硅太陽能電池-制造工藝

1、硅太陽能電池-制造工藝作者:日期:PV的意思：它是英文單詞 Photovoltaic 的簡(jiǎn)寫，中文意思是光生伏特”（簡(jiǎn)稱 光伏”）。在物理學(xué)中，光生伏特效應(yīng)（簡(jiǎn)稱為光伏效應(yīng)），是指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象硅太陽能電池制造工藝流程圖1、硅片切割，材料準(zhǔn)備：工業(yè)制作硅電池所用的單晶硅材料， 一般采用坩鍋直拉法制的太陽級(jí)單晶硅棒， 原始的 形狀為圓柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的邊長(zhǎng)一般為 1015cm ,厚度約200350um ，電阻率約1 Q .cm的p型（摻硼）。2、去除損傷層：硅片在切割過程會(huì)產(chǎn)生大量的表面缺陷，這就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問題，

2、首先表面的質(zhì)量較差， 另外這些表面缺陷會(huì)在電池制造過程中導(dǎo)致碎片增多。因此要將切割損傷層去除，一般采用堿或酸腐蝕，腐蝕的厚度約 10um。3、制絨：制絨，就是把相對(duì)光滑的原材料硅片的表面通過酸或堿腐蝕，使其凸凹不平，變得粗糙，形成漫反射，減少直射到硅片表面的太陽能的損失。對(duì)于單晶硅來說一般采用NaOH加醇的方法腐蝕，利用單晶硅的各向異性腐蝕，在表面形成無數(shù)的金字塔結(jié)構(gòu)，堿液的溫度約 80度，濃度約12% ，腐蝕時(shí)間約15分鐘。對(duì)于多晶來說，一般采用酸法腐蝕。4、擴(kuò)散制結(jié)：擴(kuò)散的目的在于形成 PN結(jié)。普遍采用磷做 n型摻雜。由于固態(tài)擴(kuò)散需要很高的溫度， 因此在擴(kuò)散前硅片表面的潔凈非常重要，要求硅

3、片在制絨后要進(jìn)行清洗，即用酸來中和硅片表面的堿殘留和金屬雜質(zhì)。5、邊緣刻蝕、清洗：擴(kuò)散過程中，在硅片的周邊表面也形成了擴(kuò)散層。周邊擴(kuò)散層使電池的上下電極形成短 路環(huán)，必須將它除去。周邊上存在任何微小的局部短路都會(huì)使電池并聯(lián)電阻下降，以至成為廢品。目前，工業(yè)化生產(chǎn)用等離子干法腐蝕，在輝光放電條件下通過氟和氧交替對(duì)硅作用， 去除含有擴(kuò)散層的周邊。擴(kuò)散后清洗的目的是去除擴(kuò)散過程中形成的磷硅玻璃。6、沉積減反射層：沉積減反射層的目的在于減少表面反射，增加折射率。廣泛使用PECVD淀積SiN ,由于PECVD淀積SiN時(shí),不光是生長(zhǎng)SiN作為減反射膜，同時(shí)生成了大量的原子氫，這些氫原子能對(duì)多晶硅片具有表

4、面鈍化和體鈍化的雙重作用，可用于大批量生產(chǎn)。7、絲網(wǎng)印刷上下電極：電極的制備是太陽電池制備過程中一個(gè)至關(guān)重要的步驟，它不僅決定了發(fā)射區(qū)的結(jié)構(gòu)，而且也決定了電池的串聯(lián)電阻和電池表面被金屬覆蓋的面積。，最早采用真空蒸鍍或化學(xué)電鍍技術(shù)，而現(xiàn)在普遍采用絲網(wǎng)印刷法，即通過特殊的印刷機(jī)和模版將銀漿鋁漿(銀鋁漿)印 刷在太陽電池的正背面，以形成正負(fù)電極引線。8、共燒形成金屬接觸：晶體硅太陽電池要通過三次印刷金屬漿料，傳統(tǒng)工藝要用二次燒結(jié)才能形成良好的帶有金屬電極歐姆接觸，共燒工藝只需一次燒結(jié)，同時(shí)形成上下電極的歐姆接觸。在太陽電池絲網(wǎng)印刷電極制作中，通常采用鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐進(jìn)行快速燒結(jié)。9、電池片測(cè)試：完成的電池

