硅系薄膜的PECVD法制備、微結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、納米硅(nc-Si)薄膜由非晶相、硅納米晶粒以及高濃度界面區(qū)域構(gòu)成，具有電導(dǎo)率高、電學(xué)激活能低、光熱穩(wěn)定性好、光吸收能力強(qiáng)以及載流子遷移率高等特點(diǎn)，在薄膜太陽(yáng)能電池、薄膜晶體管、傳感器以及二極管等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　本研究工作以SiH4和H2為前驅(qū)氣體，通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)法，制備了具有不同中程有序性和缺陷態(tài)密度的非晶硅薄膜。以非晶硅薄膜為前驅(qū)體，通過(guò)常規(guī)高溫退火(SPC)、快速退火(RTP)以及S

2、PC/RTP結(jié)合法制備了納米硅薄膜，研究了納米硅薄膜制備過(guò)程中，退火制度對(duì)非晶硅薄膜晶化的影響，研究了非晶硅薄膜中程有序性和缺陷態(tài)密度對(duì)其晶化的影響，研究了納米硅薄膜微結(jié)構(gòu)與其光電性能之間的聯(lián)系。本工作主要研究成果如下:PECVD法制備非晶硅薄膜過(guò)程中，隨氫稀釋比的增大，α-Si∶H薄膜沉積速率減小，薄膜的中程有序性減弱，缺陷態(tài)密度增大，薄膜光學(xué)帶隙Eopt也增大;隨沉積溫度升高，α-Si∶H薄膜沉積速率增大，中程有序性增強(qiáng)，缺陷態(tài)密度

3、降低，薄膜光學(xué)帶隙Eopt減小;再結(jié)晶法制備納米硅薄膜時(shí)，隨退火溫度、退火時(shí)間的增加，納米硅薄膜結(jié)晶程度增大;非晶硅薄膜的中程有序性越高，缺陷態(tài)密度越小，所制備的納米硅薄膜結(jié)晶程度越高;RTP/SPC結(jié)合法制備nc-Si薄膜時(shí)，RTP預(yù)處理能增強(qiáng)非晶硅薄膜的中程有序性，縮短潛伏期時(shí)間，促進(jìn)薄膜晶化，900℃高溫退火0.5h時(shí)，RTP預(yù)處理能使納米硅薄膜結(jié)晶程度顯著提高;納米硅薄膜由非晶相、硅納米晶粒及界面區(qū)域構(gòu)成，硅納米晶粒任意分布鑲嵌