高压高功率VHF-PECVD的微晶硅薄膜高速沉积

采用高压高功率(hphP)甚高频等离子体强强化学气相沉积(VHF-PECVD)法对微晶硅(μc-Si:H)进行高速沉积,在最优沉积条件参数下对hphP和低压低功率(lplP)两组样品沉积速率、光电导、暗电导及光敏性等性能参数进行测试,得到了1.58 nm/s的较高沉积速率、光电性能优秀和更适合薄膜太阳能电池的μc-Si...     

应用高压高功率的微晶硅薄膜高速沉积

应用高压高功率(hphP)甚高频等离子增强化学气相沉积(VHF-PECVD)法对微晶硅(μc-Si:H)进行高速沉积,确定了hphP VHF-PECVD法沉积μc-Si:H的最优条件参数,在此参数下对hphP和低压低功率(IplP)两组样品沉积速率、光电导、暗电导及光敏性等性能参数进行测试,得到了1.58 nm的较高沉...     

流量对高速沉积的微晶硅电池性能的影响

采用超高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术研究微晶硅(μc-Si)薄膜的高速沉积过程发现:分别采用100和500 sccm流量制备本征μc-Si材料,将其应用在μc-Si电池i层,电池的电流-电压(I-V)特性有明显的差异.通过微区Raman、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)测试发现:尽管μc-Si薄膜的晶化率相似,但是小流量情况下制备的薄膜具有较厚的非晶孵化层,晶粒尺寸不一;大流量下制备的材料沿生长方向的纵向均匀性相对较好,晶粒尺寸较小、分布均匀,而且具有〈220〉晶相峰强度高于〈111〉和〈311〉晶相峰强度的特点.因此得出:在高压高速沉积μc-Si薄膜过程中,反应气体流量对μc-Si的纵向结构有很大影响,选择适合的反应气流量能够调节适宜的气体滞留时间,从而减小薄膜的纵向不均匀性.     

衬底温度对微晶硅薄膜沉积与结构特征的影响

采用甚高频等离子体化学气相沉积(VHF-PECVD)技术在不同衬底温度条件下沉积了氢化微晶硅(μc—Si：H)薄膜,并通过光发射谱(OES)测量技术对沉积过程中硅烷(SiH4)等离子体进行了原位监测。结合对样品的沉积速率测量与结构表征,研究了衬底温度对薄膜沉积过程与结构特征的影响。实验结果表明：随着衬底温度的增加,μc—Si：H薄膜结晶体积分数与晶粒的平均尺寸单调增大,而沉积速率则呈现出先增后减的变化。对于当前的沉积系统,优化生长的衬底温度约为210℃,相应的μc-Si：H薄膜沉积速率为0．8nm／s,结晶体积分数与晶粒平均尺寸分别为60％和9nm。     

器件质量级微晶硅薄膜光稳定性研究

利用射频等离子体增强化学气相沉积（RFPECVD）技术,通过改变SiH4浓度制备了一系列不同晶化率（Xc）的本征Si薄膜材料。通过测量其Raman谱和光、暗电导率（σph、σd）研究了工艺变化对材料结构的影响及材料光电特性同微观结构的关系,然后对样品进行老化实验,测量其光照前后的吸收系数α及量子效率、迁移率和寿命的乘积nμτ。分析其光照前后光电性能的变化规律结果表明,相变域附近的微晶硅（μc-Si：H）薄膜材料适合制备μc-Si2H太阳电池;结合退火实验的结果发现,μc-Si：H材料中的非晶成分是导致微晶材料光电特性衰退的主要原因。     

单室沉积本征微晶硅薄膜及其在电池中的应用

为获得单室沉积高效微晶硅(μc-Si)太阳电池,首先采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术制备了不同沉积条件下的本征μc-Si薄膜.通过对材料的结构和电学输运特性的研究,借鉴分室沉积的器件质量级μc-Si材料的经验,选取合适的本征层和P种子层处理B污染的技术,在单室中制备出光电转换效率为6.23%(1 cm2)的单结μc-Si电池.     

微晶硅薄膜微结构对稳定性的影响

实验研究了不同晶化率的微晶硅（μc-Si）薄膜的光衰退现象,提出了制备高稳定性硅薄膜太阳电池材料选取方案。研究结果表明,μc-Si中的非晶硅（a-Si）组分是导致光衰退的主要原因,晶化率越高,材料越稳定;过渡区靠近μc-Si材料区域的μc-Si材料,由于具有更好的稳定性和光敏特性,适于制备μc-Si太阳能电池;过渡区附...     

