沉积温度对微晶硅薄膜结构特性的影响

采用PECVD技术,在玻璃衬底上沉积μc-Si:H薄膜.用拉曼光谱、SEM和UV分光光度计对不同沉积温度下沉积的薄膜的结构特性进行分析.研究发现:沉积温度较低时,随着沉积温度的升高,薄膜的晶化率增加;当沉积温度超过某一温度值时,随着温度的进一步升高,薄膜的晶化率降低.这时,表面反应由表面扩散限制转变为流量控制.该温度值随着硅烷含量的降低而降低.     

电子与硅烷分子碰撞的散射截面对微晶硅生长影响

较为系统的研究了甚高频化学气相沉积在高压高功率下生长的微晶硅薄膜.给出了功率密度-气体流量和压强-功率密度的二维相图.用朗缪尔探针测出薄膜沉积时等离子体内部电子温度,并用麦克斯韦玻尔兹曼分布进行拟合给出电子能量分布函数.由电子能量分布函数出发通过单电子碰撞模型给出等离子体内部各种基浓度的计算公式.并通过数值模拟给出等离子体中SiH2,SiH3等基的浓度.利用SiH2与SiH3比值,结合表面扩散模型,解释气压功率密度相图中随电子温度的增加（功率的增加）,晶化率增大的现象.     

放电功率对微晶硅薄膜的晶化调控及光电性质的影响

以SiCl_4和H_2为源气体、采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术在不同放电功率下沉积微晶硅薄膜,通过调节放电功率实现了微晶硅薄膜的晶化调控和光电性质的优化,并利用Langmuir探针和质谱计分别对等离子体空间的电子特性和中性基团进行在线检测,初步探讨了成膜的微观机理.     

腔室长时间使用造成的工艺漂移对微晶硅薄膜性质的影响

考查了等离子体增强化学气相沉积(PECVD)高压制备微晶硅(μc-Si:H)薄膜过程中,系统长时间使用造成的微晶硅薄膜特性的漂移情况。实验中,控制沉积条件,使薄膜的沉积速率达到约0.5nm/s;保证硅薄膜具有一定的晶化程度(40%～80%),由不同探测波长的Raman散射谱估算纵向结构变化。以腔室使用时间作为基准,考查不同硅烷浓度下制备的样品,发现在相同沉积条件下,材料的晶化率和光暗电导随腔室使用时间的增加而不断增大,沉积速率随之大幅提高。观察发现,在电极板和腔室壁上积累了大量硅反应残留物(硅粉末和硅薄膜),分析认为,薄膜特性漂移是这些硅残留物不断参与等离子体及成膜反应的结果。研究表明,提高硅烷浓度可有效校正微晶硅薄膜电学及结构特性的漂移,同时保持高速沉积。     

氧分压对TiO2薄膜微观结构与光吸收性能的影响

采用直流磁控溅射法在不同氧分压下制备TiO2薄膜;研究氧分压对TiO2薄膜的表面形貌、晶体结构、化学组分及光吸收性能的影响.研究结果表明Ti在所有样品中均以 4价态存在;随着氧分压的增大,TiO2薄膜颗粒逐渐变大,薄膜的结晶质量随着氧分压的增大逐渐提高;在吸收光谱中,300 nm 附近的紫外吸收峰随着氧分压的增大而减弱,在330～465 nm 范围内出现1 个吸收谷,且该吸收谷随着氧分压的增大而减小,当氧分压达到0.8 Pa时,吸收谷基本消失.     

温度对RTCVD法制备多晶硅薄膜生长的影响

多晶硅薄膜太阳电池是21世纪最具发展潜力的薄膜太阳电池.如何快速、大面积、高质量地沉积多晶硅薄膜一直是多晶硅薄膜太阳电池研究中的一个核心问题.文中以SiHCl3为硅源、B2H6为掺杂气,采用先进的快热化学气相沉积法(RTCVD)制备了大晶粒的多晶硅薄膜.所制备的薄膜厚度为30~40μm,沉积速率达3~7μm/min.文中还分析了沉积温度对多晶硅薄膜生长速率及晶体微观结构的影响.结果表明:当沉积温度在900~1170℃时,平均生长速率随温度近似单调递增,此时薄膜生长由表面反应阶段控制;随着温度的升高,薄膜平均晶粒尺寸也由900℃时的不足3μm增长到1170℃时的超过30μm;温度较低时,薄膜易向[220]方向生长;温度达到1170℃时,多晶硅薄膜有向[111]方向生长的趋势.     

