ライト強化フッ酸不動態化：バルクシリコン欠陥を検出するための高感度テクニック
Summary
バルクシリコンの欠陥の再結合活性を調べるRT液体表面パッシベーション技術が記載されています。 1分間15％のフッ酸と、（iii）照明（I）において、化学洗浄及びシリコンのエッチング、シリコンの（ii）の浸漬：技術を成功させるには、3つの重要な手順が必要です。
Abstract
手順が提示されているフッ酸（HF）にウェーハを浸漬する際に、一時的に表面パッシベーションの非常に高いレベルを達成することにより、シリコンウエハのバルク寿命（> 100マイクロ秒）を測定しました。この手順により、3つの重要なステップは、バルク寿命を達成するために必要とされます。まず、HFにシリコンウェーハを浸漬する前に、それらを化学的に洗浄され、その後、25％の水酸化テトラメチルアンモニウムでエッチングされます。第二に、化学的に処理されたウェハは、次いでHFと塩酸の混合物を充填した大きなプラスチック容器に入れられ、その後、光伝導（PC）の測定のために誘導コイルを上にセンタリング。表面再結合を抑制し、バルク寿命を測定するために、ウェハはハロゲンランプを用いて1分間、0.2太陽に照らされている第三に、照明がオフにされ、そしてPCの測定が直ちに行われます。この手順により、バルクシリコンの欠陥の特性を正確に決定することができます。毛皮thermore、それは、その濃度が（<10 12 cm -3程度）低い場合に敏感なRT表面パッシベーション技術は、バルクシリコンの欠陥を検査するために不可欠であることが予想されます。
Introduction
高寿命（> 1ミリ秒）単結晶シリコンは、高効率の太陽電池のため、これまで以上に重要になってきています。埋め込まれた不純物の再結合特性を理解することであって、重要な話題のままです。グローンイン欠陥の再結合活性を調べるために最も広く用いられる技術の一つは、光伝導方法1によるものです。この技術により、それは、このように、それが困難な成長の欠陥の再結合特性を検査すること、バルク再結合から完全に独立した表面にはしばしば困難です。幸い<5 cmで/秒の非常に低い効果的な表面再結合速度を達成することができるいくつかの誘電体膜（S effは ）存在し、効果的に表面再結合を阻害します。 2、酸化アルミニウム（Al 2 O 3）3、アモルファスシリコン（-Si：H）4：これらは、窒化珪素（HしたSiN を x）です。堆積とANこれらの誘電体膜のnealing温度（〜400℃）永久グローンイン欠陥の再結合活性を不活性化しないよう十分に低いと考えられています。これの例としては、鉄-ホウ素5ホウ素6酸素欠陥です。しかし、最近では 、n -型チョクラルスキー（CZ）シリコンにおける空孔および酸素空孔リン欠陥が完全に250-350°C 7,8の温度で失活されることがわかりました。同様にフロートゾーン（FZ） のp型シリコンの欠陥は、〜250℃で9で無効化することがわかりました。したがって、このようなプラズマ強化化学蒸着（PECVD）、原子層堆積（ALD）などの従来の不動態化技術は、成長中のバルクの欠陥を検査するために、表面再結合を抑制するために適切ではないかもしれません。さらに、SiNをX：Hとa-Si：H膜は、水素化10,11を介してバルクシリコンの欠陥を不活性化することが示されています。したがって組換え活性のOを調べるために、 Fグローイン欠陥、RT表面パッシベーション技術は理想的であろう。湿式化学表面パッシベーションは、この要件を満たします。
1990年代にHoranyi らは、S effは <10 cmで/秒12を達成し 、ヨウ素エタノール中のシリコンウェーハの浸漬（IE）の溶液をシリコンウェーハを不動態化するための手段を提供することを実証しました。 2007年マイヤーらは2009年にChhabra ら 5cmのS effの /秒のシリコンウェーハを浸漬することによって達成することができることを実証しながらヨウ素メタノール（IM）ソリューションは、7 cmで/秒13に表面再結合を低減することができることを示しましたキンヒドロン-メタノール（QM）ソリューション14,15インチIE、IMと品質管理ソリューションによって達成優れた表面保護にもかかわらず、彼らは、高純度のシリコンウェーハのバルク寿命を測定するための適切な表面パッシベーション（S effは <5センチメートル/秒）を提供していません。
">表面パッシベーションの高いレベルを達成するための別の手段は、HF酸中にシリコンウェーハを浸漬することによってである。シリコンウェハを不動態化するためにHFを使用するという概念は、最初Yablonavitch らによって導入されたヌクレオチド。の記録低いS effの を示した 1986年に0.25±0.5センチメートル/秒16。優れた表面パッシベーションは、高抵抗率のウェーハ上に達成されたが、我々はこのように寿命測定に大きな不確実性を追加して、技術は非反復であることが判明している。したがって、一貫非常に達成することにより不確実性を制限します低いS effは （約1 cmで/秒）は、3つの重要なステップを組み込んだ新しいHFの保護技術、（I）、化学的に洗浄し、シリコンウエハのエッチング、15％のHF溶液中に（ii）の浸漬及び（iii）を開発しました照明は、1分17,18のために、この手順は、上記の従来のPECVD及びALD堆積法と比較して簡単かつ効率的な時間の両方です。Protocol
Representative Results
Discussion
上述のバルクシリコン寿命測定技術の実装を成功は、3つの重要なステップ、（I）、化学的に1分17は15％のHF溶液および（iii）照明における（ii）の浸漬、洗浄、シリコンウエハのエッチングに基づいています、 18,19。これらのステップがなければ、バルク寿命はどの確実に測定することはできません。
測定技術は、室温で実施されるように、表面パッシ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This program has been supported by the Australian Government through the Australian Renewable Energy Agency (ARENA). Responsibility for the views, information or advice expressed herein is not accepted by the Australian Government.
Materials
| Hydrofluoric acid (48%) | Merck Millipore, http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrofluoric-acid-48%25,MDA_CHEM-100334 | 1003340500 | Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade. |
| Hydrochloric acid 32%, AR | ACI Labscan, http://www.rcilabscan.com/modules/productview.php?product_id=1985 | 107209 | Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade. |
| Ammonia (30%) Solution AR | Chem-supply, https://www.chemsupply.com.au/aa005-500m | AA005 | Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade. |
| Hydrogen Peroxide (30%) | Merck Millipore, http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrogen-peroxide-30%25,MDA_CHEM-107209 | 1072092500 | Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade. |
| Tetramethylammonium hydroxide (25% in H2O) | J.T Baker, https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4562992 | 5879-03 | Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade. |
| 640 mL round plastic container | Sistema, http://sistemaplastics.com/products/klip-it-round/640ml-round | N/A | This is a good container for storing the 15% HF solution in. |
| WCT-120 lifetime tester | Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com/Sinton-Instruments-WCT-120.html | N/A | |
| Dell workstation with Microsoft Office Pro, Data acquisition card and software including Sinton Software under existing license. | Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com | N/A | |
| Halogen optical lamp, ELH 300W, 120V | OSRAM Sylvania, http://www.sylvania.com/en-us/products/halogen/Pages/default.aspx | 54776 | Any equivalent lamp could be used. |
| Voltage power source | Home made power supply | N/A | Any power supply could be used provided it can produce up to 90 Volts and 1-5 Amps. |
| Conductivity meter | WTW, http://www.wtw.de/uploads/media/US_L_07_Cond_038_049_I_02.pdf | LF330 |
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