微晶硅薄膜的制备及结构和稳定性研究.pdfVIP

维普资讯 第 54卷 第 8期 2005年 8月 物 理 学 报 Vo1．54，No．8，August，2005 1000—3290，20o5，54(O8)／3910—05 ACTA PHYSICA SINICA ⑥2005Chin．Phys．Soc． 微晶硅薄膜的制备及结构和稳定性研究* 张晓丹 赵 颖 高艳涛 朱 锋 魏长春 孙 建 耿新华 熊绍珍 (南开大学光 电子薄膜器件与技术研究所 ，天津 300071) (南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室 ，天津 300071) (南开大学光电信息技术科学教育部重点实验室 ，天津 300071) (2004年 lO月 21日收到；2005年 3月 21日收到修 改稿 ) 采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备 了不 同衬底温度的微 晶硅薄膜 ．利用傅里叶变换红外吸收对 制备薄膜进行 了结构方面的测试分析 ．结果表 明：随衬底温度 的升高，材料 中的氢含量总的趋势下降；傅里叶变换 红外吸收和二次离子质谱测试结果都显示薄膜 中氧含量随衬底温度的升高而增加 (在 10 cmI3量级)；与高衬底温 度相 比，低衬底温度制备的材料易于后氧化 ，这说明低温制备材料 的稳定性不好 ． 关键词 ：甚高频等离子体增强化学气相沉积 ，微晶硅薄膜 ，傅里叶变换红外吸收 PACC：8115H，7360F SiO 薄膜 ．实验 中电源的激发频率固定为 60MHz， 1．引 言 电极 间距 固定 为 2．0cm，实验 本 底 真 空保 持 在 1．5×10“Pa左右 ．反应气压和辉光功率 固定为 120 用于太阳电池的微晶硅薄膜 已经成为 目前光伏 Pa和 20w．衬底温度变化为 l70—250cC．在制备 领域的研究热点 ．与非 晶硅材料相 比，对微晶硅 SIMS样品时衬底是 CZ型硅片 ．具体是在 CZ型硅片 材料特性 的认识还不是很 深刻 ．影响微晶硅材 料质 上依次制备不同衬底温度的薄膜 ，根据薄膜的沉积 量的因素有很 多 ，一般在制备微晶硅材料 时主 速率设计沉积时间 ，保证每一层薄膜厚度在 200nm 要关注的沉积参数是硅烷浓度和辉光功率 ，对 不同 左右 ． 衬底温度制备微 晶硅材料结构的研究不多 “．本 FTIR测 试所用 设备 是 Nicolet560ESP型．SIMS 文主要研究不同衬底温度制备薄膜的结构特性 以及 是在德 国Jtilich光伏研究所测试 的，采用的设备是 稳定性，衬底温度选择的范围以适合低成本玻璃衬 Atomika4000型 ．测 试 时设 备 的本 底 气 压 小 于 底上制备 P／I／N微晶硅 电池为前提 ． 1．0×10 Pa．用于测量溅射深度 的表面光度仪是 本文用傅里叶变换红外吸收 (fTrIR)测试分析了 Dektak3030型．采用的一次溅射离子是 Cs ． 制备材料 的结构特性以及材料 的 自然稳定性 ．同时 也用二次离子质谱 (SI