不同激發(fā)頻率下容性耦合等離子體的實(shí)驗(yàn)診斷及晶硅表面制絨研究.pdf

1、光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展伴隨著太陽能電池片效率的進(jìn)一步提升。多晶硅片在做成電池片之前往往要經(jīng)過表面制絨的步驟,以降低太陽光線在表面的反射,提高電子與空穴的產(chǎn)生。但傳統(tǒng)的濕法制絨工藝因水資源的消耗和對(duì)環(huán)境造成污染等原因在應(yīng)用方面受到環(huán)評(píng)限制,因此,一種基于強(qiáng)電負(fù)性的氟基等離子體干法制絨工藝進(jìn)入了人們的視野。目前,氟基等離子體特性以及對(duì)晶硅表面制絨工藝過程仍需要人們做進(jìn)一步的加深理解。本文重點(diǎn)對(duì)不同實(shí)驗(yàn)條件下由三種激發(fā)頻率激發(fā)產(chǎn)生的容性耦合等離子體特

2、性的及其對(duì)單晶硅表面制絨的影響進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　在射頻容性耦合等離子體中,極板表面所產(chǎn)生的負(fù)偏壓將會(huì)對(duì)晶硅表面提供足夠的離子轟擊能量,顯然,了解晶硅表面制絨過程中電極板表面的負(fù)偏壓隨放電條件的演變是必要的。為此,我們測(cè)量了不同激發(fā)頻率下容性耦合等離子體中功率電極表面負(fù)偏壓隨實(shí)驗(yàn)條件的變化情況。測(cè)量結(jié)果表明:對(duì)于三種不同驅(qū)動(dòng)頻率產(chǎn)生的容性耦合等離子體,驅(qū)動(dòng)頻率越高,極板負(fù)偏壓越低。在同一驅(qū)動(dòng)頻率條件下,隨著輸入功率的升高,極板

3、偏壓呈現(xiàn)出線性增加的趨勢(shì);而放電氣壓的升高導(dǎo)致了極板負(fù)偏壓的降低;SF6/O2不同的氣體流量比對(duì)極板的偏壓也有明顯的影響,且射頻源驅(qū)動(dòng)頻率較高時(shí),極板負(fù)偏壓受到的影響較明顯。在SF6/O2的混合氣體中,隨著O2相對(duì)含量的升高,極板的負(fù)偏壓在明顯的升高。
　　在電負(fù)性容性耦合等離子體中,負(fù)離子的存在增加了朗繆爾探針測(cè)量的難度。為此,我們?cè)诒敬螌?shí)驗(yàn)中利用自行建立的懸浮型微波共振探針對(duì)容性耦合等離子體的電子密度進(jìn)行了測(cè)量。測(cè)量結(jié)果表明:

4、隨著輸入功率的升高,等離子體電子密度近似呈現(xiàn)出幾何線性增加的趨勢(shì);而隨著放電氣壓的升高,電子密度則顯現(xiàn)出明顯的下降的趨勢(shì)。另外,我們還采用了等離子體發(fā)射光譜技術(shù)對(duì)單頻容性耦合等離子體中的F基團(tuán)和O基團(tuán)的光譜強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)量,結(jié)果表明:對(duì)于三種不同驅(qū)動(dòng)頻率產(chǎn)生的等離子體,40.68MHz射頻源產(chǎn)生的等離子體對(duì)應(yīng)的F和O的譜線強(qiáng)度最強(qiáng),F/O譜線的相對(duì)強(qiáng)度IF/IO的比值最大,27.12MHz產(chǎn)生等離子體中F/O譜線強(qiáng)度以及對(duì)應(yīng)相對(duì)譜線強(qiáng)度I

5、F/IO次之,而13.56MHz產(chǎn)生等離子體中F/O譜線強(qiáng)度最弱以及對(duì)應(yīng)相對(duì)譜線強(qiáng)度IF/IO比值最小。
　　在晶硅表面干法制絨方面,我們利用不同驅(qū)動(dòng)頻率的射頻源對(duì)單晶硅表面進(jìn)行了制絨研究,主要研究了不同實(shí)驗(yàn)參量(放電氣壓、輸入功率、時(shí)間與氣體流量比)對(duì)單晶硅表面制絨的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:三種驅(qū)動(dòng)頻率射頻源產(chǎn)生的等離子體都可以進(jìn)行單晶硅表面的干法制絨。但是利用27.12MHz射頻源得到的300nm左右的絨面結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)表面反射率最低,