氫氣在熱燈絲CVD沉積多晶矽薄膜成長機制之影響

多晶矽薄膜太陽電池近年來被廣泛的研究及討論，除了多晶矽薄膜太陽電池可有效的降低矽材料成本外，最重要的是可比非晶矽薄膜太陽電池得到較高之轉換效率及壽命。本研究主要使用熱燈絲化學氣相沉積（HWCVD）系統在玻璃上沈積多晶矽薄膜，我們利用拉曼光譜儀及穿透式電子顯微鏡探討在成長矽膜中通入不同的氫氣（H2）與矽甲烷（SiH4）混合比例之成長機制以及矽膜之特性。由Raman光譜圖結果顯示當H2/SiH4比例增加，薄膜之結晶性提高，成長晶粒越大。由穿透式電子顯微鏡觀察薄膜的微結構，在低H2/SiH4比例時，成長之矽膜無較大的晶粒，繞射圖中顯示無優選方向，晶界雜亂交錯，玻璃與矽膜之間存在非晶層。當通入高H2/SiH4比例時，由繞射圖可以發現明顯結晶優選方向且可以觀察到結晶方向由基板成核後呈倒三角錐狀成長。高的H2/SiH4比例可以去除底部非晶層的形成，在玻璃上形成晶種往上成長，得到較佳的晶柱結構。