방법 논문

향상된 광 불산 패시베이션 : 벌크 실리콘 결함을 검출하기위한 민감한 기술

DOI:

10.3791/53614

⸱

2016년 1월 4일

1Research School of Engineering, Australian National University

이 논문에서

요약

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

벌크 실리콘 결함 재조합 활성을 조사하기 위해 RT 액면 패시베이션 기술을 설명한다. 1 분 동안 15 % 불화 수소산 및 (iii) 조명 (I)에서 화학 세정 및 실리콘 에칭, 실리콘 (II) 침수 : 기술이 성공하기 위해서는 세 가지 중요한 단계가 필요합니다.

초록

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

절차가 제시된다 불산 (HF)에 웨이퍼를 침지 시켰을 때의 임시 표면 패시베이션 매우 높은 수준을 달성하여 실리콘 웨이퍼의 벌크 수명 (> 100 마이크로 초)을 측정한다. 이 절차에 의해 세 가지 중요한 단계는 벌크 수명을 달성하기 위해 요구된다. 우선, HF로 실리콘 웨이퍼를 침지하기 전에, 그들은 화학적으로 세정하고이어서 25 %의 테트라 메틸 암모늄 하이드 록 사이드 에칭. 둘째, 화학적으로 처리 된 웨이퍼는 HF와 염산의 혼합물로 채워진 커다란 플라스틱 용기 내에 배치하고 photoconductance (PC) 측정을위한 유도 코일을 통해 중심. 셋째, 표면 재결합을 억제하고 벌크 수명을 측정하기 위하여, 웨이퍼를 1 분 할로겐 램프를 사용하여 0.2 태양 조명되는, 조명은 스위치 오프되고, PC 측정 즉시 수행된다. 이 절차에 의해, 벌크 실리콘 결함의 특성을 정확하게 측정 할 수있다. 모피thermore, 그들의 농도 (<10 12cm -3) 낮을 때 민감한 RT 표면 패시베이션 기술은 벌크 실리콘의 결함을 조사하기위한 필수적 일 것으로 예상된다.

서론

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

높은 수명 (> 1 밀리 초) 단결정 실리콘 고효율 태양 전지 점점 더 중요 해지고있다. 매립 불순물의 재결합 특성을 이해하고, 그리고 중요한 주제로 남아있다. 그로운 - 인 결함의 재조합 활성을 조사하기위한 가장 널리 사용되는 방법 중 하나는 photoconductance 방법 1이다. 이 기술에 의해, 따라서 그것은 어려운 성장의 결함 재결합 특성을 조사하기 위하여, 벌크 재결합 완전히 분리면에 종종 어렵다. 다행히도 <5cm / sec로 매우 낮은 유효 표면 재결합 속도 (S의 EFF)를 달성하고, 따라서 표면 재결합을 효과적으로 억제 할 수있는 여러 유전 필름이 존재한다. (2), 산화 알루미늄 (Al2O3) (3)과 비정질 실리콘 (-Si : H) 4 : 이것들은 실리콘 질화물 (SiN으로 H는 X)이다. 증착 및이들 유전체 박막의 온도 (~ 400 °의 C)을 충분히 nealing 것은 영구적 Grown-in 결함의 재조합 활성을 해제하지 않도록 낮은 것으로 간주된다. 이것의 예로는 6 결함 철 - 붕소, 붕소와 산소 5이다. 그러나, 최근은 n 개의 타입 초크 랄 스키 (CZ) 실리콘 공공 산소와 공공 인 결함이 완전히 250-350 ° C 7,8의 온도에서 비활성화 할 수 있습니다 것으로 나타났습니다. 마찬가지로 부동 존 (FZ) P의 형 실리콘의 결함은 ~ 250 ° C (9)에서 비활성화 밝혀졌다. 따라서, 플라즈마 강화 화학 기상 증착 (PECVD) 및 원자 층 증착 (ALD)과 같은 종래의 패시베이션 기술은 벌크 성장 결함을 검사하는 표면 재결합을 억제하기에 적합하지 않을 수있다. 또한, 죄가 X : H 및-시를 : H 필름은 수소 10, 11을 통해 벌크 실리콘 결함을 비활성화하는 것으로 나타났다. 따라서 재조합 O 활동을 조사 F는 어른의 결함, RT 표면 보호 기술은 이상적 일 것이다. 습식 표면 패시베이션은 이러한 요구 사항을 충족.

