This program has been supported by the Australian Government through the Australian Renewable Energy Agency (ARENA). Responsibility for the views, information or advice expressed herein is not accepted by the Australian Government.

1. Configuración Experimental <ol><li> Localiza una campana de ventilación adecuado para la técnica de medición, y retire cualquier equipo irrelevante para permitir un mejor flujo de aire y reducir estorba. No utilice ningún producto químico a excepción del ácido fluorhídrico (HF) en la campana de humos. </li><li> Prueba de la calidad de la (DI) agua desionizada de la llave dentro de la campana de humos con un medidor de conductividad. Asegúrese de que el agua DI tiene una conductancia de a lo sumo 0,055 S / cm a una temperatura de 20 ° C. </li><li> Coloque un probador de vida de portadores minoritarios en la campana de humos. Conecte los cables a un ordenador, que está situado en una mesa fuera de la campana de humos. </li><li> Encienda el probador de equipo y toda la vida. Abra el archivo probador de por vida en el ordenador y haga clic en el botón de &quot;medida&quot; para garantizar una comunicación correcta entre el ordenador y el probador de toda la vida. La fuente de luz en el probador de por vida debe parpadear si el ordenador y el probador se han conectado correctamente. </li&gt; <li> Coloque una lámpara halógena dentro de la campana de humos. Colocar la lámpara de tal manera que puede iluminar el escenario probador de toda la vida en la que se encuentra la muestra. </li><li> Conecte la lámpara halógena a una fuente de alimentación que debe ser situado fuera de la campana de humos. Cuando la lámpara halógena está encendido, su intensidad debe ser de al menos 0,02 W / cm 2 en el escenario probador de toda la vida. </li></ol> 2. Preparación de la Solución HF 15% Nota: HF es una sustancia química peligrosa y debe tratarse con cuidado. Causa lenta, sostenida y daño profundo al cuerpo después de la exposición. HF no se quema fácilmente la piel como otros ácidos - sino que se absorbe rápidamente en la piel y causa profunda formación de ampollas y el daño a los huesos. Esto significa que los huesos se vuelven frágiles y ampollas como el flúor reacciona con el calcio. HF también se une con el calcio libre que se utiliza en la regulación de los nervios y el equilibrio osmótico celular, por lo que la unión del calcio libre en el cuerpo puede ser fatal. Es primordial queel usuario sigue los protocolos de seguridad de laboratorio cuando se utiliza HF, y se asegura de que saben la ubicación del botiquín de primeros auxilios HF y Hexafluorine (o gel de gluconato de calcio). <ol><li> Colocar un recipiente limpiado químicamente redonda de plástico (H: 55 mm, D: 170 mm) en la campana de humos (igual que en la sección 1). El recipiente debe tener una tapa de plástico transparente. Véase la Sección 6 sobre cómo limpiar químicamente el envase antes de su uso. </li><li> Despeje el área alrededor del recipiente de plástico en la campana de humos por lo que la solución de HF se puede preparar sin obstrucciones cerca. </li><li> Aplicar todo el equipo de protección personal (EPP). </li><li> PRECAUCIÓN: Añadir 50 ml de HF a 100 ml de agua DI (H 2 O) en el recipiente. </li><li> PRECAUCIÓN: Añadir 20 ml de ácido clorhídrico (HCl) al recipiente y mezclar el H 2 O: HF: solución de HCl usando pinzas de plástico. Enjuagar las pinzas a fondo después. </li><li> PRECAUCIÓN: Coloque la tapa en el recipiente de plástico y deje que el solutia asentarse durante 1 hora. Durante este tiempo, los humos de HF se condensará en la tapa. </li><li> Adecuadamente la etiqueta del envase, y dejar claro que contiene HF. Nota: La solución de HF va a durar 1-2 meses con un uso intensivo. Por lo tanto no hay necesidad de reemplazar la solución cada vez una medición se va a realizar. </li></ol> 3. La calibración del probador de por vida <ol><li> Localice al menos 6 obleas de silicio de resistencia y conductancia conocida. Lo ideal sería que el rango de resistividad debe abarcar desde 0,1 hasta 100 Ω-cm. </li><li> En el equipo, abra el archivo de calibración probador vida. Introduzca la resistividad de cada oblea en la tabla y haga clic en &#39;Actualizar # de obleas&#39;. </li><li> Haga clic en el botón &quot;Obtener datos&quot; en el archivo de calibración y entrar en los detalles del probador de toda la vida. </li><li> Aplicar todo el PPE necesario. </li><li> PRECAUCIÓN: Coloque el recipiente de plástico lleno de la solución de HF en el escenario probador de por vida y colóquelo sobre la bobina inductiva (blucorreo región círculo). </li><li> Cuando se le pida para medir la &#39;tensión de aire &quot;en el equipo, medir el voltaje de la solución de HF haciendo clic en el botón&quot; Aceptar &quot;. En este caso, el aire ha sido reemplazado por la conductancia de la solución de HF. </li><li> PRECAUCIÓN: Retire con cuidado el recipiente lleno de HF desde el escenario y colocarlo en el banco campana de humos. Retire con cuidado la tapa. </li><li> PRECAUCIÓN: Cuando la tapa ha sido retirado del recipiente, sumergir la primera oblea de silicio en la solución de HF usando pinzas de plástico. Coloque la tapa en el recipiente. </li><li> PRECAUCIÓN: Coloque el recipiente de plástico de nuevo en el escenario probador de por vida y colóquelo sobre la bobina inductiva. Asegúrese de que la oblea de silicio se centra sobre la bobina (región de círculo azul). </li><li> Cuando se le pida para medir la &quot;tensión de la muestra&quot; en el equipo, haga clic en el botón &quot;Aceptar&quot; una vez más. Retire el recipiente de la etapa y colocarlo en el banco campana de humos. </li><li> PRECAUCIÓN: Con cuidado r<html> quítelo la oblea de silicio de la solución de HF usando pinzas de plástico y enjuague la oblea en los vasos de enjuague dedicados. Hacer un enjuague final bajo el grifo en la campana de humos. </li><li> PRECAUCIÓN: Coloque la tapa de nuevo en el recipiente y coloque el recipiente de nuevo en la etapa de probador de toda la vida. </li><li> Repita los pasos 3.6 a 3.12 hasta que se hayan medido todas las muestras. </li><li> Una vez que todas las muestras se han medido, haga clic en el botón &quot;Fit data &#39;en el archivo de calibración. Esto se ajustan a una curva parabólica a los datos medidos