5、片經(jīng)過測(cè)試分檔進(jìn)行歸類。上電極N型硅PN結(jié)下電極太陽電池結(jié)構(gòu)原理P型硅硅太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)光線照射太陽電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P-N結(jié)(pn junction)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下， 將會(huì)有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過程的的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程1、太陽能光伏系統(tǒng)的組成和原理太陽能光伏系統(tǒng)由以下三部分組成：太陽電池組件；充、放電控制器、逆變器、測(cè)試 儀表和計(jì)算機(jī)監(jiān)控等電力電子設(shè)備和蓄電池或其它蓄能和輔助發(fā)電設(shè)備。太陽能光伏系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn)：-沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不產(chǎn)生

6、噪音；-沒有空氣污染、不排放廢水；-沒有燃燒過程，不需要燃料；-維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用低；-運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性好；-作為關(guān)鍵部件的太陽電池使用壽命長(zhǎng)，晶體硅太陽電池壽命可達(dá)到25年以上；<br ></a>-根據(jù)需要很容易擴(kuò)大發(fā)電規(guī)模。光伏系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，光伏系統(tǒng)應(yīng)用的基本形式可分為兩大類：獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。應(yīng)用主要領(lǐng)域主要在太空航空器、通信系統(tǒng)、微波中繼站、電視差轉(zhuǎn)臺(tái)、光伏水 泵和無電缺電地區(qū)戶用供電。隨著技術(shù)發(fā)展和世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開始有計(jì)劃地推廣城市光伏并網(wǎng)發(fā)電，主要是建設(shè)戶用屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)和MW級(jí)集中型大型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等，同時(shí)在交

7、通工具和城市照明等方面大力推廣太陽能光伏系統(tǒng)的應(yīng)用。光伏系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用形式各異，如系統(tǒng)規(guī)模跨度很大， 小到0.32W的太陽能庭院燈，大到 MW級(jí)的太陽能光伏電站，女口 3.75kWp 家用型屋頂發(fā)電設(shè)備、敦煌10MW 項(xiàng)目。其應(yīng)用形式也多種多樣，在家用、交通、通信、空間應(yīng)用等諸多領(lǐng)域都能得到廣泛的應(yīng) 用。盡管光伏系統(tǒng)規(guī)模大小不一，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。圖4-1是一個(gè)典型的供應(yīng)直流負(fù)載的光伏系統(tǒng)示意圖。其中包含了光伏系統(tǒng)中的幾個(gè)主要部件：光伏組件方陣：由太陽電池組件(也稱光伏電池組件)按照系統(tǒng)需求串、并聯(lián)而成，在太陽光照射下將太陽能轉(zhuǎn)換成電能輸出，它是太陽能光伏系統(tǒng)的核心部件。蓄電池

8、：將太陽電池組件產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來，當(dāng)光照不足或晚上、或者負(fù)載需求大于太陽電池組件所發(fā)的電量時(shí)， 將儲(chǔ)存的電能釋放以滿足負(fù)載的能量需求， 它是太陽能光伏系 統(tǒng)的儲(chǔ)能部件。目前太陽能光伏系統(tǒng)常用的是鉛酸蓄電池，對(duì)于較高要求的系統(tǒng)，通常采用深放電閥控式密封鉛酸蓄電池、深放電吸液式鉛酸蓄電池等?？刂破鳎核鼘?duì)蓄電池的充、放電條件加以規(guī)定和控制，并按照負(fù)載的電源需求控制太陽電池組件和蓄電池對(duì)負(fù)載的電能輸出，是整個(gè)系統(tǒng)的核心控制部分。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，控制器的功能越來越強(qiáng)大，有將傳統(tǒng)的控制部分、逆變器以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成的趨勢(shì)， 如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三種功能。逆變器：在

