n+ 전면 표면장(FSF)을 갖는 초고수명 n형 Si의 화학적 및 전계 효과 패시베이션에 대한 최신 다중 파라미터 특성 분석

QSS-µPCD의 감쇠 제어 방법을 이용한 수명 기반 모니터링과 최신 “코로나 충전-켈빈” 전기적 기법을 결합하여 n+ 전면 표면장(FSF) 패시베이션을 효과적으로 특성 분석하는 방법이 개발되었습니다. 이 방법은 고효율 IBC 셀에 일반적으로 사용되는 n+ FSF를 갖는 고수명 n형 Si의 대칭 테스트 구조에 적용되었습니다. 유사한 SiNx 기반 상부 유전체를 갖는 테스트 구조에는 n+ FSF가 있는 경우와 없는 경우가 포함되었습니다. FSF가 없는 구조에서는 유전체 및 계면 전하에 대한 완전한 특성 분석이 가능했습니다. Dit 스펙트럼은 중간 밴드갭 값이 약 3×10¹⁰ cm⁻²eV⁻¹ 수준인 매우 낮은 계면 트랩 밀도를 나타냈으며, 이는 우수한 화학적 패시베이션을 의미합니다. 또한 유효 캐리어 수명과 코로나 전하 간의 고전적인 전계 효과 응답에서, FSF가 없는 구조는 0 전하 부근에서 수명이 최소값(표면 재결합 속도 최대)에 도달하고, 반전 및 축적 영역에서 수명이 증가하는 특성을 보였습니다. n+ FSF 구조에서는 비도핑 구조보다 더 높은 수명이 측정되었습니다. QSS-µPCD로 측정된 n+ FSF 구조의 최대 유효 수명 12 ms는 약 0.5 cm/s 수준의 최대 유효 표면 재결합 속도를 의미하며, FSF가 없는 구조의 경우 최대 유효 수명은 약 1.7 ms였습니다. n+ FSF 구조에서 τeff의 전계 효과 특성은 0 전하 및 양의 코로나 전하에서 매우 높은 수명을 나타냈습니다. 전체 결과는 우수한 n+ FSF 패시베이션이 세 가지 요소, 즉 1) 우수한 화학적 패시베이션 2) 우수한 표면 전계 패시베이션 3) 유전체 전하에 의해 제어되는 거의 최적의 전계 효과 패시베이션의 결과임을 보여줍니다. 표면 포화 전류 측정에서 J0 = 5.1 fA/cm²가 도출되었으며, 이는 VOC ≈ 751 mV에 해당하며, 고급 IBC 셀에서 보고된 결과와 일치합니다. 전 웨이퍼 매핑에서는 J0가 5에서 7 fA 범위로 나타나 n+ FSF 패시베이션의 우수한 균일성이 확인되었습니다.