Luce migliorato Acido fluoridrico passivazione: una tecnica sensibile per il rilevamento di difetti Silicon Bulk

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di utilizzare un metodo di passivazione superficiale a temperatura ambiente per inibire la ricombinazione superficiale, in modo tale da poter caratterizzare con precisione i difetti di silicio di massa. Questo metodo può aiutarci a capire quali difetti limiteranno la durata dei wafer di silicio ad alta purezza, necessari per le celle solari ad altissima efficienza. Il vantaggio principale di questa tecnica è che può essere eseguita a temperatura ambiente, il che significa che l'attività di ricombinazione dei difetti di silicio di massa non cambierà durante la misurazione.

Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla misurazione dell'attività di ricombinazione di difetti di silicio di massa che esistono in basse concentrazioni che altrimenti sarebbero molto difficili da misurare con altre tecniche. In generale, le persone che non conoscono questo metodo avranno difficoltà perché inizialmente non si comprende il requisito di un'acqua deionizzata ad alta purezza e procedure di pulizia chimica, quindi è imperativo che la procedura venga seguita passo dopo passo. La preparazione della soluzione, comprese le note vitali sulla preparazione dell'acido fluoridrico, nonché le istruzioni generali per l'impostazione e la calibrazione dell'apparecchiatura sono tutte fornite nel protocollo di testo.

Raggiunto tale obiettivo, procedere con la pulizia dei wafer di silicio mediante trattamenti chimici. Iniziare con il caricamento dei campioni in una culla di quarzo. Quindi, trasferire la culla in un bagno di acido fluoridrico destinato all'uso generale.

Dopo circa 10 secondi, i campioni saranno idrofobici. Toglieteli dalla vasca e risciacquateli passandoli attraverso tre bagni d'acqua deionizzati. Successivamente, in una cappa aspirante, immergere lentamente la culla nella soluzione SC1, che è stata mantenuta a una temperatura di 75 gradi Celsius.

Lasciare andare il trattamento per 10 minuti. E nel frattempo, riempi tre bicchieri da due litri puliti chimicamente con acqua deionizzata. Dopo il trattamento SC1, risciacquare i campioni facendoli passare attraverso i tre bagni d'acqua.

Successivamente, immergere i campioni in un bagno di acido fluoridrico dedicato per circa 10 secondi. Quindi risciacquare i campioni utilizzando tre bagni d'acqua fresca deionizzata. A questo punto, spostare i campioni nella cappa aspirante dove è stata preparata la soluzione SC2 e riscaldarli a una temperatura stabile di 75 gradi Celsius.

Immergere i campioni nella soluzione SC2 per 10 minuti. Dopo il trattamento con SC2, risciacquare i campioni utilizzando i tre bagni d'acqua deionizzati. Se necessario, lasciare che i campioni rimangano nell'ultimo bagno d'acqua per una notte.

Dopo il risciacquo, immergere i campioni in un altro bagno di acido fluoridrico dedicato per 10 secondi. Anche in questo caso, sciacquare i campioni passandoli attraverso tre bagni d'acqua fresca deionizzata. Ora, portare i campioni nella cappa aspirante dove la soluzione TMAH viene riscaldata stabilmente a circa 85 gradi Celsius e immergere lentamente i campioni nella soluzione TMAH per incidere i wafer.

Lasciali reagire per cinque minuti per rimuovere circa cinque micron di silicio. Quindi, risciacquare la soluzione appiccicosa di TMAH utilizzando almeno tre bagni d'acqua deionizzati. Gli stessi becher di risciacquo possono essere riutilizzati qui.

Una volta risciacquato, procedere con la misurazione entro due ore. Questo processo viene condotto sotto una cappa aspirante. In preparazione, riempire due bicchieri di plastica da due litri con acqua deionizzata.

Prepara anche alcune pinzette di plastica nel cappuccio per maneggiare i campioni. Sul computer, aprire il file Lifetime Tester, che contiene i coefficienti di calibrazione corretti per l'impostazione di misurazione dell'acido fluoridrico. Selezionare transitorio dalle opzioni della modalità e immettere una descrizione delle variabili del wafer.

