甚高頻等離子增強CVD法制備微晶硅鍺薄膜的研究.pdf

1、微晶硅鍺薄膜作為窄帶隙材料，具有吸收系數(shù)高、帶隙可調的優(yōu)點，是非常有前景的疊層太陽電池的底電池吸收層材料。但薄膜中鍺的增加，使缺陷態(tài)增多，影響薄膜的光電性能，阻礙了其在太陽能電池中的實際應用。
　　 本文分別以Si2H6和GeH4 及SiH4和GeH4 兩種氣體組合為源氣體，用甚高頻等離子增強化學氣相沉積(VHF-PECVD)制備硅鍺薄膜，研究鍺對薄膜性能的影響。與SiH4和GeH4 制備的薄膜系列相比，Si2H6和GeH4 制

2、備的薄膜中鍺的融入速率相對較慢；同時Si2H6和GeH4 制備的硅鍺薄膜隨著鍺烷濃度的增加薄膜結構始終保持一定的有序度。GeH4與Si2H6 生長的薄膜在保持一定晶化比例的前提下，光敏性相對較高。與SiH4 相比，Si2H6在與GeH4組合生長微晶硅鍺薄膜有一定的優(yōu)勢。采用Si2H6和GeH4作為源氣體制備微晶硅鍺薄膜，通過調節(jié)反應過程中襯底溫度、氣體總流量、等離子功率和壓強等參數(shù)，對微晶硅鍺薄膜進行優(yōu)化。
　　 最終發(fā)現(xiàn)：隨著

3、襯底溫度的增加，薄膜有序度增加；隨氣體總流量增加，薄膜的生長速率增加，晶化率逐漸減小；隨著功率的增加材料的晶化率增加，但當功率超過一定值時，正離子對薄膜表面的轟擊增強，增加了缺陷生成的幾率并引起光電特性的劣化；反應氣壓過大會造成薄膜趨于非晶化，反應氣壓太小，容易造成缺陷態(tài)增加，降低薄膜質量。
　　 最終，在襯底溫度為190℃，鍺烷濃度為10[％]，輝光功率12W，壓強為100Pa的條件下，制備出晶化率為42.7[％]，鍺含量為2