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.
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이 논문에서
요약
초록
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
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 ....
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프로토콜
1. 실험 설정
- 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.
- 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.
- 흄 후드에 소수 캐리어 수명 시험기를 놓습니다. 흄 후드의 외부 테이블에 자리 잡고 있습니다 컴퓨터에 케이블을 연결합니다.
- 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.
- 흄 후드 내부에 할로겐 램프를 놓습니다. 이 시료가 위치 할 평생 테스터 단계를 조명 할 수 있도록 램프를 배치합니다.
- 흄 후드의 외부에 위치한다 전원에 할로겐 램프를 연결한다. 할로겐 램프가 켜져있는 경우, 그 강도는 적어도 0.02 W / 수명 시험기 무대에서 CM이 있어야한다.....
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결과
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.......
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토론
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.......
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공개 사항
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감사의 글
이 프로그램은 호주 재생 에너지국(ARENA)을 통해 호주 정부의 지원을 받았습니다. 여기에 표현된 견해, 정보 또는 조언에 대한 책임은 호주 정부에서 인정하지 않습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 불산 (48%) | Merck Millipore, http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrofluoric-acid-48%25,MDA_CHEM-100334 | 1003340500 | 유해하고 독성이 있습니다. 화학 물질이 분석 시약(AR) 등급인 경우 모든 공급업체를 사용할 수 있습니다. |
| 염산 32 %, AR | ACI Labscan, http://www.rcilabscan.com/modules/productview.php?product_id=1985 | 107209 | 유해하고 독성이 있습니다. 화학 물질이 분석 시약(AR) 등급인 경우 모든 공급업체를 사용할 수 있습니다. |
| 암모니아 (30 %) 용액 AR | 화학 공급, https://www.chemsupply.com.au/aa005-500m | AA005 | 유해 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-107209 | 1072092500 | 유해하고 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=4562992 | 5879-03 | 유해하고 독성이 있습니다. 화학 물질이 분석 시약(AR) 등급인 경우 모든 공급업체를 사용할 수 있습니다. |
| 640ml 원형 플라스틱 용기 | Sistema, http://sistemaplastics.com/products/klip-it-round/640ml-round | 이것은 15% HF 용액을 보관하기 위한 좋은 용기입니다. | |
| WCT-120 수명 테스터 | Sinton 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 V | OSRAM Sylvania, http://www.sylvania.com/en-us/products/halogen/Pages/default.aspx | 54776 | 동등한 램프를 사용할 수 있습니다. |
| 전압 전원 | 가정용 전원 공급 장치 | 최대 90볼트 및 1-5암페어를 생산할 수 있는 경우 모든 전원 공급 장치를 사용할 수 있습니다. | |
| 전도도 측정기 | WTW, http://www.wtw.de/uploads/media/US_L_07_Cond_038_049_I_02.pdf | LF330 |
참고문헌
- 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).
- Wan, Y., McIntosh, K. R., Thomson, A. F., Cuevas, A.
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재인쇄 및 허가