1990 Horanyi 등 알. S의 EFF <10cm / 초 12을 달성 요오드 에탄올에 실리콘 웨이퍼가 침지 (IE) 용액은 실리콘 웨이퍼 패시베이션하는 방법을 제공하는 것이 보였다. 2007 년 마이어 등. 2009 CHHABRA가 외. 5cm의 S의 EFF / 초는 실리콘 웨이퍼를 침지함으로써 달성 될 수 있음을 증명하면서 요오드 메탄올 (IM) 솔루션, 7cm / 초 (13)의 표면 재결합을 감소시킬 수 있음을 보여 주었다 quinhydrone - 메탄올 (QM) 솔루션 14, 15에서. IE, IM 및 QM 해결책에 의해 달성이 우수한 표면 보호에도 불구하고, 그것들은 고순도 실리콘 웨이퍼의 벌크 수명을 측정하기위한 적절한 표면 패시베이션 (S EFF <5cm / 초)을 제공하지 않는다.

NT "> 또 다른 수단은 HF 산에 실리콘 웨이퍼를 침지시켜 표면 패시베이션 높은 수준된다 달성했다. 실리콘 웨이퍼 패시베이션하는 HF를 사용하는 개념은 제 Yablonavitch 등에 의해 소개되었다. 기록 낮은 S eff를 입증 1986 년 0.25 ± 0.5 cm / 초 16. 우수한 표면 보호 높은 저항 웨이퍼에 도달했지만, 우리는 따라서 지속적으로 달성함으로써 불확실성을 제한 할 수 있습니다. 따라서 수명 측정에 큰 불확실성을 추가, 비 반복 될 수있는 방법을 발견했다 매우 낮은 S의 EFF는 (~ 1cm / 초), 우리는 세 가지 중요한 단계를 포함 새로운 HF 패시베이션 기술 (I) 화학적 세정 및 실리콘 웨이퍼의 에칭을, 15 %의 HF 용액에서 (ⅱ) 침지 및 (iii)을 개발했다 조명이 1 분 (17, 18)에 대한.이 절차는 위에서 설명한 기존 PECVD 및 ALD 증착 기술에 비해 간단하고 효율적인 시간 양이다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

프로토콜

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. 실험 설정

  1. 측정 기술에 적합한 흄 후드를 찾아 더 나은 공기 흐름을 허용하고보다 명료을 줄이기 위해 어떤 관련이없는 장비를 제거합니다. 흄 후드에서 불화 수소산 (HF) 이외의 화학 물질을 사용하지 마십시오.
  2. 도전 율계를 이용하여 흄 후드 내의 수돗물에서 탈 (DI) 물 품질을 테스트. 탈 이온수 20 ° C의 온도에서 최대 0.055 μS / cm의 전도도를 가지고 있는지 확인하십시오.
  3. 흄 후드에 소수 캐리어 수명 시험기를 놓습니다. 흄 후드의 외부 테이블에 자리 잡고 있습니다 컴퓨터에 케이블을 연결합니다.
  4. 컴퓨터와 수명 시험기에 전환합니다. 컴퓨터의 수명 시험기 파일을 열고 컴퓨터와 수명 시험기 사이의 정확한 통신을 보장하기 위해 '측정'버튼을 클릭합니다. 컴퓨터와 테스터가 올바르게 연결되어있는 경우 수명 시험기에 광원이 깜박한다.
  5. 흄 후드 내부에 할로겐 램프를 놓습니다. 이 시료가 위치 할 평생 테스터 단계를 조명 할 수 있도록 램프를 배치합니다.
  6. 흄 후드의 외부에 위치한다 전원에 할로겐 램프를 연결한다. 할로겐 램프가 켜져있는 경우, 그 강도는 적어도 0.02 W / 수명 시험기 무대에서 CM이 있어야한다.

2. 15 % HF 용액을 제조

참고 : HF는 위험한 화학 물질 및 관리로 치료해야합니다. 그것은 지속, 느린 원인 및 노출 후 몸에 깊은 손상. HF는 쉽게 다른 산처럼 피부를 점화하지 않습니다 - 오히려 피부에 빠르게 흡수 및 뼈에 깊이 젖어 손상이 발생합니다. 이 불소는 칼슘과 반응으로 뼈가 부서지기 쉬운과 물집이 될 수 있다는 것을 의미한다. HF는 신경 규제와 삼투압 세포의 균형에 사용되는 무료 칼슘과 결합, 그래서 몸에 무료 칼슘의 결합은 치명적일 수있다. 그것은이 가장 중요하다사용자는 HF를 사용할 때 실험실 안전 프로토콜을 따르며, 그들이 HF 구급 hexafluorine 및 (또는 글루 콘산 칼슘 겔)의 위치를​​ 알고 보장한다.

