高PID抵抗を実現するシリコンリッチSiNx誘電体の欠陥光イオン化の重要性

シリコン系太陽電池モジュールの電位誘起劣化（PID）に対して高い耐性を生み出すシリコンに富むSiNx膜に著しい欠陥誘起光伝導が存在することを実証しました。この光伝導現象は、本質的に外因的なものです。これは、固有の光伝導に伴うはるかに高いエネルギーのバンド間キャリアの生成ではなく、SiNxの深い欠陥レベルの光イオン化に起因します。欠陥の光伝導率は、赤外スペクトル範囲には存在しません。その発生は可視の赤色光域に現れ、SiNxバンドのエッジからのエネルギー分離が約1.8eVの深いレベルを示している。化学量論的Si3N4膜では光伝導率が大幅に低下しますが、シリコンを豊富に含む条件下で堆積した膜、特に屈折率がn=2.05を超える膜では現れます。深いレベルの光イオン化速度（および光伝導度の大きさ）は、nが大きい膜ほど増加し、SiNx内の過剰なシリコンに関連する欠陥の濃度が高くなることを示しています。本研究は、誘電体および界面電荷、表面電位、界面電位、誘電漏れ電流を非接触で定量的に評価できる、半導体業界で実証済みのコロナ充電CV測定法を用いて実施されました。測定は、モジュール式PID感受性試験のウェハーの姉妹ウェーハで行われました。