y proporcionar coeficientes de calibración A, B y C que son específicos para esta configuración. </li><li> En el equipo, abra el archivo probador de toda la vida y haga clic en la pestaña &quot;Configuración&quot;. Introducir en los nuevos coeficientes de calibración A, B y C para la configuración de la IC. Guarde el archivo con un nuevo nombre. Nota: La configuración de HF sólo requiere una calibración cada 6 meses. Por lo tanto no hay necesidad de calibrar la configuración cada vez que una medición se va a realizar. </li></ol>jove_title &quot;&gt; 4. Wet Tratamiento Químico de Silicon Obleas Antes de medición <ol><li> Preparar norma limpia 1 (SC 1). <ol><li> PRECAUCIÓN: En una campana de extracción alcalina asignado, añadir 185 ml de hidróxido de amonio (NH 4 OH) a 1.295 ml de agua DI en un vaso de vidrio de 2 l. </li><li> PRECAUCIÓN: Coloque el recipiente sobre un plato caliente y calentar el H 2 O: solución de NH4OH a una temperatura de ~ 50 ° C. Utilice un vidrio de reloj para cubrir el vaso de precipitados. </li><li> PRECAUCIÓN: Una vez que el H 2 O: solución de NH4OH ha alcanzado una temperatura de ~ 50 ° C, añadir 185 ml de peróxido de hidrógeno (H 2 O 2) y continuar calentando hasta que la temperatura llega a ~ 75 ° C. Este H2O: NH4OH: H 2 O 2 solución se conoce como SC 1. Nota: SC 1 debe cambiarse diariamente para obleas de silicio limpiar eficazmente. </li></ol></li><li> Preparar norma limpia 2 (SC 2). <ol><li> PRECAUCIÓN: En un ácido asignado campana de humos,añadir 185 ml de HCl a 1.295 ml de agua DI en un vaso de precipitados de vidrio de 2 L. </li><li> PRECAUCIÓN: Coloque el recipiente sobre un plato caliente y calentar el H 2 O: solución de HCl a una temperatura de ~ 50 ° C. Utilice un vidrio de reloj para cubrir el vaso de precipitados. </li><li> PRECAUCIÓN: Una vez que el H 2 O: solución de HCl ha alcanzado una temperatura de ~ 50 ° C, añadir 185 ml de H 2 O 2 y continuar calentando hasta que la temperatura llega a ~ 75 ° C. Este H2O: HCl: H 2 O 2 solución se conoce como SC 2. Nota: Cambiar SC 2 diariamente para obleas de silicio limpiar eficazmente. </li></ol></li><li> Prepare la solución de grabado de silicio. <ol><li> En una campana de extracción alcalina asignado, añadir 1.600 ml de hidróxido de tetrametilamonio (TMAH) a un 2 L vaso de vidrio químicamente limpia. Por favor, consulte la Sección 6 sobre cómo limpiar químicamente el vaso antes de su uso. </li><li> Colocar el vaso de precipitados sobre una placa caliente y se calienta la solución de TMAH a una temperatura de 85 ~6; C. Utilice un vidrio de reloj para cubrir el vaso de precipitados. Nota: La solución de TMAH no necesitará cambiar hasta que empiece a cristalizar, es decir, después de 1 mes. </li></ol></li><li> Realizar el tratamiento químico húmedo. <ol><li> Muestras de carga en una base de cuarzo y colocarlos en una solución de HF comunal en el laboratorio. La concentración no es crítica. </li><li> Después de ~ 10 segundos o una vez que las muestras se convierten hidrofóbica (tirar seco), retire el soporte de la solución de HF y enjuague con 3 vasos llenos de agua DI. </li><li> Transporte la cuna de obleas para la campana de humos donde SC 1 se ha preparado. Cuando SC 1 se ha estabilizado en ~ 75 ° C, sumerja lentamente la cuna de obleas en SC 1. </li><li> Limpie las obleas en SC 1 durante 10 min. </li><li> Una vez transcurrido 10 minutos, remueva la cuna de obleas de SC 1 y enjuague con tres vasos de vidrio 2 L llenos de agua DI. Químicamente limpia estos vasos de vidrio antes de su llenado con agua DI. Por favor, consulte la Sección 6 decómo limpiar químicamente los vasos. </li><li> Después de aclarar, colocar las muestras en una solución de HF que se dedica únicamente para post SC 1 de procesamiento. La concentración no es crítica. </li><li> Después de ~ 10 segundos o una vez que las muestras se convierten hidrofóbica (tirar seco), retire el soporte de la solución de HF y enjuague con 3 vasos llenos de agua DI. Utilice los mismos vasos como en el paso 4.4.5. </li><li> Transporte la cuna de obleas para la campana de humos donde SC 2 ha sido preparado. Cuando SC 2 ha estabilizado en ~ 75 ° C, sumerja lentamente la cuna de obleas en SC 2. </li><li> Limpie las obleas en SC 2 durante 10 minutos. </li><li> Una vez transcurrido 10 minutos, remueva la cuna de obleas de SC 2 y enjuagarlos con 3 vasos llenos de agua DI. Utilice los mismos vasos como en el paso 4.4.5. Nota: La cuna de obleas podría ser almacenado en uno de los vasos de precipitados de enjuague con agua DI llenas hasta el día siguiente. </li><li> Después de aclarar, colocar las muestras en una solución de HF que se dedica sólo para despuésSC 2 procesamiento. La concentración no es crítica. </li><li> Después de ~ 10 segundos o una vez que las muestras se convierten hidrofóbica (tirar seco), retire el soporte de la solución de HF y enjuague con 3 vasos llenos de agua DI. Utilice los mismos vasos como en el paso 4.4.5. </li><li> Transporte la cuna de obleas a la campana de extracción, donde la solución de TMAH se ha preparado. Cuando la solución de TMAH se ha estabilizado a ~ 85 ° C, sumerja lentamente la cuna de obleas en la solución de TMAH. </li><li> Etch las obleas en TMAH de 5 min. Esto eliminará ~ 5 micras de silicio. </li><li> Una vez transcurrido 5 minutos, retirar la cuna de obleas de la solución de TMAH y enjuagarlos con 3 vasos llenos de agua DI. Utilice los mismos vasos como en el paso 4.4.5. Más de 3 aclarados podrían ser requeridos como TMAH es muy &quot;pegajosa&quot;. </li><li> Transporte la cuna de obleas en agua DI a la campana de extracción en el que el experimento ha sido configurado. Vea la sección 1.1. </li><li> Medir las obleas de silicio preparados dentro de 2 horas después de step 04/04/16. </li></ol></li></ol> 5. Procedimiento de medición <ol><li> Aplicar todo el PPE necesario. </li><li> Llene dos vasos de plástico 2 L con agua DI y colóquelos en la campana de humos. Estos serán utilizados para el lavado de la medición posterior muestras de silicio. </li><li> Colocar las pinzas de plástico en un vaso de precipitados de 500 ml de plástico vacía y el lugar dentro de la campana de extracción cerca de los vasos de enjuague. Estas pinzas se utilizan para manejar las muestras de silicio. </li><li> En el equipo, abra