  1. 흄 후드에 (제 1과 동일) 화학적 청소 원형 플라스틱 용기 (: 55mm, D 170mm H)를 놓습니다. 용기는 투명한 플라스틱 뚜껑이 있어야합니다. 화학적으로 사용하기 전에 용기를 청소하는 방법에 대한 제 6 절을 참조하십시오.
  2. HF 용액이 근처에 장애물없이 준비 할 수 있도록 흄 후드에서 플라스틱 용기 주변을 취소합니다.
  3. 모든 개인 보호 장비 (PPE)를 적용합니다.
  4. 주의 : 100 ㎖ DI 물 (H 2 O)의 컨테이너에 HF의 50 ML을 추가합니다.
  5. 주의 : 컨테이너에 염산 (HCL) 20 ㎖를 추가하고 H 2 O 혼합 : HF : 플라스틱 핀셋을 사용하여 HCl 용액을. 철저하게 나중에 핀셋을 씻어.
  6. 주의 : 플라스틱 용기에 뚜껑을 놓고 soluti을 허용에 1 시간 동안 정착한다. 이 기간 동안, HF 연기는 뚜껑에 응축됩니다.
  7. 적절하게 컨테이너를 라벨, 그것은 분명 그것이 HF이 포함되어 있는지 확인합니다.
    참고 : HF 용액은 사용량이 1-2 개월 지속됩니다. 따라서 용액을 측정이 수행 될 때마다 교환 할 필요가 없다.

평생 테스터 3. 교정

  1. 알려진 저항과 전도의 최소 6 실리콘 웨이퍼를 찾습니다. 이상적 비저항 범위는 0.1 내지 100 Ω-cm에 걸쳐한다.
  2. 컴퓨터에서 수명 시험기 교정 파일을 엽니 다. 테이블의 각 웨이퍼의 저항을 입력 한 후 '웨이퍼의 업데이트 #'을 클릭합니다.
  3. 교정 파일의 '데이터 가져 오기'버튼을 클릭하고 수명 시험기의 세부 사항을 입력합니다.
  4. 필요한 모든 PPE를 적용합니다.
  5. 주의 : 유도 코일을 통해 고주파 수명 시험기 무대에서 솔루션과 위치를 (블루 가득 플라스틱 용기를 놓습니다전자 원 영역).
  6. 컴퓨터의 '에어 전압'을 측정하는 메시지가 나타나면 '확인'버튼을 클릭하여 HF 용액의 전압을 측정한다. 이 경우, 공기는​​ HF 용액의 전도도에 의해 대체되었다.
  7. 주의 : 조심스럽게 무대에서 HF 가득 컨테이너를 제거하고 흄 후드 벤치에 놓습니다. 조심스럽게 뚜껑을 제거합니다.
  8. 주의 : 뚜껑이 용기로부터 제거 된 경우, 플라스틱 핀셋을 사용하여 HF 용액에 1 실리콘 웨이퍼를 몰입. 용기에 뚜껑을 다시 놓습니다.
  9. 주의 : 다시 수명 시험기 단계와 유도 코일을 통해 위치를 상에 플라스틱 용기를 놓습니다. 실리콘 웨이퍼는 코일 (파란색 원 영역) 위에 중심되어 있는지 확인합니다.
  10. 컴퓨터의 '샘플 전압을'측정하라는 메시지가 표시되면, 다시 한 번 '확인'버튼을 클릭합니다. 무대에서 컨테이너를 제거하고 흄 후드 벤치에 놓습니다.
  11. 주의 : 조심스럽게 r에 플라스틱 핀셋을 사용하여 HF 용액으로부터 실리콘 웨이퍼를 가져 가십시오 및 전용 린스 비커에 웨이퍼를 헹군다. 흄 후드에서 수돗물 최종 린스를 수행합니다.
  12. 주의 : 다시 용기 위에 뚜껑을 놓고 다시 수명 테스터 스테이지로 컨테이너를 배치합니다.
  13. 모든 샘플이 측정 될 때까지 반복 3.12에 3.6 단계를 반복합니다.
  14. 모든 샘플을 측정 한 후, 교정 파일에 '맞춤 데이터'버튼을 클릭합니다. 이는 측정 된 데이터에 포물선 적합하고이 설정에 특정한 교정 계수 A, B 및 C를 제공 할 것이다.
  15. 컴퓨터에서 수명 시험기 파일을 열고 '설정'탭을 클릭합니다. HF 설정을위한 새로운 보정 계수 A, B 및 C에 입력합니다. 새로운 이름으로 파일을 저장합니다.
    참고 : HF 설정은 매 6 개월마다 교정을 필요로한다. 따라서 설치를 측정이 수행 될 때마다 보정 할 필요가 없다.
jove_title "> 4. 실리콘 웨이퍼의 습식 화학 치료 전에 측정에

  1. 표준 깨끗한 1 (SC 1)을 준비합니다.
    1. 주의 : 알칼리 할당 흄 후드에서 2 L 유리 비커에 탈 이온수 1295 ㎖의 수산화 암모늄 (NH 4 OH) 185 mL로 추가한다.
    2. 주의 : 50 ° C ~의 온도로 NH 4 OH 솔루션 : 장소는 뜨거운 접시에 비커 및 H 2 O를 가열한다. 비커를 충당하기 위해 시계의 유리를 사용합니다.
    3. 주의 : H 2 O 일단 : NH 4 OH 용액 ~ 50 ° C의 온도에 도달, 과산화수소 (H 2 O 2)의 185 mL를 추가하고, 온도가 도달 할 때까지 ~ ​​75 ° C를 가열하는 것을 계속한다. 이 H 2 O : NH 4 OH : H 2 O 2 용액 SC 1로 알려져있다.
      주 : SC 1 일에 효과적으로 깨끗한 실리콘 웨이퍼를 변경해야합니다.
  2. 표준 깨끗한 2 (SC 2)을 준비합니다.
    1. 주의 : 산에서, 흄 후드를 할당2 L의 유리 비커에 탈 이온수 1295 ml의 염산 185 ㎖에 추가 할 수 있습니다.
    2. 주의 : ~ 50 ° C의 온도로 HCl 용액 : 장소 핫 플레이트 위에 비커는 H 2 O를 가열한다. 비커를 충당하기 위해 시계의 유리를 사용합니다.
    3. 주의 : H 2 O 일단 : HCl 용액은 H 2 O 2의 185 mL를 추가하고, 온도가 도달 할 때까지 75 ℃ ~ 가열 계속 ~ 50 ° C의 온도에 도달 하였다. 이 H 2 O : 염산 : H 2 O 2 (2) SC 용액으로 알려져있다.
      참고 : 변경 SC 2 일 효과적으로 깨끗한 실리콘 웨이퍼에.
  3. 실리콘 에칭 용액을 제조 하였다.
    1. 알칼리 할당 흄 후드에서, 화학적으로 청정 2 L 유리 비커에 테트라 메틸 암모늄 하이드 록 사이드 (TMAH)를 1,600 ml의 추가. 화학적으로 사용하기 전에 비커를 청소하는 방법에 대한 제 6 절을 참조하십시오.
    2. ~ 85의 핫 플레이트 상에 놓고, 비이커의 온도로 TMAH 용액을 가열6; C. 비커를 충당하기 위해 시계의 유리를 사용합니다.
      참고 :이 결정화 시작할 때까지 TMAH 용액 1 개월 후, 즉, 변화를 필요로하지 않습니다.
  4. 습식 화학 처리를 수행합니다.
    1. 석영 크래들에로드 샘플 및 실험실에서 공동 HF 용액에 넣습니다. 농도는 중요하지 않다.
    2. 샘플 (마른 풀) 소수성하게되면 10 초 ~ 후, HF 용액에서 크래들을 제거하고 탈 이온수로 채워진 3 비커를 사용하여 린스 나.
    3. SC (1)가 준비되었습니다 흄 후드에 웨이퍼의 요람 전송. SC 1 ~ 75 ℃에서 안정화되면, 천천히 SC (1)에 웨이퍼의 요람을 담그지.
    4. 10 분 동안 SC 1의 웨이퍼를 청소합니다.
    5. 10 분 경과 후, SC (1)에서 웨이퍼의 요람을 제거하고 탈 이온수로 가득 세 2 L 유리 비커를 사용하여 씻어. 이러한 유리 비커 이전의 DI 물을 채우고 화학적으로 깨끗한. 에 6 절을 참조하십시오어떻게 화학적으로 비커를 청소합니다.
    6. 세척 한 후, 전용 후 SC (1) 처리를 위해 최선을 다하고 있습니다 HF 용액에 샘플을 배치합니다. 농도는 중요하지 않다.
    7. 샘플 (마른 풀) 소수성하게되면 10 초 ~ 후, HF 용액에서 크래들을 제거하고 탈 이온수로 채워진 3 비커를 사용하여 린스 나. 단계 4.4.5에서와 같은 비커를 사용합니다.
    8. SC 2가 준비되어있는 흄 후드에 웨이퍼의 요람 전송. SC 2 ~ 75 ℃에서 안정화되면, 천천히 SC (2)에 웨이퍼의 요람을 담그지.
    9. 10 분 동안 SC 2의 웨이퍼를 청소합니다.
    10. 10 분 경과 후, SC 2에서 웨이퍼의 요람을 제거하고 탈 이온수로 채워진 3 비커를 사용하여 씻어. 단계 4.4.5에서와 같은 비커를 사용합니다.
      참고 : 웨이퍼의 요람은 다음 날까지 탈 물이 가득 린스 비커 중 하나에 저장 될 수있다.
    11. 세척 후, 단지 게시물에 대한 전용 HF 용액에 샘플을 배치SC 2 처리. 농도는 중요하지 않다.
    12. 샘플 (마른 풀) 소수성하게되면 10 초 ~ 후, HF 용액에서 크래들을 제거하고 탈 이온수로 채워진 3 비커를 사용하여 린스 나. 단계 4.4.5에서와 같은 비커를 사용합니다.
    13. TMAH 용액이 준비되어있는 흄 후드에 웨이퍼의 요람 전송. TMAH 용액이 ~ 85 ℃에서 안정화되면, 천천히 TMAH 용액에 웨이퍼의 요람을 담그지.
    14. 5 분 동안 TMAH에서 웨이퍼를 에칭. 이 실리콘 ~ 5 μm의 제거됩니다.
    15. 5 분 경과 후, TMAH 용액으로부터 웨이퍼 받침대를 제거하고 탈 이온수로 채워진 3 비커를 사용하여 씻어. 단계 4.4.5에서와 같은 비커를 사용합니다. TMAH로 필요할 수 있습니다 이상 3 린스는 매우 '끈적'입니다.
    16. 실험이 설치되어있는 흄 후드에 탈 이온수에서 웨이퍼의 요람 전송. 1.1 절을 참조하십시오.
    17. 인트 후 2 시간 내에 제조 된 실리콘 웨이퍼를 측정P 4.4.16.

