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1、-磁控溅射法沉积硅薄膜的研究 武汉理工大学 硕士学位论文 姓名：刘本锋 申请学位级别：硕士专业：光电子及信息材料指导教师：赵青南;赵修建 20090501 摘要 太阳电池是一个朝阳产业，也是现在发展正非常火热的一个行业。非晶硅、微晶硅薄膜太阳电池在硅系太阳电池中具有很大的性价比优势。本文使用磁控溅射法沉积硅薄膜，通过优化薄膜沉积的工艺参数，以期为用溅射法最终制备出高质量的器件级硅薄膜提供科学数据。磁控溅射法是一种简单、低温、快速的成膜技术，能够不使用有毒气体和可燃性气体进行掺杂和成膜，直接用掺杂靶材溅射沉积，此法节能、高效、环保。可通过对氢含量和材料结构的控制实现硅薄膜带隙和性能的调节。与其它
2、技术相比，磁控溅射法最大的优势是它的沉积速率快，具有诱人的成膜效率和经济效益，该技术有望大幅降低太阳电池成本。 本文在玻璃衬底上沉积硅薄膜，研究溅射工艺参数对薄膜的光学性能和结构组分的影响。本论文的主要研究内容和结论可总结如下： 、随着溅射氢气分压增加，硅薄膜光学带隙（）增大，折射率减小，吸收系数和消光系数减小，薄膜的有序度逐渐减小。硅薄膜的沉积速率随氢分压的增加先增大后减小，在低溅射功率、高氢稀释比条件下，沉积速率超过。 、沉积温度升高，逐渐减小并趋于平稳，折射率变大，吸收系数和消光系数增大，薄膜有序度增加。基片温度的变化对薄膜沉积速率的影响很小。 、随着溅射电流的增大，薄膜的截止边逐渐红移
3、。沉积电流增加，减小，薄膜的折射率逐渐增大，吸收系数也增大。但对电流沉积样品的、折射率和吸收系数都偏离这一趋势。低功率下沉积薄膜的有序度高。沉积速率随溅射功率的增大而单调增大，在较大沉积功率下，沉积速率可达。 、薄膜的折射率、吸收系数和消光系数均随波长的增加而减小。拉曼光谱测试结果表明，所沉积薄膜中没有生成晶粒。在波长处，改变沉积参数，薄膜吸收系数在到。数量级之间变化，消光系数在附近。 、沉积的薄膜样品经长期放置以后，薄膜的有序度降低很多。红外光谱分析表明薄膜中存在，：或（。）。键以及一键；增加沉积时的氢气分压，氢在薄膜中的存在状态稳定。射线光电子能谱（）测试分析得出，薄膜试样表面由，组成；当
4、膜厚达到约时，较高沉积温度下， 玻璃中的离子不会扩散到膜面上。 关键词：硅薄膜，磁控溅射，光学常数，结构有序 ： ： ， ， ， ： 、汕 ， （） （曲： （），（） ， ， ， 、 ， ， ， ， 、， ， 伍 、， 佑（） ， 斗叱一， 、，（） ，曲 ：， ， 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：日期：形鳗！ 关于论文使用授权的
