Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния

Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния

Исследованы электрически активные дефекты с локально повышенной проводимостью p-n-перехода и световой эмиссией. Показано, что по их концентрации можно контролировать качество солнечных батарей в процессе изготовления....

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2010
Автори: Попов, В.М., Клименко, А.С., Поканевич, А.П., Шустов, Ю.М., Гаврилюк, И.И., Панин, А.И.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2010
Назва видання:Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Теми:
Функциональная микро- и наноэлектроника
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51967
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния / В.М. Попов, А.С. Клименко, А.П. Поканевич, Ю.М. Шустов, И.И. Гаврилюк, А.И. Панин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 4. — С. 43-48. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-51967
record_format dspace
spelling irk-123456789-519672013-12-22T03:15:00Z Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния Попов, В.М. Клименко, А.С. Поканевич, А.П. Шустов, Ю.М. Гаврилюк, И.И. Панин, А.И. Функциональная микро- и наноэлектроника Исследованы электрически активные дефекты с локально повышенной проводимостью p-n-перехода и световой эмиссией. Показано, что по их концентрации можно контролировать качество солнечных батарей в процессе изготовления. Представлено результати досліджень електрично активних дефектів на поверхні пластин сонячних батарей, які характеризуються підвищеною провідністю p-n-перехода та світловою емісією у видимий області спектру. Вивчено електричні та фізико-хімічні властивості дефектів. Встановлено локально підвищену концентрацію алюмінію в області дефектів. Визначено підвищену щільність дефектів на краях пластин сонячних батарей. Показано можливість контролю якості сонячних батарей по аналізу концентрації світловипромінюючих дефектів в процесі виготовлення приладів.ѕ The results of investigation of electrically active defects on the solar cell surface are presented. Defects are characterized by high local conductivity of p-n-junctions and visible light emission. Electrical, physical and chemical properties of defects have been studied. Increased local concentration of aluminium in the defect regions was revealed. High density of defects has been determined at the edges of solar cell wafers. Possibility of solar cells quality control by registration of light emissive defect concentration during technological processes has been shown. 2010 Article Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния / В.М. Попов, А.С. Клименко, А.П. Поканевич, Ю.М. Шустов, И.И. Гаврилюк, А.И. Панин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 4. — С. 43-48. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51967 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Функциональная микро- и наноэлектроника
Функциональная микро- и наноэлектроника
spellingShingle Функциональная микро- и наноэлектроника
Функциональная микро- и наноэлектроника
Попов, В.М.
Клименко, А.С.
Поканевич, А.П.
Шустов, Ю.М.
Гаврилюк, И.И.
Панин, А.И.
Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description Исследованы электрически активные дефекты с локально повышенной проводимостью p-n-перехода и световой эмиссией. Показано, что по их концентрации можно контролировать качество солнечных батарей в процессе изготовления.
format Article
author Попов, В.М.
Клименко, А.С.
Поканевич, А.П.
Шустов, Ю.М.
Гаврилюк, И.И.
Панин, А.И.
author_facet Попов, В.М.
Клименко, А.С.
Поканевич, А.П.
Шустов, Ю.М.
Гаврилюк, И.И.
Панин, А.И.
author_sort Попов, В.М.
title Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния
title_short Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния
title_full Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния
title_fullStr Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния
title_full_unstemmed Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния
title_sort локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate 2010
topic_facet Функциональная микро- и наноэлектроника
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51967
