石英襯底上多晶Si薄膜的制備與電學特性.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用價值。本工作以石英玻璃為襯底，利用高頻化學氣相淀積（HFCVD）和低壓化學汽相淀積（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晶質量的多晶Si薄膜。對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，實驗采用高溫擴散爐對其進行了不同溫度和時間的高溫硼（B）

2、摻雜，然后對其電學特性進行測量，得到了最小方塊電阻為100Ω/□；對LPCVD 生長的多晶Si薄膜，采用不同溫度和時間的熱退火處理，觀察退火溫度和時間對多晶硅薄膜結晶質量的影響，實驗發(fā)現(xiàn)隨著生長溫度的升高，多晶硅薄膜的晶粒尺寸變大；對其進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/□。實驗采用掃描電子顯微鏡（SEM）、X-射線衍射儀(XRD)等測試手段對兩種方法生長的多晶硅薄膜

3、樣品的表面形貌、生長晶向進行了結構表征和測試分析，研究了不同生長條件對pc-Si薄膜生長的影響，結果表明，隨著生長溫度的增加多晶Si薄膜的晶粒尺寸隨之增加，并且其結晶質量也得到進一步的優(yōu)化；反應濃度和生長壓強等條件對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)三個方向的晶向<111>、<220>、<311>，其擇優(yōu)取向為<111>晶向。利用四探針測試儀和霍爾效應測試儀對摻雜后的多晶Si薄膜的電學特性進行了測試，探討了薄

4、膜結構和摻雜條件對pc-Si薄膜電學性質的影響，實驗數(shù)據(jù)表明，隨著擴散溫度的升高和擴散時間延長有助于pc-Si薄膜的重結晶，減少晶粒邊界的缺陷，進一步激活雜質原子。擴散溫度和擴散時間的增加也有助于雜質向多晶Si薄膜內部進行擴散，從而使pc-Si薄膜的方塊電阻變小。同時對摻雜前后pc-Si的光反射譜進行了測量，研究了生長條件和摻雜條件對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光的吸收性，在622nm處反射率最小