el archivo probador vida. Asegúrese de que el archivo contiene los coeficientes de calibración correctos para la configuración de la medición de HF. Vea la sección 3. </li><li> En el archivo probador vida, seleccionar el modo &#39;transitoria&#39;. Introducir los datos de la oblea de silicio que han de medirse, por ejemplo, el grosor, la resistividad y el tipo dopante. </li><li> PRECAUCIÓN: Coloque el recipiente (tapa) lleno de HF en el escenario del probador de toda la vida y centrarlo sobre la bobina inductiva (región de círculo azul). Deje que el settle solución para1 minuto. </li><li> En el equipo, haga clic en el botón &#39;instrumento Cero&#39; en el archivo probador vida. Esto medir la tensión de la solución. Nota: Con el tiempo, la tensión de solución disminuirá debido a que la composición de la solución cambia con el tiempo. Independientemente de esto, la solución de HF no muestra ninguna degradación en su calidad de pasivación, por lo que la solución se puede utilizar durante 1-2 meses sin ser cambiado. </li><li> PRECAUCIÓN: Retire con cuidado el recipiente de la etapa de probador de la vida y lo coloca en el banco campana de humos. </li><li> PRECAUCIÓN: Retire con cuidado la tapa del recipiente lleno con la solución de HF. Si hay algo de condensación en la tapa, enjuague cuidadosamente la tapa en agua DI con el grifo en la campana de humos. </li><li> PRECAUCIÓN: sumergir cuidadosamente la primera oblea de silicio en la solución de HF. Usando las pinzas de plástico, presione ligeramente hacia abajo en la oblea de silicio para asegurarse de que está sentado en el fondo del recipiente. </li><li> Enjuague la pinzas y colocarlos de nuevo en el vacío 500 ml vaso de plástico. </li><li> PRECAUCIÓN: Con cuidado, coloque la tapa en el recipiente y coloque el recipiente en el escenario probador vida. Asegúrese de que la oblea de silicio se coloca sobre la bobina inductiva (región de círculo azul). </li><li> Enjuague y seque sus guantes. Eliminarlos antes de operar el equipo. </li><li> Si la luz fluorescente en la campana de extracción está encendido, debe estar apagado antes de una medición se va a realizar. Se requiere luz mínimo durante la medición. </li><li> Cambie la lámpara halógena de, y asegúrese de que está iluminando la oblea de silicio a través de la tapa del recipiente de plástico. Tiempo durante 1 minuto (el tiempo exacto no es crítico). </li><li> Durante el período de iluminación, haga clic en el botón &#39;Medida&#39; en el archivo de toda la vida en el equipo. Aparecerá una pequeña ventana con la etiqueta &#39;Tomando datos&#39;. </li><li> En el &#39;Tomando los datos de la ventana, escriba un nombre para el archivo. Bajo &#39;muestra promedio&#39; selegidos 10. </li><li> Cuando la oblea de silicio se ha iluminado durante 1 minuto, cambiar la lámpara halógena y fuera de inmediato, haga clic en el botón &#39;media&#39; en la ventana &#39;Datos Tomar. El probador de la vida parpadea 10 veces y promediar las mediciones de toda la vida. Nota: Una vez que la lámpara halógena está apagado, la pasivación de la oblea de silicio comenzará a degradarse, y por lo tanto es importante para medir inmediatamente después de la iluminación para lograr los mejores resultados. </li><li> Cuando el promedio se ha completado, haga clic en el botón &quot;Aceptar&quot; en la ventana de &quot;datos Tomar. </li><li> Si se requiere otra medición, repita los pasos 05.15 a 05.18. </li><li> PRECAUCIÓN: Una vez que se complete la medición, retirar el recipiente de la etapa de probador de la vida y lo coloca en el banco campana de humos. </li><li> PRECAUCIÓN: Retire con cuidado la tapa del recipiente lleno con la solución de HF. Si hay algo de condensación en la tapa, enjuague cuidadosamente la tapa en agua DI usando el grifoen la campana de humos. </li><li> PRECAUCIÓN: Retire con cuidado la oblea de silicio de la solución de HF usando pinzas de plástico y enjuague la oblea en los vasos de enjuague dedicados. Hacer un enjuague final bajo el grifo en la campana de humos. </li><li> Si más muestras se van a medir, repita los pasos 5,10-5,23. </li><li> Una vez que se han medido todas las muestras, asegurar la tapa se coloca en el envase y almacenar la solución de HF en la campana de humos. Asegúrese de que el contenedor está etiquetado adecuadamente. </li><li> Enjuague todos los vasos y las pinzas y almacenarlos en sus lugares asignados en el laboratorio. </li><li> Deje que el probador de vida para permanecer en la campana de humos durante 1 hora después de su uso y luego sacarlo de la campana de humos. </li></ol> 6. Limpieza química de los cubiletes y Contenedores <ol><li> En una campana de extracción alcalina asignado, preparar una solución de 1 SC como se indica en las secciones 4.1.1-4.1.4. </li><li> Para vasos y contenedores químicamente limpio, vierta la solución SC 1 en los vasos / contenedores. Los vasos de can solamente ser limpiado uno a la vez. </li><li> Deje que la solución de limpiar el vaso / recipiente durante 10 minutos. Si el vaso de precipitados / el recipiente es de plástico, no se puede colocar sobre una placa caliente, y por lo tanto la solución SC 1 se enfriará durante la limpieza. Esto no afectará el proceso de limpieza. </li><li> Después de 10 minutos, se vierte la solución SC 1 en otro vaso de precipitados / envase si requieren de limpieza también. De lo contrario, dejar que la solución SC 1 fresco en un gran vaso de precipitados. Una vez enfriado, SC 1 se puede verter en el fregadero con agua corriente. </li><li> Enjuague SC 1 limpiado vaso / recipiente en agua DI. </li><li> En una campana de extracción de ácido asignado, preparar una solución SC 2 como se indica en las secciones 4.2.1-4.2.4. </li><li> Vierta la solución SC 2 en el vaso / recipiente desde el paso 6.5. Deje que la solución para limpiar el vaso / recipiente durante 10 min. </li><li> Después de 10 minutos, se vierte la solución SC 2 en otro vaso de precipitados / envase si requieren de limpieza también. De lo contrario, dejar que la solución SC 2 fresco en un gran vaso de precipitados. Una vez enfriado, SC 2 se puede verter abajo tél fregadero con agua corriente. </li><li> Enjuague SC 2 limpiado vaso / recipiente en agua DI. El vaso de precipitados / contenedor está ahora limpia químicamente. </li></ol>

