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PCVD法制备多晶硅薄膜中退火过程的研究‘ 姚若河林璇英吴萍余楚迎林揆训石旺舟 (汕头大学物理学系,汕头,515063) 摘要在PCVD系统中,用射频辉光放电方法沉沉积a—si:H薄膜。PCVD反应室中两块边长为 积本征a—s1:H薄膜,再经退火固相晶化而形成多晶 10em的平行正方形不锈钢平板组成上、下电极,其间 硅薄膜。通过寻找最优的退火温度,在硅衬底上经过 距在2cm~5cm可调。射频rf(1356MHz)功率通过 550e温度、3h退火而制备了晶粒足寸大于lum的 电容方式耦台。衬底置于接地的上电极,进气管道与 ;晶磕薄膜。 带均匀分布小孔的下电极相通。衬病温度、放电功率、 关键词多晶硅薄膜退火固相晶化 气体流量和反应室压强分别通过调节加热电流、高频 信号源的输出功率、质量流量计和阀门控制器等加以 1引言 控制和测量。各样品的工艺参数如表1所示: 表1样品的沉积条件 TableI TheexperimentalcondiIionsofsi:H 多晶硅(PC—Si)薄膜是集晶体硅(c—Si)材料和非 films Oil depositedSiwafersbyPCVD 晶硅氢台金(a—Si:H)薄膜优点于一体,在信息科学, 能源科学和微电子技术中有广泛应用的一种新型功 样品编号 流量比SiH。/H2村底温度 放电功率 能材料。 No seem ℃ W 随着世界能源的{帛托日益增大,利用太阳能的光 1 6:48 300 25 发电,实现无污染、无公害的干净的能源世界,不仅对 缺电的国家和地区,而且对发达国家都具有巨大的诱 2 9:36 300 25 力。用晶体硅制成的太阳电池早已应用于太空的航天 3 40:40 300 25 事业上,但这种电池价格昂贵,难于进人民用。目前, 4 250 25 40:40 用a—si:H薄膜制备的太阳电池,可以作成大面积,价 格也比单晶硅便宜。但由于这种电池的转换效率不 5 30:30 300 25 高,在长时间光照下,效率会衰减(s—w效应),使其 应用受到限制。多晶硅薄膜在长波段具有高光敏性, 然后再将各批样品切割成若干小块分别放人充 对可见光能有效吸收,又具有与晶体硅一样的光照稳 有氮气保护的退火炉中进行不同温度条件下的退火, 定性,所以是公认为高效、低耗的最理想的光伏器件 退火温度为450C~750“|C,退火时间3h。 材料。另~方面,大品粒的多晶硅具有与晶体硅相比 拟的高迁移率,可以做成大面积,具有快速响应的场 3结果和讨论 效应薄膜晶体管、传感器等光电器件,从而在开辟新 一代大阵列的液晶显示技术,微电子技术中具有广阔 将经

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