Name: פסיבציה אור משופרת חומצה הידרופלואורית: טכניקה רגישה לגילוי פגמים הסיליקון גורף (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-04T14:00:01.000+00:00
Duration: 9 min 15 s
Description: למד טכניקת פסיבציה משופרת באמצעות חומצה הידרופלואורית לגילוי פגמים בסיליקון גורף בטמפרטורת החדר. שיטה זו מאפשרת למדוד ריכוזים נמוכים של פגמים המגבילים את יעילות תאי השמש.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

תוכנית זו נתמכה על ידי ממשלת אוסטרליה באמצעות הסוכנות האוסטרלית לאנרגיה מתחדשת (ARENA). האחריות לדעות, למידע או לעצות המובעות כאן אינה מקובלת על ממשלת אוסטרליה.

<ol><li>Sinton, R. A., Cuevas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contactless+determination+of+current-voltage+characteristics+and+minority-carrier+lifetimes+in+semiconductors+from+quasi-steady-state+photoconductance+data%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Contactless determination of current-voltage characteristics and minority-carrier lifetimes in semiconductors from quasi-steady-state photoconductance data.</a> Appl. Phys. Lett. 69 (17), 2510-2512 (1996).</li>
<li>Wan, Y., McIntosh, K. R., Thomson, A. F., Cuevas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+surface+recombination+velocity+by+low-absorption+silicon+nitride+on+c-Si%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+J.+Photovoltaics%22%5BJournal%5D)">Low surface recombination velocity by low-absorption silicon nitride on c-Si.</a> IEEE J. Photovoltaics. 3 (1), 554-559 (2013).</li>
<li>Hoex, B., Schmidt, J., Pohl, P., van de Sanden, M. C. M., Kessels, W. M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silicon+surface+passivation+by+atomic+layer+deposited+Al2O3%5BTitle%5D)+AND+%22J.+App.+Phys%22%5BJournal%5D)">Silicon surface passivation by atomic layer deposited Al2O3.</a> J. App. Phys. 104 (4), 044903(2008).</li>
<li>Dauwe, S., Schmidt, J., Hezel, R. Very low surface recombination velocities on p.- and n.-type silicon wafers passivated with hydrogenated amorphous silicon films. Conference Record of the Twenty-Ninth IEEE Photovoltaic Specialists Conference, , 1246-1249 (2012).</li>
<li>Macdonald, D., Cuevas, A., Wong-Leung, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capture+cross-sections+of+the+acceptor+level+of+iron-boron+pairs+in+p-type+silicon+by+injection-level+dependent+lifetime+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22J.+App.+Phys%22%5BJournal%5D)">Capture cross-sections of the acceptor level of iron-boron pairs in p-type silicon by injection-level dependent lifetime measurements.</a> J. App. Phys. 89 (12), 7932-7339 (2001).</li>
<li>Schmidt, J., Bothe, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+and+transformation+of+the+metastable+boron-+and+oxygen-related+defect+center+in+crystalline+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Structure and transformation of the metastable boron- and oxygen-related defect center in crystalline silicon.</a> Phys. Rev. B. 69 (2), 024107(2004).</li>
<li>Rougieux, F., Grant, N., Murphy, J., Macdonald, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((D.+Influence+of+Annealing+and+Bulk+Hydrogenation+on+Lifetime+Limiting+Defects+in+Nitrogen-Doped+Floating+Zone+Silicon%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+J.+Photovoltaics%22%5BJournal%5D)">D. Influence of Annealing and Bulk Hydrogenation on Lifetime Limiting Defects in Nitrogen-Doped Floating Zone Silicon.</a> IEEE J. Photovoltaics. 5 (2), 495-498 (2014).</li>
<li>Zheng, P., Rougieux, F., Grant, N., Macdonald, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+vacancy-related+Recombination+Active+Defects+in+as-grown+n-type+Czochralski+Silicon%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+J.+Photovoltaics%22%5BJournal%5D)">Evidence for vacancy-related Recombination Active Defects in as-grown n-type Czochralski Silicon.</a> IEEE J. Photovoltaics. 5 (1), 183-188 (2014).</li>
<li>Grant, N. E., Rougieux, F. E., Macdonald, D., Bullock, J., Wan, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grown-in+point+defects+limiting+the+bulk+lifetime+of+p.-type+float-zone+silicon+wafers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+App.+Phys%22%5BJournal%5D)">Grown-in point defects limiting the bulk lifetime of p.-type float-zone silicon wafers.</a> J. App. Phys. 117 (5), 055711(2015).</li>
<li>Hallam, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogen+passivation+of+B-O+defects+in+Czochralski+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Procedia%22%5BJournal%5D)">Hydrogen passivation of B-O defects in Czochralski silicon.</a> Energy Procedia. 38, 561-570 (2013).</li>
<li>Hallam, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+bulk+defect+passivation+for+silicon+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+J.+Photovoltaics%22%5BJournal%5D)">Advanced bulk defect passivation for silicon solar cells.</a> IEEE J. Photovoltaics. 4 (1), 88-95 (2014).</li>
<li>Hornyi, T. S., Pavelka, T., Ttt, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+bulk+lifetime+measurement+on+silicon+with+a+chemically+passivated+surface%5BTitle%5D)+AND+%22App.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">In situ bulk lifetime measurement on silicon with a chemically passivated surface.</a> App. Surf. Sci. 63 (1-4), 306-311 (1993).</li>
