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硅材料由于含量丰富、价格便宜、易于生长以及兼容性高等优点,相比其它半导体材料来说,具有明显的竞争力,是太阳能光伏产业中使用最广泛的材料。但是,目前通常使用的p型硅片采用的是掺杂硼元素的硅晶体。而掺硼硅晶体由于内部形成硼氧复合体,会导致光致衰减现象的发生,使得其制备的硅太阳能电池效率较低。硼镓共掺硅晶体既可以一定程度上缓解硼氧复合体带来的光致衰减现象,又可以改善只掺杂镓元素所带来的晶体纵向电阻率分散性大的难题,具有很大的应用前景。因此,对于硼镓共掺硅晶体的共掺影响进行系统深入的研究是十分必要的,包括受主硼、镓与硅晶体中的杂质尤其是金属杂质的相互作用,特别是铁杂质,它是硅材料中最普通也是最重要的金属沾污之一。本文围绕硼镓共掺直拉单晶(Czochralski,CZ)硅中铁杂质的行为探究这一主题,系统地研究了硼镓共掺CZ硅中铁受主对的分布及其氢钝化行为,以及铁沉淀的电学性能,得到了以下主要创新结果:(1)研究了硼镓共掺CZ硅中铁受主对的分布、氢钝化行为及其热稳定性。采用FeCl3溶液浸渍和高温退火的方式引入铁沾污,发现通过piranha溶液浸渍和负偏压退火(RBA)处理引入的H可以完全钝化硼镓共掺CZ硅中的铁硼对(Fe-B)和铁镓对(Fe-Ga)。在氢钝化热稳定性的研究中,发现Fe-B或Fe-Ga的氢钝化在250℃以下退火时会部分失活。在退火温度高于160℃时,氢受主对(Ac-H)会发生明显的分解。钝化的Fe-B和Fe-Ga的最高失活分数温度分别为80℃和200℃,表明Fe-Ga的氢钝化热稳定性更高。同时指出是由于B-H或Ga-H热分解释放的大量H导致氢钝化的再激活。(2)研究了硼镓共掺CZ硅中铁沉淀的电学性能,主要介绍了硼镓共掺CZ硅中铁沉淀早期形态的能级位置、缺陷类型,以及与单纯掺硼、单纯掺镓CZ硅的对比。将三种样品在200℃以上退火处理,使用深能级瞬态谱仪(DLTS)发现三种样品中铁沉淀的早期形态对应的缺陷类型都为扩展缺陷,但能级位置均不同,猜测这与铁沉淀周围掺杂剂种类不同有关。同时,可以总结得出,铁的沉淀过程是若干铁原子先聚集成包含多个铁原子的团聚体,之后铁原子团聚体中铁原子数目继续增加,形成铁沉淀。