[发明专利]纳米晶硅的形成方法

摘要

不具有非晶态潜伏层的纳米晶硅薄膜的形成由两个等离子体增强化学气相沉积(PECVD)阶段组成：动态平衡氢离子蚀刻准备阶段和其后真正的生长阶段。第一蚀刻阶段在一个基于硅薄膜的表面形成了一个由细小籽晶(晶核)构成的模板，为在生长阶段初始时期不形成非晶态和混相薄膜，而立即形成纳米晶硅做好了准备。具有明显的突变界面的纳米晶硅对于薄膜硅太阳能电池的良好转换效率十分重要。

主权项

1. 一个纳米晶硅薄膜的制作方法。所述的纳米晶硅薄膜是由氢气占大部分体积的，并含有少量含硅气体的源气体混合物用等离子体增强化学气相沉积法在等离子体功率密度不低于150mW/cm2，沉积室气压不小于1mbar的情况下形成的。其特征在于：形成的纳米晶硅几乎没有非晶态潜伏层，其原因是如下两个截然不同的等离子体处理阶段依序进行：a)晶核阶段，在已形成的薄膜硅包括非晶硅和非晶硅碳合金上操作。其特征在于：因为硅类在基板表面的沉积和非常强的等离子体蚀刻趋于平衡，几乎没有薄膜形成，薄膜生长或蚀刻率不高于2纳米/分，所述晶核阶段的持续时间不超过10分钟；b)生长阶段，在晶核阶段之后立即进行。其特征在于：纳米晶硅薄膜马上直接地、以高于6纳米/分(1/sec)的速率形成。