CN103374706A - 一种制备多晶硅薄膜的方法 - Google Patents

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杨海刚
尤天友
蒋玉荣
宋桂林
王天兴
常方高
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Abstract

一种制备多晶硅薄膜的方法，属于磁控溅射制备薄膜领域，特点是在较低温度下采用磁控溅射多靶共溅法在玻璃基片上快速制备多晶硅薄膜，与传统使用等离子增强化学气相沉积方法制备多晶硅薄膜相比，避免了工艺复杂，污染环境，且晶化温度高，需要消耗大量能源等问题。通过本发明制备多晶硅薄膜，只需在单一磁控溅射设备中完成，还具有工艺简单、薄膜沉积速率快、晶化温度低、所需原料成本低、薄膜质量好等特点，在太阳能电池和集成电路制造等领域具有很大的应用前景。

Description

一种制备多晶硅薄膜的方法
所属技术领域
本发明属于光伏材料技术领域，涉及一种制备多晶硅薄膜的方法。
背景技术
目前制备多晶硅薄膜的方法很多，有化学汽相沉积法、固相晶化法、激光晶化法和金属(铝，镍等)诱导晶化法等，可用来诱导的金属很多，如A、Au、Ag、Ni、Pt、Ti、Cr、Pd等，不同的金属诱导效果略有不同。由于铝含量丰富、价格便宜，因此铝诱导晶化倍受众多研究单位的青睐。大量的研究表明在铝诱导晶化过程中影响多晶硅薄膜的质量的参数有很多，主要有退火时间、退火温度、铝和非晶硅原子数的比值、铝晶粒的大小等。退火温度越低，晶粒尺寸就越大，但晶化速率会越慢；非晶硅原子数一定时，随着铝原子数的增加，多晶硅薄膜的结晶度升高、晶粒尺寸变大。与传统的常规高温炉退火相比，该技术能大大降低退火温度，缩短退火时间，制备出较大晶粒的多晶硅薄膜。然而利用该技术制备的多晶硅薄膜当中引入了大量的金属原予，在很大程度上破坏了硅薄膜的电学特性，这是目前困扰众多研究者的一个不太容易解决的问题。发明人认为该问题的方法除了尽可能减少多晶硅薄膜当中金属原子的含量外，还可以想办法抑制多晶硅薄膜当中金属原子的活性，降低其对多晶硅薄膜电学特性的影响。如果该问题能够得到很好地解决，从应用于生产多晶硅薄膜太阳电池方面考虑，该技术将是一种很好的制备多晶硅薄膜材料的方法，因为析出的铝膜可直接用作电池的背面光反射膜和导电膜，简化多晶硅薄膜太阳电池的制作工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备多晶硅薄膜的方法，特点是在较低温度下采用磁控溅射多靶共溅法在玻璃基片上快速制备多晶硅薄膜，与传统使用等离子增强化学气相沉积方法制备多晶硅薄膜相比，避免了工艺复杂，污染环境，且晶化温度高，需要消耗大量能源等问题。通过本发明制备多晶硅薄膜，只需在单一磁控溅射设备中完成，还具有工艺简单、薄膜沉积速率快、晶化温度低、所需原料成本低、薄膜质量好等特点，在太阳能电池和集成电路制造等领域具有很大的应用前景。
本发明提供一种制备多晶硅薄膜的方法，包括以下步骤：
(1)、清洗衬底：先用去离子水清洗衬底表面，然后将玻璃片放在基片架上依次置于装有丙酮、酒精(高纯)的烧杯中超声清洗10min、20min，最后再用去离子水清洗，烘干备用。
(2)、打开磁控溅射真空镀膜室，在样品转动支架上放好镀膜样品；
(3)、开启冷却水系统；
(4)、抽真空，使本底真空达到1×10-4～6×10-4Pa；
(5)、打开氩气瓶、流量计，在镀膜室中通入氩气，并调节溅射工作气压到1.0～6.0Pa；
(6)、启动射频靶电源，预溅射以除去硅、铝靶材靶表面的杂质；
(7)、调节硅、铝靶射频控制电源使溅射功率分别为10-30W、100-200W，硅铝两靶共溅，每个靶的溅射时间和衬底自转通过电脑自动控制；
(8)、镀膜完毕后，启动温控电源，使硅铝复合膜在直接在磁控溅射室内氩气氛围中退火，退火温度为500～600℃，退火时间30min～2h；
(9)、停机，待样品温度降为室温时取出样品；
(10)、去除薄膜表面析出的铝：退火完毕后，采用H3PO4∶HNO3∶CH3COOH∶H2O＝4∶1∶4∶1的腐蚀液将表面析出的Al材料通过腐蚀去除，即可获得多晶硅薄膜。
附图说明
附图为本发明制备的多晶硅薄膜的X射线衍射图谱。
具体实施方式
实施例
操作步骤：
(1)、清洗衬底：先用去离子水清洗衬底表面，然后将玻璃片放在基片架上依次置于装有丙酮、酒精(高纯)的烧杯中超声清洗10min、20min，最后再用去离子水清洗，烘干备用。
(2)、打开磁控溅射真空镀膜室，在样品转动支架上放好镀膜样品；
(3)、开启冷却水系统；
(4)、抽真空，本底真空达到1.3×10-4Pa；
(5)、打开氩气瓶、流量计，在真空镀膜室中通入氩气，氩气流量为15sccm，并调节溅射工作气压到2.0Pa；
(6)、启动射频靶电源，预溅射以除去硅、铝靶材靶表面的杂质；
(7)、调节硅、铝靶射频控制电源使溅射功率分别为20W、180W，开启电脑控制系统，硅铝两靶共溅；
(8)、镀膜完毕后，启动温控电源，使硅铝复合膜在直接在磁控溅射室内氩气氛围中退火，退火温度为580℃，退火时间2h；
(9)、停机，待样品温度降为室温时取出样品；
(10)、去除薄膜表面析出的铝：退火完毕后，采用H3PO4∶HNO3∶CH3COOH∶H2O＝4∶1∶4∶1的腐蚀液将表面析出的Al材料通过腐蚀去除，即可获得多晶硅薄膜。
所制备的多晶硅薄膜的X射线衍射图谱见附图。

