掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言太陽(yáng)能電池利用太陽(yáng)輻射發(fā)電，其中半導(dǎo)體材料被用作太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換的吸收材料。盡管有許多吸收材料的替代品，硅太陽(yáng)能電池仍然主導(dǎo)著市場(chǎng)。硅的帶隙為1.1電子伏，單結(jié)硅太陽(yáng)能電池的極限量子效率為29.1%。人們一直在努力提高太陽(yáng)能電池的效率，不僅通過開發(fā)新的器件結(jié)構(gòu)，而且通過減少光的反射。在商用太陽(yáng)能電池中，這是分兩步完成的——表面紋理化，然后沉積抗反射涂層。有很多種方法使表面具有紋理，例如機(jī)械雕刻，激光治療，等離子蝕刻，和濕化學(xué)蝕刻，其中最后一種技術(shù)由于其易于加工、成本低和產(chǎn)量高而被廣泛使用。表面紋理化是通過增強(qiáng)硅太陽(yáng)能電池的光捕獲能力來提高其效率的一種途徑。在本文中，太陽(yáng)能級(jí)、單晶、未拋光的硅片在織構(gòu)化之前通過不同的途徑進(jìn)行化學(xué)處理。用掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡和紫外-可見分光光度計(jì)系統(tǒng)地研究了這種預(yù)織構(gòu)化處理對(duì)形態(tài)演變和相應(yīng)光學(xué)性質(zhì)變化的影響。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，金字塔結(jié)構(gòu)的均勻性和尺寸分布以及紋理化表面的反射率取決于預(yù)紋理化化學(xué)處理。此外，還發(fā)現(xiàn)在紋理化之前用HF蝕刻氧化物層不會(huì)影響紋理化硅襯底的光學(xué)特性。 實(shí)驗(yàn)在我們的工作中，我們使用了大面積(130mm×130mm)摻硼、p型、（100）取向、單晶、太陽(yáng)級(jí)、未拋光的硅晶片，電阻率為1Ωcm-3Ωcm，厚度為190μm-210μm作為基底材料。本文所進(jìn)行的化學(xué)處理可分為兩個(gè)步驟：（1...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料太陽(yáng)能電池的效率可以分為四個(gè)關(guān)鍵要素：最大限度地收集光線，最大化pn結(jié)載流子的數(shù)量，降低正向偏置暗電和有效的電流從單元格傳輸?shù)侥K。硅片上的金屬污染對(duì)載流子的壽命和電池的性能有很大的影響。污染物可以暴露于硅體中，或在暴露在受污染的過程浴中被引入晶圓中。作為一種提高載體壽命和提高電池效率的手段，消除擴(kuò)散前濕化學(xué)系統(tǒng)的污染至關(guān)重要。這些浴缸中的污染可能導(dǎo)致：不均勻或未蝕刻的晶片，降低蝕刻效率，降低清潔效率，污染物質(zhì)會(huì)從一個(gè)浴室轉(zhuǎn)移到下一個(gè)浴室，增加了水和化學(xué)品的消耗量。本文將幾種流體處理材料作為擴(kuò)散前化學(xué)物質(zhì)的污染源和它們對(duì)化學(xué)浴的理論污染貢獻(xiàn)。利用技術(shù)和理論來測(cè)量殘留厚度，以及晶圓上的液體污染水平，可以量化液浴中雜質(zhì)導(dǎo)致的污染水平增加。利用從各種濕材料中提取的實(shí)際數(shù)據(jù)，以及與這些材料接觸的流體量，計(jì)算了理論管道系統(tǒng)的污染量。然后研究了減少再循環(huán)浴中化學(xué)物質(zhì)和成分引入的污染物水平的方法。污染來源：濕式處理系統(tǒng)的施工材料：管道、軟管、管道、閥門、配件、流量計(jì)、容器和過濾器。