バルクシリコンの欠陥の再結合活性を調べるRT液体表面パッシベーション技術が記載されています。 1分間15%のフッ酸と、(iii)照明(I)において、化学洗浄及びシリコンのエッチング、シリコンの(ii)の浸漬:技術を成功させるには、3つの重要な手順が必要です。
方法論記事
バルクシリコンの欠陥の再結合活性を調べるRT液体表面パッシベーション技術が記載されています。 1分間15%のフッ酸と、(iii)照明(I)において、化学洗浄及びシリコンのエッチング、シリコンの(ii)の浸漬:技術を成功させるには、3つの重要な手順が必要です。
手順が提示されているフッ酸(HF)にウェーハを浸漬する際に、一時的に表面パッシベーションの非常に高いレベルを達成することにより、シリコンウエハのバルク寿命(> 100マイクロ秒)を測定しました。この手順により、3つの重要なステップは、バルク寿命を達成するために必要とされます。まず、HFにシリコンウェーハを浸漬する前に、それらを化学的に洗浄され、その後、25%の水酸化テトラメチルアンモニウムでエッチングされます。第二に、化学的に処理されたウェハは、次いでHFと塩酸の混合物を充填した大きなプラスチック容器に入れられ、その後、光伝導(PC)の測定のために誘導コイルを上にセンタリング。表面再結合を抑制し、バルク寿命を測定するために、ウェハはハロゲンランプを用いて1分間、0.2太陽に照らされている第三に、照明がオフにされ、そしてPCの測定が直ちに行われます。この手順により、バルクシリコンの欠陥の特性を正確に決定することができます。毛皮thermore、それは、その濃度が(<10 12 cm -3程度)低い場合に敏感なRT表面パッシベーション技術は、バルクシリコンの欠陥を検査するために不可欠であることが予想されます。
高寿命(> 1ミリ秒)単結晶シリコンは、高効率の太陽電池のため、これまで以上に重要になってきています。埋め込まれた不純物の再結合特性を理解することであって、重要な話題のままです。グローンイン欠陥の再結合活性を調べるために最も広く用いられる技術の一つは、光伝導方法1によるものです。この技術により、それは、このように、それが困難な成長の欠陥の再結合特性を検査すること、バルク再結合から完全に独立した表面にはしばしば困難です。幸い<5 cmで/秒の非常に低い効果的な表面再結合速度を達成することができるいくつかの誘電体膜(S effは )存在し、効果的に表面再結合を阻害します。 2、酸化アルミニウム(Al 2 O 3)3、アモルファスシリコン(-Si:H)4:これらは、窒化珪素(HしたSiN を x)です。堆積とANこれらの誘電体膜のnealing温度(〜400℃)永久グローンイン欠陥の再結合活性を不活性化しないよう十分に低いと考えられています。これの例としては、鉄-ホウ素5ホウ素6酸素欠陥です。しかし、最近では 、n -型チョクラルスキー(CZ)シリコンにおける空孔および酸素空孔リン欠陥が完全に250-350°C 7,8の温度で失活されることがわかりました。同様にフロートゾーン(FZ) のp型シリコンの欠陥は、〜250℃で9で無効化することがわかりました。したがって、このようなプラズマ強化化学蒸着(PECVD)、原子層堆積(ALD)などの従来の不動態化技術は、成長中のバルクの欠陥を検査するために、表面再結合を抑制するために適切ではないかもしれません。さらに、SiNをX:Hとa-Si:H膜は、水素化10,11を介してバルクシリコンの欠陥を不活性化することが示されています。したがって組換え活性のOを調べるために、 Fグローイン欠陥、RT表面パッシベーション技術は理想的であろう。湿式化学表面パッシベーションは、この要件を満たします。
1990年代にHoranyi らは、S effは <10 cmで/秒12を達成し 、ヨウ素エタノール中のシリコンウェーハの浸漬(IE)の溶液をシリコンウェーハを不動態化するための手段を提供することを実証しました。 2007年マイヤーらは2009年にChhabra ら 5cmのS effの /秒のシリコンウェーハを浸漬することによって達成することができることを実証しながらヨウ素メタノール(IM)ソリューションは、7 cmで/秒13に表面再結合を低減することができることを示しましたキンヒドロン-メタノール(QM)ソリューション14,15インチIE、IMと品質管理ソリューションによって達成優れた表面保護にもかかわらず、彼らは、高純度のシリコンウェーハのバルク寿命を測定するための適切な表面パッシベーション(S effは <5センチメートル/秒)を提供していません。
">表面パッシベーションの高いレベルを達成するための別の手段は、HF酸中にシリコンウェーハを浸漬することによってである。シリコンウェハを不動態化するためにHFを使用するという概念は、最初Yablonavitch らによって導入されたヌクレオチド。の記録低いS effの を示した 1986年に0.25±0.5センチメートル/秒16。優れた表面パッシベーションは、高抵抗率のウェーハ上に達成されたが、我々はこのように寿命測定に大きな不確実性を追加して、技術は非反復であることが判明している。したがって、一貫非常に達成することにより不確実性を制限します低いS effは (約1 cmで/秒)は、3つの重要なステップを組み込んだ新しいHFの保護技術、(I)、化学的に洗浄し、シリコンウエハのエッチング、15%のHF溶液中に(ii)の浸漬及び(iii)を開発しました照明は、1分17,18のために、この手順は、上記の従来のPECVD及びALD堆積法と比較して簡単かつ効率的な時間の両方です。アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
1。実験のセットアップ
2. 15%のHF溶液の準備
注意:HFは危険な化学物質であり、注意して扱われなければなりません。それは、ゆっくりと持続、および暴露後の身体に深いダメージが発生します。 HFは容易に他の酸のような肌を燃焼しない - むしろそれが肌に素早く吸収し、骨に深く膨れや損傷を引き起こします。これは、フッ素は、カルシウムと反応する骨が脆く、水ぶくれになることを意味します。 HFはまた、神経の調節および浸透セルバランスで使用されている遊離カルシウムと結合するので、体内の遊離カルシウムの結合は致命的なことができます。 それは非常に重要ですユーザーは、HFを使用した場合、実験室の安全性のプロトコルに従い、彼らはHF応急処置キットとhexafluorine(またはグルコン酸カルシウムゲル)の場所を知っている保証します。