citation_txt Локальные свойства электрически активных дефектов в солнечных батареях на основе кремния / В.М. Попов, А.С. Клименко, А.П. Поканевич, Ю.М. Шустов, И.И. Гаврилюк, А.И. Панин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 4. — С. 43-48. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
series Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv AT popovvm lokalʹnyesvojstvaélektričeskiaktivnyhdefektovvsolnečnyhbatareâhnaosnovekremniâ
AT klimenkoas lokalʹnyesvojstvaélektričeskiaktivnyhdefektovvsolnečnyhbatareâhnaosnovekremniâ
AT pokanevičap lokalʹnyesvojstvaélektričeskiaktivnyhdefektovvsolnečnyhbatareâhnaosnovekremniâ
AT šustovûm lokalʹnyesvojstvaélektričeskiaktivnyhdefektovvsolnečnyhbatareâhnaosnovekremniâ
AT gavrilûkii lokalʹnyesvojstvaélektričeskiaktivnyhdefektovvsolnečnyhbatareâhnaosnovekremniâ
AT paninai lokalʹnyesvojstvaélektričeskiaktivnyhdefektovvsolnečnyhbatareâhnaosnovekremniâ
first_indexed 2025-07-04T14:17:12Z
last_indexed 2025-07-04T14:17:12Z
_version_ 1836726232104828928
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 4 43 ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 23.01 2010 ã. Îïïîíåíò ä. ô.-ì. í. À. À. ÅÂÒÓÕ (ÈÔÏ èì. Â. Å. Ëàøêàð¸âà, ã. Êèåâ) Ê. ô.-ì. í Â. Ì. ÏÎÏÎÂ, À. Ñ. ÊËÈÌÅÍÊÎ, À. Ï. ÏÎÊÀÍÅÂÈ×, Þ. Ì. ØÓÑÒÎÂ, È. È. ÃÀÂÐÈËÞÊ, À. È. ÏÀÍÈÍ Óêðàèíà, ã. Êèåâ, Öåíòð «Ìèêðîàíàëèòèêà» Èíñòèòóòà ìèêðîïðèáîðîâ ÍÀÍÓ, ÎÀÎ «Êâàçàð» Å-mail: popovmc@i.kiev.ua ËÎÊÀËÜÍÛÅ ÑÂÎÉÑÒÂÀ ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈ ÀÊÒÈÂÍÛÕ ÄÅÔÅÊÒΠ ÑÎËÍÅ×ÍÛÕ ÁÀÒÀÐÅßÕ ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÊÐÅÌÍÈß Èññëåäîâàíû ýëåêòðè÷åñêè àêòèâíûå äåôåêòû ñ ëîêàëüíî ïîâûøåííîé ïðîâî- äèìîñòüþ p�n-ïåðåõîäà è ñâåòîâîé ýìèññèåé. Ïîêàçàíî, ÷òî ïî èõ êîíöåí- òðàöèè ìîæíî êîíòðîëèðîâàòü êà÷å- ñòâî ñîëíå÷íûõ áàòàðåé â ïðîöåññå èç- ãîòîâëåíèÿ. Ïîâûøåíèå ýôôåêòèâíîñòè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ñîëíå÷íûõ áàòàðåé (ÑÁ) íåïîñðåäñòâåííî ñâÿçàíî ñî ñíèæåíèåì êîíöåíòðàöèè äåôåêòîâ ñ ïîâûøåííîé ïðîâîäèìîñòüþ â p�n-ïåðåõîäàõ. Èçâåñòíî, ÷òî íà- ëè÷èå ýëåêòðè÷åñêè àêòèâíûõ äåôåêòîâ (ÝÀÄ), îêà- çûâàþùèõ øóíòèðóþùåå âëèÿíèå íà p�n-ïåðåõîäû ÑÁ, ñîïðîâîæäàåòñÿ óõóäøåíèåì ýêñïëóàòàöèîííûõ õàðàêòåðèñòèê ïðèáîðîâ � ïîíèæåíèåì íàïðÿæåíèÿ õîëîñòîãî õîäà è êîýôôèöèåíòà çàïîëíåíèÿ [1]. Íà- ëè÷èå óêàçàííûõ äåôåêòîâ ñíèæàåò ÊÏÄ ñîëíå÷íûõ áàòàðåé ïðè ðàáîòå â óñëîâèÿõ ïîíèæåííîé îñâåùåí- íîñòè [2]. Ïîýòîìó ÝÀÄ, øóíòèðóþùèå p�n-ïåðåõî- äû ÑÁ, â ïîñëåäíåå âðåìÿ èññëåäóþòñÿ îñîáåííî èí- òåíñèâíî [3]. Ðàçâèâàþòñÿ è ñîâåðøåíñòâóþòñÿ ìå- òîäû ëîêàëèçàöèè äåôåêòîâ [4, 5], ðàñøèðÿþòñÿ ïðåäñòàâëåíèÿ î ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ ÝÀÄ â ÑÁ [6, 7]. Èìåþòñÿ ðàáîòû ïî âûÿâëåíèþ è èññëå- äîâàíèþ ÝÀÄ, îáëàäàþùèõ ýëåêòðîëþìèíåñöåíöè- åé ïðè ïðÿìûõ íàïðÿæåíèÿõ íà p�n-ïåðåõîäàõ [8].  òî æå âðåìÿ, äåôåêòû, õàðàêòåðèçóåìûå ñâåòîâîé ýìèññèåé ïðè îáðàòíûõ ñìåùåíèÿõ íà p�n-ïåðåõî- äàõ ÑÁ, èññëåäîâàíû íåäîñòàòî÷íî.  íàñòîÿùåé ðàáîòå ïðîâåäåíû êîìïëåêñíûå èñ- ñëåäîâàíèÿ ÝÀÄ ñ ïîâûøåííîé ïðîâîäèìîñòüþ â p�n-ïåðåõîäàõ ÑÁ, õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ êîòîðûõ ÿâëÿëîñü íàëè÷èå ñâåòîâîé ýìèññèè â âèäèìîì äèà- ïàçîíå èçëó÷åíèÿ, íàáëþäàåìîãî ïðè îáðàòíûõ ñìå- ùåíèÿõ íà p�n-ïåðåõîäàõ. Ñî÷åòàíèå îïòè÷åñêîé ìèê- ðîñêîïèè âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ, æèäêîêðèñòàëëè÷å- ñêîé òåðìîãðàôèè, ðàñòðîâîé ýëåêòðîííîé ìèêðîñêî- ïèè (ÐÝÌ), âêëþ÷àÿ ðåæèì òîêîâ, èíäóöèðîâàííûõ ýëåêòðîííûì ëó÷îì (ÒÈÝË), ëîêàëüíîãî ðåíòãåíî- ñïåêòðàëüíîãî ìèêðîàíàëèçà (ËÐÑÌÀ), ýëåêòðîôè- çè÷åñêèõ èçìåðåíèé è äðóãèõ ìåòîäîâ ïîçâîëèëî îïðåäåëèòü ëîêàëüíûå ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ýëåêòðè÷åñêè àêòèâíûõ ýëåêòðîëþìèíåñöåíòíûõ äå- ôåêòîâ (ÝÀÝËÄ). Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïðåäñòàâ- ëÿþò èíòåðåñ äëÿ ïðèìåíåíèÿ â öåëÿõ êîíòðîëÿ êà÷å- ñòâà ÑÁ íà ýòàïàõ ðàçðàáîòêè è ñåðèéíîãî ïðîèçâîä- ñòâà ïðèáîðîâ, à òàêæå äëÿ îïòîýëåêòðîíèêè ïðè ñî- çäàíèè ëîêàëüíûõ èñòî÷íèêîâ ñâåòîâîé ýìèññèè íà îñíîâå êðåìíèÿ Îáðàçöû è ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà Èññëåäîâàíû ïëàñòèíû ÑÁ, èçãîòîâëåííûõ ðàçëè÷- íûìè ïðîèçâîäèòåëÿìè íà îñíîâå êðåìíèÿ p-òèïà ñ óäåëüíûì ñîïðîòèâëåíèåì 1�10 Îì·ñì. Ôîðìèðî- âàíèå p�n-ïåðåõîäîâ îñóùåñòâëÿëîñü ïóòåì äèôôó- çèè ôîñôîðà, ãëóáèíà çàëåãàíèÿ íàõîäèëàñü â ïðåäå- ëàõ 0,2�0,4 ìêì. Èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü íà ïëà- ñòèíàõ ÑÁ êàê ïîñëå îïåðàöèè ñîçäàíèÿ n+-ñëîÿ, òàê è ïîñëå çàâåðøåíèÿ âñåõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåñ- ñîâ (â ãîòîâûõ èçäåëèÿõ). Ïåðâîíà÷àëüíî îïðåäåëÿëîñü ðàñïðåäåëåíèå äå- ôåêòîâ ñ ïîâûøåííîé ïðîâîäèìîñòüþ â p�n-ïåðåõî- äàõ ïðè îáðàòíîì ñìåùåíèè íà îñíîâå âûÿâëåíèÿ ëîêàëüíûõ èñòî÷íèêîâ ïîâûøåííîãî òåïëîâûäåëåíèÿ, òàê íàçûâàåìûõ «ãîðÿ÷èõ òî÷åê», ìåòîäîì æèäêèõ êðèñòàëëîâ (ÆÊ) [9]. Èíäèêàòîðàìè «ãîðÿ÷èõ òî÷åê» ñëóæèëè ïîëèìåðíàÿ ïëåíêà ñ äèñïåðãèðîâàííûì â íåé õîëåñòåðè÷åñêèì ÆÊ è ïðîçðà÷íûå ÿ÷åéêè ñ ãî- ìåîòðîïíî îðèåíòèðîâàííûìè ìîëåêóëàìè òàêîãî ÆÊ â ñìåêòè÷åñêîé ôàçå [10] è ìîëåêóëàìè íåìàòè- ÷åñêîãî ÆÊ. Ïîñëå êàðòîãðàôèðîâàíèÿ «ãîðÿ÷èõ òî÷åê» ïî âñåé ïëîùàäè ïëàñòèí ïðîâîäèëñÿ àíàëèç ðàñïðåäåëåíèÿ ëîêàëüíûõ èñòî÷íèêîâ ñâåòîâîé ýìèññèè ïðè îáðàò- íîì íàïðÿæåíèè íà p�n-ïåðåõîäå 10�15  â ãîòîâûõ ÑÁ è 15�20  íà ïëàñòèíàõ ïîñëå ôîðìèðîâàíèÿ n+-ñëîÿ. Âèçóàëèçàöèÿ îòäåëüíûõ èñòî÷íèêîâ ñâåòà îñóùåñòâëÿëàñü ñ ïîìîùüþ îïòè÷åñêîãî ìèêðîñêî- ïà «Jena Tech» è âñòðîåííîé â íåãî âûñîêî÷óâñòâè- òåëüíîé âèäåîêàìåðû «Edmund Optics» ñ êðåìíèå- âîé ÏÇÑ-ìàòðèöåé (ïîðîã ÷óâñòâèòåëüíîñòè � 0,02 ëê) ïðè óâåëè÷åíèÿõ äî 1000 ðàç. Ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü âûÿâëåíèÿ ÝÀÝËÄ ñîñòàâëÿëà îêîëî 1 ìêì. Ðåãèñòðàöèÿ îáùåãî ðàñïðåäåëåíèÿ èñòî÷íè- êîâ ñâåòîâîé ýìèññèè ïðîâîäèëàñü ïóòåì ôîòîãðà- ôèðîâàíèÿ â ñâåòîèçîëèðîâàííîé êàìåðå âñåé ïëàñ- òèíû öèôðîâûì ôîòîàïïàðàòîì (ñ åìêîñòüþ ÏÇÑ- ìàòðèöû 107 ïèêñåëîâ) ïðè äëèòåëüíîé ýêñïîçèöèè (áîëåå 10 ñåêóíä). Èññëåäîâàííûå ïëàñòèíû ðàçðåçàëèñü íà ÷àñòè ðàçëè÷íûõ ðàçìåðîâ (îò 2×2 äî 20×20 ìì), â ïðåäå- ëàõ êîòîðûõ ôèêñèðîâàëñÿ òîëüêî îäèí äåôåêò ëèáî äåôåêòû îòñóòñòâîâàëè. Íà îäèíàêîâûõ ïî ïëîùàäè Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 4 44 ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ ôðàãìåíòàõ ïëàñòèí ñ îäíèì äåôåêòîì, à òàêæå áåç äåôåêòîâ èçìåðÿëèñü âîëüò-àìïåðíûå õàðàêòåðèñòèêè (ÂÀÕ). Òèï ïðîâîäèìîñòè ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ â îáëàñòè íàèáîëåå êðóïíûõ äåôåêòîâ îïðåäåëÿëñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì òåïëîâîãî ìèêðîçîíäà (ëîêàëüíîñòü ïîðÿäêà 5 ìêì). Âûÿâëåííûå äåôåêòû èññëåäîâàëèñü ñ ïîìîùüþ ðàñòðîâîãî ýëåêòðîííîãî ìèêðîñêîïà JSM IC845 «JEOL» â ðåæèìàõ âòîðè÷íîé ýëåêòðîííîé ýìèññèè è ÒÈÝË. Ýëåìåíòíûé ñîñòàâ òåõíîëîãè÷åñêèõ ñòðóê- òóð â ÝÀÄ îïðåäåëÿëñÿ ìåòîäîì ËÐÑÌÀ â ðåæèìå ýíåðãåòè÷åñêîé äèñïåðñèè íà óñòàíîâêå AN10000/95S «Link Analytical».  ðÿäå ñëó÷àåâ îòäåëüíûå ÝÀÝËÄ áûëè èññëåäî- âàíû ñ ïîìîùüþ ìåòîäà ýëåêòðîëèçà äåèîíèçîâàí- íîé âîäû. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû Óñòàíîâëåíî, ÷òî ðàñïðåäåëåíèÿ «ãîðÿ÷èõ òî÷åê» íà îòêðûòîé ïîâåðõíîñòè ïëàñòèí ÑÁ (âíå ýëåêòðî- äîâ) ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàþò ñ ðàñïðåäåëåíèåì ÝÀÝËÄ, ò. å. î÷åâèäíî, ÷òî â îáîèõ ñëó÷àÿõ èõ èñ- òî÷íèêîì ñëóæàò îäíè è òå æå äåôåêòû. Íàèáîëüøåå ÷èñëî äåôåêòîâ îáíàðóæåíî íà êðàÿõ ïëàñòèí âäîëü ãðàíèöû n+-ñëîÿ, îáðàçîâàâøåéñÿ â ðåçóëüòàòå óäà- ëåíèÿ ýòîãî ñëîÿ íà òîðöàõ ïëàñòèí ïðè ïëàçìîõèìè- ÷åñêîì òðàâëåíèè. Ïðè ìàëûõ óâåëè÷åíèÿõ äåôåêòû âûãëÿäåëè, êàê îòäåëüíûå ñâåòÿùèåñÿ òî÷êè èëè èõ ñêîïëåíèÿ. Ïðè áîëüøèõ óâåëè÷åíèÿõ (500�1000 ðàç) äåôåêòû, â îñíîâíîì, èìåëè âèä ñâåòÿùèõñÿ çàìê- íóòûõ èëè íå ïîëíîñòüþ çàìêíóòûõ êîíòóðîâ (ðèñ. 1).  ñëó÷àå òî÷å÷íûõ èñòî÷íèêîâ èçëó÷åíèÿ èõ ðàçìå- ðû ñîñòàâëÿëè ìåíåå ìèêðîìåòðà, äèàìåòð ñâå÷åíèÿ çàìê- íóòûõ êîíòóðîâ äîñòèãàë 20 ìêì è áîëåå. Öâåò ñâå- ÷åíèÿ äåôåêòîâ â ïîäàâëÿþùåì áîëüøèíñòâå èññëå- äîâàííûõ îáðàçöîâ áûë áåëûì, à â îòäåëüíûõ ñëó÷à- ÿõ èìåë êðàñíîâàòûé îòòåíîê. Ýëåêòðîëþìèíåñöåíöèþ äåôåêòîâ íàáëþäàëè íà îáðàçöàõ áîëüøèíñòâà èçâåñòíûõ åâðîïåéñêèõ è îòå- ÷åñòâåííûõ èçãîòîâèòåëåé ÑÁ íà îñíîâå êðåìíèÿ. Ñëåäóåò ïîä÷åðêíóòü, ÷òî èçëó÷àþùèå áåëûé ñâåò äåôåêòû îáíàðóæèâàëèñü íà âñåõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ýòàïàõ èçãîòîâëåíèÿ ÑÁ ïîñëå ôîðìèðîâàíèÿ íà ïëà- ñòèíàõ êðåìíèÿ p-òèïà n+-ñëîÿ, ò. å. ïîñëå îáðàçîâà- íèÿ n+�p-ïåðåõîäà. Äåòàëüíîå ñîïîñòàâëåíèå ìåñò ðàñ- ïîëîæåíèÿ «ãîðÿ÷èõ òî÷åê» è ýëåêòðîëþìèíåñöèðó- þùèõ îáëàñòåé ïîêàçàëî, ÷òî ëèøü â îòäåëüíûõ, íå- ìíîãî÷èñëåííûõ ñëó÷àÿõ â îáëàñòÿõ «ãîðÿ÷èõ òî÷åê» ñâå÷åíèå íå íàáëþäàëîñü. Êàê ïðàâèëî, ýòî áûëè îá- ëàñòè íàèáîëåå âûñîêîé ïðîâîäèìîñòè, äëÿ êîòîðûõ õàðàêòåðíû ëîêàëüíûå ëèíåéíûå ÂÀÕ. Àíàëèç ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 2 äàííûõ ïîêàçàë, ÷òî îáðàòíûé òîê ðàñòåò ñ óâåëè÷åíèåì êîëè÷åñòâà ðåãèñòðèðóåìûõ âèçóàëüíî â òåìíîòå ýëåêòðîëþìè- íåñöèðóþùèõ äåôåêòíûõ îáëàñòåé. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ýòà çàâèñèìîñòü îòðàæàåò òîëüêî îáùóþ òåíäåí- öèþ, ò. ê. íàáëþäàåìûå ÝÀÝËÄ èìåëè ðàçíûå ãåî- ìåòðè÷åñêèå ðàçìåðû è óðîâíè ýëåêòðè÷åñêîé ïðî- âîäèìîñòè, à áëèçêèå ïî ðàçìåðàì èçëó÷àþùèå îá- ëàñòè ìîãóò ñóùåñòâåííî (èíîãäà íà ïîðÿäêè) îòëè- ÷àòüñÿ ïî óðîâíþ îáðàòíîãî òîêà. Ìèíèìàëüíûé óðî- âåíü òîêà ôðàãìåíòà ïëàñòèíû ïëîùàäüþ îêîëî 5 ìì2 ñ îòäåëüíûì ÝÀÝËÄ ðàçìåðîì íåñêîëüêî ìèêðîí ïðè âèçóàëüíî ðåãèñòðèðóåìîì â òåìíîòå ïîðîãå èçëó÷åíèÿ ñîñòàâëÿë 35 ìêÀ, ÷òî ñîîòâåòñòâîâàëî èíòåãðàëüíîé ïëîòíîñòè òîêà 7·10�4À/ñì2, à ìèíèìàëüíîå îáðàòíîå íàïðÿæåíèå, ïðè êîòîðîì ðåãèñòðèðîâàëîñü èçëó÷å- íèå, ðàâíÿëîñü 3,6 Â. Íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíû îáðàòíûå âåòâè ÂÀÕ äâóõ ôðàãìåíòîâ ïëàñòèí ðàâíîé ïëîùàäè (4×4 ìì), íà îäíîì èç êîòîðûõ ÝÀÝËÄ íå âûÿâëåíû, à íà äðóãîì âèçóàëüíî è ñ ïîìîùüþ õîëåñòåðè÷åñêîãî ÆÊ ïðè íàïðÿæåíèè 10  çàðåãèñòðèðîâàí îòäåëüíûé ÝÀÝËÄ. Ôðàãìåíòû âûðåçàíû èç ïëàñòèíû, ïðîøåäøåé ïîë- íûé òåõíîëîãè÷åñêèé öèêë èçãîòîâëåíèÿ ÑÁ. Îáå ÷à- ñòè ïëàñòèíû ÑÁ íà ëèöåâîé ïîâåðõíîñòè èìåëè îäè- íàêîâûå ïëîùàäè ñîáèðàþùèõ òîê øèí, ïîêðûâàþ- ùèõ ïðèáëèçèòåëüíî òðåòüþ ÷àñòü ïîâåðõíîñòè, à ñ îáðàòíîé ñòîðîíû ýòè ó÷àñòêè áûëè ìåòàëëèçèðîâà- íû àëþìèíèåâîé ïàñòîé. Èç ðèñóíêà âèäíî, ÷òî óðî- 10 ìêì Ðèñ. 1. Õàðàêòåðíûå ïðèìåðû ñâå÷åíèÿ â îáëàñòè ýëåêò- ðè÷åñêè àêòèâíûõ äåôåêòîâ íà ïëàñòèíàõ ñîëíå÷íûõ áà- òàðåé ïðè îáðàòíîì ñìåùåíèè íà p�n-ïåðåõîäå Î áð àò íû é òî ê ïð è U = 5  , ì À 1200 800 400 0 10 20 30 40 50 Îáùåå êîëè÷åñòâî äåôåêòîâ Ðèñ. 2. Ñâÿçü âåëè÷èíû îáðàòíîãî òîêà ñ îáùèì êîëè÷å- ñòâîì ÝÀÝËÄ íà ïëàñòèíå Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 4 45 ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ âåíü òîêà íà ó÷àñòêå ñ äåôåêòîì ïðèáëèçèòåëüíî â 50 ðàç áîëüøå òîêà áåçäåôåêòíîãî ó÷àñòêà. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðè îáðàòíîì íàïðÿæåíèè äî 30  îáðàòíûå âåòâè ÂÀÕ, èçìåðåííûõ íà îòäåëüíûõ ó÷àñò- êàõ ïëàñòèí áåç äåôåêòîâ, èìåþò ôîðìó, òèïè÷íóþ äëÿ n+�p-ïåðåõîäîâ íà êðåìíèè ñ óäåëüíûì ñîïðî- òèâëåíèåì íåñêîëüêî Îì·ñì. Ïðè îáðàòíîì íàïðÿæå- íèè ñâûøå 30  íàáëþäàåòñÿ ðåçêèé ðîñò òîêà p�n- ïåðåõîäà ñ ïîñëåäóþùèì ïîÿâëåíèåì ó÷àñòêà îòðè- öàòåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ, è ïðè äàëüíåéøåì óâåëè- ÷åíèè òîêà èìååò ìåñòî äåãðàäàöèÿ ÂÀÕ p�n-ïåðåõî- äà. Îáðàòíûå ÂÀÕ ïëàñòèí ñ ÝÀÝËÄ â äèàïàçîíå íà- ïðÿæåíèÿ äî è ïîñëå ïîÿâëåíèÿ èçëó÷åíèÿ, íî íå áî- ëåå ïðèáëèçèòåëüíî 30  èìåþò ïëàâíûé õàðàêòåð áåç ðåçêèõ èçìåíåíèé ôîðìû, à ïðè íàïðÿæåíèè ñâû- øå 30  òîê, êàê è â ñëó÷àå áåçäåôåêòíûõ ôðàãìåí- òîâ ÑÁ, ðåçêî âîçðàñòàåò. Ñâå÷åíèå âñåãäà íà÷èíàåò íàáëþäàòüñÿ äî íà÷àëà ïðîáîÿ ïî âñåé ïëîùàäè èñ- ñëåäóåìîé ïëàñòèíû èëè åå ôðàãìåíòà. Íàèáîëåå âå- ðîÿòíîé ïðè÷èíîé ñâå÷åíèÿ ÿâëÿåòñÿ ðàçâèòèå ëîêàëü- íîãî ìèêðîïðîáîÿ â îáëàñòè äåôåêòîâ. Íå èñêëþ÷å- íî, ÷òî â îáëàñòè ÝÀÝËÄ ëîêàëüíûå óñëîâèÿ çàðîæ- äåíèÿ ëàâèííîãî ïðîáîÿ (íàïðèìåð, êðèâèçíà p�n- ïåðåõîäà, âåëè÷èíà ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ) áîëåå áëà- ãîïðèÿòíû, ÷åì â ñðåäíåì â ÑÁ. Íà ðèñ. 4 ïðåäñòàâëåíû ÂÀÕ îäèíàêîâûõ ïî ïëî- ùàäè ôðàãìåíòîâ, âûðåçàííûõ èç áåçäåôåêòíîé îá- ëàñòè ïëàñòèí ÑÁ è èç îáëàñòè ñ îäíèì êðóïíûì (≈20 ìêì â äèàìåòðå) ÝÀÝËÄ, à òàêæå ÂÀÕ ñàìîãî äåôåêòà. ÂÀÕ äåôåêòà áûëà èçìåðåíà ñ ïîìîùüþ âîëüôðàìîâîãî çîíäà ñ äèàìåòðîì çàêðóãëåíèÿ îñò- ðèÿ 7,5 ìêì, ïðèëîæåííîãî ê öåíòðàëüíîé îáëàñòè äåôåêòà. Èç ðèñóíêà âèäíî, ÷òî ÂÀÕ ôðàãìåíòîâ (êðè- âûå 1 è 2) èìåþò îáû÷íûé äèîäíûé âèä, à äëÿ ÂÀÕ äåôåêòà (êðèâàÿ 3) õàðàêòåðíà ëèíåéíîñòü, ñâèäåòåëü- ñòâóþùàÿ î òîì, ÷òî â åãî öåíòðàëüíîé îáëàñòè çîíä îáðàçóåò ïðàêòè÷åñêè îìè÷åñêèé êîíòàêò ê êðåìíèå- âîé ïîäëîæêå. Äëÿ èññëåäîâàíèÿ ïðèðîäû ÝÀÝËÄ âûäåëÿëè ó÷à- ñòêè ïëàñòèí ñ äîñòàòî÷íî êðóïíûìè (≈20 ìêì â ïî- ïåðå÷íèêå) èçëó÷àþùèìè äåôåêòàìè, êîòîðûå áûëè ðàñïîëîæåíû êàê âáëèçè êðàÿ òðàâëåíèÿ n+-äèôôó- çèîííîãî ñëîÿ, òàê è âäàëè îò íåãî. Ïðèíöèïèàëüíûõ îòëè÷èé â ñâîéñòâàõ äåôåêòîâ â çàâèñèìîñòè îò îá- ëàñòè èõ ðàñïîëîæåíèÿ íà ïëàñòèíå íå óñòàíîâëåíî. Ãåîìåòðè÷åñêàÿ ôîðìà ñâåòÿùåéñÿ îáëàñòè îäíî- ãî èç èññëåäîâàííûõ êðóïíûõ äåôåêòîâ, â êîòîðîì îòñóòñòâóåò ñëîé àíòèîòðàæàþùåãî ïîêðûòèÿ, ïîêà- çàíà íà ðèñ. 