향상된 광 불산 패시베이션 : 벌크 실리콘 결함을 검출하기위한 민감한 기술

이 절차의 전반적인 목표는 표면 재결합을 억제하기 위해 실온 표면 부동태화 방법을 사용하여 벌크 실리콘 결함을 정확하게 특성화할 수 있도록 하는 것입니다. 이 방법은 고효율 태양 전지에 필요한 고순도 실리콘 웨이퍼의 수명을 제한하는 결함을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 실온에서 수행할 수 있다는 것인데, 이는 벌크 실리콘 결함의 재결합 활성이 측정 중에 변하지 않는다는 것을 의미합니다.

이 기술의 의미는 다른 기술로 측정하기 매우 어려운 저농도로 존재하는 벌크 실리콘 결함의 재결합 활성을 측정하는 것으로 확장됩니다. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 고순도 DI 물 및 화학적 세척 절차에 대한 요구 사항이 처음에는 이해되지 않기 때문에 어려움을 겪을 것이므로 절차를 단계별로 따라야 합니다. 불산 준비에 대한 필수 참고 사항을 포함한 용액 준비와 일반 설정 및 장비 보정 지침은 모두 텍스트 프로토콜에 제공됩니다.

이러한 목표를 달성하면 화학 처리를 사용하여 실리콘 웨이퍼 세척을 진행하십시오. 석영 크래들에 샘플을 로드하는 것으로 시작합니다. 그런 다음 요람을 일반 사용을 위한 불화 수소산 수조로 옮깁니다.

약 10초 후에 샘플은 소수성이 됩니다. 욕조에서 꺼내 3개의 탈이온수 중탕에 통과시켜 헹굽니다. 다음으로, 흄 후드에서 섭씨 75도의 온도로 유지된 SC1 용액에 크래들을 천천히 담그십시오.

10분 동안 치료를 계속합니다. 한편, 화학적으로 세척된 2리터 비커 3개에 탈이온수를 채웁니다. SC1 처리 후 샘플을 세 개의 수조에 통과시켜 헹굽니다.

다음으로, 샘플을 약 10초 동안 전용 불산 수조에 담그십시오. 그런 다음 세 개의 신선한 탈이온수 수조를 사용하여 샘플을 헹굽니다. 이제 샘플을 SC2 용액이 준비된 흄 후드로 옮기고 섭씨 75도까지 안정적으로 가열합니다.

샘플을 SC2 용액에 10분 동안 담그십시오. SC2 처리 후 3개의 탈이온수 수조를 사용하여 샘플을 헹굽니다. 필요한 경우 샘플을 마지막 수조에 밤새 그대로 두십시오.

헹굼 후 샘플을 다른 전용 불산 수조에 10초 동안 담그십시오. 다시 말하지만, 샘플을 세 개의 신선한 탈이온수 수조에 통과시켜 헹굽니다. 이제 TMAH 용액이 약 섭씨 85도까지 안정적으로 가열되는 흄 후드로 샘플을 가져가 샘플을 TMAH 용액에 천천히 담그고 웨이퍼를 에칭합니다.

약 5미크론의 실리콘을 제거하기 위해 5분 동안 반응하게 합니다. 다음으로, 최소 3번의 탈이온수 수조를 사용하여 끈적끈적한 TMAH 용액을 헹굽니다. 동일한 헹굼 비커를 여기에서 다시 사용할 수 있습니다.

헹구면 2시간 이내에 측정을 진행하십시오. 이 프로세스는 흄 후드 아래에서 수행됩니다. 준비시 2 개의 2 리터 플라스틱 비커에 탈 이온수를 채 웁니다.

또한 샘플을 처리하기 위해 후드에 플라스틱 핀셋을 준비합니다. 컴퓨터에서 불산 측정 설정에 대한 올바른 교정 계수가 포함된 수명 테스터 파일을 엽니다. 모드 옵션에서 Transient를 선택하고 웨이퍼의 변수에 대한 설명을 입력합니다.

