높은 PID 저항을 위한 실리콘이 풍부한 SiNx 유전체에서 결함 광이온화의 중요성

본 연구에서는 실리콘이 풍부한 SiNx 박막에 상당한 결함 유도 광전도가 존재함을 확인하며, 이는 실리콘 광전지 모듈의 잠재적 유도 열화(PID)에 대해 높은 저항을 형성합니다. 이 광전도 현상은 본질적으로 외인적 특성을 가집니다. 이는 훨씬 더 높은 에너지의 밴드 간 캐리어 생성에 의해 발생하는 본질적 광전도가 아니라, SiNx의 깊은 결함 준위의 광이온화에서 비롯됩니다. 결함에 의한 광전도는 IR 스펙트럼 범위에 존재하지 않습니다. 그 시작은 SiNx 밴드 가장자리로부터 약 1.8eV의 에너지 분리로 깊은 준위를 나타내는 가시 적색광 범위에 나타납니다. 광전도는 화학양론적 Si3N4 박막에서는 훨씬 적지만, 실리콘이 풍부한 조건에서 증착된 박막, 특히 굴절률이 n=2.05 이상인 박막에서는 두드러지게 나타납니다. 깊은 준위의 광이온화 속도(및 광전도도의 크기)는 n이 더 큰 박막에서 증가하며 SiNx의 과잉 실리콘과 관련된 결함의 농도가 더 높다는 것을 나타냅니다. 본 연구는 유전체 및 인터페이스 전하, 표면 및 계면 전위, 유전체 누설 전류의 비접촉 정량적 특성을 제공하는 반도체 업계에서 입증된 코로나 충전 CV 계측을 사용하여 수행되었습니다. 측정은 모듈식 PID 취약성 연구에 사용된 웨이퍼와 동일한 시스터 웨이퍼에서 수행되었습니다.