<li>Meier, D. L., Page, M. R., Iwaniczko, E., Xu, Y., Wang, Q., Branz, H. M. Determination of surface recombination velocities for thermal oxide and amorphous silicon on float zone silicon. 17.th. NREL Crystalline Silicon Workshop, , (2007).</li>
<li>Chhabra, B., Bowden, S., Opila, R. L., Honsberg, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+effective+minority+carrier+lifetime+on+silicon+substrates+using+quinhydrone-methanol+passivation%5BTitle%5D)+AND+%22App.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">High effective minority carrier lifetime on silicon substrates using quinhydrone-methanol passivation.</a> App. Phys. Lett. 96 (6), 063502(2010).</li>
<li>Chhabra, B., Weiland, C., Opila, R. L., Honsberg, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+characterization+of+quinhydrone-methanol+and+iodine-methanol+passivated+silicon+substrates+using+X-ray+photoelectron+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Stat.+Sol.+%28a%29%22%5BJournal%5D)">Surface characterization of quinhydrone-methanol and iodine-methanol passivated silicon substrates using X-ray photoelectron spectroscopy.</a> Phys. Stat. Sol. (a). 208 (1), 86-90 (2011).</li>
<li>Yablonovitch, E., Allara, D. L., Chang, C. C., Gmitter, T., Bright, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unusually+low+surface+recombination+velocity+on+silicon+and+germanium+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Unusually low surface recombination velocity on silicon and germanium surfaces.</a> Phys. Rev. Lett. 57 (2), 249-252 (1986).</li>
<li>Grant, N. E., McIntosh, K. R., Tan, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+the+bulk+lifetime+of+silicon+wafers+by+immersion+in+hydrofluoric+acid+and+illumination%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Solid+State+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Evaluation of the bulk lifetime of silicon wafers by immersion in hydrofluoric acid and illumination.</a> J. Solid State Sci. Technol. 1 (2), P55-P61 (2012).</li>
<li>Grant, N. E., et al. Light enhanced hydrofluoric acid passivation for evaluating silicon bulk lifetimes. 28.th. European Photovoltaic Solar Energy Conference. , 883-887 (2013).</li>
<li>Grant, N. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Surface+passivation+and+characterization+of+crystalline+silicon+by+wet+chemical+treatments%22">Surface passivation and characterization of crystalline silicon by wet chemical treatments</a>. , (2012).</li>
<li>Kern, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+evolution+of+silicon+wafer+cleaning+technology%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electrochem.+Soc%22%5BJournal%5D)">The evolution of silicon wafer cleaning technology.</a> J. Electrochem. Soc. 137 (6), 1887-1892 (1990).</li>
<li>Angermann, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wet-chemical+passivation+of+atomically+flat+and+structured+silicon+substrates+for+solar+cell+application%5BTitle%5D)+AND+%22App.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Wet-chemical passivation of atomically flat and structured silicon substrates for solar cell application.</a> App. Surf. Sci. 254 (12), 3615-3625 (2008).</li>
<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>
<li>Bertagna, V., Plougonven, C., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((p-+and+n-type+silicon+electrochemical+properties+in+dilute+hydrofluoric+acid+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electrochem.+Soc%22%5BJournal%5D)">p- and n-type silicon electrochemical properties in dilute hydrofluoric acid solutions.</a> J. Electrochem. Soc. 143 (11), 3532-3538 (1996).</li>
<li>Bertagna, V., Erre, R., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ionic+components+dependence+of+the+charge+transfer+reactions+at+the+silicon%2FHF+solution+interface%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Solid+State+Electrochem%22%5BJournal%5D)">Ionic components dependence of the charge transfer reactions at the silicon/HF solution interface.</a> J. Solid State Electrochem. 4 (1), 42-51 (1999).</li>
<li>Kolasinski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanism+of+Si+etching+in+fluoride+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">The mechanism of Si etching in fluoride solutions.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 5 (6), 1270-1278 (2003).</li>
<li>Trucks, G. W., Raghavachari, K., Higashi, G. S., Chabal, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+HF+etching+of+silicon+surfaces%3A+A+theoretical+understanding+of+hydrogen+passivation%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Mechanism of HF etching of silicon surfaces: A theoretical understanding of hydrogen passivation.</a> Phys. Rev. Lett. 65 (4), 504-507 (1990).</li>
<li>Zhang, X. G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZhang%2C+XG+%22Electrochemistry+of+silicon+and+its+oxide%22">Electrochemistry of silicon and its oxide</a>. , Kluwer Academic Publishers. (2001).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