<ol>
	<li>Sinton, R. A., Cuevas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contactless+determination+of+current-voltage+characteristics+and+minority-carrier+lifetimes+in+semiconductors+from+quasi-steady-state+photoconductance+data.">Contactless determination of current-voltage characteristics and minority-carrier lifetimes in semiconductors from quasi-steady-state photoconductance data.</a> Appl. Phys. Lett. 69 (17), 2510-2512 (1996).</li><li>Wan, Y., McIntosh, K. R., Thomson, A. F., Cuevas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+surface+recombination+velocity+by+low-absorption+silicon+nitride+on+c-Si.">Low surface recombination velocity by low-absorption silicon nitride on c-Si.</a> IEEE J. Photovoltaics. 3 (1), 554-559 (2013).</li><li>Hoex, B., Schmidt, J., Pohl, P., van de Sanden, M. C. M., Kessels, W. M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicon+surface+passivation+by+atomic+layer+deposited+Al2O3.">Silicon surface passivation by atomic layer deposited Al2O3.</a> J. App. Phys. 104 (4), 044903 (2008).</li><li>Dauwe, S., Schmidt, J., Hezel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Very+low+surface+recombination+velocities+on+p.-+and+n.-type+silicon+wafers+passivated+with+hydrogenated+amorphous+silicon+films.">Very low surface recombination velocities on p.- and n.-type silicon wafers passivated with hydrogenated amorphous silicon films.</a> , 1246-1249 (2012).</li><li>Macdonald, D., Cuevas, A., Wong-Leung, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capture+cross-sections+of+the+acceptor+level+of+iron-boron+pairs+in+p-type+silicon+by+injection-level+dependent+lifetime+measurements.">Capture cross-sections of the acceptor level of iron-boron pairs in p-type silicon by injection-level dependent lifetime measurements.</a> J. App. Phys. 89 (12), 7932-7339 (2001).</li><li>Schmidt, J., Bothe, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+and+transformation+of+the+metastable+boron-+and+oxygen-related+defect+center+in+crystalline+silicon.">Structure and transformation of the metastable boron- and oxygen-related defect center in crystalline silicon.</a> Phys. Rev. B. 69 (2), 024107 (2004).</li><li>Rougieux, F., Grant, N., Murphy, J., Macdonald, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=D.+Influence+of+Annealing+and+Bulk+Hydrogenation+on+Lifetime+Limiting+Defects+in+Nitrogen-Doped+Floating+Zone+Silicon.">D. Influence of Annealing and Bulk Hydrogenation on Lifetime Limiting Defects in Nitrogen-Doped Floating Zone Silicon.</a> IEEE J. Photovoltaics. 5 (2), 495-498 (2014).</li><li>Zheng, P., Rougieux, F., Grant, N., Macdonald, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+vacancy-related+Recombination+Active+Defects+in+as-grown+n-type+Czochralski+Silicon.">Evidence for vacancy-related Recombination Active Defects in as-grown n-type Czochralski Silicon.</a> IEEE J. Photovoltaics. 5 (1), 183-188 (2014).</li><li>Grant, N. E., Rougieux, F. E., Macdonald, D., Bullock, J., Wan, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grown-in+point+defects+limiting+the+bulk+lifetime+of+p.-type+float-zone+silicon+wafers.">Grown-in point defects limiting the bulk lifetime of p.-type float-zone silicon wafers.</a> J. App. Phys. 117 (5), 055711 (2015).</li><li>Hallam, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+passivation+of+B-O+defects+in+Czochralski+silicon.">Hydrogen passivation of B-O defects in Czochralski silicon.</a> Energy Procedia. 38, 561-570 (2013).</li><li>Hallam, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+bulk+defect+passivation+for+silicon+solar+cells.">Advanced bulk defect passivation for silicon solar cells.</a> IEEE J. Photovoltaics. 4 (1), 88-95 (2014).</li><li>Hornyi, T. S., Pavelka, T., Ttt, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+bulk+lifetime+measurement+on+silicon+with+a+chemically+passivated+surface.">In situ bulk lifetime measurement on silicon with a chemically passivated surface.</a> App. Surf. Sci. 63 (1-4), 306-311 (1993).</li><li>Meier, D. L., Page, M. R., Iwaniczko, E., Xu, Y., Wang, Q., Branz, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+surface+recombination+velocities+for+thermal+oxide+and+amorphous+silicon+on+float+zone+silicon.">Determination of surface recombination velocities for thermal oxide and amorphous silicon on float zone silicon.</a> , (2007).</li><li>Chhabra, B., Bowden, S., Opila, R. L., Honsberg, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+effective+minority+carrier+lifetime+on+silicon+substrates+using+quinhydrone-methanol+passivation.">High effective minority carrier lifetime on silicon substrates using quinhydrone-methanol passivation.</a> App. Phys. Lett. 96 (6), 063502 (2010).</li><li>Chhabra, B., Weiland, C., Opila, R. L., Honsberg, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+characterization+of+quinhydrone-methanol+and+iodine-methanol+passivated+silicon+substrates+using+X-ray+photoelectron+spectroscopy.">Surface characterization of quinhydrone-methanol and iodine-methanol passivated silicon substrates using X-ray photoelectron spectroscopy.</a> Phys. Stat. Sol. (a). 208 (1), 86-90 (2011).</li><li>Yablonovitch, E., Allara, D. L., Chang, C. C., Gmitter, T., Bright, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unusually+low+surface+recombination+velocity+on+silicon+and+germanium+surfaces.">Unusually low surface recombination velocity on silicon and germanium surfaces.</a> Phys. Rev. Lett. 57 (2), 249-252 (1986).</li><li>Grant, N. E., McIntosh, K. R., Tan, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+bulk+lifetime+of+silicon+wafers+by+immersion+in+hydrofluoric+acid+and+illumination.">Evaluation of the bulk lifetime of silicon wafers by immersion in hydrofluoric acid and illumination.</a> J. Solid State Sci. Technol. 1 (2), P55-P61 (2012).</li><li>Grant, N. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+enhanced+hydrofluoric+acid+passivation+for+evaluating+silicon+bulk+lifetimes.">Light enhanced hydrofluoric acid passivation for evaluating silicon bulk lifetimes.</a> 28.th. European Photovoltaic Solar Energy Conference. , 883-887 (2013).</li><li>Grant, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Surface passivation and characterization of crystalline silicon by wet chemical treatments. , (2012).</li><li>Kern, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolution+of+silicon+wafer+cleaning+technology.">The evolution of silicon wafer cleaning technology.</a> J. Electrochem. Soc. 137 (6), 1887-1892 (1990).</li><li>Angermann, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wet-chemical+passivation+of+atomically+flat+and+structured+silicon+substrates+for+solar+cell+application.">Wet-chemical passivation of atomically flat and structured silicon substrates for solar cell application.</a> App. Surf. Sci. 254 (12), 3615-3625 (2008).</li><li>Angermann, H., Henrion, W., Rseler, A., Rebien, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wet-chemical+passivation+of+Si(111)-+and+Si(100)-substrates.">Wet-chemical passivation of Si(111)- and Si(100)-substrates.</a> Mat. Sci. Eng. B. 73 ((1-3)), 178-183 (2000).</li><li>Bertagna, V., Plougonven, C., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=p-+and+n-type+silicon+electrochemical+properties+in+dilute+hydrofluoric+acid+solutions.">p- and n-type silicon electrochemical properties in dilute hydrofluoric acid solutions.</a> J. Electrochem. Soc. 143 (11), 3532-3538 (1996).</li><li>Bertagna, V., Erre, R., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+components+dependence+of+the+charge+transfer+reactions+at+the+silicon/HF+solution+interface.">Ionic components dependence of the charge transfer reactions at the silicon/HF solution interface.</a> J. Solid State Electrochem. 4 (1), 42-51 (1999).</li><li>Kolasinski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanism+of+Si+etching+in+fluoride+solutions.">The mechanism of Si etching in fluoride solutions.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 5 (6), 1270-1278 (2003).</li><li>Trucks, G. W., Raghavachari, K., Higashi, G. S., Chabal, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+HF+etching+of+silicon+surfaces:+A+theoretical+understanding+of+hydrogen+passivation.">Mechanism of HF etching of silicon surfaces: A theoretical understanding of hydrogen passivation.</a> Phys. Rev. Lett. 65 (4), 504-507 (1990).</li><li>Zhang, X. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electrochemistry of silicon and its oxide. , (2001).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