9、太陽能光伏供電系統(tǒng)中，如果含有交流負(fù)載，那么就要使用逆變器設(shè)備，將太陽電池組件產(chǎn)生的直流電或者蓄電池釋放的直流電轉(zhuǎn)化為負(fù)載需要的交流電。太陽能光伏供電系統(tǒng)的基本工作原理就是在太陽光的照射下，將太陽電池組件產(chǎn)生的電能通過控制器的控制給蓄電池充電或者在滿足負(fù)載需求的情況下直接給負(fù)載供電，如果日照不足或者在夜間則由蓄電池在控制器的控制下給直流負(fù)載供電，對(duì)于含有交流負(fù)載的光伏系統(tǒng)而言，還需要增加逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電。光伏系統(tǒng)的應(yīng)用具有多種形式，但是其基本原理大同小異。對(duì)于其他類型的光伏系統(tǒng)只是在控制機(jī)理和系統(tǒng)部件上根據(jù)實(shí)際的需要有所 不同，下面將對(duì)不同類型的光伏系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)地描述。2、光伏系統(tǒng)的

10、分類與介紹一般將光伏系統(tǒng)分為獨(dú)立系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。如果根據(jù)光伏系統(tǒng)的應(yīng)用形式、應(yīng)用規(guī)模和負(fù)載的類型，對(duì)光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行比較細(xì)致的劃分，可將光伏系統(tǒng)分為如下六種類型：小型太陽能供電系統(tǒng)(Small DC );簡(jiǎn)單直流系統(tǒng)(Simple DC );大型太陽能供電 系統(tǒng)(Large DC )；交流、直流供電系統(tǒng)( AC/DC )；并網(wǎng)系統(tǒng)(Utility Grid Connect )； 混合供電系統(tǒng)(Hybrid )；并網(wǎng)混合系統(tǒng)多晶硅薄膜材料同時(shí)具有單晶硅材料的高遷移率及非晶硅材料的可大面積、低成本制備的優(yōu)點(diǎn)。因此，對(duì)于多晶硅薄膜材料的研究越來越引起人們的關(guān)注，多晶硅薄膜的制備工藝可分為兩

11、大類：一類是高溫工藝，制備過程中溫度高于600 C ,襯底使用昂貴的石英，但制備工藝較簡(jiǎn)單。另一類是低溫工藝，整個(gè)加工工藝溫度低于600 C,可用廉價(jià)玻璃作襯底，因此可以大面積制作，但是制備工藝較復(fù)雜。目前制備多晶硅薄膜的方法主要有如下幾種：低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD ）這是一種直接生成多晶硅的方法。LPCVD是集成電路中所用多晶硅薄膜的制備中普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)方法，具有生長(zhǎng)速度快，成膜致密、均勻、裝片容量大等特點(diǎn)。多晶硅薄膜可采 用硅烷氣體通過 LPCVD法直接沉積在襯底上，典型的沉積參數(shù)是：硅烷壓力為13.326.6Pa，沉積溫度Td=580630 C,生長(zhǎng)速率 510nm/min 。由于沉

12、積溫度較高，如普通玻璃的軟化溫度處于 500600 C,則不能采用廉價(jià)的普通玻璃而必須使用昂貴的石 英作襯底。LPCVD法生長(zhǎng)的多晶硅薄膜，晶粒具有擇優(yōu)取向，形貌呈“ V字形，內(nèi)含高密度的微攣晶缺陷，且晶粒尺寸小，載流子遷移率不夠大而使其在器件應(yīng)用方面受到一定限制。雖然減少硅烷壓力有助于增大晶粒尺寸，但往往伴隨著表面粗糙度的增加，對(duì)載流子的遷移率與器件的電學(xué)穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。固相晶化（SPC）所謂固相晶化，是指非晶固體發(fā)生晶化的溫度低于其熔融后結(jié)晶的溫度。這是一種間接生成多晶硅的方法，先以硅烷氣體作為原材料，用LPCVD方法在550 C左右沉積a-Si:H薄膜，然后將薄膜在 600 C以上的

