés comme suffisamment faible pour ne pas désactiver de façon permanente l&#39;activité de recombinaison de l&#39;adulte dans les défauts. Les exemples en sont le fer-bore et de bore oxygène 5 6 défauts. Toutefois, récemment, il a été constaté la vacance d&#39;oxygène et de vacance de phosphore défauts de type n Czochralski (Cz) silicium peuvent être complètement désactivés à des températures de 250-350 ° C 7,8. De même, un défaut de zone flottante (FZ) de type p silicium a été trouvé pour désactiver à ~ 250 ° C 9. Par conséquent, les techniques de passivation classiques tels que plasma dépôt chimique en phase vapeur (PECVD) et dépôt de couche atomique (ALD) peuvent ne pas convenir pour inhiber la recombinaison de surface à examiner les défauts adultes en vrac. En outre, SiN x: H et a-Si: H films ont été montrés pour désactiver les défauts de silicium en vrac par hydrogénation 10,11. Par conséquent, pour examiner l&#39;activité de recombinaison o<html> f-cultivé dans les défauts, une technique de passivation de surface RT serait idéal. Wet passivation chimique de surface satisfait à cette exigence. Dans les années 1990 Horányi et al. Ont démontré que l&#39;immersion des tranches de silicium dans des solutions iode-éthanol (IE) fournit un moyen pour passiver des plaquettes de silicium, la réalisation S eff &lt;10 cm / s 12. En 2007 Meier et al. Ont montré que les solutions iode-méthanol (IM) peuvent réduire la recombinaison de surface de 7 cm / s 13, tandis qu&#39;en 2009 Chhabra et al. Ont démontré que S eff de 5 cm / s peut être obtenue par immersion de tranches de silicium en quinhydrone-méthanol (QM) 14,15 solutions. Malgré l&#39;excellente passivation de surface réalisé par IE, la messagerie instantanée et des solutions QM, ils ne fournissent pas passivation de surface adéquate (S eff &lt;5 cm / sec) pour mesurer la durée de vie en vrac de plaquettes de silicium de haute pureté. nt &quot;&gt; Un autre moyen d&#39;atteindre un niveau élevé de passivation de surface est en immergeant des plaquettes de silicium dans de l&#39;acide HF. La notion de utilisant HF pour passiver plaquettes de silicium a été introduit par Yablonavitch et al. en 1986, qui a démontré un niveau record S eff 0,25 ± 0,5 cm / sec 16. Bien excellente passivation de surface a été atteint sur ​​des plaquettes de haute résistivité, nous avons trouvé la technique pour être non répétable, ajoutant ainsi une grande incertitude pour la mesure de la durée de vie. Par conséquent, pour limiter l&#39;incertitude en réalisant régulièrement une très bas S eff (~ 1 cm / sec), nous avons développé une nouvelle technique HF de passivation qui comprend trois étapes essentielles: (i) le nettoyage et la gravure de plaquettes de silicium chimiquement, (ii) immersion dans une solution de HF à 15% et (iii) illumination pendant 1 min 17,18. Cette procédure est à la fois simple et efficace du temps par rapport à la PECVD classique et des techniques de dépôt ALD ci-dessus.

<table><tbody><tr><td>Acide fluorhydrique (48 %)</td><td>Merck Millipore,&nbsp ; &nbsp ; http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrofluoric-acid-48%25,MDA_CHEM-100334</td><td>1003340500</td><td>Nocif et toxique. N’importe quel fournisseur peut être utilisé à condition que le produit chimique soit de qualité réactif analytique (AR).</td></tr><tr><td>Acide chlorhydrique 32 %, AR</td><td>ACI Labscan, http://www.rcilabscan.com/modules/productview.php?product_id=1985</td><td>107209</td><td>Nocif et toxique. N’importe quel fournisseur peut être utilisé à condition que le produit chimique soit de qualité réactif analytique (AR).</td></tr><tr><td>Ammoniac (30 %) Solution AR</td><td>Chem-supply, https://www.chemsupply.com.au/aa005-500m</td><td>AA005</td><td>Nocif et toxique. N’importe quel fournisseur peut être utilisé à condition que le produit chimique soit de qualité réactif analytique (AR).</td></tr><tr><td>Peroxyde d’hydrogène (30 %)</td><td>Merck Millipore, http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrogen-peroxide-30%25,MDA_CHEM-107209</td><td>1072092500</td><td>Nocif et toxique. N’importe quel fournisseur peut être utilisé à condition que le produit chimique soit de qualité réactif analytique (AR).</td></tr><tr><td>Hydroxyde de tétraméthylammonium (25 % dans H2O)</td><td>J.T Baker, https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4562992</td><td>5879-03</td><td>Nocif et toxique. N’importe quel fournisseur peut être utilisé à condition que le produit chimique soit de qualité réactif analytique (AR).</td></tr><tr><td>Récipient en plastique rond de 640 ml</td><td>Sistema, http://sistemaplastics.com/products/klip-it-round/640ml-round</td><td></td><td>C’est un bon récipient pour stocker la solution HF à 15 %.</td></tr><tr><td>Testeur à vie WCT-120</td><td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com/Sinton-Instruments-WCT-120.html</td><td></td><td></td></tr><tr><td>station de travail Dell avec Microsoft Office Pro, carte d’acquisition de données et logiciel incluant Sinton Software sous licence existante.</td><td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lampe optique halogène, ELH 300 W, 120 V</td><td>OSRAM Sylvania, http://www.sylvania.com/en-us/products/halogen/Pages/default.aspx</td><td>54776</td><td>N’importe quelle lampe équivalente peut être utilisée.</td></tr><tr><td>Source d’alimentation</td> Alimentation <td></td><td>maison N’importe</td><td>quelle alimentation peut être utilisée à condition qu’elle puisse produire jusqu’à 90 volts et 1-5 ampères.</td></tr><tr><td>Conductimètre</td><td>WTW, http://www.wtw.de/uploads/media/US_L_07_Cond_038_049_I_02.pdf</td><td>LF330</td><td></td></tr></tbody></table>

