고효율 광전을 위한 보론 확산 실리콘 표면의 패시베이션에 미치는 표면 전처리 및 세정의 영향

패시베이션 층 증착 이전에 실리콘 웨이퍼에 대해 적절한 표면 전처리 및 세정 방법을 사용하는 것은 표면 재결합을 최소화하고 결정질 실리콘 광전에서 20% 이상의 높은 효율을 달성하는 데 필수적입니다. 본 연구에서는 보론 도핑 이미터에 대해 달성 가능한 표면 패시베이션 품질에 미치는 웨이퍼 세정의 영향을 조사하며, HCl, HF, HNO₃, 그리고 오존 처리된 탈이온수(DIO₃)의 다양한 조합을 포함합니다. 이러한 다양한 표면 준비 및 세척 순서는 비확산 및 보론 확산 n형 Cz Si 웨이퍼에 적용한 후, 질화규소(SiN_x) 또는 SiN_x로 캡핑된 알루미늄 산화막(Al₂O₃/SiN_x 스택)을 증착합니다. 또한 평탄한 웨이퍼와 비등방성 텍스처링된 웨이퍼를 모두 사용합니다. 주입 준위 의존 광전도 측정과 보정된 광발광 이미징을 통해, 앞서 설명한 다양한 세정 공정과 패시베이션 재료를 적용한 대칭 구조의 보론 확산 시료를 분석합니다. 추가적으로 비접촉 코로나-켈빈 측정을 이용하여 Si 표면의 총 전하량과 계면 결함 밀도를 추출합니다. 연구 결과, 세정 공정의 변화는 SiN_x로 패시베이션된 실리콘의 캐리어 수명에 큰 영향을 미치는 반면, Al₂O₃/SiN_x 스택의 경우 그 영향은 상대적으로 작게 나타납니다. 또한 DIO₃를 마지막 공정으로 사용하는 경우 SiN_x 스택 구조에서 더 높은 수명을 나타냄을 확인합니다. 종합적으로, (DIO₃ + HF + HCl → HF → DIO₃) 세정 공정은 광전 산업에서 유망하며 비용 효율적인 세정 방법으로 활용될 수 있음이 확인되었습니다.