专利名称：太阳级晶硅中复合中心浓度和陷阱中心浓度的测量方法
技术领域：
本发明涉及利用少子寿命测量仪测量复合中心浓度和陷阱中心浓度的方法，属于 光伏半导体材料的检测技术领域。
背景技术：
在反映半导体材料与器件性质的多个物理参数中，少子寿命(τ )起着非常重要 的作用，测量少子寿命是评价原材料和器件工艺的主要方法之一。在晶硅太阳电池生产线 上，采用微波光电导衰减(MW-PCD)少子寿命测试仪测量少子寿命就是一项检测硅片处理 状况的常用的、关键的技术。例如，如果硅片经过化学或物理方法处理后，少子寿命减少，则 推断可能是由于这一工艺处理中引入了某种缺陷。过渡金属(例如Fe、Cr和Cu等)是太阳级直拉单晶硅片中常见的杂质，它们一般 以间隙态、替位态、复合体或沉淀的形态存在。研究表明这些金属杂质会影响太阳电池的效 率。在硅片工艺处理过程中，Fe等过渡金属是较易引入的一类金属杂质，它们的存在可能 改变晶硅中载流子的浓度；可能直接引入深能级中心成为复合中心，降低少数载流子寿命； 也可能增加p-n结的漏电流，降低晶硅太阳电池的性能。然而，杂质能级可能是载流子的复合中心，也可能是陷阱中心。少数载流子陷阱 中心的存在，在效果上相当于夺取了一部分复合中心上的少子，从而较大程度地降低了电 子-空穴对的复合率，这对少子工作器件是相当有利的。已有研究证明，陷阱中心的存在有 利于提高太阳电池的开路电压。因此，若某些形态的Fe杂质不是以复合中心存在，而是以 陷阱中心存在，将对太阳电池性能的提高产生积极的影响。

发明内容
本发明采用了微波光电导少子寿命测试仪来间接测量复合中心浓度与陷阱中心 浓度，其特征在于具有以下的步骤a.对于掺杂浓度为IO16CnT3的太阳级硅片，进行表面钝化后，利用瞬态微波光电导 少子寿命测试仪测量硅片的少子寿命；b.采用瞬态微波光电导少子寿命测试仪测量少子寿命时的注入水平 为高注入(注入的载流子浓度超过多子浓度)，则少子寿命的表达式可简化为
权利要求
一种太阳级晶硅中复合中心浓度和陷阱中心浓度的测量方法，其特征在于具有以下步骤a.对于掺杂浓度为1016cm 3的太阳级硅片，进行表面钝化后，利用瞬态微波光电导少子寿命测试仪测量硅片的少子寿命；b.采用瞬态微波光电导少子寿命测试仪测量少子寿命时的注入水平为高注入，则少子寿命的表达式可简化为结合和其中Δn为测量时的注入水平，σn，σp，vth，Cn，Cp均为已知量，因而可通过少子寿命值τbulk得到复合中心浓度Nr；c.测量硅片的微波光电导瞬态电压信号随时间的变化，根据瞬态电压信号与非平衡载流子浓度的瞬态变化关系，得到非平衡载流子浓度随时间的衰减特性曲线；d.根据测量得到的硅片的少子寿命和非平衡载流子浓度随时间的衰减特性，结合陷阱模型和数值拟合得到陷阱中心的浓度Nt。FSA00000281897300011.tif,FSA00000281897300012.tif,FSA00000281897300013.tif,FSA00000281897300014.tif,FSA00000281897300015.tif,FSA00000281897300016.tif
全文摘要
本发明涉及一种测量太阳级晶硅中复合中心浓度和陷阱中心浓度的方法，属于光伏半导体材料性质参数测量方法领域。本发明的测量方法是利用瞬态微波光电导少子寿命测试仪间接测量硅片的复合中心浓度和陷阱中心浓度。本发明的方法是将硅片进行表面钝化，利用瞬态微波光电导少子寿命测试仪测量硅片的少子寿命及微波光电导瞬态电压信号的时间变化特性。由于少子寿命是辐射复合、俄歇复合和间接复合共同作用的结果，当激发光为高注入时，利用已知的注入水平和相关复合参数，建立少子寿命与复合中心浓度的关系，由此得到硅片中的复合中心浓度。利用瞬态电压信号的时间变化特性与非平衡载流子浓度的时间衰减特性的关系，得到非平衡载流子浓度随时间的衰减曲线。结合非平衡载流子时间衰减特性曲线和陷阱模型表达式，利用MATLAB软件进行数值拟合可以得到陷阱中心的浓度。
文档编号G01N27/60GK101975815SQ20101029073
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者于征汕, 吕鹏, 孟夏杰, 李凤, 赵磊, 马忠权 申请人:上海大学