lumière amélioré la passivation de l&#39;acide fluorhydrique: une technique sensible pour détecter des défauts de silicium massif

Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

Un procédé pour mesurer la durée de vie en vrac (&gt; 100 ps) de plaquettes de silicium par la réalisation temporairement un niveau très élevé de passivation de surface lors de l&#39;immersion des tranches dans de l&#39;acide fluorhydrique (HF) est présentée. Par cette procédure en trois étapes critiques sont nécessaires pour atteindre la durée de vie en vrac. Tout d&#39;abord, avant l&#39;immersion des tranches de silicium en HF, elles sont nettoyées chimiquement et ensuite gravés dans 25% d&#39;hydroxyde de tétraméthylammonium. D&#39;autre part, les tranches traitées chimiquement sont ensuite placés dans un récipient en plastique grand rempli d&#39;un mélange de HF et de l&#39;acide chlorhydrique, puis centrés sur une bobine d&#39;induction pour photoconductance (PC) mesures. En troisième lieu, pour inhiber la recombinaison de surface et de mesurer la durée de vie en vrac, les plaquettes sont éclairés à 0.2 soleils pendant 1 min en utilisant une lampe à halogène, l&#39;éclairage est éteint, et une mesure de la PC est immédiatement retiré. Par ce procédé, les caractéristiques de défauts de silicium en vrac peuvent être déterminées avec précision. FourrureThermore, il est prévu que la technique de passivation de surface sensible RT sera impératif pour l&#39;examen de défauts de silicium en vrac lors de leur concentration est faible (&lt;10 12 cm -3).

Figure 1a montre un schéma et la figure 1b montre une photographie du dispositif expérimental. Quand une plaquette de silicium est immergé dans la solution de HF, par la suite placée sur la scène testeur de vie et une mesure est effectuée (avant illumination), une courbe de durée de vie qui est limitée par la recombinaison de surface entraîne, comme indiqué par les triangles bleus sur la figure 2. Toutefois, lorsque l&#39;échantillon es...

A la surface du liquide de passivation technique RT pour étudier l&#39;activité de recombinaison des défauts de silicium en vrac est décrit. Pour la technique soit efficace, trois étapes essentielles sont nécessaires: (i) le nettoyage et la gravure chimique du silicium, (ii) immersion de silicium dans de l&#39;acide fluorhydrique à 15% et (iii) l&#39;illumination pendant 1 min.

Lumière amélioré la passivation de l&#39;acide fluorhydrique: une technique sensible pour détecter des défauts de silicium massif

A procedure to measure the bulk lifetime (&#62;100 &#181;sec) of silicon wafers by temporarily attaining a very high level of surface passivation when ...

L'objectif général de cette procédure est d'utiliser une méthode de passivation de surface à température ambiante afin d'inhiber la recombinaison superficielle, de sorte que les défauts dans le silicium massif puissent être caractérisés avec précision. Cette méthode peut nous aider à comprendre quels défauts limiteront la durée de vie des tranches de silicium de haute pureté, nécessaires pour des cellules solaires à très haut rendement. Le principal avantage de cette technique réside dans sa réalisation possible à température ambiante, ce qui signifie que l'activité de recombinaison des défauts dans le silicium massif ne change pas pendant la mesure.Les implications de cette technique s'étendent à la mesure de l'activité de recombinaison des défauts en volume dans le silicium, présents à faible concentration, dont l'analyse serait sinon très difficile par d'autres méthodes. En général, les personnes novices dans cette méthode éprouveront des difficultés, car la nécessité d'utiliser de l'eau DI de haute pureté et de suivre des procédures de nettoyage chimique n'est pas immédiatement comprise ; il est donc impératif de suivre la procédure étape par étape. La préparation des solutions

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Nanoimpression électrochimique assistée par métal de plaquettes de silicium poreux et solides

Cet article retrace le cycle de vie d’un résonateur à membrane en nitrure de silicium, de la conception à la caractérisation en passant par la fabrication.

Fabrication et caractérisation de résonateurs à membrane en nitrure de silicium à haut Q

Découvrez une technique de passivation à température ambiante pour caractériser les défauts du silicium massif par inhibition de la recombinaison de surface. Cette méthode améliore l'efficacité des cellules solaires.

Lumière amélioré la passivation de l'acide fluorhydrique: une technique sensible pour détecter des défauts de silicium massif

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