高速沉积μc-Si:H薄膜生长机制及其微结构的研究

采用高压高功率的超高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,在腐蚀后的7059玻璃、低晶化和高晶化的微晶硅(μc-Si:H)p型材料3种衬底上,通过改变沉积时间的方法,高速(沉积速率约为1 nm/s)沉积了不同厚度的μc-Si:H薄膜材料.测试其表面形貌及晶化率,比较了不同衬底上高速生长的μc-Si:H薄膜生长机制及微结构的差异,最后得到适于高速沉积pin μc-Si:H太阳电池的μc-Si:H p型材料应具备的条件.     

RF-PECVD高速沉积优质过渡区微晶硅薄膜

利用13.56MHz射频等离子体增强化学气相沉积技术高速沉积非晶/微晶过渡区的微晶硅(μc-Si:H)薄膜.研究了沉积压力、射频功率、电极间距、氢稀释度等参数对沉积速率、电学性质等的影响.选择优化的沉积参数,在非晶到微晶的过渡区得到了沉积速率为0.3～0.4nm/s的μc-Si:H薄膜.薄膜的暗电导在10-7S/cm量级,光暗电导比近2个量级,电导激活能在0.52eV左右,薄膜结构致密,达到了器件级质量.     

RF-PECVD高速沉积优质过渡区微晶硅薄膜

利用13.56MHz射频等离子体增强化学气相沉积技术高速沉积非晶/微晶过渡区的微晶硅(μc-Si∶H)薄膜. 研究了沉积压力、射频功率、电极间距、氢稀释度等参数对沉积速率、电学性质等的影响. 选择优化的沉积参数，在非晶到微晶的过渡区得到了沉积速率为0.3～0.4nm/s的μc-Si∶H薄膜. 薄膜的暗电导在1e-7S/cm量级，光暗电导比近2个量级，电导激活能在0.52eV左右，薄膜结构致密，达到了器件级质量.     

p型微晶硅薄膜的沉积及其在微晶硅薄膜太阳电池中的应用

采用等离子体化学气相沉积(PECVD)方法制备了硼掺杂微晶硅薄膜和微晶硅薄膜太阳电池.研究了乙硼烷含量、p型膜厚度及沉积温度对硼掺杂薄膜生长特性和高沉积速率的电池性能的影响.通过对p型微晶硅薄膜沉积参数的优化,在本征层沉积速率为0.78nm/s的高沉积速率下,制备了效率为5.5%的单结微晶硅薄膜太阳电池.另外,对P型微晶硅薄膜的载流子疏输运机理进行了讨论.     

p型微晶硅薄膜的沉积及其在微晶硅薄膜太阳电池中的应用

采用等离子体化学气相沉积（PECVD）方法制备了硼掺杂微晶硅薄膜和微晶硅薄膜太阳电池.研究了乙硼烷含量、p型膜厚度及沉积温度对硼掺杂薄膜生长特性和高沉积速率的电池性能的影响.通过对p型微晶硅薄膜沉积参数的优化,在本征层沉积速率为0.78nm/s的高沉积速率下,制备了效率为5.5%的单结微晶硅薄膜太阳电池.另外,对p型微晶硅薄膜的载流子疏输运机理进行了讨论.     

Influence of Substrate Temperature on Structural Properties and Deposition Rate of AlN Thin Film Deposited by Reactive Magnetron Sputtering

Aluminum nitride (AlN) thin films with c-axis preferred orientation have been prepared by reactive direct-current (DC) magnetron sputtering. The degree of preferred crystal orientation, the cross-sectional structure, and the surface morphology of AlN thin films grown on Si (100) substrates at various substrate temperatures from 60°C to 520°C have been investigated by x-ray diffraction, scanning electron microscopy, and atomic force microscopy. Results show that the substrate temperature has a significant effect on the structural properties, such as the degree of c-axis preferred orientation, the full-width at half-maximum (FWHM) of the rocking curve, the surface morphology, and the cross-sectional structure as well as the deposition rate of the AlN thin films. The optimal substrate temperature is 430°C, with corresponding root-mean-square surface roughness (R _rms) of 1.97?nm, FWHM of AlN (002) diffraction of 2.259°, and deposition rate of 20.86?nm/min. The mechanisms behind these phenomena are discussed. Finally, film bulk acoustic resonators based on AlN films were fabricated; the corresponding typical electromechanical coupling coefficient (k _t ² ) is 5.1% with series and parallel frequencies of 2.37?GHz and 2.42?GHz, respectively.     

