石英襯底上多晶Si薄膜的制備與電學(xué)特性.pdf

1、多晶硅（pc-Si）薄膜作為一種光電信息材料, 有著不同于體材料的許多物理特性，這使其在光伏器件中有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。本工作以石英玻璃為襯底，利用高頻化學(xué)氣相淀積（HFCVD）和低壓化學(xué)汽相淀積（LPCVD）兩種不同的方法生長多晶Si薄膜，通過改變生長條件來生長不同厚度和不同結(jié)晶質(zhì)量的多晶Si薄膜。對(duì)HFCVD 生長的多晶Si薄膜，得到晶粒尺寸為1～3μm，且排列致密的多晶硅薄膜，實(shí)驗(yàn)采用高溫?cái)U(kuò)散爐對(duì)其進(jìn)行了不同溫度和時(shí)間的高溫硼（B）

2、摻雜，然后對(duì)其電學(xué)特性進(jìn)行測量，得到了最小方塊電阻為100Ω/□；對(duì)LPCVD 生長的多晶Si薄膜，采用不同溫度和時(shí)間的熱退火處理，觀察退火溫度和時(shí)間對(duì)多晶硅薄膜結(jié)晶質(zhì)量的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著生長溫度的升高，多晶硅薄膜的晶粒尺寸變大；對(duì)其進(jìn)行原位摻雜生長和后退火處理，發(fā)現(xiàn)生長溫度和退火處理都能減小其方塊電阻，并得到退火后最小方塊電阻為45Ω/□。實(shí)驗(yàn)采用掃描電子顯微鏡（SEM）、X-射線衍射儀(XRD)等測試手段對(duì)兩種方法生長的多晶硅薄膜

3、樣品的表面形貌、生長晶向進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和測試分析，研究了不同生長條件對(duì)pc-Si薄膜生長的影響，結(jié)果表明，隨著生長溫度的增加多晶Si薄膜的晶粒尺寸隨之增加，并且其結(jié)晶質(zhì)量也得到進(jìn)一步的優(yōu)化；反應(yīng)濃度和生長壓強(qiáng)等條件對(duì)薄膜的生長速率有著顯著的影響。測試發(fā)現(xiàn)，生長的多晶Si薄膜出現(xiàn)三個(gè)方向的晶向<111>、<220>、<311>，其擇優(yōu)取向?yàn)?111>晶向。利用四探針測試儀和霍爾效應(yīng)測試儀對(duì)摻雜后的多晶Si薄膜的電學(xué)特性進(jìn)行了測試，探討了薄

4、膜結(jié)構(gòu)和摻雜條件對(duì)pc-Si薄膜電學(xué)性質(zhì)的影響，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，隨著擴(kuò)散溫度的升高和擴(kuò)散時(shí)間延長有助于pc-Si薄膜的重結(jié)晶，減少晶粒邊界的缺陷，進(jìn)一步激活雜質(zhì)原子。擴(kuò)散溫度和擴(kuò)散時(shí)間的增加也有助于雜質(zhì)向多晶Si薄膜內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)散，從而使pc-Si薄膜的方塊電阻變小。同時(shí)對(duì)摻雜前后pc-Si的光反射譜進(jìn)行了測量，研究了生長條件和摻雜條件對(duì)pc-Si薄膜的反光特性的影響，得出生長和退火溫度的增加能增大薄膜對(duì)光的吸收性，在622nm處反射率最小