晶圓硅片加工中使用的化學(xué)物質(zhì)和硅，錯(cuò)誤的過濾器可能會(huì)由于化學(xué)物質(zhì)、溫度或流動(dòng)不相容而造成污染。制造清潔度會(huì)產(chǎn)生更清潔的組件。廣泛的清潔濕過程是必要的，以實(shí)現(xiàn)超清潔的產(chǎn)品。從管道材料中提取的污染物：圖1比較了預(yù)擴(kuò)散工藝管道中用作濕表面的各種材料的可提取的污染水平。這些數(shù)據(jù)是基于微克/平...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言硅異質(zhì)結(jié)(SHJ)太陽(yáng)能電池結(jié)合了高轉(zhuǎn)換效率、低熱預(yù)算、短工藝流程、良好的低光性能和較低溫度系數(shù)帶來的更好的年產(chǎn)量的優(yōu)點(diǎn)。為了制造硅異質(zhì)結(jié)(SHJ)太陽(yáng)能電池，氫化非晶硅層沉積在織構(gòu)化的碳硅晶片的兩側(cè)。需要紋理襯底來增強(qiáng)光捕獲。這些電池的高轉(zhuǎn)換效率依賴于非晶硅層提供的優(yōu)異表面鈍化。因此，沒有有機(jī)和金屬雜質(zhì)的完美光滑表面是SHJ電池制造中最重要的方面之一。為了制造硅異質(zhì)結(jié)(SHJ)太陽(yáng)能電池，氫化非晶硅(a-Si:H)層沉積在織構(gòu)化的c-Si晶片的每一側(cè)。這些電池的高轉(zhuǎn)換效率在很大程度上依賴于這些層提供的優(yōu)異表面鈍化。因此，一個(gè)完全干凈的表面，沒有有機(jī)和金屬雜質(zhì)，是制造SHJ電池的一個(gè)非常重要的方面。此外，對(duì)于未來的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，例如在鈍化觸點(diǎn)中使用金屬氧化物，良好的表面質(zhì)量控制將是重要的。本文研究了氫氧化鉀隨機(jī)金字塔紋理化后的濕化學(xué)清洗步驟。 實(shí)驗(yàn)我們使用180微米厚，6英寸n型直拉c-Si 晶片，電阻率為6Ω。厘米在氫氧化鉀蝕刻溶液中形成紋理。使用酸性蝕刻工藝，或者通過單面蝕刻，使金字塔的頂端變圓。通過單面蝕刻(SSE)工具或在浴槽工藝中，之后進(jìn)行脫色清洗。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，一次準(zhǔn)備一批100個(gè)有紋理的晶片。清洗步驟之后，通過使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)在晶片的兩側(cè)沉積7納米厚的本征非晶硅：氫層。在沉積之后，立即使用壽命測(cè)...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 隨著器件尺寸縮小到深亞微米級(jí)，半導(dǎo)體制造中有效的濕法清洗工藝對(duì)于去除硅晶片表面上的殘留污染物至關(guān)重要。GOI強(qiáng)烈依賴于氧化前的晶片清潔度，不同的污染物對(duì)器件可靠性有不同的影響，硅表面上的顆粒導(dǎo)致低擊穿場(chǎng)和低產(chǎn)量，而有機(jī)污染物降低了氧化速率和氧化物質(zhì)量。此外，金屬污染將導(dǎo)致低擊穿場(chǎng)和高結(jié)漏電流、增加的氧化物陷阱，這導(dǎo)致少數(shù)載流子壽命降低、閾值電壓偏移以及由此導(dǎo)致的熱載流子退化。本文研究了含有NH4OH和H2O2，和/或四甲基氫氧化銨(TMAH)和乙二胺四乙酸(EDTA)的一步清洗溶液對(duì)硅表面粗糙度和刻蝕速率的影響。討論了TMAH溶液與硅表面的相互作用機(jī)理。此外，還分析了顆粒、有機(jī)物和金屬雜質(zhì)，以評(píng)估清潔效率。