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杜邦的正银(五)——产品技术分析(10)

本来接下来想谈有关第五主族元素参杂方面,但看到论坛光子写的自己有关ZnO添加剂的一些分写也解了我的一些疑惑,同时再补充一些这个ZnO在600度左右是可以和Si3N4反应的,有一些氮氧化物的气体放出。如果是反应腐蚀氮化硅层的话,那当然是纳米级别的ZnO好了,这个接触面积大,防止了大颗粒局部集中腐蚀过度,而且同时生成的硅锌高熔点晶体对玻璃的腐蚀行为又是一个控制或者抑制性因素了。对于光子提到的烧结温度宽的问题,最主要是这个纳米ZnO反应的一致性问题,就是不会产生局部的过与欠的问题。光子最后提到ZnO本身是一种宽带隙半导体材料,室温下带隙约3.3eV,对于这一点实际上会提高短波响应的。长波的穿透能力强,这个就是背场要考虑的了。
除了这个ZnO之外,大家可能还关心一类添加剂就是第五主族的,类似那个背场的P-P+结大家也想在正面实现一个N-N+的浓参杂结。对于这一点我也曾经很疑惑的,而且也曾据理杜邦在11年7月份收购了那个INNOVALIGHT公司的硅墨技术,但后来又不再单独推这个技术,而是在随后的12年5月份推出了这个17系“神浆”,当时认为是整合了硅墨技术,即在电极底下实现这个第五主族的浓掺杂来实现SE的原理,来增强欧姆接触的。可实际大家可以去分析,这个第五主族的元素实际上很少的。如果非要实现这个思路其实大家可以去大概计算出所需量的,即从那个正面所需的浓参杂浓度10的20次方左右来计算所需第五主族元素量来和浆料里的含量比较的。
虽然杜邦的专利在08年之前的专利没有特别提这个第五主族元素,那个时候方阻很小表面浓度本身就很高的,所以浓参杂体现不出什么意义的。在08年开始杜邦的专利里会不断地的提到这个第五主族元素,特别是BiP,可以附着在银粉表面引入,也可以形成银的合金粉形式引入,也可以单独引入等。其实大家有时候类比思维会首先想到用磷酸盐玻璃的,这个很明显没有什么可行性。前面讲过了玻璃是整体对外呈现性能的,单独的成分无法作用的。但不管什么形式,我觉得在实现这个欧姆接触中,要想通过第五主族的浓参杂来实现最不可行。不是不可能,而是指以浆料这种形式不可行。(这就还是难解释它当年为什么收购INNOVALIGHT)。对于这个主族元素参杂的问题,我们在背场里用,大家爱掺BInGaTl等,都是有效果的,而且这些思路都还有继续优化的潜力。所以大家也很自然的想在正面用,而且半导体欧姆接触理论首先提到的就是这个浓掺杂的。似乎这个原理清晰的不能再清晰,比那些个隧道效应什么的也都好懂些。但就是这个却无法经得起推敲。
背面之所以容易实现第三主族元素参杂,一切只因为它表面没有钝化层,另一个就是铝和硅可以很自然的形成合金形成析出外延生长的浓掺杂,在那个合金液相里什么东西都好融进去一起参杂进去的,而这个在正面却是难以实现的。首先从这个银的层面看,银硅的合金温度在810度,而这个温度实际上是很难达到的,即使达到了银不可能如铝与硅那样很容易的产生合金液相便于扩算参杂的,因为固体条件下那么短的时间你是无法实现浓参杂的,这个看看前面电池是怎么搞扩散的就明白了。
再者的关键是所有东西要起作用你首先必须接触,你这个第五驻足的元素只要是以浆料形式引入的话,你首先要越过这个氮化硅层的,而对于氮化硅的腐蚀要么是玻璃要么是氧化物如ZnO等,等这些腐蚀溶解反应氮化硅的同时还是同时原位的生成一层阻挡层的,你还是要越过这层才可以和硅作用的,而越过这层所需的能量时间在浆料这种烧结条件下是否可以实现呢。而且你在越过这层是如何保证又不溶解于里面呢,或者如何保证溶解于里面又快速析出和硅作用呢,我觉得如果走了这个思路那难度太大了,也太难控制了,所以不可行。而且杜邦的所有可见资料里,也的确没有一篇讨论过这个第五主族浓掺杂实现欧姆接触及其它一些特性的。

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