13、高溫下使其熔化，再在溫度稍低的時(shí)候出現(xiàn)晶核，隨著 溫度的降低熔融的硅在晶核上繼續(xù)晶化而使晶粒增大轉(zhuǎn)化為多晶硅薄膜。使用這種方法，多晶硅薄膜的晶粒大小依賴于薄膜的厚度和結(jié)晶溫度。退火溫度是影響晶化效果的重要因素， 在700 C以下的退火溫度范圍內(nèi)，溫度越低，成核速率越低，退火時(shí)間相等時(shí)所能得到的 晶粒尺寸越大；而在 700 C以上，由于此時(shí)晶界移動(dòng)引起了晶粒的相互吞并，使得在此溫 度范圍內(nèi)，晶粒尺寸隨溫度的升高而增大。經(jīng)大量研究表明，利用該方法制得的多晶硅晶粒尺寸還與初始薄膜樣品的無序程度密切相關(guān)，T.Aoyama 等人對(duì)初始材料的沉積條件對(duì)固相晶化的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)初始材料越無序， 固相晶

14、化過程中成核速率越低，晶粒尺寸越大。由于在結(jié)晶過程中晶核的形成是自發(fā)的，因此，SPC多晶硅薄膜晶粒的晶面取向是隨機(jī)的。相鄰晶粒晶面取向不同將形成較高的勢(shì)壘，需要進(jìn)行氫化處理來提高SPC多晶硅的性能。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能制備大面積的薄膜，晶粒尺寸大于直接沉積的多晶硅?？蛇M(jìn)行原位摻雜，成本低，工藝簡(jiǎn)單，易于形成生產(chǎn)線。由于SPC是在非晶硅熔融溫度下結(jié)晶，屬于高溫晶化過程，溫度高于600 C,通常需要1100 C左右，退火時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 10個(gè)小時(shí)以上，不適用于玻璃基底，基底材料采用石英或單晶硅，用于制作小尺寸器件，如液晶光閥、 攝像機(jī)取景器等。準(zhǔn)分子激光晶化（ELA）激光晶化相對(duì)于固相晶化制備多晶硅來說更

15、為理想，其利用瞬間激光脈沖產(chǎn)生的高能量入射到非晶硅薄膜表面，僅在薄膜表層100nm 厚的深度產(chǎn)生熱能效應(yīng)，使 a-Si薄膜在瞬間達(dá)到1000 C左右，從而實(shí)現(xiàn) a-Si向p-Si的轉(zhuǎn)變。在此過程中，激光脈沖的瞬間（1550ns）能量被a-Si薄膜吸收并轉(zhuǎn)化為相變能，因此，不會(huì)有過多的熱能傳導(dǎo)到薄膜襯底， 合理選擇激光的波長(zhǎng)和功率，使用激光加熱就能夠使a-Si薄膜達(dá)到熔化的溫度且保證基片的溫度低于450 C,可以采用玻璃基板作為襯底，既實(shí)現(xiàn)了 p-Si薄膜的制備，又能滿足LCD及OEL對(duì)透明襯底的要求。其主要優(yōu)點(diǎn)為脈沖寬度短（1550ns），襯底發(fā)熱小。通過選擇還可獲得混合晶化，即多晶硅和非晶硅

16、的混合體。準(zhǔn)分子激光退火晶化的機(jī)理：激光輻射到a-Si的表面，使其表面在溫度到達(dá)熔點(diǎn)時(shí)即達(dá)到了晶化域值能量密度Ec。a-Si在激光輻射下吸收能量，激發(fā)了不平衡的電子-空穴對(duì)，增加了自由電子的導(dǎo)電能量，熱電子 -空穴 對(duì)在熱化時(shí)間內(nèi)用無輻射復(fù)合的途徑將自己的能量傳給晶格，導(dǎo)致近表層極其迅速的升溫，由于非晶硅材料具有大量的隙態(tài)和深能級(jí)，無輻射躍遷是主要的復(fù)合過程，因而具有較高的光熱轉(zhuǎn)換效率，若激光的能量密度達(dá)到域值能量密度Ec時(shí)，即半導(dǎo)體加熱至熔點(diǎn)溫度，薄膜的表面會(huì)熔化，熔化的前沿會(huì)以約10m/s的速度深入材料內(nèi)部，經(jīng)過激光照射，薄膜形 ：成一定深度的融層，停止照射后，融層開始以1081010K/