寿命試験機の3キャリブレーション
5.測定手順
ビーカーやコンテナの6化学クリーニング
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図1aに概略を示し 、図1bは、実験の写真を示します。シリコンウェーハをHF水溶液に浸漬されると、その後寿命試験機台上に置き、測定は(照明の前に)実行され、表面再結合によって制限される寿命曲線は、 図2の青い三角で示すようになります。 図2の赤色の丸で示すようしかし、 図1に示すように、(HFに浸漬している間)、そして測定を照射した直後に実行され、サンプルを1分間照射されたときに、寿命の増加が起こります。表面再結合の減少への照明の結果後の寿命の増加、ひいては図2の赤い丸は今バルク再結合によって制限され、表面されていない寿命を表します。生涯ポスト照明意志の増加サンプリングするサンプルごとに異なり、技術が正しく動作している場合しかし、寿命の増加は常に照明による表面再結合の減少は、バルク再結合するので寿命が改善されませんそれによってバルク寿命は、(<100マイクロ秒)低くない提供起こるべき支配的になり...
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上述のバルクシリコン寿命測定技術の実装を成功は、3つの重要なステップ、(I)、化学的に1分17は15%のHF溶液および(iii)照明における(ii)の浸漬、洗浄、シリコンウエハのエッチングに基づいています、 18,19。これらのステップがなければ、バルク寿命はどの確実に測定することはできません。
測定技術は、室温で実施されるように、表面パッシベーション品質は表面汚染(金属、有機膜)に非常に敏感です。 20効果的に表面の汚染物質を除去するために、SC 1溶液が(:NH 4 OH、H 2 O 2 H 2 O)が使用されます。シリコンウェハは、SC 1に浸漬される場合、溶液は、例えば、金、銀、銅、ニッケル、カドミウム、亜鉛、コバルト、クロム20として金属汚染物質と共に、酸化分解および溶解による有機表面フィルムを除去します。ポストSC 1洗浄には、そのよ可能ですOME微量元素は、クリーンから生じる水和酸化物膜中にトラ...
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著者らは開示するものは何もない。
このプログラムは、オーストラリア再生可能エネルギー庁(ARENA)を通じてオーストラリア政府によって支援されています。ここに表明された見解、情報、またはアドバイスに対する責任は、オーストラリア政府によって受け入れられません。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| フッ化水素酸(48%) | メルクミリポア、 http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrofluoric-acid-48%25,MDA_CHEM-100334 | 1003340500 | 有害で有毒です。化学物質が分析試薬(AR)グレードであれば、どのサプライヤーでも使用できます。 |
| 塩酸32%、AR | ACI Labscan、http://www.rcilabscan.com/modules/productview.php?product_id=1985 | 107209 | 有害で有毒です。化学物質が分析試薬(AR)グレードであれば、どのサプライヤーでも使用できます。 |
| アンモニア(30%)溶液AR | 化学供給、https://www.chemsupply.com.au/aa005-500m | AA005 | で有毒です。化学物質が分析試薬(AR)グレードであれば、どのサプライヤーでも使用できます。 |
| 過酸化水素(30%) | メルクミリポア、http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrogen-peroxide-30%25,MDA_CHEM-107209 | 1072092500 | 有害で有毒です。化学物質が分析試薬(AR)グレードであれば、どのサプライヤーでも使用できます。 |
| 水酸化テトラメチルアンモニウム(H2O) | J.T Baker、https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4562992 | 5879-03 | で25%有害で有毒です。化学物質が分析試薬(AR)グレードであれば、どのサプライヤーでも使用できます。 |
| 640ml丸型プラスチック容器 | Sistema、http://sistemaplastics.com/products/klip-it-round/640ml-round | これは15%HF溶液を保存するのに適した容器です。 | |
| WCT-120寿命 | テスターSinton Instrumentsは、 | ||
| 。 | Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com | ||
| Halogen optical lamp, ELH 300 W, 120 V | OSRAM Sylvania, http://www.sylvania.com/en-us/products/halogen/Pages/default.aspx | 54776 | 同等のランプを使用することができます。 |
| 電圧電源 | 自家製電源 | 最大90ボルトと1〜5アンペアを生成できれば、どの電源でも使用できます。 | |
| 導電率計 | WTW, http://www.wtw.de/uploads/media/US_L_07_Cond_038_049_I_02.pdf | LF330 |
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