制備工藝對鋁誘導(dǎo)多晶硅薄膜性能影響的研究.pdf

1、多晶硅薄膜結(jié)合了晶體硅的高轉(zhuǎn)換效率和非晶硅薄膜的低制造成本的優(yōu)點，被認為是一種性能較為優(yōu)異的光伏材料。制備多晶硅薄膜的方法有很多，其中鋁誘導(dǎo)晶化法是一種較為新穎的制備方法。本文對鋁誘導(dǎo)晶化法制備多晶硅薄膜的工藝進行了深入的研究，并分析了不同制備工藝條件對鋁誘導(dǎo)多晶硅薄膜的影響。
　　 利用HWCVD 法制備厚度為300nm的初始非晶硅并自然氧化50h，接著通過磁控濺射法沉積厚度為100nm的初始鋁膜以形成a-Si/SiO2/Al

2、 疊層膜結(jié)構(gòu)，最后在500℃、氬氣保護氣氛下退火不同時間。實驗得到了（111）高度擇優(yōu)取向的多晶硅薄膜，且晶粒隨著退火時間的延長而增大，退火5h后得到的多晶硅晶粒大小為100μm。制備得到的多晶硅薄膜其結(jié)晶質(zhì)量及對可見光的吸收能力隨著退火時間的延長而增強，同時證實其為p型重摻雜半導(dǎo)體薄膜。
　　 初始鋁膜的沉積工藝由磁控濺射法變?yōu)檎婵諢嵴舭l(fā)法，其它鋁誘導(dǎo)晶化工藝條件保持不變。退火后發(fā)現(xiàn)，由真空熱蒸發(fā)法沉積的鋁膜同樣能誘導(dǎo)出（11

3、1）擇優(yōu)取向的多晶硅薄膜。隨著退火時間的延長，晶粒逐漸增大，結(jié)晶質(zhì)量逐漸提高，最后獲得的多晶硅晶粒尺寸在100μm左右。但與磁控濺射法相比，真空熱蒸發(fā)法沉積的鋁膜誘導(dǎo)出的多晶硅薄膜應(yīng)力更小，結(jié)晶質(zhì)量更高，且晶化速率更快。
　　 將預(yù)先制備的a-Si/SiO2/Al 疊層膜結(jié)構(gòu)分別在450℃、475℃及500℃這三個溫度下進行退火發(fā)現(xiàn)，鋁誘導(dǎo)晶化出的多晶硅薄膜的晶粒大小、結(jié)晶性能及晶化速率對退火溫度較為敏感，當(dāng)退火溫度在475℃以