不同激發(fā)頻率下容性耦合等離子體的實驗診斷及晶硅表面制絨研究.pdf

1、光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展伴隨著太陽能電池片效率的進(jìn)一步提升。多晶硅片在做成電池片之前往往要經(jīng)過表面制絨的步驟,以降低太陽光線在表面的反射,提高電子與空穴的產(chǎn)生。但傳統(tǒng)的濕法制絨工藝因水資源的消耗和對環(huán)境造成污染等原因在應(yīng)用方面受到環(huán)評限制,因此,一種基于強電負(fù)性的氟基等離子體干法制絨工藝進(jìn)入了人們的視野。目前,氟基等離子體特性以及對晶硅表面制絨工藝過程仍需要人們做進(jìn)一步的加深理解。本文重點對不同實驗條件下由三種激發(fā)頻率激發(fā)產(chǎn)生的容性耦合等離子體特

2、性的及其對單晶硅表面制絨的影響進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　在射頻容性耦合等離子體中,極板表面所產(chǎn)生的負(fù)偏壓將會對晶硅表面提供足夠的離子轟擊能量,顯然,了解晶硅表面制絨過程中電極板表面的負(fù)偏壓隨放電條件的演變是必要的。為此,我們測量了不同激發(fā)頻率下容性耦合等離子體中功率電極表面負(fù)偏壓隨實驗條件的變化情況。測量結(jié)果表明:對于三種不同驅(qū)動頻率產(chǎn)生的容性耦合等離子體,驅(qū)動頻率越高,極板負(fù)偏壓越低。在同一驅(qū)動頻率條件下,隨著輸入功率的升高,極板

3、偏壓呈現(xiàn)出線性增加的趨勢;而放電氣壓的升高導(dǎo)致了極板負(fù)偏壓的降低;SF6/O2不同的氣體流量比對極板的偏壓也有明顯的影響,且射頻源驅(qū)動頻率較高時,極板負(fù)偏壓受到的影響較明顯。在SF6/O2的混合氣體中,隨著O2相對含量的升高,極板的負(fù)偏壓在明顯的升高。
　　在電負(fù)性容性耦合等離子體中,負(fù)離子的存在增加了朗繆爾探針測量的難度。為此,我們在本次實驗中利用自行建立的懸浮型微波共振探針對容性耦合等離子體的電子密度進(jìn)行了測量。測量結(jié)果表明:

4、隨著輸入功率的升高,等離子體電子密度近似呈現(xiàn)出幾何線性增加的趨勢;而隨著放電氣壓的升高,電子密度則顯現(xiàn)出明顯的下降的趨勢。另外,我們還采用了等離子體發(fā)射光譜技術(shù)對單頻容性耦合等離子體中的F基團(tuán)和O基團(tuán)的光譜強度進(jìn)行了測量,結(jié)果表明:對于三種不同驅(qū)動頻率產(chǎn)生的等離子體,40.68MHz射頻源產(chǎn)生的等離子體對應(yīng)的F和O的譜線強度最強,F/O譜線的相對強度IF/IO的比值最大,27.12MHz產(chǎn)生等離子體中F/O譜線強度以及對應(yīng)相對譜線強度I

5、F/IO次之,而13.56MHz產(chǎn)生等離子體中F/O譜線強度最弱以及對應(yīng)相對譜線強度IF/IO比值最小。
　　在晶硅表面干法制絨方面,我們利用不同驅(qū)動頻率的射頻源對單晶硅表面進(jìn)行了制絨研究,主要研究了不同實驗參量(放電氣壓、輸入功率、時間與氣體流量比)對單晶硅表面制絨的影響。實驗結(jié)果表明:三種驅(qū)動頻率射頻源產(chǎn)生的等離子體都可以進(jìn)行單晶硅表面的干法制絨。但是利用27.12MHz射頻源得到的300nm左右的絨面結(jié)構(gòu)對應(yīng)表面反射率最低,