富硅 SiNx 电介质中缺陷光电离对于高 PID 抗性的重要性

我们证明了富硅 SiNx 薄膜中存在显着的缺陷诱导光电导，这对硅光伏组件的电势诱导退化 (PID) 具有高抵抗力。 这种光电导现象本质上是外在的。 它源自 SiNx 中深层缺陷能级的光电离，而不是源自本征光电导中涉及的高得多的能带间载流子生成。 红外光谱范围内不存在光电导缺陷。 它的起始点出现在可见红光范围内，表明与 SiNx 能带边缘的能量分离约为 1.8eV 的深层能级。 在化学计量的 Si3N4 薄膜中，光电导明显较低，而在富硅条件下沉积的薄膜中，特别是在折射率高于 n=2.05 的薄膜中，光电导率明显较低。 n 较大的薄膜中深能级光电离率（以及光电导的大小）增加，表明与 SiNx 中过量硅相关的缺陷浓度较高。 本研究是使用半导体行业经过验证的电晕充电 CV 计量技术进行的，该计量技术提供电介质和界面电荷、表面和界面电势以及电介质泄漏电流的非接触定量表征。 在模块化 PID 敏感性研究中的姊妹晶圆上进行了测量。