Claims (4)

1.一种制备多晶硅薄膜的方法，包括以下步骤：
(1)、清洗衬底：先用去离子水清洗衬底表面，然后将玻璃片放在基片架上依次置于装有丙酮、酒精(高纯)的烧杯中超声清洗10min、20min，最后再用去离子水清洗，烘干备用。
(2)、打开磁控溅射真空镀膜室，在样品转动支架上放好镀膜样品；
(3)、开启冷却水系统；
(4)、抽真空，使本底真空达到1×10-4～6×10-4Pa；
(5)、打开氩气瓶、流量计，在镀膜室中通入氩气，并调节溅射工作气压到1.0～6.0Pa；
(6)、启动射频靶电源，预溅射以除去硅、铝靶材靶表面的杂质；
(7)、调节硅、铝靶射频控制电源使溅射功率分别为10-30W、100-200W，硅铝两靶共溅，每个靶的溅射时间和衬底自转通过电脑自动控制；
(8)、镀膜完毕后，启动温控电源，使硅铝复合膜在直接在磁控溅射室内氩气氛围中退火，退火温度为500～600℃，退火时间30min～2h；
(9)、停机，待样品温度降为室温时取出样品；
(10)、去除薄膜表面析出的铝：退火完毕后，采用H3PO4∶HNO3∶CH3COOH∶H2O＝4∶1∶4∶1的腐蚀液将表面析出的Al材料通过腐蚀去除，即可获得多晶硅薄膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(5)中溅射工作气压，可在1.0～6.0Pa范围内调节，溅射工作气压可以低至0.5Pa，氩气流量在10～30sccm范围内可调。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(7)中硅、铝靶共溅，铝的溅射功率可在10～30W范围内调节，硅的溅射功率可在100～200W范围内调节。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(8)中退火温度在500～600℃范围内可调。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103560172A (zh) * 2013-11-05 2014-02-05 华北电力大学 一种制备高导电率多晶硅薄膜的方法
CN104404462A (zh) * 2014-11-17 2015-03-11 云南师范大学 一种共溅射低温快速制备多晶硅薄膜的方法
CN104900496A (zh) * 2015-05-05 2015-09-09 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种面心立方相硅晶体薄膜的制备方法
CN109735898A (zh) * 2018-11-27 2019-05-10 成都信息工程大学 一种基于真空热蒸发法的碘化铅多晶膜的制备方法

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CN104404462A (zh) * 2014-11-17 2015-03-11 云南师范大学 一种共溅射低温快速制备多晶硅薄膜的方法
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PB01 Publication
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