Deposition of Amorphous and Microcrystalline Films of Silicon by the Gas-Jet Plasma-Chemical Method

Semiconductors - Uniform thin films of amorphous and microcrystalline silicon are obtained within the forevacuum range of pressures by the gas-jet plasma-chemical method with the activation of gas...     

掺杂室沉积本征微晶硅材料及其在太阳能电池中的应用

在掺杂P室采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,制备了不同硅烷浓度条件下的本征微晶硅薄膜.对薄膜电学特性和结构特性的测试结果分析表明:随硅烷浓度的增加,材料的光敏性先略微降低后提高,而晶化率的变化趋势与之相反;X射线衍射(XRD)测试表明材料具有(220)择优晶向.在P腔室中用VHF-PECVD方法制备单结微晶硅太阳能电池的i层和p层,其光电转换效率为4.7%,非晶硅/微晶硅叠层电池(底电池的p层和i层在P室沉积)的效率达8.5%.     

掺杂室沉积本征微晶硅材料及其在太阳能电池中的应用

在掺杂P室采用甚高频等离子体增强化学气相沉积（VHF—PECVD）技术,制备了不同硅烷浓度条件下的本征微晶硅薄膜．对薄膜电学特性和结构特性的测试结果分析表明：随硅烷浓度的增加,材料的光敏性先略微降低后提高,而晶化率的变化趋势与之相反;X射线衍射（xRD）测试表明材料具有（220）择优晶向．在P腔室中用VHF—PECVD方法制备单结微晶硅太阳能电池的i层和p层,其光电转换效率为4．7％,非晶硅／微晶硅叠层电池（底电池的p层和i层在P室沉积）的效率达8．5％．     

激光脉冲频率对纳米Si晶薄膜形貌的影响

在气压为10 Pa的惰性气体Ar环境下,采用XeCl准分子激光器(波长308 nm),调整激光单脉冲能量密度为4 J/cm2,激光烧蚀电阻率为3000Ω.cm的高纯单晶Si靶,在玻璃或Si衬底上沉积制备了纳米Si晶薄膜。实验中靶和衬底间距离保持为3 cm,对衬底既没有加温也没有冷却。拉曼(Raman)谱测量结果表明,所制备的薄膜中已有纳米Si晶粒形成。保持脉冲总数不变,分别取激光脉冲频率为1 Hz,3 Hz,10 Hz和20 Hz,相应沉积时间约为10 min,3.3 min,1 min和0.5 min,采用扫描电子显微镜(SEM)观察所得样品的表面形貌,不同脉冲频率下的结果比较显示,脉冲频率越大,制备的纳米Si晶薄膜的平均晶粒尺寸就越小,晶粒尺寸分布也越均匀。沉积动力学过程的非线性是导致实验出现该结果的原因。     

衬底温度对直接光CVD SiO2薄膜特性的影响

采用以低压氙(Xe)气激发真空紫外光作光源,以SiH4和O2作反应气体的直接光CVD技术淀积SiO2薄膜.通过椭圆偏振法、红外光谱法、C-V特性法对不同衬底温度下淀积的SiO2薄膜的特性进行研究.结果表明: 衬底温度在40～200℃范围内,薄膜的折射率在1.40～1.46之间,在沉积膜的红外光谱中未出现与Si-H、Si-OH相对应的红外吸收峰.SiO2薄膜中固定氧化物电荷密度受衬底温度影响较大,其最小值可达1.73×1010cm-2.     

衬底温度对直接光CVD SiO2薄膜特性的影响

采用以低压氙(Xe)气激发真空紫外光作光源,以SiH4和O2作反应气体的直接光CVD技术淀积SiO2薄膜.通过椭圆偏振法、红外光谱法、C-V特性法对不同衬底温度下淀积的SiO2薄膜的特性进行研究.结果表明: 衬底温度在40～200℃范围内,薄膜的折射率在1.40～1.46之间,在沉积膜的红外光谱中未出现与Si-H、Si-OH相对应的红外吸收峰.SiO2薄膜中固定氧化物电荷密度受衬底温度影响较大,其最小值可达1.73×1010cm-2.