高PID耐性のためのシリコンリッチSiNx誘電体における欠陥光イオン化の重要性

シリコンリッチSiNx膜における顕著な欠陥誘起光伝導性の存在を実証し、これがシリコン太陽光発電モジュールの電位誘起劣化（PID）に対する高い耐性を生み出すことを示しました。この光伝導現象は外因性のものです。固有光伝導に関与するはるかに高エネルギーのバンド間キャリア生成ではなく、SiNx中の深い欠陥準位の光イオン化に起因します。欠陥光伝導は赤外スペクトル範囲では存在しません。その発現は可視光の赤色光範囲に現れ、SiNxバンド端からのエネルギー分離が約1.8eVの深い準位を示しています。光伝導は化学量論的Si3N4膜では著しく小さく、シリコンリッチ条件下で成膜された膜、特に屈折率がn=2.05を超える膜で顕著に現れます。深い準位の光イオン化速度（および光伝導の大きさ）は、より大きなnを持つ膜で増加し、SiNx中の過剰シリコンに関連する欠陥の高い濃度を示しています。本研究は、誘電体および界面電荷、表面および界面電位、誘電体リーク電流の非接触定量特性評価を提供する、半導体産業で実証済みのコロナ帯電CV計測を用いて実施されました。測定は、モジュールPID感受性研究のシスターウェーハで行われました。