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3.4本征层氢稀释度对少子寿命的影响
对于非晶硅薄膜的沉积,经常采用氢稀释的硅烷作为反应物,因为氢气不但能降低等离子体中的电子温度,还能有效阻止反应物的聚合,同时氢稀释非晶硅膜的光致衰退效应也相应降低。
本实验从少子寿命角度出发,研究了氢稀释度对钝化效果的影响。图4为少子寿命随氢稀释度变化关系曲线。从图中可以看出,氢稀释能有效提高少子寿命,但氢稀释度过高反而使少子寿命下降。
据文献报道,高衬底温度和高氢稀释度有利于硅片表面外延硅的生长,部分外延生长会降低电池的钝化效果。高氢稀释度下少子寿命降低的原因主要与外延硅的生长有关,同时氢含量越高,对硅表面的离子损伤越大,表面态密度越大,载流子复合越剧烈。适量的氢刻蚀,可以断裂弱的Si-H键和不稳定的Si-Si键,从而减小薄膜应力,相对于高氢稀释条件来说,此时SiH基团是主要的生成物,因此晶界、微孔都相应变少,薄膜的缺陷态少,质量有所提高。如果所用硅烷没有被氢稀释,长出来的非晶硅膜的质量也不高,内部存在大量悬挂键,这些悬挂键将成为有效的复合中心,所以少子寿命不高。有文献对未经氢稀释制备的非晶硅膜进行FT-IR测量,结果同样表明:没有氢稀释的非晶硅薄膜内部存在多孔结构,内部缺陷态密度高,质量差。因此沉积非晶硅薄膜时,要综合考虑来优化氢稀释条件。
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