金屬(Al、Cu)誘導晶化法制備多晶硅薄膜研究.pdf

1、多晶硅薄膜電池因其低成本和高轉(zhuǎn)換效率兩方面的優(yōu)勢成為當前太陽能電池研究和開發(fā)的熱點。本文采用金屬誘導晶化法制備多晶硅薄膜，研究了不同金屬元素對玻璃襯底上的非晶硅薄膜的誘導晶化效果。
　　 本論文是在普通玻璃襯底上，首先采用直流磁控濺射技術在同一真空室中進行連續(xù)濺射，沉積結構為Glass氮化硅緩沖層/金屬層/a-Si層的薄膜樣品，然后將樣品在不同工藝下真空退火處理，實現(xiàn)金屬誘導晶化法制備多晶硅薄膜。實驗通過XRD、紫外-可見分光光

2、度計、光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡以及四點探針等對經(jīng)金屬誘導晶化制備的薄膜樣品進行表征，系統(tǒng)研究了金屬鋁和銅兩種不同誘導金屬元素下，金屬層厚度、退火溫度對金屬誘導晶化法制備多晶硅薄膜的晶化效果影響規(guī)律。通過實驗研究，得到以下結論:
　　 (1)退火溫度是影響金屬誘導晶化非晶硅薄膜的重要因素，在相同退火時間下，隨退火溫度的提高，硅薄膜樣品的晶化效果越好;對于金屬鋁誘導晶化法，在3000C下即可實現(xiàn)硅薄膜的晶化，但是金

3、屬銅誘導晶化法則需在400℃下才能實現(xiàn)。
　　 (2)在金屬誘導晶化硅薄膜過程中，多晶硅顆粒的生長具有Si(111)面的擇優(yōu)取向，并且隨退火溫度的提高，該擇優(yōu)取向也越明顯。
　　 (3)誘導金屬層的厚度是影響金屬誘導晶化非晶硅薄膜的另一個重要因素，當a-Si層厚度一定時，只有適當范圍內(nèi)的金屬厚度才能實現(xiàn)金屬的誘導晶化過程，且該范圍內(nèi)存在一個最佳值。對于鋁誘導晶化法，其需要的金屬層較厚:銅誘導晶化法則金屬量較少，實驗中通過