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热氧化生长的SiO_2钝化膜对晶体硅太阳电池性能的影响

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太阳能学报 2012年第2期33卷 270-272页

作者：叶发敏冯仕猛郭爱娟熊胜虎上海交通大学物理系上海200240 上海交大泰阳绿色能源有限公司上海200240

使用干氧热氧化的方法在晶体硅太阳电池表面生长SiO2钝化膜。结果表明:在780℃下生长的氧化薄膜钝化效果较好,实验检测少子寿命提高了8.3μs,以此为基础制备的太阳电池转换效率达到17.38%。实验还对氮气气氛下的氧化进行研究,发现当氮... 详细信息

使用干氧热氧化的方法在晶体硅太阳电池表面生长SiO2钝化膜。结果表明:在780℃下生长的氧化薄膜钝化效果较好,实验检测少子寿命提高了8.3μs,以此为基础制备的太阳电池转换效率达到17.38%。实验还对氮气气氛下的氧化进行研究,发现当氮气流量为10L/min时,能强化薄膜的钝化效果,少子寿命可提高9.4μs。

关键词：晶体硅太阳电池钝化干氧氧化表面复合

低温生长SiO_2钝化膜在太阳电池上的应用

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太阳能学报 2009年第8期30卷 1073-1077页

作者：胡宇孟凡英董经兵江民林余跃波杨乐王栩生王景霄崔容强上海交通大学物理系太阳能研究所上海200240 江苏林洋新能源有限公司工程技术中心江苏226263

主要研究在晶体硅衬底上采用干氧氧化法生长SiO_2薄膜,通过改变非晶SiO_2薄膜的生长温度、时间以及气体流量等参数优化工艺条件,增强对硅片的钝化作用,提高光生少数载流子寿命。实验发现在840℃长的非晶SiO_2薄膜对硅片钝化效果最佳,可... 详细信息

主要研究在晶体硅衬底上采用干氧氧化法生长SiO_2薄膜,通过改变非晶SiO_2薄膜的生长温度、时间以及气体流量等参数优化工艺条件,增强对硅片的钝化作用,提高光生少数载流子寿命。实验发现在840℃长的非晶SiO_2薄膜对硅片钝化效果最佳,可将硅片少子寿命提高约90%。此外,为优化SiO_2/SiN_x双层膜的减反射作用,采用Matlab程序计算SiO_2/SiN_x双层膜的反射谱,从理论上获得最优的膜系组合。实验发现生长有SiO_2钝化膜的SiO_2/SiN_x双层膜太阳电池相对单层SiN_x膜太阳电池,短路电流和开路电压分别提高了0.2A和8mV,转换效率提高约9%。

关键词：干氧氧化钝化双层膜太阳电池

高温氧化对SiC MOS器件栅氧可靠性的影响

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半导体技术 2017年第10期42卷 754-758页

作者：周钦佩张静夏经华许恒宇万彩萍韩锴北方工业大学电子信息工程学院北京100144 全球能源互联网研究院先进输电技术国家重点实验室北京102209 中国科学院微电子研究所高频高压集成与器件研发中心北京100029 潍坊学院物理与光电工程学院山东潍坊261041

SiC金属氧化物半导体(MOS)器件中SiO_2栅氧化层的可靠性直接影响器件的功能。为了开发高可靠性的栅氧化层,将n型4H-SiC(0001)外延片分别在1 200,1 250,1 350,1 450和1 550℃5种温度下进行高温干氧氧化实验来制备SiO_2栅氧化层。在室温下... 详细信息

SiC金属氧化物半导体(MOS)器件中SiO_2栅氧化层的可靠性直接影响器件的功能。为了开发高可靠性的栅氧化层,将n型4H-SiC(0001)外延片分别在1 200,1 250,1 350,1 450和1 550℃5种温度下进行高温干氧氧化实验来制备SiO_2栅氧化层。在室温下,对SiC MOS电容样品的栅氧化层进行零时击穿(TZDB)和与时间有关的击穿(TDDB)测试,并对不同干氧氧化温度处理下的栅氧化层样品分别进行了可靠性分析。结果发现,在1 250℃下进行高温干氧氧化时所得的击穿场强和击穿电荷最大,分别为11.21 MV/cm和5.5×10-4C/cm^2,势垒高度(2.43 eV)最接近理论值。当温度高于1 250℃时生成的SiO_2栅氧化层的可靠性随之降低。

