微晶硅薄膜沉積雙因素優(yōu)化和電學(xué)性質(zhì)的研究.pdf

1、本文以提高微晶硅的沉積速率為目標(biāo),在研究了單一沉積參數(shù)對(duì)微晶硅薄膜沉積速率影響的基礎(chǔ)上,主要研究了采用甚高頻(75MHz)化學(xué)氣相沉積時(shí),功率密度—沉積氣壓雙因素和硅烷濃度—?dú)怏w總流量雙因素對(duì)沉積速率的影響,同時(shí)對(duì)微晶硅薄膜的電學(xué)性質(zhì)和傳導(dǎo)行為進(jìn)行了研究。最終制備出沉積速率為2.1nm/s的微晶硅薄膜,樣品的暗電導(dǎo)為1.6×10-8(Ωcm)-1、光敏性為678,電學(xué)性能達(dá)到電池有源層的要求。
　　研究結(jié)果表明:1.在高沉積氣壓下

2、,利用高壓耗盡可以高速制備出優(yōu)質(zhì)微晶硅薄膜,但功率密度和沉積氣壓的提升對(duì)沉積速率的影響作用減弱,要想進(jìn)一步提升沉積速率必須改變其他沉積參數(shù)。2.在高沉積氣壓條件下,利用較高的硅烷濃度和較小的氣體總流量可以高速制備出微晶硅薄膜,且氣體利用率高。3.高速制備的微晶硅薄膜有較厚的孵化層,在硅烷濃度和氣體總流量雙因素優(yōu)化相圖的基礎(chǔ)上,采用硅烷濃度分步沉積法對(duì)薄膜縱向結(jié)構(gòu)均勻性進(jìn)行了研究。4.利用晶粒間界勢(shì)壘模型和費(fèi)米能級(jí)統(tǒng)計(jì)偏移模型對(duì)薄膜的電學(xué)

3、特性和傳導(dǎo)行為分別進(jìn)行了研究分析,結(jié)果表明:符合太陽能電池有源層要求的薄膜位于從非晶向微晶轉(zhuǎn)變的過渡帶,位于非晶/微晶過渡帶的薄膜遵循Meyer-Neldel補(bǔ)償率,并計(jì)算出所制備樣品的MNR特征能EMN≈61.3meV。5.在硅烷濃度—?dú)怏w總流量雙因素相圖中,優(yōu)化出的條件為:在硅烷濃度為4.5％,氣體總流量為100sccm條件下薄膜沉積速率為1.42nm/s,晶化率為35％,暗電導(dǎo)為8.7×10-8(Ωcm)-1,電導(dǎo)激活能為0.47