La aplicación con éxito de la técnica de medición de tiempo de vida de silicio a granel se ha descrito anteriormente se basa en tres pasos críticos, (i) la limpieza química y grabado las obleas de silicio, (ii) la inmersión en una solución de HF al 15% y (iii) la iluminación durante 1 minuto 17, 18,19. Sin estos pasos, el tiempo de vida mayor no se puede medir con cualquier certeza. Como la técnica de medición se lleva a cabo a temperatura ambiente, la calidad de pasiva...

Alta vida (&gt; 1 ms) silicio monocristalino es cada vez más importante para las células solares de alta eficiencia. La comprensión de las características de recombinación de impurezas incrustadas ha sido y sigue siendo un tema importante. Una de las técnicas más utilizadas para examinar la actividad de recombinación de defectos crecido-in por un método fotoconductancia 1. Mediante esta técnica a menudo es difícil a la superficie completamente separada de la recombinación a granel, por lo que es difícil examinar las características de recombinación de defectos en adultos. Afortunadamente existen varias películas dieléctricas que puede alcanzar velocidades muy bajas efectivas de recombinación superficial (S eff) de &lt;5 cm / s, y por lo tanto inhibir eficazmente la recombinación superficial. Estos son, nitruro de silicio (SiN x H) 2, óxido de aluminio (Al 2 O 3) 3 y silicio amorfo (a-Si: H) 4. La deposición y unanealing temperaturas (~ 400 ° C) de estas películas dieléctricas se consideran lo suficientemente bajo como para no desactivar permanentemente la actividad de recombinación del adulto en los defectos. Ejemplos de esto son el oxígeno hierro-boro y boro 5 6 defectos. Sin embargo, recientemente se encontró que los defectos de vacantes de oxígeno y fósforo en vacante-n de tipo Czochralski (Cz) de silicio pueden ser completamente desactivadas a temperaturas de 250-350 ° C 7,8. Del mismo modo se encontró un defecto en flotador-zona (FZ) de silicio tipo p para desactivar a ~ 250 ° C 9. Por lo tanto, las técnicas de pasivación convencionales, tales como plasma mejorada deposición de vapor químico (PECVD) y la deposición de capa atómica (ALD) no pueden ser adecuados para la inhibición de recombinación superficial para examinar defectos a granel en adultos. Además, sen x: H y a-Si: H películas se han demostrado para desactivar defectos de silicio a granel a través de hidrogenación 10,11. Por lo tanto para examinar la actividad de recombinación o<html> f cultiva en defectos, una técnica de pasivación de superficie RT sería ideal. Wet pasivación de la superficie química cumple este requisito. En la década de 1990 Horanyi et al. Demostró que la inmersión de las obleas de silicio en soluciones de yodo-etanol (IE) proporciona un medio para pasivar las obleas de silicio, logrando S eff &lt;10 cm / seg 12. En 2007 Meier et al. Mostró que las soluciones de yodo-metanol (IM) pueden reducir la recombinación superficie a 7 ​​cm / s 13, mientras que en 2009 Chhabra et al. Demostró que S eff de 5 cm / seg se puede lograr mediante la inmersión de las obleas de silicio en soluciones 14,15 quinhydrone-metanol (QM). A pesar de la excelente pasivación de la superficie alcanzada por IE, mensajería instantánea y soluciones de gestión de calidad, que no proporcionan pasivación de la superficie adecuada (S eff &lt;5 cm / seg) para medir el tiempo de vida mayor de obleas de silicio de alta pureza. nt &quot;&gt; Otro medio para lograr un alto nivel de pasivación de la superficie está sumergiendo obleas de silicio en ácido HF. La idea de utilizar HF para pasivar obleas de silicio se introdujo por primera vez por Yablonavitch et al., en 1986, que demostró un mínimo histórico S eff de 0,25 ± 0,5 cm / seg 16. Aunque excelente pasivación superficial se logró en obleas de alta resistividad, que hemos encontrado la técnica para ser no repetibles, lo que añade una gran incertidumbre a la medición de por vida. Por lo tanto, para limitar la incertidumbre al lograr consistentemente un baja S ef (~ 1 cm / seg), hemos desarrollado una nueva técnica de pasivación HF que incorpora tres pasos críticos, (i) la limpieza y el grabado de obleas de silicio químicamente, (ii) la inmersión en una solución de HF al 15% y (iii) iluminación para 1 min 17,18. Este procedimiento es a la vez simple y eficiente en el tiempo en comparación con la PECVD tradicional y técnicas de deposición ALD enumerados anteriormente.

<table><tbody><tr><td>Hydrofluoric acid (48%)</td><td>Merck Millipore,&amp;nbsp; &amp;nbsp;http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrofluoric-acid-48%25,MDA_CHEM-100334</td><td>1003340500</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Hydrochloric acid 32%, AR</td><td>ACI Labscan, http://www.rcilabscan.com/modules/productview.php?product_id=1985</td><td>107209</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Ammonia (30%) Solution AR</td><td>Chem-supply, https://www.chemsupply.com.au/aa005-500m</td><td>AA005</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Hydrogen Peroxide (30%)</td><td>Merck Millipore, http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrogen-peroxide-30%25,MDA_CHEM-107209</td><td>1072092500</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Tetramethylammonium hydroxide (25% in H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O)</td><td>J.T Baker, https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4562992</td><td>5879-03</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>640 ml round plastic container</td><td>Sistema, http://sistemaplastics.com/products/klip-it-round/640ml-round</td><td></td><td>This is a good container for storing the 15% HF solution in.</td></tr><tr><td>WCT-120 lifetime tester</td><td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com/Sinton-Instruments-WCT-120.html</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dell workstation with Microsoft Office Pro, Data acquisition card and software including Sinton Software under existing license.</td><td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Halogen optical lamp, ELH 300 W, 120 V</td><td>OSRAM Sylvania, http://www.sylvania.com/en-us/products/halogen/Pages/default.aspx</td><td>54776</td><td>Any equivalent lamp could be used.</td></tr><tr><td>Voltage power source</td><td>Home made power supply</td><td></td><td>Any power supply could be used provided it can produce up to 90 Volts and 1-5 Amps.</td></tr><tr><td>Conductivity meter</td><td>WTW, http://www.wtw.de/uploads/media/US_L_07_Cond_038_049_I_02.pdf</td><td>LF330</td><td></td></tr></tbody></table>

light enhanced hydrofluoric acid passivation: a sensitive technique for detecting bulk silicon defects