关键词： SiC金属氧化物半导体(MOS)器件零时击穿(TZDB) 与时间有关的击穿(TDDB) 干氧氧化可靠性

低温生长SiO2钝化膜及其在太阳电池上的应用

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低温生长SiO2钝化膜及其在太阳电池上的应用

作者：胡宇上海交通大学

学位级别：硕士

PECVD沉积的SiN膜具有优良的减反射作用和成本低等优点,这使其在太阳电池的大规模生产中得到了广泛的应用。然而SiN/Si界面性质和SiN膜致密度比较差,在烧结过程中会有大量的H溢出,导致界面态密度很高且有效少子寿命降低。由于热生长的Si... 详细信息

PECVD沉积的SiN膜具有优良的减反射作用和成本低等优点,这使其在太阳电池的大规模生产中得到了广泛的应用。然而SiN/Si界面性质和SiN膜致密度比较差,在烧结过程中会有大量的H溢出,导致界面态密度很高且有效少子寿命降低。由于热生长的SiO/Si具有良好的界面性质,所以本文在沉积SiN膜前先在硅片表面热生长一层薄的SiO膜。本文主要分为两个部分:模拟部分和实验部分。在模拟部分中,为优化SiO/SiN双层膜的减反射作用,本文首先采用Matlab程序计算SiO/SiN双层膜的反射谱,从理论上获得最优的膜系组合。然后通过PC1D的模拟,了解表面复合速率和体寿命对重要电性能参数的影响。本文实验部分主要研究在晶体硅衬底上采用干氧氧化法生长SiO薄膜,通过改变非晶SiO薄膜的生长温度、时间以及气体流量等参数优化工艺条件,增强对硅片的钝化作用,提高光生少数载流子寿命。本文实验还比较了SiO钝化、SiN钝化及SiO/SiN双层膜钝化的稳定性。最后,将SiO/SiN双层膜应用于实际器件,并与单层SiN膜太阳电池进行比较。本文实验发现在840℃下生长的非晶SiO薄膜对硅片钝化效果最佳,可将硅片少子寿命提高90%左右。热生长的SiO薄膜稳定性明显优于SiN。经过SiO/SiN双层膜钝化的硅片在退火后有效少子寿命得到明显的提高。而沉积有SiO/SiN双层膜的太阳电池相对单层SiN膜太阳电池,短路电流和开路电压分别提高了0.2A和8mv,转换效率提高约9%。

关键词：干氧氧化钝化双层膜太阳电池

热氧化生长SiO2钝化膜与双层减反射膜技术的研究

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热氧化生长SiO2钝化膜与双层减反射膜技术的研究

作者：叶发敏上海交通大学

学位级别：硕士

高效晶体硅太阳电池是光伏电池领域的热门研究之一。半导体硅表面存在大量悬挂键、断键等不饱和键,容易在禁带形成复合中心能级,加大载流子在表面复合消失,严重影响少子寿命,从而降低电池光电转换效率。通过晶体硅表面钝化技术能够很好... 详细信息

高效晶体硅太阳电池是光伏电池领域的热门研究之一。半导体硅表面存在大量悬挂键、断键等不饱和键,容易在禁带形成复合中心能级,加大载流子在表面复合消失,严重影响少子寿命,从而降低电池光电转换效率。通过晶体硅表面钝化技术能够很好地去除这些复合中心,降低硅的表面态密度,从而提高晶体硅太阳电池光电转换效率。传统表面钝化技术是使用PECVD的方法在晶体硅表面沉积氮化硅薄膜,但热氧化方法生长的SiO2薄膜与衬底硅的晶格系数更加匹配,钝化效果更佳。热氧化生长SiO2钝化膜技术采用干氧氧化方法在晶体硅表面生长SiO2薄膜,主要原因是干氧氧化生长的SiO2薄膜结构致密、均匀,钝化效果好。SiO2薄膜的钝化效果与其质量密切相关,如果缺陷密度大或污染严重,反而会严重影响电池性能。实验通过调整氧化工艺参数,包括氧化温度、氮气流量、氧气流量和氧化时间等,得到了最适合晶体硅表面钝化的工艺参数,即780℃的氧化温度、10L·min-1的氮气流量、6 L·min-1氧气流量和25min的氧化时间。传统氧化以纯氧气氛为氧化环境,但实验提出了以氮氧气氛作为氧化环境的研究,获得了氮氧气氛下钝化效果优于纯氧气氛的重要结论。在上述工艺参数下,在晶体硅表面生长SiO2钝化膜后,晶体硅的有效少子寿命提高10μs以上,极大地降低了晶体硅电池的复合速率,从而改善了电池性能。双层减反射膜是底层为钝化膜、顶层为减反射膜的双层膜。钝化膜能够降低光生载流子的表面复合速率,提高少子寿命;而减反射膜能够增加光的吸收,提高太阳电池光电转换效率。实验研究了SiO2/TiO2双层膜和SiO2/SiNx双层膜。在适当工艺参数下,晶体硅表面热氧化生长出膜厚约10nm的SiO2钝化膜,实验发现膜厚60nm的TiO2薄膜与其达到最佳的光学参数匹配,反射率与外量子效率都达到最佳。由于SiO2钝化膜在晶体硅前后表面均起到良好钝化作用,降低了光生电子-空穴对的表面复合,从而使SiO2/SiNx双层膜具有较好的短波响应和长波响应,所以反射率与外量子效率都优于SiNx单层膜。另外,由于TiO2薄膜与SiO2钝化膜的光学参数匹配程度要高于SiNx薄膜与SiO2钝化膜,所以SiO2/TiO2双层膜反射率低于SiO2/SiNx双层膜;但喷涂法生长的TiO2薄膜不够致密、均匀,容易在表面产生缺陷,使得光生电子-空穴对的表面复合较高,导致SiO2/TiO2双层膜的外量子效率低于SiO2/SiNx双层膜。电镀液PH值、电镀温度以及电镀液浓度等都会影响金属镀层的性质以及镀层与硅的结合。实验表明,最适合电镀镍电极的工艺参数为:PH=4,温度为50℃,硫酸镍浓度为150 g·L-1。在此工艺参数下,镀层金属晶粒细小、均匀,排列紧密,并且硅与镀层具有良好接触。

