学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

金属诱导多晶硅薄膜制备与研究

作　者: 张良艳
导　师: 林祖伦
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 多晶硅薄膜 Ni诱导晶化晶粒尺寸结晶度
分类号: O484.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 128次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

多晶硅薄膜因其较高的载流子迁移率、较低的制备成本以及良好的光电稳定性而被广泛应用于太阳能电池、薄膜晶体管等领域。金属诱导法具有晶化温度低、晶化时间短、制备成本低的优点,对多晶硅薄膜的制备以及多晶硅薄膜太阳能电池的研究具有重要的意义。本文采用金属Ni诱导的方法成功制备了多晶硅薄膜,主要工作有:用等离子增强化学气相沉积(PECVD)法在玻璃衬底上沉积非晶硅薄膜;用真空热蒸镀法在非晶硅薄膜上制备金属Ni膜;在N2气氛中对样品进行退火处理;采用SEM、XRD测试了样品薄膜的晶化特性,研究了不同的工艺参数对非晶硅薄膜晶化效果的影响;用紫外-可见分光光度计测试了样品薄膜的光学特性。经过课题研究得出如下结论:(1)非晶硅薄膜Ni诱导晶化的起始温度在460℃附近,若退火温度为450℃或更低,无论退火多长时间都不会有晶化现象发生。(2)晶化过程中晶粒倾向于在Si (111)方向生长,具有明显的择优取向;退火后的多晶硅薄膜中含有残留的Ni元素及O元素,可能影响薄膜性能。(3)退火时间主要影响晶粒尺寸。随着退火时间延长,晶粒平均尺寸增大,退火4 h后几乎饱和,8 h后有所下降;薄膜结晶度随退火时间的延长一直小幅增加;选择优化的退火时间为4 h。(4)退火温度主要影响薄膜结晶度。随着退火温度升高,晶粒平均尺寸在缓慢增加后保持下降,600℃下退火时有所增加;薄膜结晶度随退火温度的升高一直迅速升高;选择优化的退火温度为530℃。(5)诱导前后薄膜透过率的差异以及诱导后薄膜较低的可见光吸收系数是由金属诱导固有的薄膜不均匀和重掺杂缺陷造成的。(6) ITO玻璃作为衬底时,样品薄膜在晶化过程中会脱落,而采用沉积有ZnO:Al (AZO)薄膜的玻璃作为衬底,则可以成功解决薄膜的脱落问题。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章引言  10-18
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 课题研究意义及目的  11-15
  1.3 多晶硅薄膜的研究现状  15-17
    1.3.1 直接制备法  15-16
    1.3.2 间接制备法  16-17
  1.4 本论文的主要工作内容及其意义  17-18
第二章多晶硅薄膜及其主要应用  18-25
  2.1 多晶硅薄膜的结构特性  18
  2.2 多晶硅薄膜的电学性质  18-20
  2.3 多晶硅薄膜的光学性质  20-23
    2.3.1 多晶硅薄膜的折射率和吸收系数  20-22
    2.3.2 多晶硅薄膜的光电导  22-23
  2.4 多晶硅薄膜的主要应用  23-25
第三章多晶硅薄膜的Ni 诱导制备  25-39
  3.1 金属诱导晶化制备多晶硅薄膜机理  25-26
    3.1.1 金属诱导机制  25
    3.1.2 铝诱导和镍诱导的不同  25-26
  3.2 制备过程设计  26-27
  3.3 衬底准备  27
  3.4 非晶硅薄膜制备  27-32
    3.4.1 等离子增强化学气相沉积(PECVD)原理  27-28
    3.4.2 PECVD 系统  28-29
    3.4.3 PECVD 沉膜过程  29-30
    3.4.4 非晶硅薄膜沉积参数  30
    3.4.5 膜厚测试  30-32
  3.5 Ni 膜制备  32-38
    3.5.1 真空热蒸发镀膜的原理  32
    3.5.2 真空热蒸发镀膜设备  32-33
    3.5.3 Ni 膜蒸镀  33-36
    3.5.4 Ni 膜厚度测试  36-38
  3.6 退火处理  38
  3.7 样品测试  38-39
第四章 Ni 诱导晶化法制备多晶硅薄膜影响因素的分析  39-61
  4.1 晶化起始温度的确定  39-40
    4.1.1 制备参数  39
    4.1.2 样品SEM 测试与分析  39-40
  4.2 退火时间对薄膜晶化的影响  40-47
    4.2.1 制备参数  40-41
    4.2.2 样品SEM 测试与分析  41-43
    4.2.3 样品XRD 测试与分析  43-44
    4.2.4 退火时间对晶粒尺寸的影响  44-46
    4.2.5 退火时间对结晶度的影响  46-47
  4.3 退火温度对薄膜晶化的影响  47-55
    4.3.1 制备参数  47-48
    4.3.2 样品SEM 测试与分析  48-50
    4.3.3 样品XRD 测试与分析  50-51
    4.3.4 样品EDS 测试与分析  51-52
    4.3.5 退火温度对晶粒尺寸的影响  52-53
    4.3.6 退火温度对薄膜结晶度的影响  53-55
  4.4 退火后薄膜的光学特性  55-58
    4.4.1 测试设备  55
    4.4.2 薄膜透过率  55-56
    4.4.3 薄膜吸收系数  56-58
  4.5 不同衬底材料对薄膜制备的影响  58-61
    4.5.1 制备参数  58-59
    4.5.2 结果讨论  59-61
第五章结论  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-67
在学期间的研究成果  67-68

相似论文

多场耦合作用下静电纺丝机理的研究,TQ340.6
纯钛塑性变形行为的晶体塑性有限元模拟,TG146.23
喷射电沉积纳米晶Zn-Ni合金制备及其微观组织结构,TG174.4
Mn-Zn铁氧体的制备与磁性研究,TM277
晶粒尺寸对AZ91合金固溶时效行为的影响,TG156.92
纯镍细化剂的选择与细化机理初探,TG146.15
高强度高塑性超细晶低碳钢的制备及力学性能,TG142.31
微量Sc和Ti的添加对商业纯Al微观组织和力学性能的影响,TG146.21
反应合成Ag/SnO_2复合材料挤压过程的有限元模拟,TB302.3
杉木高温炭化改性技术的初步研究,TB321
医用纯钛表面纳米化和生物相容性研究,TB383.1
工艺参数对iPP注射成型制品翘曲度和结晶度影响的实验研究,TQ320.662
层错能对铜及铜合金强塑性影响的研究,TG146.11
聚丙烯隔离膜加工成型的研究,TQ325.14
静电纺丝制备PLLA纳米纤维的结晶特性研究,TQ340.6
多晶硅薄膜晶体管的衬底端表征方法研究,TN321.5
镍基高温合金K35表面晶粒细化工艺的研究,TG132.32
硅纳米结构的溶剂热法合成与表征,TB383.1
太阳能电池的发展与分析,TM914.4
铝热法制备块体纳米晶Fe_3Al材料凝固过程的温度场和组织计算研究,TB383.1
热压加工对几种块体纳米晶Fe_3Al基合金组织和性能的影响研究,TB383.1