Un procedimiento para medir el tiempo de vida mayor (&gt; 100 microsegundos) de obleas de silicio por alcanzar temporalmente un nivel muy alto de pasivación de la superficie cuando la inmersión de las obleas en ácido fluorhídrico (HF) se presenta. Por este procedimiento se requieren tres pasos críticos para alcanzar el tiempo de vida mayor. En primer lugar, antes de la inmersión de las obleas de silicio en HF, se limpian químicamente y posteriormente grabados en 25% de hidróxido de tetrametilamonio. En segundo lugar, las obleas tratadas químicamente se colocan entonces en un recipiente grande de plástico llena con una mezcla de HF y ácido clorhídrico y, a continuación centradas sobre una bobina inductiva para fotoconductancia mediciones (PC). En tercer lugar, para inhibir la recombinación superficial y medir el tiempo de vida mayor, las obleas se iluminan a 0.2 soles durante 1 min usando una lámpara de halógeno, la iluminación se apaga, y una medición de PC se toma inmediatamente. Por este procedimiento, las características de los defectos de silicio a granel se pueden determinar con precisión. PelajeAde-, se prevé que una técnica de pasivación superficie sensible RT será imprescindible para el examen de los defectos de silicio a granel cuando su concentración es baja (&lt;10 12 cm -3).

La Figura 1a muestra un esquema y la Figura 1b muestra una fotografía de la configuración experimental. Cuando una oblea de silicio se sumerge en la solución de HF, posteriormente colocado en el escenario probador de toda la vida y se realiza una medición (antes de la iluminación), una curva de vida útil que está limitada por recombinación superficial dará como resultado, como se muestra por los triángulos azules en la Figura 2.</stron...

Watch this Scientific Journal Video about Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects at JoVE.com

Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

Luz Enhanced pasivación ácido fluorhídrico: una técnica sensible para la detección de defectos de silicio a granel

Una técnica de pasivación de la superficie de líquido RT para investigar la actividad de recombinación de defectos de silicio a granel se describe. Para la técnica tenga éxito, se requieren tres pasos críticos (i) la limpieza química y el grabado de silicio, (ii) inmersión de silicio en 15% de ácido fluorhídrico y (iii) la iluminación durante 1 min.

A procedure to measure the bulk lifetime (&#62;100 &#181;sec) of silicon wafers by temporarily attaining a very high level of surface passivation when ...

light-enhanced-hydrofluoric-acid-passivation-sensitive-technique-for

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

9.2K vistas.  Australian National University.  Una técnica de pasivación de la superficie de líquido RT para investigar la actividad de recombinación de defectos de silicio a granel se describe. Para la técnica tenga éxito, se requieren tres pasos críticos (i) la limpieza química y el grabado de silicio, (ii) inmersión de silicio en 15% de ácido fluorhídrico y (iii) la iluminación durante 1 min. 

Video: Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view and for its considerable potential for practical applications. Slow light photonic crystal waveguides, in particular, have played a major part and have been successfully employed for delaying optical signals1-4 and the enhancement of both linear5-7 and nonlinear devices.8-11
Photonic crystal cavities achieve similar effects to that of slow light waveguides, but over a reduced band-width. These cavities offer high Q-factor/volume ratio, for the realization of optically12 and electrically13 pumped ultra-low threshold lasers and the enhancement of nonlinear effects.14-16 Furthermore, passive filters17 and modulators18-19 have been demonstrated, exhibiting ultra-narrow line-width, high free-spectral range and record values of low energy consumption.
To attain these exciting results, a robust repeatable fabrication protocol must be developed. In this paper we take an in-depth look at our fabrication protocol which employs electron-beam lithography for the definition of photonic crystal patterns and uses wet and dry etching techniques. Our optimised fabrication recipe results in photonic crystals that do not suffer from vertical asymmetry and exhibit very good edge-wall roughness. We discuss the results of varying the etching parameters and the detrimental effects that they can have on a device, leading to a diagnostic route that can be taken to identify and eliminate similar issues.
The key to evaluating slow light waveguides is the passive characterization of transmission and group index spectra. Various methods have been reported, most notably resolving the Fabry-Perot fringes of the transmission spectrum20-21 and interferometric techniques.22-25 Here, we describe a direct, broadband measurement technique combining spectral interferometry with Fourier transform analysis.26 Our method stands out for its simplicity and power, as we can characterise a bare photonic crystal with access waveguides, without need for on-chip interference components, and the setup only consists of a Mach-Zehnder interferometer, with no need for moving parts and delay scans.
When characterising photonic crystal cavities, techniques involving internal sources21 or external waveguides directly coupled to the cavity27 impact on the performance of the cavity itself, thereby distorting the measurement. Here, we describe a novel and non-intrusive technique that makes use of a cross-polarised probe beam and is known as resonant scattering (RS), where the probe is coupled out-of plane into the cavity through an objective. The technique was first demonstrated by McCutcheon et al.28 and further developed by Galli et al.29

Use of photonic crystal slow light waveguides and cavities has been widely adopted by the photonics community in many differing applications. Therefore fabrication and characterization of these devices are of great interest. This paper outlines our fabrication technique and two optical characterization methods, namely: interferometric (waveguides) and resonant scattering (cavities).

Fabricación y caracterización de guías de onda de cristal fotónico luz lenta y cavidades

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

Investigación

Ingeniería

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of biosensing devices. We report on a protocol of using KrF and ArF lasers irradiating Si (001) samples immersed in a liquid environment with low number of pulses and operating at moderately low pulse fluences to induce Si wettability modification. Wafers immersed for up to 4 hr in a 0.01% H2O2/H2O solution did not show measurable change in their initial contact angle (CA) ~75&#176;. However, the 500-pulse KrF and ArF lasers irradiation of such wafers in a microchamber filled with 0.01% H2O2/H2O solution at 250 and 65 mJ/cm2, respectively, has decreased the CA to near 15&#176;, indicating the formation of a superhydrophilic surface. The formation of OH-terminated Si (001), with no measurable change of the wafer&#8217;s surface morphology, has been confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy measurements. The selective area irradiated samples were then immersed in a biotin-conjugated fluorescein-stained nanospheres solution for 2 hr, resulting in a successful immobilization of the nanospheres in the non-irradiated area. This illustrates the potential of&#160;the method for selective area biofunctionalization and fabrication of advanced Si-based biosensing architectures. We also describe a similar protocol of irradiation of wafers immersed in methanol (CH3OH) using ArF laser operating at pulse fluence of 65 mJ/cm2 and in situ formation of a strongly hydrophobic surface of Si (001) with the CA of 103&#176;. The XPS results indicate ArF laser induced formation of Si&#8211;(OCH3)x compounds responsible for the observed hydrophobicity. However, no such compounds were found by XPS on the Si surface irradiated by KrF laser in methanol, demonstrating the inability of the KrF laser to photodissociate methanol and create -OCH3 radicals.

