宿世超
,
王涛
,
韩宇哲
,
田罡煜
,
黄海宾
,
高超
,
岳之浩
,
袁吉仁
,
周浪
人工晶体学报
为进一步提高晶硅太阳能电池发射极的性能,本文提出了一种新的发射极制备技术-低温CVD法沉积固态薄膜扩散源并进行高温扩散.采用热丝化学气相沉积法(HWCVD)在单晶硅片上沉积重掺杂硅基薄膜作为固态扩散源,然后在空气氛围下的管式炉中进行高温扩散,最后用稀HF溶液去除表面的BSG/PSG.通过掺磷薄膜扩散在P型单晶硅片上制备了方阻在50～250 Ω/□范围内可控的n+型发射极;通过掺硼薄膜扩散在N型硅片上制备了方阻在150 ～600Ω/□□范围内可控的p+型发射极.并且通过在源气体中加入CO2作为氧源,实现了扩散后硅片表面残留扩散源层的彻底去除.
关键词:
HWCVD
,
晶硅太阳电池
,
固态扩散源
,
发射极
,
方阻
黄海宾
,
张东华
,
汪已琳
,
龚洪勇
,
高江
,
Wolfgang R.Fahrner
,
周浪
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.09.022
氢化非晶氧化硅(α-SiOx∶H)是一种优质的硅片表面钝化材料.采用PECVD法,以 SiH4、CO2和 H 2作为气源制备α-Si O x∶H 薄膜钝化 Cz-Si 表面,研究了沉积气压和CO2∶SiH4流量比对钝化效果的影响规律及作用机制.采用准稳态光电导法测试了硅片的有效少子寿命并依此计算出其表面复合速率以对薄膜的钝化效果进行定量表征,采用光谱型椭偏仪测试了样品的介电常数虚部ε2谱对样品微观结构进行了定性分析.结果表明,(1)在所研究范围内,氧掺入非晶硅薄膜使得薄膜结构趋向非晶化,沉积气压主要对薄膜中的空位浓度造成影响,而 CO2/SiH4流量比的增加可增加薄膜中的 H 含量并改变了硅氢键的结构,从而影响薄膜的钝化效果；(2)在 CO2/SiH4流量比为3．0/3．0 mL/min,沉积气压为22 Pa 条件下获得了最优钝化效果,钝化后硅片有效少子寿命为975μs,表面复合速率为3．9 cm/s.
关键词:
氢化非晶氧化硅
,
PECVD
,
硅片表面钝化
,
空位浓度
,
氢含量
蔡红
,
沈鸿烈
,
黄海宾
,
唐正霞
,
鲁林峰
,
沈剑沧
功能材料
采用电化学腐蚀的方法制备了不同孔径的多孔硅薄膜样品,并在1050℃高温下进行了退火.采用扫描电镜和拉曼光谱对多孔硅退火前后结构的变化进行了观察,根据晶体形核理论分析了孔径变化的机理,并从热力学角度对其微观机制进行了讨论.实验和理论分析的结果均表明,多孔硅的初始孔径存在一个临界值,初始孔径小于此临界值时,孔在高温退火中有收缩的趋势;反之,初始孔径大于此临界值时,孔有变大的趋势.
关键词:
多孔硅
,
高温退火
,
拉曼谱
,
形核理论
黄海宾
,
沈鸿烈
,
唐正霞
,
吴天如
,
张磊
人工晶体学报
采用热丝CVD法在单晶Si衬底上进行了Si和Ge 薄膜的低温外延生长,用XRD和Raman谱对其结构性能进行了分析.结果表明:在衬底温度200 ℃时,Si(111)单晶衬底上外延生长出了Raman峰位置为521.0 cm-1;X射线半峰宽(FWHM)为5.04 cm-1.结晶质量非常接近于体单晶的(111)取向的本征Si薄膜;在衬底温度为300 ℃时,在Si(100)单晶衬底上异质外延,得到了Raman峰位置为300.3 cm-1的Ge薄膜,Ge薄膜的晶体取向为Ge(220).研究表明热丝CVD是一种很好的低温外延薄膜的方法.
关键词:
热丝CVD
,
低温外延
,
单晶Si衬底
,
Si膜
,
Ge膜
周耐根
,
胡秋发
,
许文祥
,
吴小元
,
黄海宾
,
周浪
人工晶体学报
运用分子动力学方法模拟了不同基底温度下在硅(100)表面沉积生长氢化非晶硅薄膜的过程.Si-H体系的原子间相互作用采用Murty-Tersoff势计算.结果得到:随着基底温度的升高,a-Si∶H薄膜表面粗糙度降低,内部致密度提高,H原子、Si-H键和悬挂键密度均减少.进一步分析发现,粗糙度和致密度随基底温度变化的原因是基底温度升高增大了表面原子的扩散能力;而H原子和Si-H键等含量随基底温度升高而下降是因为高温下Si-H弱键更易断键导致.悬挂键密度随基底温度升高而降低则主要是由于内部原子的晶化率增大引起.