이제 불산 용기의 뚜껑을 조심스럽게 고정하고 유도 코일의 위치를 나타내는 파란색 원 중앙의 Lifetime Tester 스테이지로 이동합니다. 계속하기 전에 약 1분 동안 용액을 가라앉히십시오. 그런 다음 컴퓨터에서 Zero Instrument 버튼을 클릭하여 솔루션의 전압을 측정합니다.

측정을 수행한 후 불산 용기를 흄 후드 벤치에 조심스럽게 되돌려 놓습니다. 거기에서 뚜껑을 제거하고 흄 후드의 수도꼭지에서 DI 물로 뚜껑의 결로 현상을 헹굽니다. 이제 핀셋을 사용하여 하나의 웨이퍼를 불산 수조로 옮깁니다.

웨이퍼를 욕조 바닥까지 가볍게 누릅니다. 그런 다음 뚜껑을 닫고 용기를 평생 테스터 단계로 조심스럽게 다시 운반합니다. 웨이퍼를 유도 코일 위의 중앙에 놓습니다.

측정하기 전에 흄 후드 표시등이 꺼져 있는지 확인하십시오. 이제 할로겐 램프를 켜서 실리콘 웨이퍼를 비추고 약 1분 동안 켜두십시오. 조명 기간 동안 소프트웨어에서 측정 버튼을 클릭합니다.

그러면 소프트웨어가 데이터를 수집하기 시작합니다. 프롬프트에 파일 이름을 입력하고 Sample Averaging 옵션을 10으로 설정합니다. 약 1분 동안 조명을 켠 후 램프를 끄고 즉시 데이터 가져 오기 창에서 평균 버튼을 클릭합니다.

소프트웨어는 10개의 측정을 수행합니다. 그런 다음 확인을 클릭합니다. 이제 용기를 흄 후드 벤치에 조심스럽게 되돌려 놓고 조심스럽게 뚜껑을 제거하고 웨이퍼를 조심스럽게 제거합니다. 테스트된 웨이퍼를 전용 헹굼 비커로 헹구고 흄 후드의 DI 워터 탭을 사용하여 최종 헹굽니다.

그런 다음 테스트된 웨이퍼를 보관하고 측정할 각 실리콘 웨이퍼에 대해 프로세스를 반복합니다. 실험이 끝나면 텍스트 프로토콜에 제공된 정리 지침을 따릅니다. 설명된 프로토콜에 따라 실리콘 웨이퍼를 처리, 에칭, 불화수소산에 담그고 광전도도 도구를 사용하여 측정했으며, 이는 파란색 삼각형에서 볼 수 있듯이 표면 재결합 결과에 의해 제한되는 수명 곡선입니다.

불산 수조에 잠긴 실리콘 웨이퍼를 할로겐 램프로 1분 동안 조명한 다음 조명 직후 광전도도 측정을 수행하면 빨간색 원에서 볼 수 있듯이 수명이 크게 증가합니다. 이러한 수명 증가는 표면 재결합의 감소로 인한 것입니다. 표면 부동태화는 할로겐 램프를 끈 후 몇 초 이내에 저하되기 시작했습니다.

파란색 원은 조명 후 1분을 기다린 결과를 나타냅니다. 이 비디오를 시청한 후에는 불산 수조를 사용하여 실리콘 웨이퍼의 벌크 수명을 측정하는 방법, 특히 측정 전에 웨이퍼를 처리하는 방법, 광원을 사용하여 표면 패시베이션을 활성화하는 방법 및 조명 직후 수명을 측정하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 이 기술은 일단 마스터하면 웨이퍼당 2-3분 안에 수행할 수 있습니다.

그러나 측정을 위해 웨이퍼를 준비하는 데 한 시간이 걸리므로 웨이퍼 배치를 측정하는 데 시간 효율적입니다. 이 절차를 시도하는 동안 매우 우수한 표면 부동태화를 일관되게 달성하기 위해 실리콘 웨이퍼를 깨끗하게 유지해야 하므로 벌크 결함을 감지하고 특성화할 수 있어야 한다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 불산으로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으므로 이 기술을 수행하는 동안 항상 개인 보호 장비 착용 및 단계별 절차 수행과 같은 예방 조치를 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오.