היישום המוצלח של טכניקת מדידת החיים סיליקון בתפזורת שתוארה לעיל מבוסס על שלושה שלבים קריטיים, (i) כימי ניקוי ותחריט פרוסות סיליקון, (ii) טבילה בתמיסת 15% HF וכן (iii) תאורה 1 דקות 17, 18,19. ללא צעדים אלה, החיים בתפזורת שלא ניתן למדוד בודאות. כטכניקת המדידה מתבצעת על RT, איכות פסיבציה המשטח היא רגישה מאוד לזיהום פני השטח (מתכות, סרטים אורגניים). כך כדי להסיר ביעילות מזהמי משטח, פתרון SC 1 משמש (2<...

חיים גבוהים (msec&gt; 1) סיליקון monocrystalline הופך חשוב יותר ויותר ליעילות גבוהה תאים סולריים. הבנת מאפייני רקומבינציה של זיהומים מוטבעים כבר, ונשאר נושא חשוב. אחת הטכניקות הנפוצות ביותר לבחון את פעילות רקומבינציה של פגמים מבוגרים בהוא על ידי שיטת photoconductance 1. על ידי טכניקה זו היא לעתים קרובות קשה למשטח נפרד לחלוטין מרקומבינציה בתפזורת, ובכך מקשים לבחון את מאפייני רקומבינציה של פגמים מבוגרים ב. למרבה המזל קיימים כמה סרטי דיאלקטרי שיכול להשיג מהירויות נמוכות מאוד יעילות רקומבינציה המשטח (EFF S) של &lt;5 סנטימטר / sec, ובכך למעשה לעכב רקומבינציה פני השטח. אלה הם, סיליקון ניטריד (החטא x: H) 2, תחמוצת אלומיניום (Al 2 O 3) 3 וסיליקון אמורפי (-Si: H) 4. בתצהיר וnealing טמפרטורות (~ 400 מעלות צלזיוס) של סרטי דיאלקטרי אלה נחשבים לנמוכים מספיק כדי לא להשבית את פעילות רקומבינציה של מבוגרים בפגמים באופן קבוע. דוגמאות לכך הן חמצן הברזל-בורון 5 וורון 6 פגמים. עם זאת, לאחרונה נמצא כי ליקויים פנויים-הפנוי-חמצן וזרחן בCzochralski סיליקון -type n (CZ) יכולים להיות מנוטרלים לחלוטין בטמפרטורות של 250-350 מעלות צלזיוס 7,8. כמו כן פגם בלצוף אזור סיליקון -type p (FZ) נמצא לבטל ב ~ 250 ° C 9. לכן, טכניקות פסיבציה קונבנציונליות כגון תצהיר פלזמה משופרת אדים כימיים (PECVD) ותצהיר אטומי שכבה (ALD) עשויות שלא להיות מתאימות לעיכוב רקומבינציה משטח לבחון פגמים בתפזורת בוגרת ב. יתר על כן, SiN x: H ו- סי: סרטי H הוכחו לבטל פגמי סיליקון בתפזורת באמצעות הידרוגנציה 10,11. לכן לבחון את o פעילות רקומבינציה<html> מבוגר בF פגמים, טכניקת פסיבציה משטח RT תהיה אידיאלית. פסיבציה משטח כימי הרטובה ממלאת את הדרישה הזאת. בשנת 1990 Horanyi et al. הוכיח כי טבילה של פרוסות סיליקון ביוד-אתנול פתרונות (IE) מספק אמצעי לpassivate פרוסות סיליקון, השגת EFF S &lt;10 סנטימטר / 12 שניות. בשנת 2007 מאייר הראה et al., כי פתרונות יוד-מתנול (IM) יכולים להפחית את רקומבינציה המשטח עד 7 סנטימטר / sec 13, ואילו בשינה 2009 Chhabra הפגין et al. שEFF S של 5 סנטימטר / sec ניתן להשיג על ידי טבילת פרוסות סיליקון בquinhydrone-מתנול (QM) פתרונות 14,15. למרות פסיבציה המשטח המצוין שהושגה על ידי IE, IM ופתרונות ניהול איכות, הם לא מספקים פסיבציה משטח המתאימה (S EFF &lt;5 סנטימטר / sec) כדי למדוד את החיים בתפזורת של פרוסות סיליקון טוהר גבוה. NT &quot;&gt; אמצעי נוסף להשגת רמה גבוהה של פסיבציה פני שטח על ידי טבילת פרוסות סיליקון בחומצה HF. הרעיון של שימוש בHF לpassivate פרוסות סיליקון הוצג לראשונה על ידי et al Yablonavitch. בשנת 1986, שהפגין EFF S הנמוך שיא של 0.25 ± 0.5 סנטימטר / sec 16. למרות פסיבציה משטח מצוינת הושגה על פרוסות התנגדות גבוהות, שמצאנו את הטכניקה להיות בלתי הדיר, וכך מוסיף אי ודאות גדולה למדידה לכל החיים. לכן להגביל את חוסר הוודאות על ידי השגת באופן עקבי מאוד EFF S הנמוך (~ 1 סנטימטר / sec), פיתחנו טכניקה חדשה פסיבציה HF שמשלבת שלושה שלבים קריטיים, (i) כימי ניקוי ותחריט של פרוסות סיליקון, (ii) טבילה בתמיסת HF 15% וכן (iii) תאורת 1 דקות 17,18. הליך זה הוא פשוט ויעיל זמן בהשוואה לPECVD המסורתי וטכניקות בתצהיר אלד מפורט לעיל.

