VHF-PECVD法制备非晶硅锗薄膜材料的研究

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与氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜材料具有不可避免的光致衰退效应相比,硅锗薄膜作为窄带隙材料,能够提高太阳光的吸收效率,从而提升薄膜太阳电池的转换效率。在力求降低成本,提高效率以及节能减排的大背景下,硅锗薄膜材料已成为研究的热点。本文采用SiH4+GeH4作为反应气体在高纯H2稀释的情况下,运用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术制备了非晶硅锗薄膜材料样品。通过控制变量法,研究了锗烷浓度、氢稀释率、衬底温度、辉光功率和反应气体压强对薄膜样品的微结构、光学特性和电学特性的影响,并对参数进行优化。经过实验制备薄膜样品及测试分析得出以下结论:在实验室制备的过程中,衬底温度保持在350~400℃,辉光功率为30W,氢稀释率为96%,锗烷浓度固定在5%,腔室内反应气体压强保持在100Pa时,可以获得光电性能较好,结构较理想的非晶硅锗薄膜材料。在此工艺条件下制备的薄膜材料,生长过程中沉积速率能达到0.45nm/s,光、暗电导率能够相差2-3个数量级,即材料具有较理想的光敏性。
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