We report on a process of in situ alteration of HF treated Si (001) surface into a hydrophilic or hydrophobic state by irradiating samples in microfluidic chambers filled with&#160;H2O2/H2O solution (0.01%-0.5%) or methanol solutions using pulsed UV laser of a relative low pulse fluence.

Área selectivo Modificación de humectabilidad de la superficie del silicio por pulsos láser UV irradiación en Ambiente Líquido

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Comprehensive Characterization of Extended Defects in Semiconductor Materials by a Scanning Electron Microscope

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications of semiconductor materials. However, it is still under debate how the defect structure determines the band structure, and therefore, the recombination behavior of electron-hole pairs responsible for the optical and electrical properties of the extended defects. The present paper is a survey of procedures for the spatially resolved investigation of structural and of physical properties of extended defects in semiconductor materials with a scanning electron microscope (SEM). Representative examples are given for crystalline silicon. The luminescence behavior of extended defects can be investigated by cathodoluminescence (CL) measurements. They are particularly valuable because spectrally and spatially resolved information can be obtained simultaneously. For silicon, with an indirect electronic band structure, CL measurements should be carried out at low temperatures down to 5 K due to the low fraction of radiative recombination processes in comparison to non-radiative transitions at room temperature. For the study of the electrical properties of extended defects, the electron beam induced current (EBIC) technique can be applied. The EBIC image reflects the local distribution of defects due to the increased charge-carrier recombination in their vicinity. The procedure for EBIC investigations is described for measurements at room temperature and at low temperatures. Internal strain fields arising from extended defects can be determined quantitatively by cross-correlation electron backscatter diffraction (ccEBSD). This method is challenging because of the necessary preparation of the sample surface and because of the quality of the diffraction patterns which are recorded during the mapping of the sample. The spatial resolution of the three experimental techniques is compared.

The optical, electrical, and structural properties of dislocations and of grain boundaries in semiconductor materials can be determined by experiments performed in a scanning electron microscope. Electron microscopy has been used to investigate cathodoluminescence, electron beam induced current, and diffraction of backscattered electrons.

Caracterización integral de defectos extendidos en materiales semiconductores por un microscopio electrónico de barrido

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications ...

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and forging. Adoption of this technique is proceeding despite disagreement concerning the underlying mechanism responsible for EAD. The experimental procedure described herein enables a more explicit study compared to previous EAD research by removing thermal effects, which are responsible for disagreement in interpreting previous EAD results. Furthermore, as the procedure described here enables EAD observation in situ and in real time in a transmission electron microscope (TEM), it is superior to existing post-mortem methods that observe EAD effects post-test. Test samples consist of a single crystal copper (SCC) foil having a free-standing tensile test section of nanoscale thickness, fabricated using a combination of laser and ion beam milling. The SCC is mounted to an etched silicon base that provides mechanical support and electrical isolation while serving as a heat sink. Using this geometry, even at high current density (~3,500 A/mm2), the test section experiences a negligible temperature increase (&#60;0.02 &#176;C), thus eliminating Joule heating effects. Monitoring material deformation and identifying the corresponding changes to microstructures, e.g. dislocations, are accomplished by acquiring and analyzing a series of TEM images. Our sample preparation and in situ experiment procedures are robust and versatile as they can be readily utilized to test materials with different microstructures, e.g., single and polycrystalline copper.

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Isolating electrical and thermal effects on electrically assisted deformation (EAD) is very difficult using macroscopic samples. Metallic sample micro- and nanostructures together with a custom test procedure have been developed to evaluate the impact of applied current on the formation without joule heating and evolution of dislocations on these samples.

Un nuevo método para<em&gt; In Situ</em&gt; Caracterización electromecánica de especímenes de nanoescala

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, but several challenging points remain, such as a low absorption efficiency due to a thin active layer and low flexibility. We present an advanced method to fabricate a flexible phototransistor array with an improved electrical performance. The outstanding electrical performance is driven by a low dark current owing to deep impurity doping. Stretchable and flexible metal interconnectors simultaneously offer electrical and mechanical stabilities in a highly deformed state. The protocol explicitly describes the fabrication process of the phototransistor using a thin silicon membrane. By measuring I-V characteristics of the completed device in deformed states, we demonstrate that this approach improves the mechanical and electrical stabilities of the phototransistor array. We expect that this approach to a flexible phototransistor can be widely used for the applications of not only next-generation imaging systems/optoelectronics but also wearable devices such as tactile/pressure/temperature sensors and health monitors.

We present a detailed method to fabricate a deformable lateral NIPIN phototransistor array for curved image sensors. The phototransistor array with an open mesh form, which is composed of thin silicon islands and stretchable metal interconnectors, provides flexibility and stretchability. The parameter analyzer characterizes the electrical property of the fabricated phototransistor.

Fabricación del Sensor de imagen Flexible basado en Lateral NIPIN fototransistores

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, ...

Synthesis, Functionalization, and Characterization of Fusogenic Porous Silicon Nanoparticles for Oligonucleotide Delivery

With the advent of gene therapy, the development of an effective in vivo nucleotide-payload delivery system has become of parallel import. Fusogenic porous silicon nanoparticles (F-pSiNPs) have recently demonstrated high in vivo gene silencing efficacy due to its high oligonucleotide loading capacity and unique cellular uptake pathway that avoids endocytosis. The synthesis of F-pSiNPs is a multi-step process that includes: (1) loading and sealing of oligonucleotide payloads in the silicon pores; (2) simultaneous coating and sizing of fusogenic lipids around the porous silicon cores; and (3) conjugation of targeting peptides and washing to remove excess oligonucleotide, silicon debris, and peptide. The particle&#8217;s size uniformity is characterized by dynamic light scattering, and its core-shell structure may be verified by transmission electron microscopy. The fusogenic uptake is validated by loading a lipophilic dye, 1,1&#39;-dioctadecyl-3,3,3&#39;,3&#39;-tetramethylindocarbocyanine perchlorate (DiI), into the fusogenic lipid bilayer and treating it to cells in vitro to observe for plasma membrane staining versus endocytic localizations. The targeting and in vivo gene silencing efficacies were previously quantified in a mouse model of Staphylococcus aureus pneumonia, in which the targeting peptide is expected to help the F-pSiNPs to home to the site of infection. Beyond its application in S. aureus infection, the F-pSiNP system may be used to deliver any oligonucleotide for gene therapy of a wide range of diseases, including viral infections, cancer, and autoimmune diseases.

