射频溅射功率和掺杂氢对硅氢薄膜结构的影响.pdfVIP

第 32 卷第 4 期 武 汉 科 技 大 学 学 报 Vol . 32 , No. 4 2009 年 8 月 Journal of Wuhan University of Science and Technology Aug. 2009 射频溅射功率和掺杂氢对硅氢薄膜结构的影响 吴 　隽 ,王 　亮 ,祝柏林 ,范丽霞 ,从善海 (武汉科技大学材料与冶金学院 ,湖北 武汉 ,430081) 摘要 :采用 SEM 和 Raman 谱对射频磁控溅射法制备的硅氢薄膜结构进行了研究 ,讨论了在 100～400 W 范围 内溅射功率和氢气分压对硅氢薄膜结构的影响 。结果表明 ,制备的硅氢薄膜为致密的颗粒膜 ,添加氢气后 ,颗 粒状的硅氢薄膜出现了粒径更为细小的纳米级小颗粒亚结构 ;随着氢气分压的增加 ,其直径先增加后减小 ,平 均直径在氢气分压为 50 %时达到最大 ;随着溅射功率的增加 ,硅氢薄膜的颗粒平均直径增加 ,当溅射功率达 到 400 W 时 ,颗粒的平均直径为 104 nm 。拉曼光谱分析结果显示硅氢薄膜为非晶态 。 关键词 :硅氢薄膜 ;溅射功率 ;颗粒直径 ;氢气分压 中图分类号 : TM9 14 . 4 + 1 　　文献标志码 :A 　　文章编号 (2009) 　　随着石油等不可再生化石能源的日渐枯竭 , 1 　试验 太阳能作为清洁的可再生能源越来越受到人们的 关注 ,硅太阳能电池因光电转换效率高 、性能稳定 Ω ( ) 采用电阻率为 0 . 5 ·cm 的 100 单晶硅片 而备受瞩目。为降低硅太阳能电池成本 ,硅薄膜 做基底 ,依次将其置入乙醇和丙酮中超声清洗 ,时 太阳能电池成为发展方向[ 1 ] ,而硅氢薄膜在硅薄 间为 10 min , 以去除表面油脂 ,用去离子水冲洗 膜太阳能电池中起着关键作用[23 ] 。按结构硅氢 干 净后 , 再按顺序置入温度为8 0 ℃的v ( H Cl ) ∶ ( ) ( ) ( ) ( ) 薄膜可分为氢化非晶硅 aSi ∶H 、氢化纳米晶硅 v H O ∶v H O = 1 ∶1 ∶5 和 v H F = 1 %溶 2 2 2 ( ) (μ ) ncSi ∶H 和氢化微晶硅 cSi ∶H 。硅氢薄膜的 液中分别浸泡 10 min 和 5 min , 以彻底除去表面 结构与制备工艺密切相关 , 目前大多采用各种 氧化物 ,最后用去离子水将其彻底洗净 ,并吹干放 CVD 制备工艺 , 如 P ECVD[4 ] , M W ECRCVD[ 5 ] 入真空室里以备用 。采用 FJ L500 型高真空多功 和 H WCVD[ 6 ] 等方法制备 ,但上述方法存在沉积 能溅射系统制备硅氢薄膜 。具体沉积条件如下 : 温度高 、能耗大 、操作不易控制以及制备过程中存 本底真空度为 4 . 0 ×10 - 4 Pa ,衬底温度为 240 ℃, 在二次污染等缺点 。磁控溅射技术制备氢硅薄膜 溅射气压为 2 . 8 Pa , 溅射气体为 99 . 999 %的高纯 无需采用