17、S 的速度冷卻，而固相和液相之間的界面將以12m/s的速度回到表面，冷卻之后薄膜晶化為多晶，隨著激光能量密度 的增大，晶粒的尺寸增大，當(dāng)非晶薄膜完全熔化時(shí)，薄膜晶化為微晶或多晶，若激光能量密 度小于域值能量密度 Ec，即所吸收的能量不足以使表面溫度升至熔點(diǎn)，則薄膜不發(fā)生晶化。一般情況下，能量密度增大，晶粒增大，薄膜的遷移率相應(yīng)增大，當(dāng)Si膜接近全部熔化時(shí)，晶粒最大。但能量受激光器的限制，不能無限增大，太大的能量密度反而令遷移率下降。激 光波長(zhǎng)對(duì)晶化效果影響也很大，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，激光能量注入Si膜越深，晶化效果越好。ELA法制備的多晶硅薄膜晶粒大、空間選擇性好，摻雜效率高、晶內(nèi)缺陷少、電學(xué)特性 好、

18、遷移率高達(dá)到 400cm2/v.s ，是目前綜合性能最好的低溫多晶硅薄膜。工藝成熟度高， 已有大型的生產(chǎn)線設(shè)備，但它也有自身的缺點(diǎn)， 晶粒尺寸對(duì)激光功率敏感，大面積均勻性較差。重復(fù)性差、設(shè)備成本高，維護(hù)復(fù)雜。隨著時(shí)間而上升，這一階段稱為升溫階段。單位時(shí) 間內(nèi)溫度的變化量是很容易控制的。在升溫過程結(jié)束后，溫度就處于一個(gè)穩(wěn)定階段。最后， 當(dāng)退火爐的電源關(guān)掉后，溫度就隨著時(shí)間而降低， 這一階段稱為冷卻階段。用含氫非晶硅作為初始材料，進(jìn)行退火處理。平衡溫度控制在600 C以上，納米硅晶粒能在非晶硅薄膜中形成，而且所形成的納米硅晶粒的大小隨著退火過程中的升溫快慢而變化。在升溫過程中， 若單位時(shí)間內(nèi)溫度變

19、化量較大時(shí)（如100 C /s），則所形成納米硅晶粒較小 （1.615nm）;若單位時(shí)間內(nèi)溫度變化量較小 （如1 C，則納米硅粒較大（2346nm）。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表 明：延長(zhǎng)退火時(shí)間和提高退火溫度并不能改變所形成的納米硅晶粒的大??；而在退火時(shí)，溫度上升快慢直接影響著所形成的納米硅晶粒大小。為了弄清楚升溫量變化快慢對(duì)所形成的納米硅大小晶粒的影響，采用晶體生長(zhǎng)中成核理論。在晶體生長(zhǎng)中需要兩步：第一步是成核， 第二步是生長(zhǎng)。也就是說，在第一步中需要足夠量的生長(zhǎng)仔晶。結(jié)果顯示：升溫快慢影響所形成的仔晶密度。若單位時(shí)間內(nèi)溫度變化量大，則產(chǎn)生的仔晶密度大；反之，若單位時(shí)間內(nèi)溫度變化量小，則產(chǎn)生的仔晶密度小

20、。RTA退火時(shí)升高退火溫度或延長(zhǎng)退火時(shí)間并不能消除薄膜中的非晶部分， 薛清等人提出一種從非晶硅中分形生長(zhǎng)出納米硅的生長(zhǎng)機(jī)理：分形生長(zhǎng)。從下到上，只要溫度不太高以致相鄰的納米硅島不熔化，那么即使提高退火溫度或延長(zhǎng)退火時(shí)間都不能完全消除其中的非晶部分。RTA退火法制備的多晶硅晶粒尺寸小，晶體內(nèi)部晶界密度大，材料缺陷密度高，而且 屬于高溫退火方法，不適合于以玻璃為襯底制備多晶硅。等離子體增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)氣相沉積（PECVD ）等離子體增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)氣相沉積（PECVD ）法是利用輝光放電的電子來激活化學(xué)氣相沉積反應(yīng)的。起初，氣體由于受到紫外線等高能宇宙射線的輻射，總不可避免的有輕微的電離，存在著少量的電子