5. 측정 절차

  1. 필요한 모든 PPE를 적용합니다.
  2. DI 워터와 2 L 플라스틱 비커를 입력하고 흄 후드에 배치합니다. 이들은 실리콘 샘플 측정 후 세정에 사용한다.
  3. 린스 비커 근처의 흄 후드 내부 빈 500ml의 플라스틱 비이커 제자리에 플라스틱 핀셋을 놓습니다. 이들 핀셋 실리콘 샘플을 처리하기 위해 사용될 것이다.
  4. 컴퓨터에서 수명 시험기 파일을 엽니 다. 파일이 HF 측정 설정에 대한 올바른 보정 계수가 포함되어 있는지 확인합니다. 섹션 3을 참조하십시오.
  5. 수명 시험기 파일에서 '과도'모드를 선택합니다. 실리콘 웨이퍼의 세부 사항은 예를 들어, 두께, 저항률 및 도펀트 유형에 대해 측정 될 입력한다.
  6. 주의 : 장소 컨테이너 (에 뚜껑) 수명 시험기의 무대에 HF 가득 유도 코일 (파란색 원 지역)에 그것을 중심. 에 대한 솔루션 정착하자1 분.
  7. 컴퓨터에서 수명 시험기 파일의 '제로 악기'버튼을 클릭합니다. 이 용액의 전압을 측정 할 것이다.
    주 : 용액의 조성은 시간에 따라 변경되기 때문에 시간이 지남에 따라 용액의 전압은 감소 할 것이다. 이에 상관없이, HF 용액은 용액이 변경되지 않고 1~2개월 사용될 수 이유는 패시 품질의 어떤 저하를 보여주지 않는다.
  8. 주의 : 조심스럽게 수명 시험기 단계에서 컨테이너를 제거하고 흄 후드 벤치에 놓습니다.
  9. 주의 : 조심스럽게 HF 용액으로 채워진 용기에서 뚜껑을 제거합니다. 뚜껑 일부 축합이 있으면 신중 흄 후드에 탭을 이용하여 DI 물 린스 뚜껑.
  10. 주의 : 조심스럽게 HF 용액에 첫 번째 실리콘 웨이퍼를 체험. 플라스틱 핀셋을 사용하여, 가볍게는 용기의 바닥에 앉아 있도록 실리콘 웨이퍼 아래로 누른다.
  11. 트위터를 씻어S와 빈 500ml의 플라스틱 비커에 다시 배치합니다.
  12. 주의 : 조심스럽게 용기에 뚜껑을 다시 위치하게 한 후, 평생 테스터 무대에서 컨테이너를 배치합니다. 실리콘 웨이퍼는 유도 코일 (파란색 원 영역) 위에 위치되어 있는지 확인합니다.
  13. 린스와 장갑을 건조. 컴퓨터를 작동하기 전에 그들을 제거합니다.
  14. 흄 후드에서 형광등이 켜져 있으면 측정이 실시 될 전에, 그것은 꺼져해야합니다. 최소 빛을 측정하는 동안 필요합니다.
  15. 에 할로겐 램프를 전환하고,이 플라스틱 용기의 뚜껑을 통해 실리콘 웨이퍼를 조명 보장된다. 1 분 시간 (정확한 시간은 중요하지 않다).
  16. 조명 기간 동안, 컴퓨터의 수명 파일에서 '측정'버튼을 클릭합니다. 작은 창 표시 '촬영 데이터'가 나타납니다.
  17. 파일의 이름의 창 '데이터 촬영'을 입력합니다. '샘플 평균의에서당선자 (10).
  18. 실리콘 웨이퍼를 1 분 동안 조명 된 경우, 해제 할로겐 램프를 전환하고 즉시 '촬영 데이터'창에서 '평균'버튼을 클릭합니다. 수명 시험기는 10 번 깜박 수명 측정을 평균합니다.
    주 : 할로겐 램프가 꺼진 후에, 실리콘 웨이퍼의 보호 성능이 저하하기 시작하고, 따라서, 최상의 결과를 얻기 위해 조사 직후에 측정하는 것이 중요하다.
  19. 평균이 완료되면 '촬영 데이터'창에서 '확인'버튼을 클릭합니다.
  20. 다른 측정이 필요한 경우 반복 5.15-5.18 단계를 반복합니다.
  21. 주의 : 측정이 완료되면, 수명 시험기 단계에서 컨테이너를 제거하고 흄 후드 벤치에 놓습니다.
  22. 주의 : 조심스럽게 HF 용액으로 채워진 용기에서 뚜껑을 제거합니다. 뚜껑 일부 축합이 있으면 신중 수돗물을 사용하여 DI 물에 뚜껑 린스흄 후드에서.
  23. 주의 : 조심 플라스틱 핀셋을 사용하여 HF 용액으로부터 실리콘 웨이퍼를 제거하고 전용 린스 비커에 웨이퍼를 헹군다. 흄 후드에서 수돗물 최종 린스를 수행합니다.
  24. 더 많은 샘플을 측정 할 경우, 반복 5.10-5.23 단계를 반복합니다.
  25. 모든 샘플을 측정 한 후, 뚜껑을 용기에 배치되어 있는지 확인하고, 흄 후드에서 HF 용액을 저장합니다. 컨테이너가 적절하게 표시되어 있는지 확인합니다.
  26. 모든 커와 핀셋을 씻어 실험실에서 자신의 할당 된 장소에 보관하십시오.
  27. 수명 시험기 사용 후 1 시간 동안 흄 후드에 남아 다음 흄 후드에서 제거 할 수 있습니다.

