富矽 SiNx 電介質中缺陷光電離對於高 PID 抗性的重要性

我們證明了富矽 SiNx 薄膜中存在顯著的缺陷誘導光電導，這對矽光伏組件的電位誘導退化 (PID) 具有高抵抗力。 這種光電導現象本質上是外在的。 它源自於 SiNx 中深層缺陷能階的光電離，而不是源自於本徵光電導中涉及的高得多的能帶間載子生成。 紅外光譜範圍內不存在光電導缺陷。 它的起始點出現在可見紅光範圍內，顯示與 SiNx 能帶邊緣的能量分離約為 1.8eV 的深層能階。 在化學計量的 Si3N4 薄膜中，光電導明顯較低，而在富矽條件下沉積的薄膜中，特別是在折射率高於 n=2.05 的薄膜中，光電導率明顯較低。 n 較大的薄膜中深能階光電離率（以及光電導的大小）增加，顯示與 SiNx 中過量矽相關的缺陷濃度較高。 本研究是使用半導體產業經過驗證的電暈充電 CV 計量技術進行的，該計量技術提供電介質和界面電荷、表面和界面電位以及電介質洩漏電流的非接觸定量特性。 在模組化 PID 敏感度研究中的姊妹晶圓上進行了測量。