基于納米硅鋁誘導(dǎo)的多晶硅薄膜制備與性能研究.pdf

1、多晶硅薄膜具有較高的光敏性、對可見光的吸收性，兼具有晶體硅的穩(wěn)定性和非晶硅薄膜制備工藝簡單的優(yōu)勢，是理想的高效率、低衰減光伏器件材料。鋁誘導(dǎo)法制備多晶硅薄膜具有制備溫度低、時間短、晶粒尺寸大、薄膜結(jié)晶質(zhì)量高等優(yōu)點。為了獲得具有較高載流子遷移率的多晶硅薄膜，就需要提高其晶粒尺寸和結(jié)晶性能。本文基于此目的，我們利用磁控濺射儀和熱絲化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備了襯底/納米硅/氧化硅/鋁(Glass/nc-Si/SiO2/Al)疊層結(jié)構(gòu)，深入研究了鋁誘

2、導(dǎo)納米硅制備多晶硅薄膜的工藝，并從動力學(xué)角度進行了機理分析，采用多種表征手段測試了薄膜的形貌、結(jié)構(gòu)、電學(xué)性能和光學(xué)性能。
　　在普通退火條件下，對Glass/nc-Si/SiO2/Al疊層結(jié)構(gòu)進行了不同工藝的誘導(dǎo)退火，XRD結(jié)果顯示多晶硅具有Si(111)擇優(yōu)取向，Raman結(jié)果則表明該薄膜的結(jié)晶性能較好。誘導(dǎo)溫度、誘導(dǎo)時間、硅鋁厚度比對誘導(dǎo)結(jié)果都有重要影響。在425℃、5h條件下獲得了400μm的大晶粒，當(dāng)誘導(dǎo)溫度越高，小晶粒增

3、多、大晶粒減少，結(jié)晶性能變好，薄膜透射率變??；樣品經(jīng)過425℃、7h誘導(dǎo)后，晶粒形貌改變，方塊電阻和電阻率降低；當(dāng)硅鋁厚度比提高時，大晶粒增多、小晶粒減少，結(jié)晶質(zhì)量提高，方塊電阻和電阻率變高。從動力學(xué)的角度分析了鋁誘導(dǎo)納米硅生成大晶粒多晶硅的機理。
　　在等離子體輔助退火條件下，我們研究了誘導(dǎo)溫度、誘導(dǎo)時間、射頻功率對Glass/nc-Si/SiO2/Al結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)結(jié)果的影響。隨著誘導(dǎo)溫度升高，晶粒尺寸增大，最大晶粒為500μm，結(jié)