<table><tbody><tr><td>חומצה הידרופלואורית (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>מזיק ורעיל. ניתן להשתמש בכל ספק בתנאי שהכימיקל הוא בדרגת ריאגנט אנליטי (AR).</td></tr><tr><td>חומצה הידרוכלורית 32%, AR</td><td>ACI Labscan, http://www.rcilabscan.com/modules/productview.php?product_id=1985</td><td>107209</td><td>מזיק ורעיל. ניתן להשתמש בכל ספק בתנאי שהכימיקל הוא בדרגת ריאגנט אנליטי (AR).</td></tr><tr><td>אמוניה (30%) תמיסה AR</td><td>Chem-supply, https://www.chemsupply.com.au/aa005-500m</td><td>AA005</td><td>מזיקה ורעילה. ניתן להשתמש בכל ספק בתנאי שהכימיקל הוא בדרגת ריאגנט אנליטי (AR).</td></tr><tr><td>מי חמצן (30%)</td><td>Merck Millipore, http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrogen-peroxide-30%25,MDA_CHEM-107209</td><td>1072092500</td><td>מזיק ורעיל. ניתן להשתמש בכל ספק בתנאי שהכימיקל הוא בדרגת ריאגנט אנליטי (AR).</td></tr><tr><td>טטרמתילאמוניום הידרוקסיד (25% ב-H2O)</td><td>J.T Baker, https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4562992</td><td>5879-03</td><td>מזיק ורעיל. ניתן להשתמש בכל ספק בתנאי שהכימיקל הוא בדרגת ריאגנט אנליטי (AR).</td></tr><tr><td>מיכל פלסטיק עגול 640 מ"ל</td><td>Sistema, http://sistemaplastics.com/products/klip-it-round/640ml-round</td><td></td><td>זהו מיכל טוב לאחסון תמיסת 15% HF בו.</td></tr><tr><td>בודק WCT-120 לכל החיים</td><td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com/Sinton-Instruments-WCT-120.html</td><td></td><td></td></tr><tr><td>תחנת עבודה של Dell עם Microsoft Office Pro, כרטיס רכישת נתונים ותוכנה כולל תוכנת Sinton תחת רישיון קיים.</td><td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מנורה אופטית הלוגן, 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>ניתן להשתמש בכל מנורה מקבילה.</td></tr><tr><td>מקור מתח</td> ספק <td></td><td>כוח תוצרת בית</td><td>ניתן להשתמש בכל ספק כוח בתנאי שהוא יכול לייצר עד 90 וולט ו-1-5 אמפר.</td></tr><tr><td>מד מוליכות</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>

