沉积温度对等离子体化学气相沉积制备硅氧薄膜微结构的影响

摘要

利用13.56 MHz的射频等离子体化学气相沉积设备(RF-PECVD)在不同沉积温度(50~400℃)下制备了一系列氢化硅氧(SiO_(x)∶H)薄膜材料,并研究了薄膜材料性能与微结构的变化规律。随着沉积温度的增加,薄膜内的氧含量(C O)下降,晶化率(X C)也下降,折射率(n)上升,此外,薄膜的结构因子(R)下降,氢含量(C H)先上升后下降,由此在合适的中间温度下可以获得最大的氢含量。通过实验结果分析提出了不同沉积温度下制备硅氧薄膜的内在微结构模型:低温下沉积的硅氧薄膜是以氢化非晶硅氧(a-SiO_(x)∶H)相为主体并嵌入氢化纳米晶硅(nc-Si∶H)的复合材料,而在高温下沉积的硅氧薄膜则是以氢化非晶硅(a-Si∶H)相为主体并嵌入越来越少的nc-Si∶H相和a-SiO_(x)∶H相的复合材料。由上可知,要制备太阳电池通常采用的晶化率X C高、氧含量C O高的氢化纳米晶硅氧(nc-SiO_(x)∶H)材料,需要采用相对较低的沉积温度。