硅基薄膜生長研究.pdf

1、在本文中,分別研究了三種不同的材料:氮化硅(SiNx),氮化硼(BN)納米棒和硅納米線在硅基襯底上的生長.氮化硅由于其優(yōu)異的性質(zhì),在包括微電子和光電子的眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用.本文在系統(tǒng)綜述當(dāng)前太陽電池用氮化硅薄膜研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,應(yīng)用PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)系統(tǒng),制備了同時(shí)具有減反射作用和鈍化作用的氮化硅薄膜;系統(tǒng)地研究了本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上氮化硅薄膜的最佳生長參數(shù)以及PECVD生長氮化硅薄膜的物理化學(xué)性質(zhì);同時(shí)還考察了生長過

2、程中襯底溫度、硅烷氨氣流量和射頻功率對(duì)薄膜折射率和生長速率等的影響;最后研究了氮化硅薄膜對(duì)多晶硅材料和太陽電池器件的鈍化作用.實(shí)驗(yàn)得到的一系列成果將有助于理解氮化硅薄膜的生長機(jī)理以及開發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效太陽能電池.本文還利用PECVD在硅襯底上成功生長了氮化硼納米棒材料.在一定的生長條件下得到的樣品SEM圖象顯示生成的氮化硼納米棒形成了網(wǎng)格狀的形貌.納米棒的直徑和長度分別在幾百納米和幾微米范圍內(nèi).通過改變生長條件如溫度,氨氣流量和生長

3、時(shí)間等得到的不同樣品形貌,研究了氮化硼納米棒的生長機(jī)理.最后,利用一步熱處理法和快速熱處理法分別在鍍金硅襯底上成功生長了一維納米硅絲.通過對(duì)樣品的掃描電鏡(SEM)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)只有在特定的生長條件下才能生成納米硅絲.對(duì)于一步熱處理法,在T=1150℃和生長時(shí)間為10mins的條件下,生成的納米硅絲直徑和長度分別在20~150nm和5μm~20μm;在T=1130℃和生長時(shí)間為20mins的條件下,納米硅絲直徑和長度分別在100~250nm和