פסיבציה אור משופרת חומצה הידרופלואורית: טכניקה רגישה לגילוי פגמים הסיליקון גורף

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

הליך למדידת החיים בתפזורת (&gt; 100 μsec) של פרוסות סיליקון באופן זמני להשגת רמה גבוהה מאוד של פסיבציה פני השטח, כאשר טבילת הוופלים בחומצה הידרופלואורית (HF) מוצג. על ידי הליך זה שלושה שלבים קריטיים נדרשים כדי להשיג את החיים בתפזורת. ראשית, לפני טבילת פרוסות סיליקון לHF, הם כימיים ניקו וחקוקים לאחר מכן ב -25% הידרוקסיד tetramethylammonium. שנית, הוופלים טיפול כימי לאחר מכן להציב לתוך מיכל פלסטיק גדול הממולא בתערובת של HF וחומצה הידרוכלורית, ולאחר מכן במרכז על סליל אינדוקטיביים לphotoconductance מדידות (PC). שלישית, לעכב רקומבינציה פני השטח ולמדוד את החיים בתפזורת, הוופלים מוארים על 0.2 שמשות דקות 1 באמצעות מנורת הלוגן, התאורה כבויה, ומדידת מחשב נלקחת מייד. על ידי הליך זה, את המאפיינים של פגמי סיליקון בתפזורת ניתן לקבוע במדויק. פרווהthermore, שצפוי שטכניקת פסיבציה המשטח רגישה RT תהיה הכרחית לבחינת פגמי סיליקון בתפזורת כאשר הריכוז שלהם הוא נמוך (&lt;10 12 סנטימטר -3).

איור 1 א מציג סכמטי ואיור 1b מציג תצלום של ההתקנה הניסיונית. כאשר פרוסות סיליקון היא שקועים לתוך תמיסת HF, ממוקם בהמשך לבמה בוחן חיים ומדידה מתבצעת (לפני ההארה), עקומת חיים שהוא מוגבל על ידי רקומבינציה משטח יגרמו, כפי שמוצגים על ידי המשולשים הכחולים באיור 2. עם זאת, כאשר המדגם הוא מואר דקות 1 (בעודי שקוע בHF), כפי שמוצג באיור 1, ומדידה מתבצעת מייד לאחר הארה, עלייה בחיים תתרחש, כפי שמוצג על ידי העיגולים האדומים <st...

טכניקת פסיבציה פני נוזל RT לחקור את פעילות רקומבינציה של פגמי סיליקון תפזורת מתוארת. לטכניקה כדי להצליח, שלושה שלבים קריטיים נדרשים: ניקוי (i) כימי ותחריט של סיליקון, (ii) טבילה של סיליקון ב -15% חומצה הידרופלואורית (iii) תאורה 1 דקות.