커와 컨테이너 6. 화학 청소

  1. 섹션 4.1.1-4.1.4에 설명 된대로 알칼리성 할당 흄 후드에서, SC 1 용액을 제조.
  2. 화학적으로 깨끗한 커와 용기, 비커 / 컨테이너에 SC (1) 솔루션을 붓는다. 비커 캘리포니아N 번에 하나만 청소.
  3. 용액을 10 분 동안 비이커 / 용기를 청소하자. 비이커 / 용기가 플라스틱 인 경우에는 핫 플레이트 상에 배치 될 수 없으며, 따라서 SC 1 용액을 깨끗한 동안 냉각한다. 이 세정 공정에 영향을 미치지 않을 것이다.
  4. 그들은 또한 청소가 필요한 경우 10 분 후, 다른 비커 / 용기에 SC (1) 솔루션을 붓는다. 그렇지 않으면 큰 비커에 SC (1) 솔루션은 식지. 냉각되면, SC (1)는 흐르는 물에 싱크를 부어 할 수 있습니다.
  5. DI 물에 SC 1 청소 비이커 / 용기를 씻어.
  6. 섹션 4.2.1-4.2.4에 설명 된대로 산 할당 흄 후드에서, SC 2 용액을 제조.
  7. 단계 6.5에서 비커 / 용기에 SC 2 용액을 붓고. 이 솔루션은 10 분 동안 비이커 / 용기를 청소하도록 허용합니다.
  8. 그들은 또한 청소가 필요한 경우 10 분 후, 다른 비커 / 용기에 SC 2 용액을 붓는다. 그렇지 않으면 큰 비커에 SC 2 용액 식힌다. 일단 T를 부어 될 수 SC 2, 냉각그는 흐르는 물에 가라.
  9. DI 물에 SC 2 청소 비커 / 용기를 씻어. 비이커 / 컨테이너 이제 화학적으로 청소한다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

결과

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

그림 1a는 개략을 보여주고 그림 1b는 실험 장치의 사진을 보여줍니다. 실리콘 웨이퍼를 HF 용액에 침지되면,도 2에 청색 삼각형으로 도시 된 바와 같이, 발생할 것이다 표면 재결합에 의해 제한된다 수명 곡선을,이어서 수명 시험기 스테이지 상에 배치하고 측정 (조사 전에) 수행된다. 도 2에 빨간 원에 의해 도시 된 바와 같이, 그러나,도 1에 도시 된 바와 같이, (HF 담근 상태) 및 측정이 조사 직후에 수행되는 샘플은 1 분간 조사하면, 수명의 증가가 발생한다. 인해 표면 재결합의 감소를 조사 후의 결과 수명이 증가하고, 따라서도 2의 적색 동그라미 해주기 벌크 재결합에 의해 제한되지 않고 표면 수명을 나타낸다. 평생 포스트 조명의 증가샘플이 샘플에서, 기술이 제대로 작동하지만 경우, 수명의 증가는 항상 벌크 수명가 부족하지 않은 제공 발생...

