硅表面S鈍化機理與特性研究.pdf

1、本課題的主要研究目的在于用S純化來降低Si表面的表面態(tài)，并且希望解決SiC和Si界面態(tài)問題，提升Si/SiC異質(zhì)結(jié)的光電特性。實驗分別采用（NH4)2S與NH3.H2O混合以及向(NH4)2S溶入S粉再與NH3.H2O混合的鈍化液來鈍化Si(100)表面。并探索向（NH4)2S中溶入Se粉，對Si(100)表面進行Se鈍化。利用I-V法，C-V法，XPS測試表征了Si(100)鈍化效果。研究了(NH4)2S鈍化和加入S粉的(NH4)2S

2、兩種工藝下樣品的熱穩(wěn)定性，以及(NH4）2S鈍化樣品在日光照射后有效少子壽命變化的原因。最后，計算模擬了S和Se的表面鈍化效果。論文工作得出以下結(jié)論：
　　1）通過用MS軟件的模擬發(fā)現(xiàn)，S吸附對系統(tǒng)能量的降低量要大于Se吸附，這說明S吸附后系統(tǒng)更加穩(wěn)定。
　　2）XPS分析比較了(NH4）2S和加入S粉或Se粉的(NH4)2S作為鈍化源純化的硅片。其中，加入S粉的（NH4）2S溶液鈍化后，Si-S鍵峰值最強，說明加入S粉，有

3、助于Si片表面形成更多Si-S鍵。Se鈍化樣品表面只有Si-S峰，沒有Si-Se峰，說明在Si片表面只形成了Si-S鍵，沒有形成Si-Se鍵，與模擬結(jié)果相一致。
　　3）通過I-V、C-V法分別提取出鈍化前、后樣品與Ni、Ti、Cu接觸形成的肖特基勢壘高度，以及理想因子。實驗數(shù)據(jù)表明，鈍化后的樣品理想因子更加接近1，勢壘高度更加接近理想值。且加入S粉后的（NH4）2s對Si表面態(tài)的改善效果比純（NH4）2S溶液作為鈍化源的效果更好

4、。
　　4）對（NH4）2S鈍化樣品和加入S粉的（NH4）2S鈍化樣品分別在200℃、300℃、400℃、500℃的氮氣氛圍下進行50s的熱處理，I-V測試結(jié)果表明，（NH4）2S溶液鈍化后的樣品在300℃處理以后鈍化效果退化，而（NH4）2S加入S粉的溶液鈍化出的樣品則在400℃時鈍化效果退化。
　　5）對樣品進行日光光照后發(fā)現(xiàn)，S鈍化樣品的有效少子壽命隨照射時間增加而指數(shù)上升，又隨著放置時間增加而指數(shù)下降，以后基本保持不