SiNx 박막 및 태양전지의 이동도 이온의 드리프트 특성

실리콘 집적회로(IC) 계측 기술에서 도입된 비접촉 이온 드리프트 분광법 기술을 이용하여 PECVD SiN_x 박막과 태양전지 내 이동도 이온의 저온(30~200°C) 드리프트 특성을 최초로 규명합니다. 연구 결과 PECVD SiN_x 박막에서 Na⁺ 이온의 드리프트가 약 50°C와 같은 낮은 온도에서도 시작됨을 보여줍니다. 이는 마이크로 전자 공학에서 사용되는 SiN_x 박막이 확산 장벽으로서 우수한 보호 성능을 제공하는 것과 비교할 때 상반되는 거동으로 보입니다. 본 연구는 Na, K 및 Cu로 의도적으로 오염된 SiN_x 박막과 최종 태양전지를 대상으로 수행합니다. 비접촉 이온 드리프트 분광법에서는 공기 중 코로나 방전을 이용하여 유전체 표면에 전하를 축적함으로써 유전체 양단에 전기장을 형성합니다. 온도 응력은 시간에 따라 온도를 일정한 속도로 증가시키는 방식으로 가합니다. 이온 드리프트는 유전체 전압을 감소시키며, 이는 진동 켈빈 프로브를 통해 모니터링합니다. 전압-시간, 전압-온도 및 그 미분 특성은 드리프트 속도, 이온 농도 및 드리프트 활성화 에너지를 정량화하는 데 사용됩니다. 특히, 활성화 에너지는 온도 대비 유도 스펙트럼dV/dT에서 특징적인 이온 피크를 생성합니다. 이동성 이온 매핑을 위한 계측 버전은 다양한 이온 드리프트에 해당하는 특정 온도에서 전체 웨이퍼에 대해 코로나 바이어스 온도 응력을 가하는 방식에 기반합니다. 이러한 매핑은 세포 캡슐화 유리로부터 유입되는 Na와 같은 이온의 발생 원인을 식별하는 데 매우 유용합니다. 본 방법은 잠재 유도 열화(PID) 현상에서 Na의 역할, 즉 분극 효과와 잠재 유도 션트(PIS)를 보다 명확히 이해하는 데 기여할 것으로 기대합니다.