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 ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא להשתמש בשיטת פסיבציה של פני השטח בטמפרטורת החדר כדי למנוע רקומבינציה שטחית, כך שניתן יהיה לאפיין במדויק פגמים בסיליקון בנפח (bulk silicon). שיטה זו יכולה לעזור לנו להבין אילו פגמים יגבילו את זמן החיים של פרוסות סיליקון בדרגת טוהר גבוהה, הנדרשות עבור תאי שמש בעלי נצילות גבוהה מאוד. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שניתן לבצעה בטמפרטורת החדר, מה שאומר שפעילות הרקומבינציה של פגמי הסיליקון בנפח לא תשתנה במהלך המדידה.ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על מדידת פעילות הרקומבינציה של פגמים בסיליקון מסוג bulk הקיימים בריכוזים נמוכים, אשר אחרת היה קשה מאוד למדוד אותם בטכניקות אחרות. באופן כללי, אנשים שאינם מכירים את השיטה יתקשו בביצועה כיוון שהדרישה למי DI בטוהר גבוה ולנהלי ניקוי כימי אינה מובנת בתחילה, ולכן חיוני להקפיד על ביצוע הפרוטוקול שלב אחר שלב. הכנת התמיסות, כולל הערות חיוניות על הכנת חומצה פלואורידית, כמו גם הוראות הגדרה כלליות וכיול ציוד, מפורטות כולן בפרוטוקול הכתוב.לאחר השגתו של יעדים אלה, המשיכו בניקוי פרוסות הסיליקון באמצעות טיפולים כימיים. התחילו בהעמסת הדגימות לתוך מעמד קוורץ. לאחר מכן, העבירו את המעמד לאמבט של חומצה פלואורידית המיועד לשימוש כללי.לאחר כ-10 שניות, הדגימות יהיו הידרופוביות. הוצאו אותן מהאמבט, ושטפו אותן על ידי העברתן דרך שלוש אמבטיות של מים דאיוניים. לאחר מכן, בתוך מנדף כימיים, טבלו באיטיות את המעמד בתמיסת SC1, שהוחזקה בטמפרטורה של 75 degrees Celsius.המתינו 10 דקות לסיום הטיפול. בינתיים, מלאו שלושה כוסות כימיות בנפח שני ליטר, שנקיות כימית, במים דה-יוניים. לאחר טיפול ה-SC1, שטפו את הדגימות על ידי העברתן דרך שלושת אמבטיות המים.בשלב הבא, טבלו את הדגימות באמבט ייעודי של חומצה פלואורידית למשך כ-10 שניות. לאחר מכן, שטפו את הדגימות באמצעות שלוש אמבטות רעננות של מים דאיוניים. כעת, העבירו את הדגימות למנדף שבו הוכנה תמיסת ה-SC2 וחוממה לטמפרטורה יציבה של 75 °C.טבול את הדגימות בתמיסת SC2 למשך 10 דקות. לאחר הטיפול ב-SC2, שטוף את הדגימות באמצעות שלושת אמבטיות המים הדה-יוניים. במידת הצורך, השאר את הדגימות באמבטיית המים האחרונה למשך הלילה.לאחר השטיפה, טבלו את הדגימות באמבט ייעודי נוסף של חומצה פלואורידית למשך 10 שניות. שוב, שטפו את הדגימות על ידי העברתן דרך שלוש אמבטיות טריות של מים דה-יוניים. כעת, העבירו את הדגימות למנדף שבו תמיסת TMAH מחוממת באופן יציב לכ-85 °C, וטבלו את הדגימות באיטיות בתוך תמיסת ה-TMAH כדי לתתך את הפרוסות.המתינו חמש דקות לתגובה כדי להסיר כ-5 microns של סיליקון. לאחר מכן, שטפו את תמיסת ה-TMAH הדביקה באמצעות לפחות שלושה רחצות במים דה-יוניים. ניתן להשתמש שוב בכלי השטיפה מאותו השלב.לאחר השטיפה, יש לבצע את המדידות בתוך שעתיים. תהליך זה מבוצע תחת מנדף כימיים. כהכנה, מלאו שתי כוסות כימיות מפלסטיק בנפח שני ליטרים במים דה-יוניים.הכינו במטבע גם פינצטות פלסטיק לטיפול בדגימות. במחשב, פתחו את קובץ ה-Lifetime Tester, המכיל את מקדמי הכיול הנכונים עבור מערך המדידה של חומצה פלואורית. בחרו ב-transient מתוך אפשרויות המצב, והזינו תיאור של משתני הפרוסה.כעת, סגרו בזהירות את המכסה של מיכל חומצה פלואורידית, והעבירו אותו אל במת ה-Lifetime Tester, כך שיהיה ממורכז מעל העיגול הכחול, המייצג את מיקומה של הסליל ההשראתי. המתינו כדקה עד שהתמיסה תתייצב לפני ההמשך. לאחר מכן, במחשב, לחצו על כפתור ה-Zero Instrument כדי למדוד את המתח של התמיסה.לאחר ביצוע המדידה, החזירו בזהירות את מיכל חומצת ההידרופלואוריקה למשטח מטאב המוצא. שם, הסירו את המכסה ושטפו כל עיבוי על המכסה באמצעות DI water מברז המים שבמטאב. כעת, בעזרת פינצטה, העבירו פרוסת סיליקון אחת לתוך אמבט חומצת ההידרופלואוריקה.לחץ בעדינות את הפרוסה עד לתחתית האמבט. לאחר מכן, החזר את המכסה והעבר בזהירות את המיכל חזרה לבמה של ה-Lifetime Tester. מרכז את הפרוסה מעל הסליל האינדוקטיבי.לפני ביצוע המדידה, ודא כי התאורה של מנדף האידוי כבויה. כעת, הדלק את מנורת ההלוג כדי להאיר את פרוסת הסיליקון, והשאר אותה דולקת למשך כדקה. במהלך תקופת ההארה, לחץ בתוכנה על כפתור Measure.לאחר מכן התוכנה תתחיל באיסוף נתונים. הזן שם קובץ בתיבת הבקשה, והגדר את אפשרות ממוצע הדגימות (Sample Averaging) ל-10. לאחר כדקה של הארה, כבה את המנורה ולחץ מיד על כפתור הממוצע (Average) בחלון איסוף הנתונים (Taking Data).התוכנה תבצע 10 מדידות. לאחר מכן, לחצו על OK. כעת, החזירו בזהירות את המכל למשטח מנדף העש يؤים, הסירו בזהירות את המכסה, והוציאו בזהירות את הפרוסה (wafer). שטפו את הפרוסה שנבדקה בכלי השטיפה הייעודיים, ולאחר מכן בצעו שטיפה סופית באמצעות ברז מי ה-DI במנדף העש يؤים.לאחר מכן, אחסנו את הפרוסה שנבדקה, וחזרו על התהליך עבור כל פרוסת סיליקון שטרם נמדדה. עם סיום הניסוי, פעלו לפי הוראות הניקוי המופיעות בפרוטוקול הטקסט. בעקבות הפרוטוקול המתואר, שבו פרוסות סיליקון עובדו, נחרטו, הושקעו בחומצה פלואורידית ונמדדו באמצעות כלי הפוטו-מוליכות, התקבלה עקומת זמן חיים, המוגבלת על ידי תוצאות רקומינציה של פני השטח, כפי שניתן לראות על ידי המשולשים הכחולים.כאשר פרוסת סיליקון טבולה באמבט של חומצה הידרופלואורית מוארת על ידי מנורת הלוגן למשך דקה אחת, ולאחר מכן מבוצעת מדידת מוליכות אורית מיד לאחר ההארה, תתרחש עלייה משמעותית בזמן החיים, כפי שניתן לראות בעיגולים האדומים. עלייה זו בזמן החיים נובעת מהפחתה ברקומינציה שטחית. הפסיבציה של השטח החלה להדרדר תוך שניות מרגע כיבוי מנורת ההלוגן.העיגולים הכחולים מראים את התוצאה של המתנה של דקה אחת לאחר ההארה. לאחר צפייה בסרטון זה, אמורה להיות לכם הבנה טובה לגבי אופן מדידת זמן החיים של הbulk בסיליקון וייפרים באמצעות אמבט של חומצה פלואורידית, ובמיוחד כיצד לטפל בוייפרים לפני המדידה, כיצד להפעיל את הפסיבציה של הפני השטח באמצעות מקור אור, וכיצד למדוד את זמן החיים מיד לאחר ההארה. לאחר השליטה בטכניקה, ניתן לבצע אותה תוך שתיים עד שלוש דקות לכל וייפר.עם זאת, הכנת הפרוסות למדידה אורכת שעה, ולכן יעיל יותר מבחינת זמן למדוד קבוצות של פרוסות. בעת ביצוע הליך זה, חשוב לזכור כי יש לשמור על ניקיון פרוסות הסיליקון כדי להשיג באופן עקבי פסיבציה טובה מאוד של השטח, ובכך להיות מסוגלים לזהות ולאפיין פגמים בנפח (bulk defects). אין לשכוח כי עבודה עם חומצה פלואורידית (hydrofluoric acid) עלולה להיות מסוכנת ביותר, ויש לנקוט תמיד באמצעי זהירות כגון לבישת ציוד מיגון אישי ועבודה לפי שלבי הפרוטוקול בעת ביצוע טכניקה זו.

