MWECR CVD高速制备a-Si：H薄膜的工艺研究

【摘要】：摘 要 a-Si:H 薄膜已经广泛应用于太阳能电池，而且作为薄膜场效应管在电子摄 像，大面积平板显示器等领域的应用也有很大进展。a-Si:H 的沉积速率和品质 很大程度上受到制备工艺的影响。为了在低温下高速制备优质 a-Si:H 薄膜，使 其能够产业化，微波电子回旋共振化学气相沉积(MWECR CVD)方法在国际上受到 人们广泛的重视。MWECR CVD 产生的等离子体具有能量转化率高，气体分解率、 激发态物种和基团浓度高等优点，制备工艺中存在多种参数制约着等离子体特 性，并由此决定了 a-Si:H 薄膜的性能。 薄膜沉积机制相当复杂，还没有成熟的理论描述。我们通过红外光谱，电导 率测量等测试方法，结合对等离子体的分析，获得了如稀释比、沉积压强、沉积 温度、磁场结构等工艺参数的优化值。 为了提高薄膜性能在制备中的可重复性，并减小其光致衰退,在实验后期首 次尝试采用 HW 辅助 MWECR CVD 制备 a-Si:H 薄膜，实验表明，由于热丝起到促 进等离子体分解等作用，因而对提高薄膜性能有显著作用：找到最佳辅助热丝温 度为 1400ｏC，此时光敏性值为 3x105；沉积速率超过 20?/s，光致衰退明显减小。 同时我们对 HW MW ECRCVD 系统中制备 a-Si:H 薄膜的均匀性进行了初步探讨。HW 辅助 MWECR CVD 制备的 a-Si:H 薄膜均匀性可以从 19%左右提高到 10.9%。