关键词:
温度
,
结构
,
薄膜
,
氢化非晶硅
,
分子动力学
何玉平
,
黄海宾
,
周浪
,
宁武涛
,
袁吉仁
,
李丹
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.22.013
采用 HWCVD 法双面沉积 a-Si∶H 膜钝化n-Cz-Si 片表面,利用光谱型椭偏测试仪和傅里叶红外光谱仪研究沉积气压、电流和热丝衬底间距对 a-Si∶H 薄膜结构及钝化性能的影响.结果表明,(1)薄膜中SiH 2键相对 SiH 键含量随气压升高逐渐减少,随电流增大先减少后增大；(2)热丝衬底间距4．0 cm 相比7．5 cm沉积的 a-Si∶ H 薄膜微观结构中,SiH 2键相比SiH 键的比例更高,钝化效果也更好；(3)本文范围内,工艺参数分别为热丝衬底间距4．0 cm 时气压1．5 Pa,沉积电流21．5 A 情况下钝化效果最优,钝化后硅片的表面复合速率为2．9 cm/s.
关键词:
HWCVD
,
a-Si∶H
,
钝化
,
ε2
,
FT-IR
,
SiHn
,
微观结构参数R?
张磊
,
沈鸿烈
,
黄海宾
,
岳之浩
,
李斌斌
功能材料
以SiH4和H2作为反应气体,采用HWCVD的方法分别在石英玻璃、AZO、Si（100）和Si（111）衬底上制备了多晶硅薄膜。利用X射线衍射（XRD）,拉曼（Raman）光谱和傅里叶红外（FT-IR）吸收光谱研究了不同衬底对多晶硅薄膜的择优取向、晶化率和应力的影响,用SEM观察了多晶硅薄膜的表面形貌。研究发现在4种衬底上生长的多晶硅薄膜均为（111）择优取向。单晶硅片对多晶硅薄膜有很强的诱导作用,并且Si（111）的诱导作用优于Si（100）的诱导作用。AZO对多晶硅薄膜生长也有一定的诱导作用。通过计算薄膜晶态比,得到除以石英为衬底的样品外,其它3种样品的晶态比均在90%以上,尤其以单晶硅片为衬底的样品更高。石英玻璃、AZO和Si（100）上生长的多晶硅薄膜中均存在压应力。
关键词:
热丝化学气相沉积
,
衬底诱导
,
多晶硅薄膜
,
结晶性
黄海宾
,
沈鸿烈
,
吴天如
,
张磊
,
岳之浩
功能材料
对高H2稀释比条件下热丝CVD法制备GeSi薄膜的工艺参数对薄膜的键结构的影响进行了研究.用Raman谱和FT-IR谱对薄膜中非极性键(Ge-Ge、Ge-Si和Si-Si)相对含量的变化和极性键(Ge-H、Ge-H2、Si-H等H键)相对含量的变化进行了分析.研究结果表明,热丝CVD工艺参数对制备的GeSi薄膜中非极性键和极性键的影响规律是不同的.热丝温度和锗烷硅烷流量比(RS/G)对非极性键相对含量的变化均有影响.随着热丝温度上升Ge-Si和Si-Si相对含量均增加.随着RS/G增加Si-Si相对含量一直增加,Ge-Si相对含量先增加,当RS/G＞1.4时开始下降.但热丝温度和RS/G对H键的影响规律有很大不同:随着RS/G增加,Si-H键的相对含量增加,Ge-H和Ge-H2键的相对含量减少,而热丝温度对H键相对含量基本无影响.
关键词:
热丝CVD
,
锗硅薄膜
,
键结构
,
热丝温度
,
锗烷硅烷流量比
龚洪勇
,
黄海宾
,
周浪
人工晶体学报
(001)晶体硅金字塔绒面结构圆化有提高光反射率与提高非晶硅薄膜钝化效果的相互矛盾的双重作用,定量了解它们对优化非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的绒面结构圆化程度很有必要.本文以表面粗糙度Rz相对下降百分数定量表征晶体硅衬底表面金字塔绒面结构圆化程度DR,研究了DR值对等离子体化学气相沉积氢化本征非晶硅薄膜钝化效果的改善作用,发现除圆化初期效果异常高以外,二者之间基本呈线性正比关系;相对改善作用随钝化膜变薄而显著提高.同时测定了DR值对金字塔绒面光反射率的影响,发现反射率基本随DR值线性增大.典型结果为:6％绒面结构圆化程度下,金字塔绒面的光反射率绝对值提高3％;其表面7 nm厚的氢化本征非晶硅薄膜可达到使硅片少数载流子寿命相对未圆化绒面样品提高260％.
关键词:
晶体硅
,
绒面
,
非晶硅
,
钝化
,
圆化
