磁控濺射沉積氫化非晶硅薄膜及其結(jié)晶過程的研究.pdf

1、非晶硅薄膜廣泛應(yīng)用在太陽能電池的生產(chǎn)中，但因?yàn)槠涔怆娹D(zhuǎn)換效率低，且會(huì)出現(xiàn)光致退現(xiàn)象；所以關(guān)于非晶硅改性研究得到普遍的重視，本文采用磁控濺射沉積氫化非晶硅薄膜，通過X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、Langmuir探針、紫外，可見分光光度計(jì)等分析方法，研究了氫分壓和濺射功率對(duì)Ar-Si系等離子體、硅薄膜結(jié)構(gòu)和性能以及其退火晶化結(jié)構(gòu)和性能的影響。
　　 研究結(jié)果表明：隨著氫分壓的增大，氣體壓強(qiáng)增加，使得氣體分子間的碰

2、撞幾率增大，導(dǎo)致離子密度和離子流通量均增大；沉積得到氫化非晶硅薄膜，在其非晶結(jié)構(gòu)中彌散分布著少量的納米晶顆粒，降低了缺陷密度，從而降低了薄膜的光透過率；氫化非晶硅薄膜退火后結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒕B(tài)，平均晶粒尺寸為5～8nm;晶化率為75～83％;可見光透過率大幅度降低。
　　 隨著濺射功率的增大，離子密度和離子流通量增加，轟擊靶材的離子能量增大，所以濺射出的靶材原子在基體上能夠更充分的擴(kuò)散，使得非晶硅薄膜組織中的納米晶比例增大，相同退火

3、溫度下需要晶化的時(shí)間隨之減少，晶粒尺寸和晶化率隨之增大；當(dāng)直流濺射功率為1190W時(shí)，沉積的非晶硅退火10min后轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒕ЫY(jié)構(gòu)，平均晶粒尺寸為8nm，晶化率為77％。
　　 與相同功率的直流濺射對(duì)比，射頻濺射是離子和電子交替轟擊靶材，使得濺射出的部分靶材原子動(dòng)能較小，不足以輸運(yùn)至基體，導(dǎo)致沉積速率較小；但是低的沉積速率導(dǎo)致到原子能夠充分?jǐn)U散，增加了非晶硅薄膜組織中的納米晶比例，所以相同退火溫度下需要的晶化時(shí)間短，得到的微晶硅薄