微晶硅薄膜的生長過程與晶化機械研究.pdf

1、微晶硅薄膜具有與非晶硅薄膜相同的低溫制備、工藝簡單、便于大面積生產等優(yōu)點，同時具有較高的光電轉換效率和較好的光照穩(wěn)定性，所以有望發(fā)展成為一種制造高性價比太陽能電池的材料。微晶硅薄膜生長過程中產生晶粒的數量及尺寸對薄膜性能有很大影響。本課題采用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)系統(tǒng)分別制備了不同沉積時間、不同氫稀釋比、不同襯底溫度的三個系列微晶硅薄膜樣品，利用X射線衍射分析、透射電子顯微分析、高分辨透射電子顯微分析等檢測手段研究了各組

2、薄膜的晶化程度和微結構，分析了薄膜的生長過程，從氫稀釋比和襯底溫度兩個方面討論了薄膜的晶化機制。研究結果表明:
　　(1)PECVD系統(tǒng)沉積微晶硅薄膜的生長過程為:沉積初期首先快速生長出厚度達數十納米的非晶膜層，之后出現納米晶粒與非晶薄膜交替生長，非晶膜層逐步過渡到晶化薄膜;隨后薄膜晶化率提高，晶粒尺寸增大，薄膜生長表面愈加有利于沉積粒子規(guī)整排列，如此形成良性循環(huán)，促使薄膜晶化率和晶粒尺寸不斷增加，薄膜生長速率不斷提高。并且薄膜生

3、長過程中不同尺寸納米晶粒與非晶薄膜同時生長，使薄膜晶化程度與微結構橫向分布不均勻。
　　(2)隨氫稀釋條件增強，薄膜晶化率、晶粒尺寸呈先升后降的變化趨勢。氫稀釋可以增強沉積粒子表面擴散、破壞Si-Si弱鍵，促進薄膜晶化;但過度的氫稀釋阻礙沉積粒子的釋氫反應并產生SiHn重基團，不利于薄膜晶化。
　　(3)隨襯底溫度的升高，薄膜晶化率、晶粒尺寸呈先升后降的變化趨勢。襯底溫度的升高有助于增強沉積粒子表面擴散，促進薄膜晶化;但過高