石墨與石英襯底上多晶硅薄膜制備與分析.pdf

1、化石資源逐步枯竭、環(huán)境污染逐漸加劇、氣候災害日益頻發(fā)已經(jīng)成為困擾人類發(fā)展的全球性問題。開發(fā)和利用清潔的可再生能源，不僅能夠保證能源安全，而且環(huán)境友好，有助于保護身體健康，因而成為各國研究的熱點。其中，太陽能光伏發(fā)電被認為是最有前途的清潔能源技術之一，而太陽電池則是太陽能光伏發(fā)電技術的核心。多晶硅薄膜太陽電池因具備低材料消耗、低生產(chǎn)成本、高穩(wěn)定性、長壽命等優(yōu)點，同時可以借鑒微電子器件的成熟工藝而備受矚目，而高質(zhì)量多晶硅薄膜的制備是其關鍵性

2、問題。多晶硅薄膜通常沉積生長在異質(zhì)襯底上，生長過程中，沉積條件對薄膜結構和性能有著重大影響。
　　本文采用磁控濺射和快速熱退火法，分別在石墨和石英玻璃襯底上制備了多晶硅薄膜，系統(tǒng)研究了襯底溫度和退火條件對薄膜性質(zhì)的影響。利用諸如X射線衍射、拉曼光譜、掃描電子顯微鏡等測試技術對薄膜的結構、相關性質(zhì)進行了表征和分析。取得了如下成果:
　　1.利用磁控濺射與快速熱退火方法的結合，在石墨和石英玻璃襯底上成功制備出多晶硅薄膜。其工藝方

3、法是:首先利用磁控濺射儀器在襯底上沉積硅薄膜，然后運用快速熱退火技術使其晶化，最終形成多晶硅薄膜。X射線衍射和拉曼光譜測試表明，經(jīng)過快速熱退火處理的樣品結晶質(zhì)量較好、晶粒較大。掃描電子顯微鏡測試表明，多晶硅薄膜表面均勻、具有良好的柱狀結構。
　　2.對于石墨，襯底溫度700℃是形成具有Si(220)晶面擇優(yōu)取向的臨界溫度。當溫度高于700℃時，石墨襯底上濺射沉積的硅薄膜具有高度的Si(220)晶面擇優(yōu)取向，且隨著溫度的升高，Si(