light-enhanced-hydrofluoric-acid-passivation-sensitive-technique-for

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

שימוש בגלבו פוטוניים גביש להאט את האור וחללי האומצה באופן נרחב על ידי קהילת פוטוניקה ביישומים רבים שונים. לכן ייצור ואפיון של התקנים אלה הם עניין רב. מאמר זה מתאר טכניקת הייצור שלנו ושתי שיטות אפיון אופטיות, דהיינו: פיזור interferometric (גלבו) ותהודה (עששת).

ייצור ואפיון של מנחי גלים פוטוניים Crystal להאט את האור וחללים

מסופק נוהל מפורט לסימום פני השטח של ממשקי סיליקון. סימום פני השטח הרדוד במיוחד מודגם על ידי שימוש בזרחן המכיל חד-שכבות ותהליך חישול מהיר. השיטה יכולה לשמש לסמים של משטחי שטח מקרוסקופיים כמו גם ננו-מבנים.

חד שכבתי לתקשר סימום של משטחי סיליקון וNanowires שימוש בתרכובות זרחן אורגניות

Biosensor אופטי ללא תווית לזיהוי חיידקים מהירים הוא הציג. Biosensor מבוסס על Si הנקבובי nanostructured, שנועד ללכוד באופן ישיר את תאי חיידקי היעד על פני השטח שלו. אנו משתמשים בנוגדנים חד שבטיים, משותקים על המתמר הנקבובי, כמו הבדיקות ללכוד. המחקרים שלנו מראים את הישימות של biosensors אלה לצורך זיהוי של ריכוזי חיידקים נמוכים תוך דקות ללא עיבוד לפני מדגם (כגון תמוגה תא).

