甚高頻等離子增強CVD法制備微晶硅鍺薄膜的研究.pdf

1、微晶硅鍺薄膜作為窄帶隙材料，具有吸收系數(shù)高、帶隙可調(diào)的優(yōu)點，是非常有前景的疊層太陽電池的底電池吸收層材料。但薄膜中鍺的增加，使缺陷態(tài)增多，影響薄膜的光電性能，阻礙了其在太陽能電池中的實際應(yīng)用。
　　 本文分別以Si2H6和GeH4 及SiH4和GeH4 兩種氣體組合為源氣體，用甚高頻等離子增強化學(xué)氣相沉積(VHF-PECVD)制備硅鍺薄膜，研究鍺對薄膜性能的影響。與SiH4和GeH4 制備的薄膜系列相比，Si2H6和GeH4 制

2、備的薄膜中鍺的融入速率相對較慢；同時Si2H6和GeH4 制備的硅鍺薄膜隨著鍺烷濃度的增加薄膜結(jié)構(gòu)始終保持一定的有序度。GeH4與Si2H6 生長的薄膜在保持一定晶化比例的前提下，光敏性相對較高。與SiH4 相比，Si2H6在與GeH4組合生長微晶硅鍺薄膜有一定的優(yōu)勢。采用Si2H6和GeH4作為源氣體制備微晶硅鍺薄膜，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)過程中襯底溫度、氣體總流量、等離子功率和壓強等參數(shù)，對微晶硅鍺薄膜進(jìn)行優(yōu)化。
　　 最終發(fā)現(xiàn)：隨著

3、襯底溫度的增加，薄膜有序度增加；隨氣體總流量增加，薄膜的生長速率增加，晶化率逐漸減??；隨著功率的增加材料的晶化率增加，但當(dāng)功率超過一定值時，正離子對薄膜表面的轟擊增強，增加了缺陷生成的幾率并引起光電特性的劣化；反應(yīng)氣壓過大會造成薄膜趨于非晶化，反應(yīng)氣壓太小，容易造成缺陷態(tài)增加，降低薄膜質(zhì)量。
　　 最終，在襯底溫度為190℃，鍺烷濃度為10[％]，輝光功率12W，壓強為100Pa的條件下，制備出晶化率為42.7[％]，鍺含量為2