PECVD法低温制备微晶硅薄膜的晶化控制

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法在玻璃衬底上低温制备了微晶硅(μc-Si:H)薄膜。利用拉曼(Raman)散射谱、原子力显微镜(AFM)研究了H2稀释、衬底温度、射频功率等对薄膜晶化的影响。研究结果表明,当H2稀释比从95%升高到99%、衬底温度从200℃逐渐升高到400℃、硅膜的晶化率逐渐提高,结构逐渐由非晶向微晶转变,射频功率对薄膜晶化的影响有一最优值。     

非晶态硅薄膜的生长规律及其特性

非晶态半导体研究所涉及的重要问题之一,是探索制备薄膜材料的优化生长条件。文中对利用等离子体技术制备的非晶态硅薄膜的生长参数作了分析,优化了生长条件。并就生长参数对薄膜特性的影响进行了讨论。利用透射电子显微镜TEM观测了薄膜的结构与晶粒度,作了动力学理论分析,其结果与实验相一致。     

供压敏元件用的氢化微晶硅薄膜的制备

供压敏元件用的n型氢化微晶硅薄膜用射频辉光放电法己被制成,并对它进行了研究。用改变工艺参数的办法可得到电导率为2.SScm~(-1)～16Scm~(-1)的微晶硅薄膜。由X-射线衍射图和喇曼谱,测定晶粒尺寸和结晶体体积比分别为42～68A和60～70％。随着工艺条件的改变,在玻璃衬底上8000A厚的n型微晶硅膜的纵向效应灵敏系数(G因子)可达到-24.4～-30.5。     

高温后退火对薄膜太阳能电池光电性能的影响

应用SILVACO仿真软件,对N、P区杂质浓度分别为1×1016和1×1017cm-3的非晶硅薄膜太阳能电池进行了后退火工艺仿真研究.结果表明:非晶硅薄膜太阳能电池的光谱响应特性随着后退火温度的升高和退火时间的增加而提高.与未后退火电池相比,保持后退火时间1 min,退火温度分别为900,950和1 000℃时,电池的短路电流(Isc)增加约5.39%;保持后退火温度为950℃,退火时间从1 min增加到5 min,电池的短路电流(Isc)提高约6.37%.但是,电池的光谱响应特性的提高与后退火工艺参数不成正比关系.为了减小后退火对电池杂质再分布的影响,确定最佳后退火工艺参数为950℃和4 min.研究表明在薄膜电池的生产中增加后退火工艺可以有效地提高薄膜太阳能电池的光谱响应性能.     

利用13.56MHz射频PECVD技术高速沉积器件级质量的μc-Si:H薄膜材料

利用13．56MHz射频等离子体增强化学气相沉积(RF—PEcVD)技术，高速沉积器件级质量的微晶硅(μc-Si：H)薄膜，研究了沉积压力、射频功率、电极间距、氢稀释度等参数对沉积速率的影响，通过选择适当的沉积参数．得到了沉积速率为0．3～0．4nm／s的μc-Si：H薄膜材料．薄膜的暗电导为10^-7S／cm量级,光电导与暗电导之比近似为2个量级．电导激活能为0．52eV左右．所得的μc-Si：H薄膜材料稳定性好，达到了器件级质量。     

铝吸杂对多晶硅太阳电池的影响

针对铝吸杂对多晶硅的影响,比较了单、双面蒸镀2μm铝的多晶硅片在CTP和RTP炉中进行铝吸杂后的少子寿命、电性能和量子效率.发现在RTP炉中进行铝吸杂时,双面蒸镀铝少子寿命的增加比单面蒸镀时明显,在830℃时吸杂效果最优;而在CTP炉中吸杂时,单面蒸镀铝少子寿命的增加更明显,在600,700℃时吸杂效果最优.     

Ni在Ni(100)面的薄膜生长的蒙特卡罗模拟

采用晶格动力学蒙特卡罗(KLMC)方法模拟Ni在Ni(100)面的薄膜生长,对原子的沉积、吸附、扩散、成核、生长等微观过程采用了合理的模型,研究基板温度和沉积速率对薄膜的生长形貌和表面粗糙度的影响.模拟结果表明:沉积在基板上的原子逐步由各个离散型变成紧致型的近四方形的岛,并由二维向三维岛转变,最后连接成膜;基板温度越高,沉积速率越低,生成的薄膜越平整,粗糙度越小;沉积速率一定,表面粗糙度随着基板温度的增加而减小,当基板温度达到一定值时粗糙度降为零.     

颗粒硅带上薄膜太阳电池的研究

采用颗粒硅带（SSP）作为衬底,利用快速热化学气相沉积（RTCVD）方法外延多晶硅薄膜并制作了转换效率达6．36％的薄膜太阳电池,对衬底特性、电池制作工艺、存在问题及进一步的研究方向做了探讨。