패시베이션 균질성 및 표면 재결합 속도 측정

측정된 수명 또는 유효 수명은 다음 식을 통해 내부 수명과 표면 수명으로 구성됩니다:

\(\cfrac{1}{\tau_{eff}} = \cfrac{1}{\tau_{bulk}} + \cfrac{1}{\tau_{surface}}\)

그렇기 때문에 표면 특성, 특히 표면 재결합 속도 S는 측정된 수명에 막대한 영향을 미칩니다. 이를 통해 시료의 표면 특성을 조사할 수 있습니다. 열 산화 실리콘(SiO₂)이나 SiN__x는 종종 Cz-Si, Fz-Si 또는 mc-Si의 표면을 패시베이션하는 데 사용되며, 이는 표면 재결합 속도가 크게 최소화됨을 의미합니다. 이 패시베이션 층의 균일성은 수명 측정을 통해 조사할 수 있습니다. 목표는 패시베이션 층의 균일성을 고해상도로 측정하는 것입니다.

MDPmap, MDPingot 또는 MDPinline을 사용하면 (캐리어의 확산 길이에 의해서만 제한되는) 매우 높은 분해능으로 패시베이션 층의 균일성을 조사할 수 있으며, 이는 그림 1에 예시적으로 나와 있습니다. 특히 벌크 수명이 긴 고품질 소재의 경우 표면 재결합이 매우 지배적이므로, 수명 맵의 모든 차이는 패시베이션의 불균일성에서 기인합니다.

서로 다른 파장이나 서로 다른 시료 두께로 측정하면 표면 재결합 속도를 상당히 정확하게 추정할 수도 있습니다. FZ-Si와 같이 시료 품질이 매우 높은 경우, 벌크 수명이 오거 재결합에만 의존한다고 가정하면 측정된 수명으로부터 표면 재결합 속도를 결정할 수 있습니다.

MDPmap, MDPingot 또는 MDPinline을 사용하면 인라인 환경에서도 매우 높은 해상도로 패시베이션 층의 균일성을 측정할 수 있습니다. 이를 통해 패시베이션 공정을 최적화할 수 있습니다.

패시베이션 처리되지 않은 브릭에서 측정된 수명을 바탕으로 벌크 수명을 근사화하기 위해 다음 방정식이 사용됩니다:

\(\tau_{eff, \lambda} = \cfrac{\tau_{bulk}}{1-\alpha ^2L^2} \Biggl \lfloor 1-\alpha L\cfrac{\alpha L + \frac{SL}{D} coth \frac{\alpha d}{2}}{1 L + \frac{SL}{D} coth \frac{d}{2 L}} \Biggr]\)

여기서 d는 시료 두께

• α - 1/침투 깊이

  • α = a/s (s – 마이크로파의 표면 깊이; a – 동일한 브릭에서 나온 패시베이션 처리된 웨이퍼와의 비교를 통해 결정된 경험적 계수)

• L – 확산 길이

• D – 확산 계수

• S – 절단면의 표면 재결합 속도 (S = 2.0e+5)

자세한 내용은 다음을 참조하십시오:

[1] J. Schmidt, 학위 논문, 하노버 대학교, 1998