后退火增强氢化非晶硅钝化效果的研究

在本征氢化非晶硅(a-Si:H(i))/晶体硅(c-Si)/a-Si:H(i)异质结构上溅射ITO时,发现后退火可大幅增加ITO/a-Si:H(i)/c-Si/a-Si:H(i)的少子寿命(从1.7 ms到4 ms).这一增强效应可能的三个原因是:ITO/aSi:H(i)界面场效应作用、退火形成的表面反应层影响以及退火对a-Si:H(i)材料本身的优化,但本文研究结果表明少子寿命增强效应与ITO和表面反应层无关;对不同沉积温度制备的a-Si:H(i)/c-Si/a-Si:H(i)异质结后退火的研究表明:较低的沉积温度(<175?C)后退火增强效应显著,而较高的沉积温度(>200?C)后退火增强效应不明显,可以确定"低温长高温后退火"是获得高质量钝化效果的一种有效方式;采用傅里叶红外吸收谱(FTIR)研究不同沉积温度退火前后a-Si:H(i)材料本身的化学键构造,发现退火后异质结少子寿命大幅提升是由于a-Si:H(i)材料本身的结构优化造成的,其深层次的本质是通过材料的生长温度和退火温度的优化匹配来控制包括H含量、H键合情况以及Si原子无序性程度等微观因素主导作用的一种竞争性平衡,对这一平衡点的最佳控制是少子寿命大幅提升的本质原因.