Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Чопра К. -> "Тонколенточные солнечные элементы" -> 51

Тонколенточные солнечные элементы - Чопра К.

Чопра К., Дас С. Тонколенточные солнечные элементы — М.: Мир, 1986. — 435 c.
Скачать (прямая ссылка): tonkosloyniesolnichnieelementi1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 45 46 47 48 49 50 < 51 > 52 53 54 55 56 57 .. 177 >> Следующая

3.2 Полупроводниковые пленки
3.2.1 Кремний (Si)
Тонкие пленки кремния получают различными методами, в том числе химическим осаждением из паровой фазы [1—16]„ испарением [17—20], ионным распылением [21—24], нанесением на керамические подложки [25—27], осаждением на многократно^ используемые подложки с последующим отделением пленок за счет неравномерного теплового расширения [28, 29], электролитическим [30] и электрогидродинамическим [31] методами.
Физические свойства тонких ппенок
135
3.2.1.1 Структурные свойства
Согласно данным Адамчевской и др. [3], кремниевые пленки, получаемые химическим осаждением из паровой фазы на аморфных подложках, нагретых до температуры менее 500СС, обладают аморфной структурой. При более высокой температуре подложки (~550°С) образуются поликристаллические пленки с разориентированными зернами. Пленки, осаждаемые при температуре 600... 700 °С, имеют поликристаллическую структуру с преимущественной ориентацией зерен, которая в этом температурном диапазоне меняется от направления <110> до <100>, а затем до < 111 >. При еще более высокой темпера-туре (~750°С) пленки вновь приобретают разупорядоченную поликристаллическую структуру. При температуре подложки ниже 500 °С структура осаждаемой пленки не зависит от отношения концентраций силана и азота в газовой смеси. Однако при 600 °С и выше отношение концентраций силана и азота оказывает существенное влияние на структуру пленки, причем характер и степень его влияния зависят от температуры подложки. Хиросэ и др. [6] установили, что пленки Si, осаждаемые на кварцевые подложки посредством термического разложения силана, кристаллизуются при температуре, превышающей 675 0,С. Аналогичные результаты были получены Каминсом и др. [11]; осаждаемые пленки имели аморфную структуру при температуре подложки ниже 600 °С и поликристаллическую, с преимущественной ориентацией зерен в направлении <110>, — при более высоких температурах. В результате роста и рекристаллизации кремниевых пленок на подложках из оксида алюминия образуются дендритные кристаллы [15] с преимущественной ориентацией относительно направления <111>.
Изучению микроструктуры пленок, осаждаемых химическим методом из паровой фазы, посвящен ряд работ [7, 10, 12, 13—
15]. Эммануэль и Поллок [12] исследовали влияние температуры подложки, состава газа-носителя и скорости потока газа на размер зерен в пленках Si, выращиваемых на подложках из Si3N4 и Si02. При температуре подложки не менее 720 °С образуются поликристаллические пленки, у которых при определенных условиях могут быть получены зерна, однородные по размеру ( — 30 нм). При высокой температуре подложки (более 770 °С) осаждаются несплошные пленки. Чу и др. наносили кремниевые пленки на стальные подложки с покрытием из боро-силиката (препятствующим диффузии материалов) [13] на графит [13] и рекристаллизованный металлургический кремний [10, 14]. На подложках из стали со слоем боросиликата при температуре 900СС образуются поликристаллические пленки с размером зерен от 1 до 5 мкм. Некоторые из кристаллитов имеют хорошо выраженную огранку. По своим свойствам графит лучше
136
Глава 3
согласуется с кремнием, чем сталь, и кремниевые пленки, получаемые на графитовых подложках при 1000 °С, имеют значительно более совершенную микроструктуру. При нанесении Si на нагретые до 1150 СС подложки из рекристаллизованного металлургического кремния происходит эпитаксиальный рост пленок, которые по внешнему виду не отличаются от подложек. При рекристаллизации кремниевых пленок, осаждаемых на титановые подложки со слоем оксида алюминия, Сэйто и др. [15] наблюдали рост дендритных кристаллов шириной около 0,3 мм и длиной, составляющей несколько сантиметров.
Пленки Si, получаемые методом испарения на стальных подложках с покрытием из Ti [19], температура которых поддерживается на уровне не ниже 525 °С, имеют ярко выраженную кристаллическую структуру с преимущественной ориентацией зерен в направлении <220>. Пленки, получаемые на алюминиевых подложках, ориентированы относительно направления < 111 > и имеют столбчатую структуру. Фельдман и др. [20] также наблюдали рост пленок Si с зернами столбчатой формы. Кремниевые пленки, осаждаемые на сапфир и стекло в одинаковых условиях,, имеют близкие по величине зерна, средний размер которых составляет от 0,2 до 0,5 мкм. Ван Золинген и др. [17, 18] наносили слои Si на керамические1) и монокристаллические кремниевые подложки с диэлектрическими покрытиями из SisN4 и Si02. Непосредственно после осаждения слои Si, полученные на керамических подложках, состоят из зерен столбчатой формы диаметром 10... 15 мкм, причем зерна образованы волокнами диаметром около 0,4 мкм. Слои Si, осажденные на монокристаллические подложки с покрытием из SisN4, также имеют столбчатую структуру (диаметр зерен 2... 8 мкм) и состоят из волокон диаметром 0,2 ... 0,5 мкм. На монокристаллических подложках с покрытием из Si02 получены слои Si с очень тонкой структурой, образованной волокнами диаметром около 0,1 мкм. Отжиг слоев Si продолжительностью 1 ч при температуре 1250 ЧС в атмосфере аргона значительно повышает качество кристаллической структуры. Зерна столбчатой формы разрушаются, и образуются кристаллиты размером — 1 мкм.
Предыдущая << 1 .. 45 46 47 48 49 50 < 51 > 52 53 54 55 56 57 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed