[发明专利]基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法及装置

说明书

本发明提供一种基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法及装置，生长方法包括以下步骤：1）提供沉积衬底及磁场生成单元，将所述沉积衬底置于所述磁场生成单元生成的磁场内，且保证所述磁场生成单元生成的磁场与所述沉积衬底的表面相平行；2）将所述沉积衬底及所述磁场生成单元置于反应室内，采用化学气相沉积法在所述沉积衬底表面形成非晶硅。在非晶硅生长过程中，通过引入与沉积衬底表面相平行的磁场，磁场可以偏转反应气体中的高速带电粒子，降低所述高速带电粒子对非晶硅生长表面的刻蚀，实现了非晶硅生长速率的大幅提升；同时，非晶硅的微观结构、带隙和折射率与不加磁场干扰时一致。

技术领域

本发明属于非晶硅材料制备领域，特别是涉及一种基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法及装置。

背景技术

化学气相沉积法是制备非晶硅材料最常用的方法，但由于化学气相沉积法在所述非晶硅材料制备的过程中反应气体包括高速带电粒子，这些高速带电粒子在非晶硅材料制备的过程中会对非晶硅材料的生长表面产生刻蚀，使得对于特定结构的非晶硅材料其生长速率通常较慢。虽然通过调节沉积参数能够达到提升沉积速率的目的，但是这种技术路径经常会带来非晶硅材料结构和性质随之改变的弊端。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法及装置，用于解决现有技术中由于化学气相沉积法制备非晶硅材料的过程中反应气体包括高速带电粒子，会对非晶硅材料的生长表面产生刻蚀而导致的非晶硅材料生长速率较慢的问题，以及通过调节沉积参数升沉积速率而带来非晶硅材料结构和性质随之改变的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法，所述非晶硅生长方法包括步骤：

1)提供沉积衬底及磁场生成单元，将所述沉积衬底置于所述磁场生成单元生成的磁场内，且保证所述磁场生成单元生成的磁场与所述沉积衬底的表面相平行；

2)将所述沉积衬底及所述磁场生成单元置于反应室内，采用化学气相沉积法在所述沉积衬底表面形成非晶硅。

作为本发明的基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法的一种优选方案，步骤1)中，所述沉积衬底包括晶体硅、石英玻璃或金属。

作为本发明的基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法的一种优选方案，步骤1)中，所述磁场生成单元包括磁片或电流线圈。

作为本发明的基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法的一种优选方案，步骤2)中，采用的所述化学气相沉积法包括等离子体化学气相沉积法。

作为本发明的基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法的一种优选方案，将所述沉积衬底及所述磁场生成单元置于反应室内，采用化学气相沉积法在所述沉积衬底表面形成非晶硅包括以下步骤：

2-1)将所述沉积衬底及所述磁场生成单元置于反应室内，将所述反应室内抽至所需的本底真空度；

2-2)向所述反应室内通入反应气体，采用等离子体化学气相沉积法在所述沉积衬底表面形成非晶硅。

作为本发明的基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法的一种优选方案，步骤2-1)中，所述反应室的本底真空度为10Pa～1000Pa。

作为本发明的基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法的一种优选方案，步骤2-2)中，所述反应气体包括硅源气体及稀释气体。

作为本发明的基于磁场干扰等离子体的非晶硅生长方法的一种优选方案，所述硅源气体包括SiH₄、Si₂H₆、SiHC_l3或SiH₃CH₃的一种或多种的组合；所述稀释气体包括H₂、N₂、Ar或He的一种或多种的组合。