薄膜硅/晶体硅异质结电池中本征硅薄膜钝化层的性质及光发射谱研究

• 作者: 冯亚阳 冯志强 卢景霄 杨仕娥 薛源 谷锦华 郜超军 黄强
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 薄膜硅 异质结 光发射谱 钝化
• 年，卷（期）: 2013,（19）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 427-433
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.62.197301

摘要

本文采用甚高频等离子体化学气相沉积技术(VHF-PECVD)制备薄膜硅/晶体硅异质结电池中的本征硅薄膜钝化层,光发射谱(OES)测量技术研究了硅薄膜沉积过程中等离子体发光谱随时间的变化。结果表明：在实验优化条件下等离子体发光谱很快达到稳定(大约25 s),并且SiH*/H*α的比值随时间变化较小,避免了生长过程中硅薄膜结构的不均匀性,这主要是SiH4没有完全耗尽避免了SiH4的反向扩散。进一步研究了沉积参数对稳态发光谱和硅薄膜性质的影响,结果表明：随着硅烷浓度增加, H*α峰强度减小, SiH*峰强度增加,薄膜从微晶转变成非晶,非晶硅薄膜钝化效果好；随着沉积气压增大, H*α和SiH*峰强度先增加后减小,高气压下H*α和SiH*峰强度下降主要是反应前驱物的聚合形成高聚合物,不利于形成高质量的硅薄膜,因此钝化效果下降；随着反应功率密度增加, H*α和SiH*峰强度增大,当功率密度为150 mW/cm2趋于饱和,硅薄膜的致密度和钝化效果也开始下降,50 mW/cm2的低功率密度下硅薄膜钝化效果差可能是由于原子H浓度低,不能完全钝化单晶硅表面的悬挂键。