PECVD法制备氢化非晶硅薄膜材料*

黄仕华， 董 晶, 沈佳露, 刘 剑

(浙江师范大学 数理与信息工程学院,浙江 金华 321004)

0 引 言

非晶硅薄膜太阳能电池制作工艺简单，衬底温度低，耗材少，能沉积在廉价的衬底上，故制备成本较低；能容易地应用于集成工艺和大面积生产，可进一步降低成本；也能容易地与建筑材料相结合，构成光伏建筑一体化系统.因此，非晶硅薄膜太阳能电池是一种很有发展前景的电池，得到了广泛的研究[1].由于非晶硅(a-Si)半导体材料最基本的特征是组成原子的排列为长程无序、短程有序，原子之间的键合类似晶体硅，形成了一种共价无规则网络结构，它含有一定量的结构缺陷、悬挂键、断键等，因此,载流子迁移率低、扩散长度小、寿命短，所以,这种材料不适合直接做成半导体器件.为了降低非晶硅中的缺陷态密度，使之成为有用的光电器件，人们发现,通过对其氢化处理后,非晶硅材料中大部分的悬挂键被氢补偿，形成硅氢键，降低了态隙密度.1976年,研究人员成功实现了对非晶硅材料的p型和n型掺杂，实现了a-Si-p-n结的制作[2].多种不同的技术用于a-Si∶H薄膜及其器件的制备，其中最为普遍的是在低于500 K的温度下，采用硅烷作为反应气体的PECVD技术.由于a-Si∶H薄膜的光学和电学性质及其相关的器件特性强烈地依赖于制备方法和制备条件，所以在制备太阳能电池前，必须寻求合适的薄膜材料沉积工艺.工艺参数如衬底温度、射频功率、反应气压、反应气体流量、气体配比(氢稀释度、掺……