זיהוי אופטי של א coli חיידקים על ידי Biosensors הסיליקון Mesoporous

אנו מדווחים על תהליך של שינוי באתרו של HF טופל סי פני (001) למצב הידרופילי או הידרופובי על ידי הקרנת דגימות בתאי microfluidic המלא H 2 O 2 פתרונות מתנול 2 O פתרון (0.01% -0.5%) או / H באמצעות לייזר UV פעמו של שטף דופק נמוך יחסית.

פינת שינוי סלקטיבית של יכולת רטיבות משטח סיליקון על ידי פעמו UV לייזר הקרנה בסביבה נוזלית

ניתן לקבוע את התכונות האופטיות, החשמליות והמבניות של נקעים ושל גבולות גרגרים בחומרים מוליכים למחצה על ידי ניסויים המבוצעים במיקרוסקופ אלקטרונים סורק. מיקרוסקופ אלקטרונים שימש לחקירת קתודולומינסנציה, זרם המושרה על ידי קרן אלקטרונים ועקיפה של אלקטרונים מפוזרים לאחור.

אפיון מקיף של פגמים מורחבים סמיקונדקטור חומרים על ידי מיקרוסקופ סורק האלקטרוני

בידוד תופעות חשמליות ותרמיות על דפורמציה בסיוע חשמלי (EAD) הוא מאוד קשה באמצעות דגימות macroscopic. Metallic מדגם מיקרו ננו יחד עם נוהל בדיקה מותאמת אישית פותחו כדי להעריך את ההשפעה של הנוכחי להחיל על היווצרות ללא חימום ג 'אול ואבולוציה של נקעים על דגימות אלה.

שיטה חדשה עבור<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון אלקטרומכני של דגימות ננומטריות

אנו מציגים שיטה מפורטת כדי לפברק deformable לרוחב NIPIN phototransistor מערך עבור חיישני תמונה מעוקל. המערך phototransistor עם טופס רשת פתוחה, אשר מורכב של האיים סיליקון דק, מתיחה interconnectors מתכת, מספק גמישות, stretchability. במנתח בפרמטר מאפיין המאפיין חשמל של phototransistor מפוברק.

ייצור של חיישן גמיש בהתאם לרוחב NIPIN Phototransistors

נדגים את הסינתזה של חלקיקים fusogenic הסיליקון הנקבובי למסירה oligonucleotide במבחנה, ויוו יעיל. הסיליקון הנקבובי חלקיקים נטענים עם siRNA ליצירת הליבה, שהטיחה מאת fusogenic שומנים דרך ההבלטה כדי ליצור את הקליפה. Functionalization moiety מיקוד איפיון חלקיקים הינם כלולים.

סינתזה Functionalization, איפיון חלקיקים הסיליקון הנקבובי Fusogenic למסירה Oligonucleotide

הצגנו כי תחריט של הננו-ארכיטקטורה לתוך התקנים מיקרו-אלקטרודה תאיים עשוי להפחית את התגובה הדלקתית ויש לו את הפוטנציאל לשפר הקלטות אלקטרופיזיולוגיות. השיטות המתוארות כאן מתווה גישה לחרוט ננו-ארכיטקטורות לפני השטח של מיקרואלקטרודות שאינן תפקודי ופונקציונלי בודד.

ליתוגרפיה של קרן יון ממוקדת לחרוט ננו-ארכיטקטורות למיקרואלקטרודות

עבודה זו מציגה פרוטוקולים microfabrication להשגת חללים ועמודים עם מחדש ופרופילים מחדש כפליים על SiO2/Si וופלים באמצעות פוטוגרפיה ותחריט יבש. משטחי מיקרו בעלי מרקם כתוצאה מראים דוחה נוזלי מדהים, מאופיין מלכודת חזקה לטווח ארוך של אוויר תחת נוזלי הרטבה, למרות wettability פנימית של סיליקה.

עיבוד SiO2/סי משטחים אומניפובי על ידי גילוף מיקרוטקסטורות גז-מיקרו הכוללת חללים מחדש ושני עמודים

מאמר זה עוקב אחר מחזור החיים של מהוד ממברנת סיליקון ניטריד, מתכנון דרך ייצור ועד אפיון.

ייצור ואפיון של מהודי ממברנת סיליקון ניטריד High-Q

למד טכניקת פסיבציה משופרת באמצעות חומצה הידרופלואורית לגילוי פגמים בסיליקון גורף בטמפרטורת החדר. שיטה זו מאפשרת למדוד ריכוזים נמוכים של פגמים המגבילים את יעילות תאי השמש.

פסיבציה אור משופרת חומצה הידרופלואורית: טכניקה רגישה לגילוי פגמים הסיליקון גורף

גלה סרטונים נוספים