5, à. Âèäíî, ÷òî èçëó÷àþùàÿ áåëûé ñâåò îáëàñòü ýòîãî äåôåêòà èìååò ôîðìó ñ äîñòàòî÷íî ÷åò- êèì êîíòóðîì. Èññëåäîâàíèÿ òèïà ïðîâîäèìîñòè êðåìíèÿ, ïðîâåäåííûå ñ ïîìîùüþ èãîëü÷àòîãî ìèê- ðîòåðìîçîíäà â îáëàñòè äåôåêòà, ïîêàçàëè, ÷òî âíóò- ðè ñâåòÿùåãîñÿ êîíòóðà èìååò ìåñòî ð-òèï ïðîâîäè- ìîñòè, à âíå äåôåêòà, êàê è îæèäàëîñü, � n-òèï. Íà ðèñ. 5, á ïîêàçàíî èçîáðàæåíèå èññëåäóåìîé îáëàñ- Î áð àò íû é òî ê, ì êÀ 10000 1000 100 10 1 0 2 4 6 8 10 Îáðàòíîå íàïðÿæåíèå,  1 2 Ðèñ. 3. Îáðàòíûå âåòâè ÂÀÕ äâóõ ôðàãìåíòîâ, âûðåçàí- íûõ èç îäíîé ïëàñòèíû, ðàâíîé ïëîùàäè: 1 � ó÷àñòîê ñ îäíèì ÝÀÝËÄ; 2 � ó÷àñòîê áåç äåôåêòîâ Òî ê, À 0,02 0,01 0 �0,01 �2 �1 0 1 1 2 3 Íàïðÿæåíèå,  Ðèñ. 4. Âîëüò-àìïåðíûå õàðàêòåðèñòèêè ôðàãìåíòîâ ïëà- ñòèí ÑÁ: 1 � áåçäåôåêòíûé ó÷àñòîê ïëàñòèíû; 2 � ó÷àñòîê ïëàñòèíû ñ ÝÀÝËÄ; 3 � ÂÀÕ äåôåêòà à) á) â) ã) 20 ìêì Ðèñ. 5. Èçîáðàæåíèÿ îáëàñòè ÝÀÝËÄ â ÑÁ â ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ íàáëþäåíèÿ: à � ñâå÷åíèå â îïòè÷åñêîì ìèêðîñêîïå; á � òîïîëîãèÿ ïîâåðõ- íîñòè âî âòîðè÷íûõ ýëåêòðîíàõ ÐÝÌ; â � òîê, èíäóöèðîâàííûé ýëåêòðîííûì ëó÷îì ÐÝÌ; ã � õàðàêòåðèñòè÷åñêîå ðåíòãåíî- âñêîå èçëó÷åíèå àëþìèíèÿ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 4 46 ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ òè ñ äåôåêòîì âî âòîðè÷íûõ ýëåêòðîíàõ ÐÝÌ. Íà- áëþäàåìûå çäåñü ñâåòëûå ïÿòíà ÿâëÿþòñÿ âåðøèíà- ìè ïèðàìèä òåêñòóðèðîâàííîé ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ. Àíàëèç îáëàñòè ðàñïîëîæåíèÿ äåôåêòà â ÐÝÌ â ðåæèìå ÒÈÝË âûÿâèë âíóòðè ñâåòÿùåãîñÿ êîíòóðà ÝÀÝËÄ ïðàêòè÷åñêè ïîëíîå îòñóòñòâèå èíäóöèðîâàí- íîãî òîêà, ò. å. îòñóòñòâèå p�n-ïåðåõîäà (ðèñ. 5, â). Ýòà îáëàñòü ïî ôîðìå è ìåñòîïîëîæåíèþ ïðàêòè÷å- ñêè ñîâïàäàåò ñ îáëàñòüþ, îãðàíè÷åííîé ñâåòÿùèìñÿ êîíòóðîì. Ïðîâåäåííûé â ýòîé îáëàñòè ëîêàëüíûé ðåíòãåíîñïåêòðàëüíûé ìèêðîàíàëèç âûÿâèë õàðàêòå- ðèñòè÷åñêèé ïèê àòîìîâ àëþìèíèÿ. Íà ðèñ. 5, ã ïî- êàçàíà ýòà æå îáëàñòü â õàðàêòåðèñòè÷åñêîì ðåíòãå- íîâñêîì èçëó÷åíèè àòîìîâ àëþìèíèÿ. Âèäíî, ÷òî ïî ôîðìå îíà òàêæå ñîîòâåòñòâóåò îáëàñòè, îãðàíè÷åí- íîé êîíòóðîì ñâå÷åíèÿ äåôåêòà. Èçó÷åíèå ëîêàëüíûõ ðåíòãåíîñïåêòðîãðàìì ìàòåðèàëà âíóòðè êîíòóðà ñâå- ÷åíèÿ ïîçâîëèëî îöåíèòü êîíöåíòðàöèþ àëþìèíèÿ íà óêàçàííîì ó÷àñòêå.  ïðåäåëàõ ïëîùàäè ðàññìîòðåí- íîãî ÝÀÝËÄ êîíöåíòðàöèè àëþìèíèÿ è êðåìíèÿ íà ïîâåðõíîñòè áûëè ïðèáëèçèòåëüíî îäèíàêîâû.  äðóãèõ èññëåäîâàííûõ äåôåêòàõ, ðàçìåðû êî- òîðûõ áûëè ìåíüøå ðàññìîòðåííîãî âûøå, â ðàçëè÷- íûõ òî÷êàõ îáëàñòè ñâå÷åíèÿ ñðåäíåå ñîäåðæàíèå àëþìèíèÿ â ñëîå ãëóáèíîé ïîðÿäêà 1 ìêì, â îñíîâ- íîì, áûëî íèæå è ñîñòàâëÿëî îò 5 äî 50% îò êîíöåí- òðàöèè êðåìíèÿ. Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû äàþò îñíîâàíèÿ ñ÷èòàòü, ÷òî â èññëåäîâàííûõ ñîëíå÷íûõ áàòàðåÿõ ÝÀÝËÄ ôîðìèðóþòñÿ â n+-äèôôóçèîííîì ñëîå êðåìíèÿ â ðåçóëüòàòå ëîêàëüíîé äèôôóçèè àòîìîâ àëþìèíèÿ, êîòîðàÿ ïðèâîäèò ê êîìïåíñàöèè ñâîáîäíûõ ýëåêò- ðîíîâ â ëåãèðîâàííîì ôîñôîðîì ñëîå è ôîðìèðîâà- íèþ îáëàñòè p+-òèïà ïðîâîäèìîñòè. Åñëè äèôôóíäè- ðóþùèå àòîìû àëþìèíèÿ, ïðîíèêàÿ ÷åðåç n+-ñëîé, äîñòèãàþò ïîäëîæêè, òî íà âñåé ïëîùàäè äèôôóçèè îáðàçóåòñÿ îáëàñòü ð-òèïà.  ðåçóëüòàòå íà ó÷àñòêå äèôôóçèè àëþìèíèÿ p�n-ïåðåõîä èñ÷åçàåò, à íà åãî ìåñòå ïîâåðõíîñòü êðåìíèÿ ïðèîáðåòàåò òèï ïðîâî- äèìîñòè ïîäëîæêè, ÷òî ïîäòâåðæäàåòñÿ ëèíåéíûì õàðàêòåðîì ÂÀÕ äåôåêòà (ñì. ðèñ. 4). Íà ãðàíèöå (ïî êîíòóðó) ëåãèðîâàííûõ àëþìèíèåì îáëàñòåé ñ n+- ñëîåì ôîðìèðóþòñÿ p�n-ïåðåõîäû ñ ðàçëè÷íûìè ýëåêòðè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè, çàâèñÿùèìè îò óñëîâèé èõ ôîðìèðîâàíèÿ. Ýòè p�n-ïåðåõîäû âêëþ- ÷àþòñÿ ïàðàëëåëüíî îáùåìó ïåðåõîäó ÑÁ, ñôîðìè- ðîâàííîìó äèôôóçèåé, è â ñëó÷àå èõ ëîêàëüíî âû- ñîêèõ îáðàòíûõ òîêîâ øóíòèðóþò åãî. Ïðè ïðèëîæå- íèè ê ÑÁ îáðàòíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ñìåùåíèÿ ýòè ïåðåõîäû òàêæå âêëþ÷àþòñÿ â îáðàòíîì íàïðàâëå- íèè è îïðåäåëÿþò õàðàêòåð ÂÀÕ ñîëíå÷íûõ áàòàðåé. Èìåííî îòäåëüíûå ó÷àñòêè ýòèõ p�n-ïåðåõîäîâ ñòà- íîâÿòñÿ èñòî÷íèêàìè èçëó÷åíèÿ ñâåòà. Äèôôóçèÿ àëþìèíèÿ èç ëîêàëüíûõ èñòî÷íèêîâ íà ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ ïðîèñõîäèò âî âðåìÿ ïðîâåäå- íèÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíûõ îïåðàöèé ôîðìèðîâàíèÿ p�n-ïåðåõîäà (ïðè äèôôóçèè ôîñôîðà) è (èëè) íà ýòàïå âæèãàíèÿ ìåòàëëèçàöèè, ïðîâîäèìîé ïðè òåìïåðà- òóðå âûøå 900°Ñ. Íàëè÷èå ð-òèïà ïðîâîäèìîñòè âî âíóòðåííåé îá- ëàñòè ÝÀÝËÄ è ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ïî åãî âíåøíå- ìó êîíòóðó, ãäå íàáëþäàåòñÿ ýëåêòðîëþìèíåñöåíöèÿ, ïîäòâåðæäåíî òàêæå ýëåêòðîëèçîì äåèîíèçîâàííîé âîäû, ñîïðîâîæäàþùèìñÿ âûäåëåíèåì ïóçûðüêîâ âî- äîðîäà â îáëàñòè ïðîâîäÿùåãî äåôåêòà. Ñ ýòîé öå- ëüþ ïëàñòèíà ÑÁ ðàñïîëàãàëàñü íà ìåòàëëè÷åñêîì ñòîëèêå, à íàä èññëåäóåìûì äåôåêòîì ïîìåùàëàñü ñïåöèàëüíàÿ ÿ÷åéêà â âèäå ïðîçðà÷íîãî ýëåêòðîäà (ñòåêëÿííîé ïëàñòèíêè, ïîêðûòîé ïðîâîäÿùèì ñëî- åì SnO2). Òîëùèíà ñëîÿ äåèîíèçîâàííîé âîäû ìåæ- äó ïðîçðà÷íûì ýëåêòðîäîì è ïîâåðõíîñòüþ ÑÁ áûëà ïîñòîÿííîé è ñîñòàâëÿëà 20 ìêì. Òîíêèé ñëîé äåèî- íèçîâàííîé âîäû â ÿ÷åéêå ïîçâîëÿë òî÷íî ôèêñèðî- âàòü ðàñïîëîæåíèå ïóçûðüêà íåïîñðåäñòâåííî íàä äå- ôåêòîì. Ïóçûðåê âîäîðîäà â îáëàñòè äåôåêòà ïîÿâ- ëÿëñÿ êàê ïðè ïîäà÷å íàïðÿæåíèÿ ìåæäó ïðîçðà÷íûì ýëåêòðîäîì è ïîäëîæêîé ÑÁ, òàê è ïðè ïðèëîæåíèè îáðàòíîãî ñìåùåíèÿ ê p�n-ïåðåõîäó, êîãäà ýëåêòðîä ÿ÷åéêè áûë ïàññèâíûì.  ïåðâîì ñëó÷àå ïðè ýëåêò- ðè÷åñêîì ïîëå, ïåðïåíäèêóëÿðíîì ïîâåðõíîñòè, íà- ëè÷èå ýëåêòðîëèçà ñâèäåòåëüñòâîâàëî î òîì, ÷òî îá- ëàñòü äåôåêòà ñîåäèíåíà ñ ïîäëîæêîé (ð-òèï ïðîâî- äèìîñòè âûõîäèò íà ïîâåðõíîñòü êðåìíèÿ). Âî âòî- ðîì ñëó÷àå ýëåêòðîëèç óêàçûâàë íà ïðèñóòñòâèå ýëåê- òðè÷åñêîãî ïîëÿ, ïàðàëëåëüíîãî ïîâåðõíîñòè ÑÁ è îáðàçóþùåãîñÿ ìåæäó ïîâåðõíîñòíûì n+-äèôôóçè- îííûì ñëîåì è îáëàñòüþ äåôåêòà, ñîåäèíåííîé ñ ïîä- ëîæêîé ð-òèïà. Èíòåðåñíî, ÷òî ïðè òàêîì ïîäêëþ÷å- íèè â ïðîöåññå ýëåêòðîëèçà ïî âíåøíåìó êîíòóðó äåôåêòà íàáëþäàëàñü ýìèññèÿ ñâåòà. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðèñóòñòâèå íà ïîâåðõíî- ñòè ÑÁ ëîêàëüíûõ ó÷àñòêîâ ñ ïîâûøåííîé êîíöåíò- ðàöèåé àëþìèíèÿ íå ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íûì óñëîâè- åì ôîðìèðîâàíèÿ ÝÀÝËÄ. Íà ïîâåðõíîñòè êðåìíèÿ â ÑÁ çà ïðåäåëàìè îáëàñòè ÝÀÝËÄ ìåòîäîì âòî- ðè÷íîé èîííîé ìàññ-ñïåêòðîñêîïèè íà óñòàíîâêå IMS-4f «Cameca» çàðåãèñòðèðîâàíî íàëè÷èå îòäåëü- íûõ îáëàñòåé ñ ïîâûøåííîé êîíöåíòðàöèåé àëþìè- íèÿ, êîòîðûå íå âûçûâàëè ñâå÷åíèÿ ïðè îáðàòíûõ ñìå- ùåíèÿõ íà p�n-ïåðåõîäå.  ýòîì ñëó÷àå, âèäèìî, ñòå- ïåíü è ãëóáèíà ëîêàëüíîãî ëåãèðîâàíèÿ àëþìèíèåì íå äîñòàòî÷íû äëÿ ïåðåêîìïåíñàöèè ôîñôîðà â äèô- ôóçèîííîì ñëîå, äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ð-îáëàñòè, äîñ- òèãàþùåé ïîäëîæêè, è ñîçäàíèÿ ÝÀÝËÄ. Êðîìå òîãî, óñêîðåííîé äèôôóçèè àëþìèíèÿ â êðåìíèé íà îòäåëü- íûõ ó÷àñòêàõ ìîãóò òàêæå ñïîñîáñòâîâàòü è îòäåëü- íûå ñòðóêòóðíûå äåôåêòû íà ïîâåðõíîñòè ïîëóïðî- âîäíèêà. Ó÷èòûâàÿ òî, ÷òî ïðè âèçóàëüíîì íàáëþäåíèè ñâå- òÿùèõñÿ äåôåêòîâ ìû âèäèì òîëüêî ïîâåðõíîñòíóþ êàðòèíó, ïðåäñòàâëÿëî èíòåðåñ èññëåäîâàòü ãëóáèíó èçëó÷àåìîé îáëàñòè. Ñ ýòîé öåëüþ ïðîâåäåí ñëåäóþ- ùèé ýêñïåðèìåíò. Ïðåäâàðèòåëüíî âûáðàííûé è èñ- ñëåäîâàííûé ôðàãìåíò ïëàñòèíû ÑÁ ñ èçëó÷àþùèì ñâåò äåôåêòîì áûë ïîìåùåí â êàìåðó óñòàíîâêè èîí- íîãî òðàâëåíèÿ «Ion Tech» íà ïðåäìåòíûé ñòîëèê, îáåñïå÷èâàâøèé âîçìîæíîñòü ïîäêëþ÷åíèÿ îáðàçöà ê èñòî÷íèêó ïèòàíèÿ. Èìåÿ âîçìîæíîñòü íàáëþäàòü ñ ïîìîùüþ ìèêðîñêîïà ñâå÷åíèå äåôåêòà ÷åðåç ñïå- öèàëüíîå îêíî â ðàáî÷åé êàìåðå, ïðîâîäèëè ïîñëîé- íîå èëè íåïðåðûâíîå èîííîå òðàâëåíèå ïîâåðõíîñòè Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 4 47 ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ îáðàçöà â îáëàñòè äåôåêòà äî èñ÷åçíîâåíèÿ ñâå÷å- íèÿ. Îïðåäåëèâ ïðåäâàðèòåëüíî ñêîðîñòü òðàâëåíèÿ òàêèõ îáðàçöîâ â àðãîíå, îöåíèâàëè ãëóáèíó ñòðàâ- ëåííîãî ñëîÿ êðåìíèÿ â îáëàñòè äåôåêòà â ìîìåíò ïðåêðàùåíèÿ âèäèìîãî èçëó÷åíèÿ. Îêàçàëîñü, ÷òî ãëóáèíà ñòðàâëåííîãî ñëîÿ áûëà ïðàêòè÷åñêè ðàâíà ãëóáèíå äèôôóçèè ôîñôîðà, ò. å. òîëùèíå äèôôóçè- îííîãî n+-ñëîÿ. Ýòîò ðåçóëüòàò óêàçûâàåò íà òî, ÷òî èçëó÷åíèå íà âíåøíåì êîíòóðå äåôåêòíîé îáëàñòè èìååò îáúåìíûé õàðàêòåð, ò. å. ïîñòóïàåò èç ñëîÿ, ïðè- áëèçèòåëüíî ðàâíîãî ãëóáèíå p�n-ïåðåõîäà â ÑÁ. Íà îñíîâàíèè âñåõ âûøåèçëîæåííûõ ðåçóëüòàòîâ ïðåäëîæåíà îáùàÿ ñõåìà ÝÀÝËÄ â ÑÁ íà îñíîâå êðåìíèÿ, ïðåäñòàâëåííàÿ íà ðèñ. 6. Âûÿñíåíèå ôèçè- ÷åñêèõ ìåõàíèçìîâ, îòâåòñòâåííûõ çà âîçíèêíîâå- íèå ñâå÷åíèÿ â óêàçàííûõ äåôåêòàõ, òðåáóåò äàëüíåé- øèõ èññëåäîâàíèé. Ïî âîïðîñó ïîÿâëåíèÿ íà ïîâåðõíîñòè ïëàñòèí êðåìíèÿ ïîñòîðîííèõ ïðèìåñåé ìîæíî îòìåòèòü ñëå- äóþùåå. Èç àíàëèçà òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ èç- ãîòîâëåíèÿ ïëàñòèí ÑÁ ñëåäóåò, ÷òî âåðîÿòíîñòü çà- ãðÿçíåíèé ïëàñòèí òàêèìè ïðèìåñÿìè êàê àëþìèíèé äîñòàòî÷íî âûñîêà. Àëþìèíèé âõîäèò â ñîñòàâ ïàñò, íàíîñèìûõ òðàôàðåòíûì ñïîñîáîì íà îáðàòíóþ ñòî- ðîíó ïëàòèíû ïðè ôîðìèðîâàíèè îìè÷åñêîãî êîíòàêòà ê ïîäëîæêå è íà ëèöåâóþ ñòîðîíó ïðè ñîçäàíèè òî- êîñúåìíûõ øèí. Èñòî÷íèêîì àëþìèíèÿ ìîæåò áûòü è òåõíîëîãè÷åñêàÿ òàðà äëÿ òðàíñïîðòèðîâêè ïëàñòèí â ïðîöåññå ïðîèçâîäñòâà. Îäíàêî çàãðÿçíåíèå ïîâåðõ- íîñòè ïëàñòèí, íàïðèìåð, àëþìèíèåâîé ïàñòîé äàæå ïîñëå ïðîâåäåíèÿ ïîñëåäóþùèõ âûñîêîòåìïåðàòóð- íûõ îòæèãîâ (áîëåå 800°Ñ) íå âñåãäà ïðèâîäèò ê îá- ðàçîâàíèþ íàáëþäàåìûõ äåôåêòîâ, ÷òî ïîäòâåðäèëè ïðîâåäåííûå íàìè ýêñïåðèìåíòû. Òàê, íàíåñåíèå àëþ- ìèíèåâîé ïàñòû íà ïîâåðõíîñòü ñôîðìèðîâàííîãî íà ïëàñòèíå êðåìíèÿ äèôôóçèîííîãî n+-ñëîÿ, ñ êîòîðî- ãî áûëî óäàëåíî àíòèîòðàæàþùåå ïîêðûòèå, è åå âæè- ãàíèå, èìèòèðóþùåå ðåàëüíûé òåõíîëîãè÷åñêèé ïðî- öåññ, íå âñåãäà ïðèâîäèëî ê ïîÿâëåíèþ ÝÀÝËÄ. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ôîðìèðîâàíèå ÝÀÝËÄ ïðîèñõîäèò ëèøü ïðè îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ è â ìå- ñòàõ, ãäå îáåñïå÷èâàåòñÿ òàêîé êîíòàêò àòîìîâ àëþ- ìèíèÿ ñ ïîâåðõíîñòüþ, ïðè êîòîðîì ïðîèñõîäèò åãî ýôôåêòèâíàÿ äèôôóçèÿ â êðåìíèé. Äëÿ ïðîâåðêè ýòîãî âûâîäà è äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ÿâíûõ óñëîâèé âçàèìîäåéñòâèÿ ñëîÿ àëþìèíèÿ ñ êðåìíèåì ïðîâåäåíû ýêñïåðèìåíòû, â êîòîðûõ àëþ- ìèíèé ÷åðåç ìàñêó íàïûëÿëñÿ íà îñâåæåííóþ ïî- âåðõíîñòü äèôôóçèîííîãî n+-ñëîÿ ôðàãìåíòîâ ïëà- ñòèí ÑÁ ìåòîäîì òåðìè÷åñêîãî èñïàðåíèÿ â âàêóóìå 1·10�5 ìì ðò. ñò. Ïîñëå ôîðìèðîâàíèÿ êðóãëûõ àëþ- ìèíèåâûõ ýëåêòðîäîâ (òîëùèíà ñëîÿ àëþìèíèÿ ≈0,5 ìêì) îáðàçöû îòæèãàëè â òå÷åíèå 5�10 ìèíóò ïðè òåìïåðàòóðå èç äèàïàçîíà 600�850°Ñ íà âîçäó- õå. Äàëåå àëþìèíèé ñòðàâëèâàëñÿ. Ïîñëå ýòîãî èñ- ñëåäîâàëèñü ÂÀÕ è íàëè÷èå âèäèìîãî ñâå÷åíèÿ, ïðè- ÷åì íàèáîëüøåå âíèìàíèå áûëî îáðàùåíî íà îáëàñ- òè, ñ êîòîðûõ àëþìèíèåâûå ýëåêòðîäû áûëè óäàëå- íû. Àíàëèç ðåçóëüòàòîâ èññëåäîâàíèé ïîêàçàë ñëå- äóþùåå. ÂÀÕ îáðàçöîâ, îòæèãàâøèõñÿ ïðè ìàêñèìàëüíûõ òåìïåðàòóðå (850°Ñ) è âðåìåíè, èìåëè âûñîêóþ ïðî- âîäèìîñòü è ïðàêòè÷åñêè ñèììåòðè÷íûé âèä ïðè îáå- èõ ïîëÿðíîñòÿõ ïðèëîæåííîãî íàïðÿæåíèÿ. Îáðàç- öû, îòîææåííûå ïðè íàèáîëåå íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ (600�700°Ñ) èìåëè ÂÀÕ, áëèçêèå ê õàðàêòåðèñòè- êàì îáðàçöîâ äî îòæèãà. È òîëüêî íà îòäåëüíûõ îá- ðàçöàõ, ïðîøåäøèõ îòæèã ïðè òåìïåðàòóðàõ 700� 800°Ñ, â îáëàñòÿõ, ñ êîòîðûõ áûëè óäàëåíû ýëåêòðî- äû, ïîÿâèëèñü àíàëîãè÷íûå íàáëþäàåìûì íà ïëàñòè- íàõ ÑÁ ñâåòÿùèåñÿ ëîêàëüíûå îáëàñòè (ðèñ. 7). Äå- òàëüíîå èññëåäîâàíèå òàêèõ îáðàçöîâ ñ ó÷àñòêàìè ñâåòîâîé ýìèññèè ïîêàçàëî, ÷òî â ðåçóëüòàòå îïèñàí- íûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåäóð áûëè ñôîðìèðîâàíû ÝÀÝËÄ, àíàëîãè÷íûå âûÿâëåííûì è èññëåäîâàííûì â ïëàñòèíàõ ÑÁ. Ýòîò ýêñïåðèìåíò óêàçûâàåò íà òî, ÷òî â ðåàëüíûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ óñëîâèÿõ ôîðìèðîâàíèÿ ÑÁ ïðè íàëè÷èè íåêîíòðîëèðóåìûõ çàãðÿçíåíèé, ñîäåðæàùèõ îòíîñèòåëüíî ëåãêî äèôôóíäèðóþùèé â êðåìíèè àëþ- ìèíèé, ìîãóò îáðàçîâûâàòüñÿ ÝÀÝËÄ. 5 4 3 2 1 Ðèñ. 6. Ñõåìàòè÷åñêîå èçîáðàæåíèå îáëàñòè ÝÀÝËÄ íà ïëàñòèíå ÑÁ: 1 � ïîäëîæêà ð-òèïà; 2 � äèôôóçèîííàÿ îáëàñòü n+-òèïà; 3, 5 � îáëàñòè ýëåêòðîëþìèíèñöåíöèè; 4 � îáëàñòü äèôôóçèè àëþìè- íèÿ (ð-òèï) 500 ìêì Ðèñ. 7. Ðàñïðåäåëåíèå ÝÀÝËÄ íà ïîâåðõíîñòè n+-ñëîÿ êðåìíèÿ â ïëàñòèíå ÑÁ ïîñëå âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî îòæèãà è óäàëåíèÿ òîíêîé ïëåíêè àëþìèíèÿ (ïðè îáðàò- íîì ñìåùåíèè íà n+�p-ïåðåõîäå 15 Â) Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 4 48 ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ Êàê óæå îòìå÷àëîñü, íà ñåðèéíûõ îáðàçöàõ ïëàñ- òèí ÑÁ ïîâûøåííàÿ ïëîòíîñòü ÝÀÝËÄ íàáëþäàëàñü ïî ïåðèìåòðó ïëàñòèí. Çäåñü êîíöåíòðàöèÿ äåôåêòîâ èíîãäà íà ïîðÿäîê è áîëåå ïðåâûøàëà èõ êîíöåíòðà- öèþ â öåíòðàëüíîé ÷àñòè ïëàñòèí. Òàêîå ïîâåäåíèå ÝÀÝËÄ îáóñëîâëåíî îñîáåííîñòÿìè òåõíîëîãèè èç- ãîòîâëåíèÿ ÑÁ: íà êðàÿõ ïëàñòèí ôîðìèðóåòñÿ êëèí ïëàçìîõèìè÷åñêîãî òðàâëåíèÿ ïðè óäàëåíèè ñ òîð- öîâ äèôôóçèîííîãî n+-ñëîÿ. Êàê ñëåäñòâèå, íà êðà- ÿõ ïëàñòèíû p�n-ïåðåõîä âûõîäèò íà ïîâåðõíîñòü.  ðåçóëüòàòå ïëàçìîõèìè÷åñêîãî âîçäåéñòâèÿ ôîðìè- ðóþòñÿ ñòðóêòóðíûå äåôåêòû â êðåìíèè, è ïðè íàëè- ÷èè çàãðÿçíåíèÿ òîðöîâ àëþìèíèåì ïðè âæèãàíèè ìå- òàëëèçàöèè èìåííî â ýòèõ äåôåêòàõ ñîçäàþòñÿ íàè- áîëåå áëàãîïðèÿòíûå óñëîâèÿ äëÿ óñêîðåííîé äèô- ôóçèè àëþìèíèÿ è âîçíèêíîâåíèÿ ÝÀÝËÄ è, ñîîò- âåòñòâåííî, øóíòîâ, ñíèæàþùèõ òåõíè÷åñêèå õàðàê- òåðèñòèêè ÑÁ. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî áåñêîíòàêòíàÿ ðåãèñòðàöèÿ ÝÀÝËÄ ïî èõ ñâåòîâîìó èçëó÷åíèþ â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà ïîçâîëÿåò ýê- ñïðåññíî âûÿâëÿòü äåôåêòû ñ ïîâûøåííîé ïðîâîäè- ìîñòüþ (øóíòû) è ìîæåò áûòü ïîëîæåíà â îñíîâó ýôôåêòèâíîãî ìåòîäà êîíòðîëÿ êà÷åñòâà ñîëíå÷íûõ áàòàðåé â ïðîöåññå èçãîòîâëåíèÿ. Êðîìå òîãî, óñòàíîâëåííàÿ âîçìîæíîñòü âîñïðî- èçâåäåíèÿ ñâå÷åíèÿ íà îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ ÑÁ â ðå- çóëüòàòå ïðîâåäåíèÿ îïðåäåëåííûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ óêàçûâàåò íà ïåðñïåêòèâíîñòü èçó÷åíèÿ ïðèðîäû âûÿâëåííûõ äåôåêòîâ äëÿ ñîçäàíèÿ èñòî÷- íèêîâ èçëó÷åíèÿ ñâåòà â êðåìíèè, ÷òî ÿâëÿåòñÿ îä- íîé èç íàèáîëåå àêòóàëüíûõ çàäà÷ îïòîýëåêòðîíèêè. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Rakotoniaina J. P., Breitenstein O., Langenkamp M. Localization of weak heat sources in electronic devices using highly sensitive lock-in thermography // Ìaterials Science and Engi- neering.� 2002.� B91-92.� P. 481�485. 2. Breitenstein O., Rakotoniaina J. P., Al Rifai M. H. Quantitative Evaluation of Shunts in Solar Cells by Lock-In Thermography // Prog. Photovolt: Res. Appl.� 2003.� Vol. 11.� P. 515�526. 3. Kaseman M., Kwapil W., Walter B. et. al. Progress in silicon solar cell characterization with infrared imaging methods // Photo- voltaic Solar Energy Conference.� Valencia.� 2008.� P. 965�973. 4. Ballif C., Peters S., Zerres T. et. al. Efficient characterization techniques for industrial solar cells and solar cell materials // 12th Workshop on crystalline silicon solar cell materials and processes.� 2002.� Breckenridge, CO, USA.� P. 136�146. 5. Carstensen J., Popkirov G., Bahr J., Foll H. CELLO: an advanced LBIC measurement technique for solar cell local characterization // Solar Energy Materials and Solar Cells.� 2003.� Vol. 76.� P. 599�611. 6. Bauer J., Breitenstein O., Rakotoniaina J. P. Electronic activity of SiC precipitates in multicrystalline solar silicon // Ðhys. Stat. Sol. (a).� 2007.� Vol. 204, N 7.� P. 2190�2195. 7. Buonassisi T., Vyvenko O. F., Istratov A. A. et al. Observation of transition metals at shunt locations in multicrystalline silicon solar cells // Journal of Applied Physics.� 2004.� Vol. 95, N 3.� P. 1556 8. Åìåëüÿíîâ À. Ì. Êðàåâàÿ ýëåêòðîëþìèíèñöåíöèÿ ìîíî- êðèñòàëëè÷åñêîãî êðåìíèÿ ïðè òåìïåðàòóðå 80 Ê: ñòðóêòóðû íà îñíîâå âûñîêîýôôåêòèâíîãî ñîëíå÷íîãî ýëåìåíòà // Ôèçèêà òâåð- äîãî òåëà.� 2009.� Ò. 51, ¹ 2.� Ñ. 231�236. 9. Ïîïîâ Â. Ì , Êëèìåíêî À. Ñ., Ïîêàíåâè÷ À. Ï. è äð. Æèäêî- êðèñòàëëè÷åñêàÿ òåðìîãðàôèÿ «ãîðÿ÷èõ òî÷åê» â èçäåëèÿõ ýëåêò- ðîííîé òåõíèêè // Ìèêðîýëåêòðîíèêà.� 2007.� Ò. 36, ¹ 6.� Ñ. 446�456. 10. Ïàòåíò Óêðàèíû íà èçîáðåòåíèå ¹ 84808. Ñïîñîá âûÿâ- ëåíèÿ ëîêàëüíûõ òåïëîâûäåëÿþùèõ äåôåêòîâ â ïëàñòèíàõ ñîëíå÷- íûõ áàòàðåé / Ïîïîâ Â. Ì., Êëèìåíêî À. Ñ., Ïîêàíåâè÷ À. Ï., Ìîøåëü Í. Â.� 2008.� Áþëë. ¹ 22. ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ Í Î Â Û Å Ê Í È Ã È Ðåäüêèí Ï. Ìèêðîêîíòðîëëåðû Atmel àðõèòåêòóðû AVR32 ñåìåéñòâà AT32UC3. Ðóêîâîäñòâî ïîëüçîâàòåëÿ.� Ì.: Òåõíîñôåðà, 2010. � 784 ñ. Êíèãà ÿâëÿåòñÿ çàêîí÷åííûì ñïðàâî÷íûì ïîñîáèåì è ðóêîâîäñòâîì ïî ïðèìåíå- íèþ 32-ðàçðÿäíûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ àðõèòåêòóðû AVR32 ôèðìû Atmel ñå- ìåéñòâà AT32UC3. Ñîäåðæèò ïîäðîáíóþ ñïðàâî÷íóþ èí- ôîðìàöèþ î âñåõ âûïóñêàåìûõ â íàñòîÿùåå âðåìÿ óñòðîé- ñòâàõ ýòîãî ñåìåéñòâà. Ïîìèìî ñâåäåíèé ñïðàâî÷íîãî õàðàê- òåðà, êíèãà âêëþ÷àåò îáøèðíóþ èíôîðìàöèþ ïî ïðîãðàìì- íûì èíñòðóìåíòàëüíûì ñðåäñòâàì ðàçðàáîòêè ïðèëîæåíèé äëÿ AT32UC3: IDE IAR Embedded Workbench for AVR32 îò IAR, IDE AVR32Studio îò Atmel è àïïàðàòíûì èíñòðóìåí- òàëüíûì ñðåäñòâàì îò Atmel. Çäåñü òàêæå ïðèâîäÿòñÿ îïè- ñàíèÿ ñâîáîäíî ðàñïðîñòðàíÿåìûõ ïðîèçâîäèòåëåì ïðèìå- ðîâ ïðèëîæåíèé äëÿ AT32UC3, ïðîòåñòèðîâàííûõ àâòîðîì. Èçëîæåííàÿ â êíèãå èíôîðìàöèÿ îõâàòûâàåò âñå ýòàïû ïðî- åêòèðîâàíèÿ ïðèëîæåíèé íà îñíîâå AT32UC3, ÷òî ïîçâîëÿ- åò â êîðîòêèå ñðîêè îâëàäåòü íàâûêàìè ðàáîòû ñ ýòèìè ìèêðîêîíòðîëëåðàìè äàæå íà÷èíàþùèì ðàçðàáîò÷èêàì. Ê êíèãå ïðèëàãàåòñÿ DVD-äèñê, ñîäåðæàùèé áåñïëàòíûå äåìîâåðñèè îïèñàííî- ãî â íåé èíñòðóìåíòàëüíîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ, èñõîäíûå êîäû îïèñàí- íûõ ïðîåêòîâ, îðèãèíàëüíóþ ñïðàâî÷íóþ èíôîðìàöèþ ïðîèçâîäèòåëÿ è äðóãèå èíôîðìàöèîííûå è ñïðàâî÷íûå ìàòåðèàëû.

Схожі ресурси