We demonstrate the synthesis of fusogenic porous silicon nanoparticles for effective in vitro and in vivo oligonucleotide delivery. Porous silicon nanoparticles are loaded with siRNA to form the core, which is coated by fusogenic lipids through extrusion to form the shell. Targeting moiety functionalization and particle characterization are included.

Síntesis, funcionalización y caracterización de nanopartículas de silicio poroso fusogénicas para entrega de oligonucleótidos

With the advent of gene therapy, the development of an effective in vivo nucleotide-payload delivery system has become of parallel import. Fusogenic ...

Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic by Carving Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant and Doubly Reentrant Cavities or Pillars

We present microfabrication protocols for rendering intrinsically wetting materials repellent to liquids (omniphobic) by creating gas-entrapping microtextures (GEMs) on them comprising cavities and pillars with reentrant and doubly reentrant features. Specifically, we use SiO2/Si as the model system and share protocols for two-dimensional (2D) designing, photolithography, isotropic/anisotropic etching techniques, thermal oxide growth, piranha cleaning, and storage towards achieving those microtextures. Even though the conventional wisdom indicates that roughening intrinsically wetting surfaces (&#952;o &#60; 90&#176;) renders them even more wetting (&#952;r &#60; &#952;o &#60; 90&#176;), GEMs demonstrate liquid repellence despite the intrinsic wettability of the substrate. For instance, despite the intrinsic wettability of silica &#952;o &#8776; 40&#176; for the water/air system, and &#952;o &#8776; 20&#176; for the hexadecane/air system, GEMs comprising cavities entrap air robustly on immersion in those liquids, and the apparent contact angles for the droplets are &#952;r &#62; 90&#176;. The reentrant and doubly reentrant features in the GEMs stabilize the intruding liquid meniscus thereby trapping the liquid-solid-vapor system in metastable air-filled states (Cassie states) and delaying wetting transitions to the thermodynamically-stable fully-filled state (Wenzel state) by, for instance, hours to months. Similarly, SiO2/Si surfaces with arrays of reentrant and doubly reentrant micropillars demonstrate extremely high contact angles (&#952;r &#8776; 150&#176;&#8211;160&#176;) and low contact angle hysteresis for the probe liquids, thus characterized as superomniphobic. However, on immersion in the same liquids, those surfaces dramatically lose their superomniphobicity and get fully-filled within &#60;1 s. To address this challenge, we present protocols for hybrid designs that comprise arrays of doubly reentrant pillars surrounded by walls with doubly reentrant profiles. Indeed, hybrid microtextures entrap air on immersion in the probe liquids. To summarize, the protocols described here should enable the investigation of GEMs in the context of achieving omniphobicity without chemical coatings, such as perfluorocarbons, which might unlock the scope of inexpensive common materials for applications as omniphobic materials. Silica microtextures could also serve as templates for soft materials.

Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic by Carving Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant and Doubly Reentrant Cavities or Pillars

This work presents microfabrication protocols for achieving cavities and pillars with reentrant and doubly reentrant profiles on SiO2/Si wafers using photolithography and dry etching. Resulting microtextured surfaces demonstrate remarkable liquid repellence, characterized by robust long-term entrapment of air under wetting liquids, despite the intrinsic wettability of silica.

Renderización de superficies SiO2/Si omnifóbicas por el tallado microtexturas que atrapan el gas que comprende cavidades o pilares reentrantes y doblemente reentrantes

We present microfabrication protocols for rendering intrinsically wetting materials repellent to liquids (omniphobic) by creating gas-entrapping ...

Metal-Assisted Electrochemical Nanoimprinting of Porous and Solid Silicon Wafers

Metal-assisted electrochemical imprinting (Mac-Imprint) is a combination of metal-assisted chemical etching (MACE) and nanoimprint lithography that is capable of direct patterning 3D micro- and nanoscale features in monocrystalline group IV (e.g., Si) and III-V (e.g., GaAs) semiconductors without the need of sacrificial templates and lithographical steps. During this process, a reusable stamp coated with a noble metal catalyst is brought in contact with a Si wafer in the presence of a hydrofluoric acid (HF) and hydrogen peroxide (H2O2) mixture, which leads to the selective etching of Si at the metal-semiconductor contact interface. In this protocol, we discuss the stamp and substrate preparation methods applied in two Mac-Imprint configurations: (1) Porous Si Mac-Imprint with a solid catalyst; and (2) Solid Si Mac-Imprint with a porous catalyst. This process is high throughput and is capable of centimeter-scale parallel patterning with sub-20 nm resolution. It also provides low defect density and large area patterning in a single operation and bypasses the need for dry etching such as deep reactive ion etching (DRIE).

A protocol for metal-assisted chemical imprinting of 3D microscale features with sub-20 nm shape accuracy into solid and porous silicon wafers is presented.

Nanoimpresión electroquímica asistida por metal de obleas de silicio poroso y sólido

Metal-assisted electrochemical imprinting (Mac-Imprint) is a combination of metal-assisted chemical etching (MACE) and nanoimprint lithography that is ...

Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of sophisticated microelectrodes with greater resolution and expanded capabilities. The progress in fabrication technology has supported the development of biomimetic electrodes, which aim to seamlessly integrate into the brain parenchyma, reduce the neuroinflammatory response observed after electrode insertion and improve the quality and longevity of electrophysiological recordings. Here we describe a protocol to employ a biomimetic approach recently classified as nano-architecture. The use of focused ion beam lithography (FIB) was utilized in this protocol to etch specific nano-architecture features into the surface of non-functional and functional single shank intracortical microelectrodes. Etching nano-architectures into the electrode surface indicated possible improvements of biocompatibility and functionality of the implanted device. One of the benefits of using FIB is the ability to etch on manufactured devices, as opposed to during the fabrication of the device, facilitating boundless possibilities to modify numerous medical devices post-manufacturing. The protocol presented herein can be optimized for various material types, nano-architecture features, and types of devices. Augmenting the surface of implanted medical devices can improve the device performance and integration into the tissue.

We have shown that the etching of nano-architecture into intracortical microelectrode devices may reduce the inflammatory response and has the potential to improve electrophysiological recordings. The methods described herein outline an approach to etch nano-architectures into the surface of non-functional and functional single shank silicon intracortical microelectrodes.

Litografía de haz de iones enfocado a etch nano-arquitecturas en microelectrodos

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of ...

Luz Enhanced pasivación ácido fluorhídrico: una técnica sensible para la detección de defectos de silicio a granel

Resumen

Explorar más videos

Capítulos en este video