還評(píng)價(jià)了用這種新型清洗液清洗后柵氧化層的電特性。 實(shí)驗(yàn) 洗溶液和電容器制造工藝?！懈呒兌仁褂玫脑僦苿┚鶠槟说碾娮蛹?jí)或更高級(jí)別。表一列出了不同堿清洗溶液的各種配方，通過測(cè)試找到了硅表面的清潔效率的最佳配方。清洗液中使用了三甲基氯化銨和乙二胺四乙酸。 圖1描述了電容器的制造過程和清潔程序。金屬氧化物半導(dǎo)體電容器是在一個(gè)4英寸的襯底上制作的。電阻率為14-21Ω·cm的diam(100)取向p型晶片。...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料近年來，作為取代SPM（硫酸/過氧化氫）清洗的有機(jī)物去除法，通過添加臭氧的超純水進(jìn)行的清洗受到關(guān)注，其有效性逐漸被發(fā)現(xiàn)。在該清洗法中，可以實(shí)現(xiàn)清洗工序的低溫化、操作性的提高、廢液處理的不必要化、封閉系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。另一方面，動(dòng)態(tài)自旋清洗法解決了現(xiàn)在普遍使用的靜態(tài)分批清洗法中存在的交叉污染、藥液使用量的減少化、清洗時(shí)間的縮短化問題，而且還可以抑制自然氧化膜的生成，因此受到了人們的關(guān)注。將自旋清洗法與添加臭氧的超純水相結(jié)合的新清洗法，與以往的方法相比，具有更好的清洗能力，在抑制自然氧化膜生成的同時(shí)，可以在短時(shí)間內(nèi)完全除去晶片表面的有機(jī)物。有機(jī)物的影響和除去方法有機(jī)物污染是必須從晶片表面除去的污染物之一。作為污染源，被認(rèn)為是涉及潔凈室內(nèi)的空氣、晶片載體、晶片盒、藥品、清洗工具等多種多樣的污染源。物理吸附在晶片表面的有機(jī)物分子以粒子或薄膜狀復(fù)蓋表面，為了遮擋與清洗藥液的接觸，清洗效率(金屬、粒子除去)降低，表面的不均勻蝕刻，以及外延硅層的生長(zhǎng)、柵極氧化膜的擊穿，因此，一般認(rèn)為晶片表面上的有機(jī)物除去在清洗工序中必須首先在完全壁上進(jìn)行。有機(jī)物去除機(jī)理根據(jù)利用FT-ⅠR的觀察，已經(jīng)推測(cè)有機(jī)物具有島狀或至少不均勻的厚度，是物理吸附的。有機(jī)物的除去使用的是利用氧化分解的清洗法，但是由于清洗后的晶片表面會(huì)形成氧化硅膜，所以一般組合進(jìn)行用于除去氧化膜的清洗(稀氫氟酸清洗等...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料 熱氧化的目的：Si晶片在大氣中自然氧化，表面非常薄，但被SiO2膜復(fù)蓋。 Si和在其上產(chǎn)生的SiO2膜的密合性很強(qiáng)。 在高溫下進(jìn)行氧化，會(huì)產(chǎn)生厚而致密且穩(wěn)定的膜。 Si的熔點(diǎn)為1412℃，但SiO2的熔點(diǎn)為1732℃，復(fù)膜具有非常高的耐熱性。 并不是所有的金屬和半導(dǎo)體都具有被密合性高的致密的氧化膜容易被復(fù)的特性，而是作為將Si組裝到半導(dǎo)體元件上的實(shí)用上非常有益的效果被利用。最初發(fā)明的Ge晶體管代替了Si晶體管，也是因?yàn)樗ㄟ^熱氧化形成了與Si相容性好的電、機(jī)械、熱、化學(xué)特性優(yōu)良的絕緣體SiO2，可以應(yīng)用于MOS晶體管結(jié)構(gòu)和鈍化。 熱氧化溫度在800~1100℃下進(jìn)行，但該溫度區(qū)域?qū)儆诰谱鞴ば虻钠渌麩崽幚頊囟鹊淖罡邷囟确秶?因此，在進(jìn)行熱氧化的同時(shí)，同時(shí)進(jìn)行幾個(gè)熱處理效果。 