扫码添加微信，获取更多半导体相关资料
引言
最近，作为替代能源，太阳能电池在世界范围内受到很大的管道种植。太阳能电池是将太阳能转换为电能的无污染和半永久性装置，其发展性备受期待。在多种太阳能电池中，晶体硅太阳能电池占整个太阳能电池市场的80%以上，正处于太阳产业的核心。据预测，这种晶体硅太阳能电池的产业发展战将持续一段时间。可以说，太阳能电池产业最重要的是提高效率，降低制造单价。为了减少光的表面反射损失，形成了表面组织和防反射膜，形成了防止太阳电池背面电子-专业对团聚损失的背面电场，提高了短波长区域光能的吸收率。
在表面钝化的情况下，减少晶体硅片表面的dangling bonds等引起的电子-专业对团聚。在HF处理引起化学钝化的情况下，由于晶圆表面的dangling bonds等键的氢种团，期待钝化效果。Si3N4膜由于最小的氢(hydrogen)减少了dangling bonds等缺陷、固定电荷(fixed positive charge)的电场效应减少了团聚等原因，正被用作或正在研究太阳能电池前/后的钝化膜。本文采用光引起的矿化度carrier lifetime测量方法，考察了N型硅片的化学HF(以下简称HF)处理效果。
实验
表1显示了本研究中的实验方法。样品采用4等分法使用了无电阻3-5ωCM、厚度500-550 m的N型(100) 4inch单晶硅基板。样品的基本清洗采用了RCA清洗工艺。为了进行HF处理，H2O使用了DHF(DHF)，DHF以一定比例稀释。在室温下处理HF，根据HF处理时间测量样品的lifetime，HF处理的样品暴露在空气中后，确认了lifetime随暴露时间的变化。确认了HF处理后离子以不存在的超纯水研磨时的生命时间变化。通过沉积SiNX来确认lifetime随HF处理钝化和薄膜钝化的变化。
表1 实验过程
结果和讨论
高频处理影响：对于经过RCA清洗的样品，由于HF处理，可以期待两种效果。第一，可以蚀刻在清洗和精中形成的化学自然氧化膜。在RCA清洗的情况下，H2O2溶液与其他溶液混合使用，H2O2溶液中的氧气和硅晶片表面的硅(silicon)成分发生化学反应，形成SiO2膜。由于此时形成的SiO2膜偶不规则且生长迅速，因而具有较高的界面态密度（interface state density）。 在高界面态密度的情况下，增加了在界面上的团聚速度，降低了太阳能电池的效率，因此会对太阳能电池造成不利影响。 其次推导出氢端效应，如硅晶片表面的硅原子和氢（hydrogen）原子的结合减少了dangling bonds的数目。对于Dangling bonds来说，由于增加了硅晶片表面电子-电孔对的重联速度，对太阳能电池的效率会产生不利影响。
初始样品表面的氢端特特显示了因性沉积SiNx膜而产生的额外的氢端效应。通过调节HF处理时间调整样品表面氢端正≤后沉积SiNx膜。早期样品表面氢端的丁≥越少，可以确认SiNx膜引起的氢种单效应越大。通过这一点，可以看出，由于HF处理，具有较低的氢端效应的JOU、SiNx膜产生的氢端效应对寿命的增加有很大作用但是，HF处理产生的氢端效用果相当高的情况下，由于SiNx膜沉积，可以确认寿命减少，这是因为在SiNx膜沉积过程中，氢终止样品中的硅原分子和氢原子的结合(Si-H)大量破裂后，氢解吸，SiH4和NH3气体中的硅锥、氮和氢原子与样品表面的硅原子相互结合，所以现有的硅原子和氢原子的结合减少了。从整体上看，经过HF处理后沉积SiNx膜可以确认，与不进行HF处理而沉积SiNx膜相比，色素的lifetime增加了。
图4样品HF处理后给予超纯LINSINING和SiNx膜沉积时的lifetime变化。用HF和H2O以1:1的比例混合的DHF溶液进行5秒HF处理，然后进行2分钟的研磨，可以明显地确认寿命减少，原因是氢气解吸等。另外，样品表面的氢纵断面减少了很多，因此沉积SiNx膜时氢端效应会增加寿命。
图4 水冲洗对硅片处理化学高频寿命的影响
总结
本方法增加了n型硅片的生命时间。利用HF处理进行化学钝化以显现。由于HF处理产生的氢端效应，lifetime增加，但如果处理时间超过一定时间，反而可以确认lifetime减少。另外，如果将HF处理过的样品暴露在空气中，与空气中的氧气反应，自然氧化膜形成和氢的解吸可以确认lifetime减少。如果在HF处理的同时将SiNx膜沉积在样品表面，则在SiNx膜沉积前HF处理不这样做的情况下，可以确认具有更高的寿命。