利用甚高頻等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（VHF- PECVD）制備了一系列微晶硅（μc- Si:H）薄膜。研究分析了功率密度、硅烷濃度和氣體流量在較高沉積氣壓（500 Pa 和600 Pa）下對(duì)薄膜生長(zhǎng)速率、結(jié)晶狀況和電學(xué)特性的影響。研究表明：在高壓強(qiáng)條件下，硅烷濃度和氣體流量對(duì)沉積速率影響顯著，而功率密度影響較弱；高沉積速率生長(zhǎng)的薄膜孵化層較厚；電學(xué)特性較好的薄膜位于非晶/ 微晶過(guò)渡區(qū)。經(jīng)過(guò)工藝的初步優(yōu)化，在高壓強(qiáng)（600 Pa）條件下，使微晶硅薄膜的沉積速率提升到2.1 nm/s。

　　近年來(lái)，在太陽(yáng)能薄膜電池領(lǐng)域，微晶硅薄膜被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的材料之一。在太陽(yáng)能薄膜電池應(yīng)用上，與非晶硅相比，它克服了光致衰退（S-W）問(wèn)題。但微晶硅薄膜是間接帶隙半導(dǎo)體材料，光吸收系數(shù)較低，用作太陽(yáng)能電池有源層（本征層）時(shí)，為了有效的吸收入射光，厚度需要1~2 μm。因此，高速沉積微晶硅薄膜便顯得極為重要。

　　甚高頻等離子輔助化學(xué)氣相沉積結(jié)合高氣壓高功率被認(rèn)為是最有效的方法之一。沉積速率的提高取決于反應(yīng)等離子體中生長(zhǎng)前驅(qū)物的多少，晶化率取決于等離子體中是否含有足夠的原子氫。由此可知提高沉積速率可采用兩種辦法：

　�。�1）在壓強(qiáng)不是太高的條件下，采用高功率密度提高電子溫度和電子濃度，用于產(chǎn)生足夠的原子氫，適當(dāng)控制硅烷濃度和氣體總流量提供足夠的可供分解的硅烷，提高生長(zhǎng)前驅(qū)物的含量，可以達(dá)到較大的沉積速率。南開(kāi)大學(xué)在壓強(qiáng)180 Pa，功率密度2.08 W/cm² 條件下沉積速率達(dá)到2.0 nm/s。

　�。�2）在功率密度不是太高的條件下，采用較高的壓強(qiáng)提升硅烷的分壓和電子濃度，提高生長(zhǎng)前驅(qū)物的含量，適當(dāng)控制硅烷濃度和氣體總流量，也可達(dá)到和第一種方法同樣的生長(zhǎng)速率。

　　本文通過(guò)第二種方法在功率密度不是太高的條件下，采用較高壓強(qiáng)，通過(guò)改變其它參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)微晶硅薄膜的高速沉積, 并對(duì)其結(jié)晶情況和電學(xué)特性進(jìn)行研究。

3、 結(jié)論

　　采用VHF- PECVD 技術(shù)在高壓強(qiáng)條件下，通過(guò)改變硅烷濃度、氣體流量和功率密度制備了一系列微晶硅薄膜。結(jié)果表明：在本文實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，隨硅烷濃度和氣體總流量的增加沉積速率均單調(diào)增加，晶化率單調(diào)減小，且兩參量的變化對(duì)微晶硅薄膜生長(zhǎng)速率的影響較顯著；隨功率密度的增加沉積速率先增加后減小，晶化率先增加后達(dá)到飽和，且功率密度的變化對(duì)生長(zhǎng)速率的影響相對(duì)較弱；電學(xué)特性符合太陽(yáng)能電池有源層要求的薄膜都位于從非晶向微晶轉(zhuǎn)變的過(guò)渡帶；在高沉積速率下生長(zhǎng)的薄膜具有較厚的孵化層， 其對(duì)電池性能的影響有待進(jìn)一步研究。