再構成ポーラスシリコン上に成長した接着エピ層および分離エピフォイルのライフタイム測定 ― 100 μsを超えるバルクライフタイムの実証

本論文では、エピ層のライフタイム測定の信頼性向上、ならびにバルクおよび表面再結合成分の分離に関する継続的な取り組みについて議論する。エピ層がp+基板に接着した状態（「接着エピ層」）と基板から分離した後（「分離エピフォイル」）の両方を対象とする。「接着エピ層」については、マイクロ波光伝導度減衰（µ-PCD）およびシミュレーション支援フォトルミネッセンス（sim-PL）を、p型エピ層のバルクライフタイム（Tbulk）および全実効表面再結合速度（Stot）を評価するためのエピ層膜厚変化と併せて適用した。逆数実効ライフタイム対逆数エピ層膜厚データへの線形フィッティングにより、すべてのサンプルのStotを信頼性高く抽出し、エピ層/基板界面にポーラスシリコンがない場合のStot約265 cm/s、存在する場合の約9220 cm/s、および薄い裏面電界層で遮蔽された場合の約775 cm/sを得た。これらのStot値に基づき、sim-PLを用いてポーラスシリコン領域のTbulkを約160 µsと推定した。n型「分離エピフォイル」については、準定常状態光伝導度（QSSPC）を使用した。しかし、Tbulkが高すぎたため、より低いStotにもかかわらず信頼性のあるTbulkを抽出できなかった。ただし、Tbulkの下限は138 μs以上と推定された。このような高いバルクライフタイムは、エピ層膜厚の1桁以上長いバルク拡散長を意味し、高いセル効率につながる可能性がある。