21、。 在充有稀薄氣體的反應(yīng)容器中引進(jìn)激發(fā)源（例如，直流高壓、射頻、脈沖電源等），電子在電場(chǎng)的加速作用下獲得能量，當(dāng)它和氣體中的中性粒子發(fā)生非彈性碰 撞時(shí)，就有可能使之產(chǎn)生二次電子，如此反復(fù)的進(jìn)行碰撞及電離，結(jié)果將產(chǎn)生大量的離子和電子。由于其中正負(fù)粒子數(shù)目相等。故稱為等離子體，并以發(fā)光的形式釋放出多余的能量， 即形成 輝光”。在等離子體中，由于電子和離子的質(zhì)量相差懸殊，二者通過碰撞交換能量的過程比較緩慢，所以在等離子體內(nèi)部各種帶電粒子各自達(dá)到其熱力學(xué)平衡狀態(tài)，于是在這樣的等離子體中將沒有統(tǒng)一的溫度，就只有所謂的電子溫度和離子溫度。此時(shí)電子的溫度可達(dá)104 C,而分子、原子、離子的溫度卻只有2530

22、0 C。所以，從宏觀上來看，這種等離子的溫度不高，但其內(nèi)部電子卻處于高能狀態(tài)，具有較高的化學(xué)活性。 若受激發(fā)的能量超過化學(xué)反應(yīng)所需要的熱能激活，這時(shí)受激發(fā)的電子能量（110eV ）足以打開分子鍵，導(dǎo)致具有化學(xué)活性的物質(zhì)產(chǎn)生。因此，原來需要高溫下才能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，通過放電等離子體的作用，在較低溫度下甚至在常溫下也能夠發(fā)生。> PECVD法沉積薄膜的過程可以概括為三個(gè)階段：1.SiH4 分解產(chǎn)生活性粒子 Si、H、SiH2 和SiH3等；2. 活性粒子在襯底表面的吸附和擴(kuò)散；3. 在襯底上被吸附的活性分子在表面上發(fā)生反應(yīng)生成Poly-Si層，并放出H2 ;研究表面，在等離子體輔助沉積過程中

23、，離子、荷電集團(tuán)對(duì)沉積表面的轟擊作用是影響結(jié)晶質(zhì)量的重要因素之一?？朔@種影響是通過外加偏壓抑制或增強(qiáng)。對(duì)于采用PECVD技術(shù)制備多晶體硅薄膜的晶化過程，目前有兩種主要的觀點(diǎn)：一種認(rèn)為是活性粒子先吸附到襯底表面，再發(fā)生各種遷移、反應(yīng)、解離等表面過程，從而形成晶相結(jié)構(gòu)，因此，襯底的表面狀態(tài)對(duì)薄膜的晶化起到非常重要的作用；另一種認(rèn)為是空間氣相反應(yīng)對(duì)薄膜的低溫晶化起到更為重要的作用 即具有晶相結(jié)構(gòu)的顆粒首先在空間等離子體區(qū)形成，而后再擴(kuò)散到襯底表面長(zhǎng)大成多晶膜。對(duì)于SiH4:H2氣體系統(tǒng)，有研究表明，在高氫摻雜的條件下，當(dāng)用RFPECVD的方法沉積多晶 硅薄膜時(shí)，必須采用襯底加熱到 600 C以上的

24、辦法，才能促進(jìn)最初成長(zhǎng)階段晶核的形成。而當(dāng)襯底溫度小于300 C時(shí)，只能形成氫化非晶硅（a-Si:H）薄膜。以SiH4:H2 為氣源沉積多晶 硅溫度較高，一般高于600 C,屬于高溫工藝，不適用于玻璃基底。目前有報(bào)道用SiC14:H2 或者SiF4:H2為氣源沉積多晶硅，溫度較低，在300 C左右即可獲得多晶硅，但用 CVD法制備得多晶硅晶粒尺寸小，一般不超過50nm，晶內(nèi)缺陷多，晶界多。金屬橫向誘導(dǎo)法（MILC）20世紀(jì)90年代初發(fā)現(xiàn)a-Si中加入一些金屬如 Al, Cu , Au , Ag , Ni等沉積在a-Si : H上或離子注入到 a-Si : H薄膜的內(nèi)部，能夠降低 a-Si向p-Si轉(zhuǎn)變的相變能量，之后對(duì) Ni/a-Si:H 進(jìn)行退火處理以使 a-S