关键词：晶体硅太阳电池钝化干氧氧化双层减反射膜

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线性集成电路工艺中的几个问题

仪表技术与传感器 1980年第1期 4-13页

作者：卢希敢沈阳仪器仪表工艺研究所

对晶体完整性、Si-SiO界面、线性集成电路的有源寄生等问题进行了讨论。介绍了基于应力补偿等机理的完整晶体器件工艺(PCT)。指出了硅片高温热处理的各工艺步骤的缓慢升、降温操作的重要性。对Si-SiO界面固定电荷进行了测量,所得结果与... 详细信息

对晶体完整性、Si-SiO界面、线性集成电路的有源寄生等问题进行了讨论。介绍了基于应力补偿等机理的完整晶体器件工艺(PCT)。指出了硅片高温热处理的各工艺步骤的缓慢升、降温操作的重要性。对Si-SiO界面固定电荷进行了测量,所得结果与国外报导相符。对于高温干氧氧化的SiO,其Si-SiO界面固定电荷面密度的值在2×10/cm~2附近;而湿氧氧化的SiO其Si-SiO界面固定电荷面密度约为高温干氧氧化的2～3倍。指出了高温干氧氧化及一定的退火操作对形成良好的Si-SiO界面的重要性。对线性集成电路的有源寄生及其消除的一般原理进行了讨论。

关键词：线性集成电路 Si 模拟集成电路湿氧氧化半导体器件电子设备功函数逸出功电荷面密度干氧氧化晶体硅片热胀系数

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关于硅基片硬质掩膜形成的可行性研究

大连民族学院学报 2001年第3期3卷 7-9页

作者：新梅大连民族学院辽宁大连开发区116600

通过实验对热氧化工艺中的两种不同方法，即干氧氧化和水汽氧化进行了比较研究，证明了利用这种工艺形成硅基片硬质掩膜的可行性.

关键词：硅基片硬质掩膜可行性热氧化工艺干氧氧化水汽氧化热生长二氧化硅法半导体工艺

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TCE氧化膜质量的分析

半导体技术 1987年第1期 62-63页

作者：丁世斌祁增芳唐民宋慧智南开大学

把MOS器件的工作原理和一些材料的电化学性能相结合,可制成一种化学敏感场效应晶体管.这是一种很有广泛用途的敏感器件,其栅二氧化硅膜除本身可作为氢离子敏感膜以外,与其它敏感膜相结合,可以作成种类繁多的敏感器件.从敏感器件本身的... 详细信息

把MOS器件的工作原理和一些材料的电化学性能相结合,可制成一种化学敏感场效应晶体管.这是一种很有广泛用途的敏感器件,其栅二氧化硅膜除本身可作为氢离子敏感膜以外,与其它敏感膜相结合,可以作成种类繁多的敏感器件.从敏感器件本身的制造来说,生长良好的SiO;膜是至关重要的工艺,HCl氧化虽能得到较好的结果.但HCl吸水后,有很强的腐蚀性,对氧化管道和仪器设备破坏性很

关键词： TCE 干氧氧化反转时间耗尽区氧化膜