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PECVD SiOx-SiNx叠层钝化膜.doc 78页
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PECVD SiOx-SiNx叠层钝化膜.doc
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密级：机密
硕士学位论文
题目： PECVD SiOx-SiNx叠层钝化膜
及等离子体氧化的研究
英文并列题目： The Study of PECVD SiOx-SiNx
Stack Passivation Films and
Plasma Oxidation
研究生： 韩培育
专业： 光学工程
研究方向： 光电器件与材料
导师： 季静佳
指导小组成员： 李果华
学位授予日期：
答辩委员会主席： 王利光
江 南 大 学
地址：无锡市蠡湖大道1800号
二〇一〇年六月
独 创 性 声 明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
关于论文使用授权的说明
本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。
保密的学位论文在解密后也遵守此规定。
导师签名：
随着晶体硅太阳电池技术的发展，良好的表面钝化成为制备高效电池必不可少的条件。早期的硅太阳电池钝化技术主要集中在研究热生长的SiO2钝化膜上，其表面钝化效果好高温过程对于质量比较差多晶硅片会增加体内的位错密度以及激发新的缺陷，导致体少子寿命显著降低，使电池性能下降PV工业中氮化硅膜是仅有的一种可以在一步工艺步骤下同时实现减反射、表面钝化和体钝化的材料，并且氮化硅膜硬度高、结构致密、化学性能稳定。但是，氮化硅与硅材料的附着能力差，Si-Si3N4结构界面应力大且界面态密度高，会造成不稳定，影响表面的钝化效果。
SiO2-Si3N4叠层钝化结构把二氧化硅与硅之间良好的界面性质同氮化硅膜优良的化学性质结合了起来，形成稳定的钝化结构。在这种钝化结构中，SiO2不但起到一个缓冲和中介的作用，也作为优良的表面钝化膜，其厚度为6~15nm，在同减反射涂层结合时它足够薄而且不干扰光学系统，对保证有效的表面钝化而言其厚度也足够。
本文研究了PECVD法制备的SiOx-SiNx叠层钝化膜和先经等离子氧化处理再沉积SiNx膜（本文中表示为Plasma Oxide-SiNx膜）对多晶硅电池发射极钝化性能的影响。
首先使用工业型Direct-PECVD，采用SiH4和N2O制备SiOx薄膜SiH4流量为0外，其余参数均采用SiOx膜的最佳沉积条件，经等离子体氧化处理后的硅片表面会形成一层氧化膜，但由于这层膜非常薄，因此对膜本身的性质并没有过多研究，而主要研究了其对硅片钝化性能的影响。SiNx膜的PECVD制作工艺已经十分成熟，因此在本文的研究中，SiNx膜直接采用了生产线上的成熟工艺进行制备。
在多晶硅电池发射极上分别制备了Abstract
With the development of crystalline silicon solar cell technology, good surface passivation becomes essential for preparation of high efficiency solar cells. In early period, thermal oxidation of SiO2 film is the main purpose of passivation technology of silicon solar cell. The passivation effect of SiO2 film is very good, but the long time of high temperature oxidation process will increase the dislocation density and inspire new defects in poor quality mc-Si wafers. These will decrease the lifetime of minority carriers significantly, and make the electrical properties of sol
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低温生长SiO-%2c2-钝化膜及其在太阳电池上的应用.pdf 60页
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上海交通大学
硕士学位论文
低温生长SiO&,2&钝化膜及其在太阳电池上的应用
姓名：胡宇
申请学位级别：硕士
专业：光学工程
指导教师：孟凡英
低温生长SiO 钝化膜及其在太阳电池上的应用
PECVD 沉积的SiN 膜具有优良的减反射作用和成本低等优点，这使其
在太阳电池的大规模生产中得到了广泛的应用。然而SiN /Si 界面性质和
SiN 膜致密度比较差，在烧结过程中会有大量的H 溢出，导致界面态密度
很高且有效少子寿命降低。由于热生长的SiO /Si 具有良好的界面性质，
所以本文在沉积SiN 膜前先在硅片表面热生长一层薄的SiO 膜。
本文主要分为两个部分：模拟部分和实验部分。在模拟部分中，为
优化 SiO /SiN 双层膜的减反射作用，本文首先采用 Matlab 程序计算
SiO /SiN 双层膜的反射谱，从理论上获得最优的膜系组合。然后通过PC1D
的模拟，了解表面复合速率和体寿命对重要电性能参数的影响。本文实
验部分主要研究在晶体硅衬底上采用干氧氧化法生长 SiO 薄膜，通过改
变非晶 SiO 薄膜的生长温度、时间以及气体流量等参数优化工艺条件，
增强对硅片的钝化作用，提高光生少数载流子寿命。本文实验还比较了
SiO 钝化、SiN 钝化及SiO /SiN 双层膜钝化的稳定性。最后，将SiO /SiN
双层膜应用于实际器件，并与单层SiN 膜太阳电池进行比较。
本文实验发现在840℃下生长的非晶SiO 薄膜对硅片钝化效果最佳，
可将硅片少子寿命提高90%左右。热生长的SiO 薄膜稳定性明显优于SiN 。
经过SiO /SiN 双层膜钝化的硅片在退火后有效少子寿命得到明显的提高。
而沉积有SiO /SiN 双层膜的太阳电池相对单层SiN 膜太阳电池，短路电
流和开路电压分别提高了0.2A 和8mv，转换效率提高约9%。
关键词：干氧氧化；钝化； 双层
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