另外，在本來應(yīng)該在比其更低的溫度下進(jìn)行的處理之后進(jìn)行熱氧化的話，之前的處理就會(huì)無效。 因此，熱氧化是晶片工藝初期、晶體管形成以前( FEOL )使用的工藝技術(shù)。 金屬布線中使用的Al的熔點(diǎn)為660℃，布線處理后不能使用熱氧化，所以SiO2絕緣膜用堆積法形成。圖5-1比較表示各種熱處理工藝及其溫度。 圖5-1 晶片制作工序中的各種熱處理工藝及其溫度 ...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料一直以來，對(duì)于粒子的洗滌效果，以去除率（PRE:Particle Removal Efficiency）為指標(biāo)進(jìn)行討論。 通過使用由顆粒測(cè)量?jī)x器測(cè)量的晶片上的顆粒數(shù)量、柱（清潔后）值和初始（清潔前）值來描述PRE。本指標(biāo)對(duì)于討論洗滌方法之間的差異是有效的，但是為了調(diào)查相同洗滌條件下的微粒子去除效果的粒徑依賴性，需要在樣品上下功夫。我們采用了一種方法，即使用微粒涂覆裝置改變粒徑，在同一晶片上只涂覆已知量的顆粒。 圖1顯示了2300 NPT-1器件示意圖和在300mm晶圓上涂覆40、60、80、100、200nm的PSL（聚苯乙烯膠乳）顆粒，用SP2測(cè)量的結(jié)果。 圖2顯示了使用SURF monitor的同一晶圓的PRE計(jì)算方法的概念圖?？紤]到SP2測(cè)量環(huán)境和洗滌效率，設(shè)定了顆粒直徑和顆粒數(shù)量（密度）的條件。 此外，雖然這次采用了PSL球，但是該涂覆裝置具有可以引入其他顆粒（例如二氧化硅和氮化硅）的優(yōu)點(diǎn)。 雙流體清洗：圖3顯示了一個(gè)典型的單片雙流體清洗的PRE.1氮流量為14L/min.圖3所示結(jié)果的最大要點(diǎn)是，即使是PSL顆粒，由于容易去除，被認(rèn)為不適合清洗評(píng)價(jià)中的強(qiáng)制污染顆粒，隨著顆粒直徑的減小，PRE也會(huì)降低。特別是在60nm以下，PRE會(huì)顯著降低。圖4顯示了PRE對(duì)40nm和200nm兩個(gè)PSL粒子的氮流量依賴性。200n...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 電解是一種能夠通過向液體通電，在陰極發(fā)生還原反應(yīng) ,在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，從而制造新物質(zhì)的有趣的方法 o特別是在陽(yáng)極的氧化反應(yīng)中，由于不穩(wěn)定，可以通過 電能生成通常存在比率小的過氧化物。例如，如果是硫 酸溶液的話，可以從硫酸生成H9SOs或H9S90g這樣的 過硫酸（過氧化物｝。其他還有過乙酸、過硼酸、過碳酸 、過磷酸、高氯酸等。 實(shí)驗(yàn) 電解硫酸顧名思義就是電解硫酸溶液。電解硫酸后，如式（1）和（2）所示，生成硫酸根離子硫酸氫離子釋放出電子，變成過硫酸（HS, Og）。通過使用鉗電極的電解法詳細(xì)說明了反應(yīng)機(jī)理。硫酸濃度從1摩爾/升( 9wt % )變化到13摩爾/升( 76wt % )，過硫酸的生成效率是從4摩爾/升( 32wt % )到12摩爾/升( 72wt % )左右。 在本文中也得到了同樣的結(jié)果，其理由也是考慮到圖1的解離平衡可以接受的。過氧化氫與硫酸反應(yīng)因?yàn)闀?huì)變成乙酸和水，所以每次添加都會(huì)稀釋藥液中的硫酸，光致抗蝕劑去除能力也逐漸降低。與此相對(duì)，電解硫酸只要電解具有所需硫酸濃度的硫酸即可， 并且如式(1)和(2)所示，可以通過電量控制過硫酸濃度。圖2總結(jié)了SPM及電解硫酸的處理時(shí)間和各種濃度的變化示意圖。