硅表面S钝化机理与特性研究

发布时间：2019-05-23 19:11

【摘要】：本课题的主要研究目的在于用S钝化来降低Si表面的表面态,并且希望解决SiC和Si界面态问题,提升Si/SiC.异质结的光电特性。实验分别采用(NH4)2S与NH3.H2O混合以及向(NH4)2S溶入S粉再与NH2.H20混合的钝化液来钝化Si (100)表面。并探索向(NH4)2S中溶入Se粉,对Si(100)表面进行Se钝化。利用I-V法,C-V法,XPS测试表征了Si(100)钝化效果。研究了(NH4)2S钝化和加入S粉的(NH4)2S两种工艺下样品的热稳定性,以及(NH4)2S钝化样品在日光照射后有效少子寿命变化的原因。最后,计算模拟了S和Se的表面钝化效果。论文工作得出以下结论:1)通过用MS软件的模拟发现,S吸附对系统能量的降低量要大于Se吸附,这说明S吸附后系统更加稳定。2) XPS分析比较了 (NH4)2S和加入S粉或Se粉的(NH4)2S作为钝化源钝化的硅片。其中,加入S粉的(NH4) 2S溶液钝化后,Si-S键峰值最强,说明加入S粉,有助于Si片表面形成更多Si-S键。Se钝化样品表面只有Si-S峰,没有Si-Se峰,说明在Si片表面只形成了 Si-S键,没有形成Si-Se键,与模拟结果相一致。3)通过I-V、C-V法分别提取出钝化前、后样品与Ni、Ti、Cu接触形成的肖特基势垒高度,以及理想因子。实验数据表明,钝化后的样品理想因子更加接近l,势垒高度更加接近理想值。且加入S粉后的(NH4) 2S对Si表面态的改善效果比纯(NH4) 2S溶液作为钝化源的效果更好。4)对(NH4)2钝化样品和加入S粉的(NH4)2S钝化样品分别在200℃、300℃、400℃、500℃的氮气氛围下进行50s的热处理,I-V测试结果表明,(NH4)2S溶液钝化后的样品在300℃处理以后钝化效果退化,而(NH4) +2S加入S粉的溶液钝化出的样品则在400℃时钝化效果退化。5)对样品进行日光光照后发现,S钝化样品的有效少子寿命随照射时间增加而指数上升,又随着放置时间增加而指数下降,以后基本保持不变。
[Abstract]:The main purpose of this paper is to reduce the surface state of Si surface by S passivation, and hope to solve the problem of SiC and Si interface state and improve Si/SiC.. The photoelectric characteristics of Heterojunction. (NH4) 2S was mixed with NH3.H2O and (NH4) 2S was dissolved into S powder and then mixed with NH2.H20 to passivate Si (100) surface. Se powder was dissolved into (NH4) 2S to passivate the surface of Si (100) by Se. The passivation effect of Si (100) was characterized by I 鈮，

本文编号：2484149