热丝CVD低温快速生长多晶硅薄膜的研究.pdf

·180． 中国太阳能光伏进展 热丝CVD低温快速生长多晶硅薄膜的研究 陈官璧 汪雷杨德仁 浙江大学硅材料国家重点实验室浙江杭州310027 、 ● 【摘要】 利用热丝化学气相沉积法(HWCVD)在普通玻璃衬底上低温快速制备多晶硅薄 膜，考察了不同生长时间内制备的多晶硅薄膜的生长速率及薄膜性质。Raman 测试表明随着时间的延长，薄膜生长速率逐渐减小，并在3rain后趋于稳定， 而薄膜的晶化率逐渐变好。研究了氢气热处理在薄膜生长前后对薄膜的影响， 发现在薄膜制备前及薄膜制备后对衬底的氢气热处理都有利于薄膜质量的提 高，而后处理效果较为明显。这可能是薄膜制备前的氢气热处理清洁了衬底表 面，促进了后步的成核过程，从而提高了晶化率，而多晶硅薄膜制备完成后的 原位氢气热处理有利于薄膜的进一步晶化。 【关键词】 多晶硅薄膜热丝CVD“氢气热处理， onLow And RateGrowthof Thin Study TemperatureHigh Poly-Si ， FilmsByHwcvd ChenGuanbi Lei Deren WangYang Thestate ofsificon keylaboratory material，Zhcjiang 0引言 ‘多晶硅薄膜集晶体硅和非晶硅薄膜优点于一体，不仅具有非晶硅易于制备的优点，而且 没有光致衰减效应，缺陷态比较少，载流子迁移率也相对较高，被认为是下一代新型太阳电 大利亚Pacific能源公司更是实现了多晶硅薄膜太阳能电池的产业化，效率达到了8％【2】。 制备多晶硅薄膜的方法有很多，在廉价衬底上低温快速沉积多晶硅薄膜成为产业化所追 简单、易于实现大规模生产的特点，日益引起了人们的重视【3】。本文研究了HWCVD法在低 温条件下制备多晶硅薄膜，并研究了薄膜制备前后氢气处理对薄膜的影响。 1实验 本实验采用的CVD反应腔体是加热衬底在下方的垂直布局。两根直径为O．5mm、长 薄膜硅太阳电池及材料．181． 度为12cm的钨丝串联在一起作为反应催化剂。热丝架与上出气板及加热衬底的距离分别 cm及4 固定在2 cm。热丝的温度通过在真空下加在热丝上的电流来控制，红外测温仪测得 的温度约为20000C。衬底的温度由样品台下面的热电偶测得并由恒温仪保持在设定的温 度，在实验中我们均将衬底温度设定在2500C。采用普通载玻片为衬底，清洗方法为：分 别在丙酮和乙醇溶液中超声10min，之后在去离子水中漂洗通过N2吹干后立即移入CVD 腔中制备薄膜。 在上述条件下，我们进行了I-IWCVD低温快速生长多晶硅薄膜的研究。在相对优化的生 长参数下(P=50 s、60s、3rain、 对薄膜沉积速率及膜结构的影响。在优化条件下，分别在不同的时间内(15 5 后均为10min，在热丝加热条件下)对薄膜的影响。 2结果与讨论 2．1 不同生长时间对薄膜的影响 ：在低温快速条件下生长多晶硅薄膜，不同生长时间下所生成的薄膜的生长速率和膜的结 O．8 0．7 S 鼍0．6 蔫