PECVD多晶硅薄膜制备工艺和性能的研究

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1、PECVD多晶硅薄膜制备工艺和性能的研究摘要近年来，随着太阳能光伏产业和液晶显示以及电子器件等领域高速发展，无光致衰退效应的多晶硅薄膜材料以其优异的光电性能和低廉的成本，日益成为一种非常重要的电子材料，对多晶硅薄膜的研究也日益引起了人们的关注。因此，如何制备高质量的多晶硅薄膜意义重大。本文利用单室PECVD沉积非晶硅薄膜，再采用固相晶化法获得多晶硅薄膜，并系统地研究了不同沉积参数和退火参数对薄膜性能的影响。首先，本文研究了不同的退火时间、退火温度对薄膜成分和结构的影响。得到了薄膜中H含量随退火时间（40～120s）和退火温度(40

2、0～900℃)的变化关系，给出了非晶硅薄膜的晶化效果随退火时间和退火温度的变化规律，并得出优化的退火工艺。再次，通过改变退火工艺制备了不同晶化率的多晶硅薄膜，研究了单步退火和逐步退火工艺对薄膜的表面形貌和结构的影响。逐步退火后工艺得到的多晶硅薄膜表面形貌更加平整，薄膜的微孔洞和缺陷密度更小，并探讨了常规高温和快速热处理两种退火方法对薄膜结构的影响机理。最后，研究了非晶硅薄膜沉积速率、成分以及晶化效果随不同沉积参数（硅烷浓度、沉积温度、辉光放电功率、衬底材料）的变化规律，分析了影响沉积速率、薄膜成分以及晶化效果变化的原因，并给出了制

3、备多晶硅薄膜优化的沉积工艺参数。关键词：等离子体增强化学气相沉积（PECVD），多晶硅薄膜，非晶硅薄膜（a-Si:H），快速热处理（RTP），晶化PECVD多晶硅薄膜工艺与性能的研究INVESTIGATIONONTECHNOLOGYANDPROPERTIESOFPOLYCRYSTALLINESILICONTHINFILMPREPAREDBYPECVDABSTRACTRecently,withtherapiddevelopmentofsolarphotovoltaictechnology,liquidcrystalandtheoth

4、erfields,thepolycrystallinethinfilmsplayaimportantroleaselectronicmaterials,duetoitsperfectopticalperformanceandlowcost.Moreconcernsareputonthestudyofpolycrystallinesiliconthinfilms.Therefore,howtopreparehighqualitypolycrystallinesiliconthinfilmsareofgreatsignificance

5、.Inthisthesis,theamorphoussiliconthin-filmsaredepositedbyPECVD,andthenobtainpolycrystallinesiliconthin-filmsbyRTP.Theinfluenceofdifferentdepositionparametersandannealingparametersonamorphoussiliconthin-filmsiswellstudied.Firstly,theeffectofannealingtimeandtemperatureo

6、ncompositionandstructureofamorphoussiliconthin-filmswasexaminedinthispaper.TherelationshipbetweenthecontainofH,annealingtimeandannealingtemperaturewasinvestigated,andalsothevariationofthinfilmscrystallizationwithannealingtimeandannealingtemperaturewasgiveninthepaper.S

7、econdly,polycrystallinesiliconthinfilmswithdifferentcrystalvolumefractionweremade,theinfluenceofsingle-stepandgradual-steponmorphologyandstructureofthinfilmswasstudied.Polycrystallinesiliconthinfilmsbygradual-stepannealingdeservedsmoothersurfacewithlowdefectdensityand

8、micro-holes.Lastly,thevariationofdepositedrateandcrystallizationwithdepositionparameters(depositingtemperature,salineconcent