熱絲化學(xué)氣相沉積制備硅薄膜及其性能研究.pdf

1、目前，硅薄膜太陽(yáng)能電池的研究己成為國(guó)際光伏領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，硅薄膜太陽(yáng)能電池相對(duì)于單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池而言，具有耗材少，成本低的特點(diǎn)，尤其是廉價(jià)襯底的引入，使硅薄膜太陽(yáng)能電池在成本控制方面具有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)氫化硅薄膜由于在紅外成像傳感器、薄膜晶體管等微電子器件中有著廣泛應(yīng)用前景而備受關(guān)注。熱絲化學(xué)氣相沉積(HW-CVD)是一種低溫制備薄膜的技術(shù)，在眾多硅薄膜制備技術(shù)中，熱絲化學(xué)氣相沉積法(HWCVD)以其低沉積溫度、高沉積速率和

2、低成本的特點(diǎn)而被廣泛采用。
　　 因此，對(duì)多晶硅薄膜進(jìn)行研究則具有重大意義。我們采用熱絲化學(xué)氣相沉積(HW-CVD)技術(shù)沉積制備硅薄膜材料，并對(duì)它的生長(zhǎng)與結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了研究。本論文主要進(jìn)行如下兩方面的工作：
　　 (1)當(dāng)熱絲溫度從1600℃增加到1650℃的時(shí)候，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中觀察到了從硅薄膜從非晶態(tài)到結(jié)晶態(tài)的結(jié)晶新轉(zhuǎn)變，以及含氫量的變化。為了解釋這一現(xiàn)象，我們創(chuàng)造了一種新的H基元模型。經(jīng)過(guò)對(duì)這一模型的分析，熱絲溫度對(duì)H

3、基元密度橢球體的體積有很大影響。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模型分析，硅薄膜的結(jié)晶程度受到熱絲溫度與襯底所處位置的影響，H基元模型能夠很好地解釋這些現(xiàn)象。
　　 (2)在不同溫度(120℃-400℃)的玻璃襯底上制備得到了結(jié)晶性不同的氫化納米晶硅薄膜，并針對(duì)襯底溫度對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響作了深入研究分析。在襯底溫度低于250℃時(shí)，薄膜晶化率隨溫度增加而增加，當(dāng)襯底溫度高于250℃時(shí)，晶化率反而隨襯底溫度增加而降低。在襯底溫度250℃時(shí)，得到