SiNx膜および太陽電池におけるモバイルイオンのドリフト特性

低温（30～200 °C）でのモバイルイオンのPECVD SiN_x膜および太陽電池におけるドリフト特性が、シリコン集積回路（IC）メトロロジーから採用された非接触イオンドリフト分析技術を用いて初めて測定されました。結果は、PECVD SiN_x膜中のNa⁺イオンが50 °Cの低温からドリフトを開始することを示しています。これは、マイクロエレクトロニクスで使用されるSiN_x膜が拡散バリアとして優れた保護を提供することと一見対照的な挙動です。本研究は、Na、KおよびCuで意図的に汚染されたSiN_x膜および最終太陽電池について実施されました。非接触イオンドリフト分光法では、誘電体表面に空気中のコロナ放電により堆積された電荷によって誘電体全体に電界が生成されます。温度ストレスは、制御された速度で時間とともに温度をランプすることにより印加されます。イオンドリフトは誘電体電圧を低下させ、これが振動ケルビンプローブで監視されます。電圧対時間、電圧対温度、および対応する微分特性を使用して、ドリフト速度、イオン濃度、およびドリフト活性化エネルギーを定量化します。後者は、微分スペクトルdV/dT対温度において特徴的なイオンピークを生成します。モバイルイオンマッピングのメトロロジーバージョンは、異なるイオンのドリフトに対応する選択された温度でのウェーハ全面コロナバイアス温度ストレスに基づいています。このマッピングは、セル封止ガラスからのNaなどのイオン源特定の強力な手段です。PID（電位誘起劣化）効果、すなわち分極効果および電位誘起シャンティング（PIS）におけるNaの役割のさらなる解明に有利であることが証明されるでしょう。