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

토론

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

상기 벌크 실리콘 수명 측정 기술의 성공적인 구현은 세 개의 주요 단계, (I)와 화학적으로 1 분 17 15 % HF 용액 및 (iii) 조도 (ⅱ)의 침지, 세척 및 실리콘 웨이퍼를 에칭에 기반 (18, 19). 이러한 단계없이 벌크 수명은 어느 확실히 측정 할 수 없다.

측정 기술은 RT에서 수행되는 바와 같이, 표면 패시베이션 품질 표면 오염 (금속, 유기 막)에 매우 민감하다. (: NH 4 OH : H 2 O 2 H 2 O) (20)를 따라서 효과적으로 표면의 오염 물질을 제거하기 위해, SC (1) 솔루션이 사용됩니다. 실리콘 웨이퍼는 SC (1)에 침지 될 때, 용액은 금,은, 구리, 니켈, 카드뮴, 아연, 코발트 및 크롬 (20) 등의 금속 오염 물질과 함께, 산화 분해 및 용해에 의해...

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

공개 사항

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 프로그램은 호주 재생 에너지국(ARENA)을 통해 호주 정부의 지원을 받았습니다. 여기에 표현된 견해, 정보 또는 조언에 대한 책임은 호주 정부에서 인정하지 않습니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
불산 (48%)Merck Millipore,    http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrofluoric-acid-48%25,MDA_CHEM-1003341003340500유해하고 독성이 있습니다. 화학 물질이 분석 시약(AR) 등급인 경우 모든 공급업체를 사용할 수 있습니다.
염산 32 %, ARACI Labscan, http://www.rcilabscan.com/modules/productview.php?product_id=1985107209유해하고 독성이 있습니다. 화학 물질이 분석 시약(AR) 등급인 경우 모든 공급업체를 사용할 수 있습니다.
암모니아 (30 %) 용액 AR화학 공급, https://www.chemsupply.com.au/aa005-500mAA005유해 및 독성. 화학 물질이 분석 시약(AR) 등급인 경우 모든 공급업체를 사용할 수 있습니다.
과산화수소 (30 %)Merck Millipore, http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrogen-peroxide-30%25,MDA_CHEM-1072091072092500유해하고 독성이 있습니다. 화학 물질이 분석 시약(AR) 등급인 경우 모든 공급업체를 사용할 수 있습니다.
테트라메틸암모늄 하이드록사이드(H2O)에서 25%)J.T Baker, https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=45629925879-03유해하고 독성이 있습니다. 화학 물질이 분석 시약(AR) 등급인 경우 모든 공급업체를 사용할 수 있습니다.
640ml 원형 플라스틱 용기Sistema, http://sistemaplastics.com/products/klip-it-round/640ml-round이것은 15% HF 용액을 보관하기 위한 좋은 용기입니다.
WCT-120 수명 테스터Sinton Instruments,
, 데이터 수집 카드 및 기존 라이선스에 따른 Sinton Software를 포함한 소프트웨어.Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com
할로겐 광학 램프, ELH 300 W, 120 VOSRAM Sylvania, http://www.sylvania.com/en-us/products/halogen/Pages/default.aspx54776동등한 램프를 사용할 수 있습니다.
전압 전원가정용 전원 공급 장치최대 90볼트 및 1-5암페어를 생산할 수 있는 경우 모든 전원 공급 장치를 사용할 수 있습니다.
전도도 측정기WTW, http://www.wtw.de/uploads/media/US_L_07_Cond_038_049_I_02.pdfLF330
Microsoft Office Pro가 포함된 Dell 워크스테이션 http://www.sintoninstruments.com/Sinton-Instruments-WCT-120.html