Ora, fissare con cura il coperchio del contenitore dell'acido fluoridrico e spostarlo sullo stadio Lifetime Tester, centrato sul cerchio blu, che rappresenta la posizione della bobina induttiva. Lasciate riposare la soluzione per circa un minuto prima di procedere. Quindi, sul computer, fare clic sul pulsante Zero Instrument per misurare la tensione della soluzione.

Dopo aver effettuato la misurazione, rimettere con cura il contenitore dell'acido fluoridrico sul banco della cappa aspirante. Lì, rimuovere il coperchio e sciacquare via la condensa sul coperchio con acqua deionizzata dal rubinetto dell'acqua della cappa aspirante. Ora, usando una pinzetta, trasferisci un wafer nel bagno di acido fluoridrico.

Premere leggermente l'ostia fino al fondo della vasca. Quindi, riposizionare il coperchio e riportare con cura il contenitore alla fase del tester a vita. Centrare il wafer sulla bobina induttiva.

Prima di effettuare una misurazione, assicurarsi che le luci della cappa siano spente. Ora, accendi la lampada alogena per illuminare il wafer di silicio e tienila accesa per circa un minuto. Durante il periodo di illuminazione, nel software, fare clic sul pulsante Misura.

Il software inizierà quindi a raccogliere i dati. Compila il prompt con un nome file e imposta l'opzione Media campione su 10. Dopo circa un minuto di illuminazione, spegnere la lampada e fare immediatamente clic sul pulsante Media nella finestra Dati di acquisizione.

Il software eseguirà 10 misurazioni. Quindi, fare clic su OK. Ora, rimetti con cura il contenitore sul banco della cappa aspirante, rimuovi con cautela il coperchio e rimuovi con cura il wafer. Sciacquare il wafer testato negli appositi becher di risciacquo, seguito da un risciacquo finale utilizzando il rubinetto dell'acqua DI nella cappa aspirante.

Quindi, conservare il wafer testato e ripetere il processo per ogni wafer di silicio da misurare. Dopo l'esperimento, seguire le istruzioni di pulizia fornite nel protocollo di testo. Seguendo il protocollo descritto, in base al quale i wafer di silicio sono stati trattati, incisi, immersi in acido fluoridrico e misurati utilizzando lo strumento di fotoconduttanza, una curva di vita, che è limitata dai risultati della ricombinazione superficiale, come visto dai triangoli blu.

Quando il wafer di silicio immerso nel bagno di acido fluoridrico viene illuminato da una lampada alogena per un minuto, e quindi viene eseguita una misurazione della fotoconduttanza subito dopo l'illuminazione, si verificherà un aumento significativo della durata, come si vede dai cerchi rossi. Questo aumento della durata è dovuto a una riduzione della ricombinazione delle superfici. La passivazione superficiale ha iniziato a degradarsi pochi secondi dopo lo spegnimento della lampada alogena.

I cerchi blu mostrano la conseguenza dell'attesa di un minuto dopo l'illuminazione. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come misurare la durata di massa dei wafer di silicio utilizzando un bagno di acido fluoridrico, in particolare come trattare i wafer prima della misurazione, come attivare la passivazione superficiale utilizzando una sorgente luminosa e come misurare la durata immediatamente dopo l'illuminazione. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in due o tre minuti per wafer.

Tuttavia, ci vorrà un'ora per preparare i wafer per la misurazione, e quindi è efficiente in termini di tempo misurare lotti di wafer. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare che i wafer di silicio devono essere mantenuti puliti per ottenere costantemente un'ottima passivazione superficiale e quindi essere in grado di rilevare e caratterizzare i difetti di massa. Non dimenticare che lavorare con l'acido fluoridrico può essere estremamente pericoloso e che durante l'esecuzione di questa tecnica è necessario prendere sempre precauzioni come indossare dispositivi di protezione individuale e seguire la procedura passo dopo passo.