Свет Enhanced плавиковой кислоты пассивация: чувствительного метода для обнаружения объемного кремния дефекты

Общая цель этой процедуры заключается в использовании метода пассивации поверхности при комнатной температуре для ингибирования поверхностной рекомбинации таким образом, чтобы можно было точно охарактеризовать объемные кремниевые дефекты. Этот метод может помочь нам понять, какие дефекты будут ограничивать срок службы кремниевых пластин высокой чистоты, которые необходимы для очень высокоэффективных солнечных батарей. Основное преимущество этой методики заключается в том, что она может быть выполнена при комнатной температуре, а это означает, что рекомбинационная активность объемных дефектов кремния не изменится во время измерения.

Применение этого метода распространяется на измерение рекомбинационной активности объемных дефектов кремния, которые существуют в низких концентрациях, которые в противном случае было бы очень трудно измерить другими методами. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, испытывают трудности, потому что требования к высокочистым деионизионным водным и химическим процедурам очистки изначально не поняты, поэтому крайне важно, чтобы процедура выполнялась шаг за шагом. Подготовка раствора, включая важные замечания по приготовлению фтористоводородной кислоты, а также общие инструкции по настройке и калибровке оборудования представлены в текстовом протоколе.

Достигнув этих целей, приступайте к очистке кремниевых пластин с помощью химических обработок. Начните с загрузки образцов в кварцевую подставку. Затем перенесите люльку в ванну с плавиковой кислотой, предназначенную для общего использования.

Примерно через 10 секунд образцы станут гидрофобными. Выньте их из ванны и промойте, пропустив через три ванны с деионизированной водой. Затем в вытяжной шкаф медленно погрузите люльку в раствор SC1, который поддерживается при температуре 75 градусов Цельсия.

Дайте лечению продолжаться в течение 10 минут. А тем временем наполните три химически очищенных двухлитровых стакана деионизированной водой. После обработки SC1 промойте образцы, пропустив их через три водяные ванны.

Затем опустите образцы в специальную ванну с фтористоводородной кислотой примерно на 10 секунд. Затем промойте образцы с помощью трех бань с пресной деионизированной водой. Теперь переместите образцы в вытяжной шкаф, где был приготовлен раствор SC2, и нагрейте до стабильных 75 градусов Цельсия.

Погрузите образцы в раствор SC2 на 10 минут. После обработки SC2 промойте образцы с помощью трех деионизированных водяных бань. При необходимости оставьте образцы на последней водяной бане на ночь.

После промывки опустите образцы в другую специальную ванну с фтористоводородной кислотой на 10 секунд. Снова промойте образцы, пропустив их через три ванны с пресной деионизированной водой. Теперь отнесите образцы в вытяжной шкаф, где раствор TMAH стабильно нагревается примерно до 85 градусов Цельсия, и медленно погрузите образцы в раствор TMAH для травления пластин

Дайте им вступить в реакцию в течение пяти минут, чтобы удалить около пяти микрон кремния. Затем смойте липкий раствор ТМАГ, используя не менее трех деионизированных водяных бань. Здесь можно повторно использовать те же стаканы для полоскания.

После промывки приступайте к измерению в течение двух часов. Этот процесс проводится под вытяжным шкафом. В процессе подготовки наполните два двухлитровых пластиковых стакана деионизированной водой.

Также подготовьте несколько пластиковых пинцетов в капюшоне для работы с образцами. На компьютере откройте файл Lifetime Tester, который содержит правильные калибровочные коэффициенты для настройки измерения фтористоводородной кислоты. Выберите переходный процесс в списке параметров режима и введите описание переменных пластины.

Теперь осторожно закройте крышку контейнера с фтористоводородной кислотой и переместите его на столик для тестирования срока службы, расположенный по центру синего круга, который представляет положение индуктивной катушки. Дайте раствору отстояться около минуты, прежде чем продолжить. Затем на компьютере нажмите кнопку Zero Instrument (Нулевой прибор), чтобы измерить напряжение раствора.

После проведения измерений осторожно верните емкость с фтористоводородной кислотой на стенд вытяжного шкафа. Там снимите крышку и смойте конденсат на крышке деионизированной водой из водопроводного крана вытяжного шкафа. Теперь с помощью пинцета перенесите одну пластину в ванну с плавиковой кислотой.

Слегка прижмите ко дну ванны. Затем установите крышку на место и осторожно отнесите контейнер обратно на стадию тестера срока службы. Центрируйте пластину над индуктивной катушкой.

Перед проведением измерения убедитесь, что подсветка вытяжного шкафа выключена. Теперь включите галогенную лампу, чтобы осветить кремниевую пластину, и оставьте ее включенной примерно на минуту. Во время периода освещения в программном обеспечении нажмите кнопку Измерить.

После этого программное обеспечение начнет сбор данных. Введите имя файла в приглашении и установите параметр Усреднение образца на 10. Примерно через минуту включения выключите лампу и сразу же нажмите кнопку «Среднее» в окне «Сбор данных».

Программное обеспечение выполнит 10 измерений. Затем нажмите OK. Теперь осторожно верните контейнер на скамейку вытяжного шкафа, осторожно снимите крышку и осторожно извлеките. Промойте протестированную пластину в специальных стаканах для полоскания, а затем окончательно промойте с помощью крана для воды DI в вытяжном шкафу.

Затем сохраните протестированную пластину и повторите процесс для каждой кремниевой пластины, которую необходимо измерить. После эксперимента следуйте инструкциям по очистке, приведенным в текстовом протоколе. Следуя описанному протоколу, в соответствии с которым кремниевые пластины обрабатывали, травили, погружали в фтористоводородную кислоту и измеряли с помощью инструмента фотопроводимости, кривую времени службы, которая ограничена результатами поверхностной рекомбинации, как видно из синих треугольников.

Когда кремниевая пластина, погруженная в ванну с плавиковой кислотой, освещается галогеновой лампой в течение одной минуты, а затем сразу после освещения выполняется измерение фотопроводимости, произойдет значительное увеличение срока службы, как видно по красным кругам. Такое увеличение срока службы связано с уменьшением поверхностной рекомбинации. Поверхностная пассивация начала ухудшаться в течение нескольких секунд после выключения галогенной лампы.

Синие круги показывают последствия ожидания в течение одной минуты после освещения. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как измерить объемный срок службы кремниевых пластин с помощью ванны с плавиковой кислотой, в частности, как обрабатывать пластины перед измерением, как активировать пассивацию поверхности с помощью источника света и как измерить срок службы сразу после освещения. После освоения этой техники ее можно выполнить за две-три минуты на одну пластину.

Тем не менее, на подготовку пластин к измерению уйдет час, и, таким образом, время для измерения партий пластин будет эффективным. При выполнении этой процедуры важно помнить, что кремниевые пластины должны содержаться в чистоте, чтобы постоянно достигать очень хорошей пассивации поверхности и, таким образом, иметь возможность обнаруживать и характеризовать объемные дефекты. Не забывайте, что работа с фтористоводородной кислотой может быть чрезвычайно опасной, и при выполнении этой техники всегда следует соблюдать меры предосторожности, такие как ношение средств индивидуальной защиты и пошаговое следование процедуре.