참고문헌

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sinton, R. A., Cuevas, A. Contactless determination of current-voltage characteristics and minority-carrier lifetimes in semiconductors from quasi-steady-state photoconductance data. Appl. Phys. Lett. 69 (17), 2510-2512 (1996).
  2. Wan, Y., McIntosh, K. R., Thomson, A. F., Cuevas, A. Low surface recombination velocity by low-absorption silicon nitride on c-Si. IEEE J. Photovoltaics. 3 (1), 554-559 (2013).
  3. Hoex, B., Schmidt, J., Pohl, P., van de Sanden, M. C. M., Kessels, W. M. M. Silicon surface passivation by atomic layer deposited Al2O3. J. App. Phys. 104 (4), 044903(2008).
  4. 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).
  5. Macdonald, D., Cuevas, A., Wong-Leung, J. Capture cross-sections of the acceptor level of iron-boron pairs in p-type silicon by injection-level dependent lifetime measurements. J. App. Phys. 89 (12), 7932-7339 (2001).
  6. Schmidt, J., Bothe, K. Structure and transformation of the metastable boron- and oxygen-related defect center in crystalline silicon. Phys. Rev. B. 69 (2), 024107(2004).
  7. Rougieux, F., Grant, N., Murphy, J., Macdonald, D. Influence of Annealing and Bulk Hydrogenation on Lifetime Limiting Defects in Nitrogen-Doped Floating Zone Silicon. IEEE J. Photovoltaics. 5 (2), 495-498 (2014).
  8. Zheng, P., Rougieux, F., Grant, N., Macdonald, D. Evidence for vacancy-related Recombination Active Defects in as-grown n-type Czochralski Silicon. IEEE J. Photovoltaics. 5 (1), 183-188 (2014).
  9. Grant, N. E., Rougieux, F. E., Macdonald, D., Bullock, J., Wan, Y. Grown-in point defects limiting the bulk lifetime of p.-type float-zone silicon wafers. J. App. Phys. 117 (5), 055711(2015).
  10. Hallam, B., et al. Hydrogen passivation of B-O defects in Czochralski silicon. Energy Procedia. 38, 561-570 (2013).
  11. Hallam, B., et al. Advanced bulk defect passivation for silicon solar cells. IEEE J. Photovoltaics. 4 (1), 88-95 (2014).
  12. Hornyi, T. S., Pavelka, T., Ttt, P. In situ bulk lifetime measurement on silicon with a chemically passivated surface. App. Surf. Sci. 63 (1-4), 306-311 (1993).
  13. 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).
  14. Chhabra, B., Bowden, S., Opila, R. L., Honsberg, C. B. High effective minority carrier lifetime on silicon substrates using quinhydrone-methanol passivation. App. Phys. Lett. 96 (6), 063502(2010).
  15. Chhabra, B., Weiland, C., Opila, R. L., Honsberg, C. B. Surface characterization of quinhydrone-methanol and iodine-methanol passivated silicon substrates using X-ray photoelectron spectroscopy. Phys. Stat. Sol. (a). 208 (1), 86-90 (2011).
  16. Yablonovitch, E., Allara, D. L., Chang, C. C., Gmitter, T., Bright, T. B. Unusually low surface recombination velocity on silicon and germanium surfaces. Phys. Rev. Lett. 57 (2), 249-252 (1986).
  17. Grant, N. E., McIntosh, K. R., Tan, J. T. Evaluation of the bulk lifetime of silicon wafers by immersion in hydrofluoric acid and illumination. J. Solid State Sci. Technol. 1 (2), P55-P61 (2012).
  18. 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).
  19. Grant, N. E. Surface passivation and characterization of crystalline silicon by wet chemical treatments. , (2012).
  20. Kern, W. The evolution of silicon wafer cleaning technology. J. Electrochem. Soc. 137 (6), 1887-1892 (1990).
  21. Angermann, H., et al. Wet-chemical passivation of atomically flat and structured silicon substrates for solar cell application. App. Surf. Sci. 254 (12), 3615-3625 (2008).
  22. Angermann, H., Henrion, W., Rseler, A., Rebien, M. Wet-chemical passivation of Si(111)- and Si(100)-substrates. Mat. Sci. Eng. B. 73 ((1-3)), 178-183 (2000).
  23. Bertagna, V., Plougonven, C., Rouelle, F., Chemla, M. p- and n-type silicon electrochemical properties in dilute hydrofluoric acid solutions. J. Electrochem. Soc. 143 (11), 3532-3538 (1996).
  24. Bertagna, V., Erre, R., Rouelle, F., Chemla, M. Ionic components dependence of the charge transfer reactions at the silicon/HF solution interface. J. Solid State Electrochem. 4 (1), 42-51 (1999).
  25. Kolasinski, K. The mechanism of Si etching in fluoride solutions. Phys. Chem. Chem. Phys. 5 (6), 1270-1278 (2003).
  26. Trucks, G. W., Raghavachari, K., Higashi, G. S., Chabal, Y. J. Mechanism of HF etching of silicon surfaces: A theoretical understanding of hydrogen passivation. Phys. Rev. Lett. 65 (4), 504-507 (1990).
  27. Zhang, X. G. Electrochemistry of silicon and its oxide. , Kluwer Academic Publishers. (2001).

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재인쇄 및 허가

이 JoVE 논문의 텍스트 또는 그림 재사용 허가 요청

허가 요청

태그

TMAH

관련 논문