電解硫酸可以使硫酸濃度及氧化劑濃度保持一...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料使用超臨界流體去除污染物的過程，即高于其臨界溫度和壓力的類氣體物質(zhì)。超臨界流體具有類液體溶劑化特性和類氣體擴(kuò)散和粘度，使其能夠快速穿透縫隙和邊界層膜，并完全去除其中包含的有機(jī)和無機(jī)污染物。此外，通過在超臨界和亞臨界值之間循環(huán)壓力，顆?？梢栽诿}動(dòng)的膨脹階段被非常有效地排出。超臨界流體的定義可以通過查看相圖來充分理解。 圖2中的一氧化碳。關(guān)鍵特性是在任何壓力下都不能出現(xiàn)超過臨界溫度(T)的冷凝。T右側(cè)和P上方的區(qū)域定義了超臨界狀態(tài)。超臨界流體的密度可以非常高。二氧化碳作為清洗液：超臨界CO被選為主要清洗液，因?yàn)槠涞驼扯龋?.05厘米泊）、高擴(kuò)散率、非常低的表面張力，以及其他環(huán)境、安全和成本考慮。對(duì)于CO，臨界溫度T為31℃，臨界壓力也在實(shí)際范圍內(nèi)(Pc=73bar=1050psi)。圖3顯示了略高于臨界溫度的等溫線的密度與壓力。密度隨著臨界點(diǎn)附近的壓力而顯著變化。例如，在31℃時(shí)，在環(huán)境壓力下，密度僅為0.002g/cm3，而在PC下，密度為0.468g/cm3（增加了234倍）。高于Pc的CO2具有與有機(jī)液體相當(dāng)?shù)拿芏群腿軇┗芰?。?duì)于恒定的溫度，CO2的溶劑濃度隨壓力而變化。物理化學(xué)性質(zhì)可以在Pc以上和以下使用，即超臨界和亞臨界性質(zhì)在設(shè)計(jì)良好的清洗過程中都很重要。在這一過程中，流體在兩個(gè)壓力之間循環(huán)，如圖3所示。 圖3晶圓清...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 最近，氮化鎵基藍(lán)色、綠色和紫外線發(fā)光二極管取得了巨大進(jìn)展。這些氮化物基發(fā)光二極管也有可能用于固態(tài)照明。然而，為了實(shí)現(xiàn)固態(tài)照明，需要進(jìn)一步提高這些發(fā)光二極管的輸出效率。眾所周知，氮化鎵基發(fā)光二極管的光提取效率主要受到氮化鎵薄膜和周圍空氣折射率差異大的限制。光子從氮化鎵薄膜中逃逸的臨界角由斯內(nèi)爾定律決定。角度對(duì)于發(fā)光二極管的光提取效率至關(guān)重要。 本文通過化學(xué)濕法刻蝕工藝制備了背面粗糙的氮化鎵基發(fā)光二極管，提高了光提取效率。穩(wěn)定的晶體蝕刻面形成為氮化鎵面。當(dāng)近紫外和藍(lán)色發(fā)光二極管以20 mA的正向電流工作時(shí)，發(fā)光二極管的輸出功率從13.2和24.0毫瓦。不同的增強(qiáng)比歸因于濕法刻蝕后N面氮化鎵襯底上的六角錐導(dǎo)致的透射率隨波長(zhǎng)的變化。 實(shí)驗(yàn) 本方法中使用的n-UV和藍(lán)色I(xiàn)nGaN/GaN發(fā)光二極管都是在SR-4000大氣壓金屬-有機(jī)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)中生長(zhǎng)在c面(0001) 2英寸GaN襯底上的。我們制造了氮化鎵襯底。發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)由4米厚的摻硅氮化鎵氮包層、多量子阱(MQW)有源層、20納米厚的p型摻鎂鋁鎵氮層和200納米厚的摻鎂氮化鎵層組成。MQW有源區(qū)由5個(gè)周期的2.4納米厚的未摻雜銦鎵氮阱層和9納米厚的未摻雜氮化鎵阻...
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