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1、遼寧工業(yè)大學碩士學位論文原子層沉積AZO薄膜及晶硅表面鈍化研究專業(yè):材料物理與化學研究生:馮嘉恒指導教師:唐立丹副教授遼寧工業(yè)大學材料科學與工程學院二〇一五年三月MasterThesisStudyonAZOThinFilmsFabricatedbyAtomicLayerDepositionandSurfacePassivationonCrystallineSiliconSpeciality:MaterialsPhysicsandChemistryCandidate:FENGJia-hengSupervisor:
2、AssociateProfessorTANGLi-danLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要AZO薄膜是在ZnO中摻入Ⅲ族元素Al后而形成的，該薄膜不僅具有較高的載流子濃度和低電阻率，而且具有較好的光透過性，是一種優(yōu)秀的透明導電薄膜。AZO薄膜成本低廉、接近氧化銦錫薄膜的電阻率，是目前最有可能替代ITO薄膜，在發(fā)光二極管、薄膜晶體管、太陽能電池等領域展示了良好發(fā)展前景。本文采用原子層沉積技術在石英基體上制備AZO薄膜，利用橢圓
3、偏振儀、原子力顯微鏡、X射線衍射儀、Raman光譜儀、紫外可見分光光度計、PL光譜、X射線光電子能譜儀、Hall效應測試儀系統(tǒng)地對樣品的生長速率、表面形貌、晶體結構、薄膜成分、光學與電學性能進行了表征和分析，并利用AZO鈍化晶硅表面并研究其鈍化機理。研究不同鋁鋅循環(huán)比例對AZO薄膜性能的影響表明，隨著鋁鋅循環(huán)比例增加，纖鋅礦結構的AZO薄膜的（002）晶面生長受到抑制，晶粒尺寸減小，薄膜內晶界與缺陷增多；電阻率先降低后升高，鋁鋅循環(huán)比例為1:19，電阻率最低，所有AZO薄膜可見光透射率大于80%，紫外吸收邊出現(xiàn)
4、藍移現(xiàn)象，光學禁帶寬度提高。研究不同沉積溫度對AZO薄膜性能的影響表明，沉積溫度升高，纖鋅礦結構的AZO（100）晶面生長受到抑制，促進了（002）晶面生長，表現(xiàn)出明顯c軸取向；晶體質量先提高后降低，當沉積溫度為150℃時，薄膜的晶體質量最佳，缺陷濃度最低，電阻率-4最低，為4.61×10??cm；AZO薄膜的可見光透射率均大于80%，紫外吸收邊出現(xiàn)藍移。AZO薄膜鈍化p型晶硅表面性能的研究表明，AZO鈍化p型晶硅，少子壽命由鈍化前的4.27μs提升至鈍化后的49.97μs，少子壽命提升近11倍，表面復合速率由
5、鈍化前3Seff≦5.3×10cm/s，降低為Seff≦500cm/s，表面復合速率降低了一個數(shù)量級，說明AZO薄膜具有良好的晶硅鈍化效果，該種鈍化機制屬于化學鈍化。關鍵詞：鋁參雜氧化鋅;原子層沉積;低溫生長;晶態(tài)薄膜；太陽能電池鈍化IAbstractAZOfilmthatzincoxidedopedwithaluminumelementsisanexcellenttransparentconductingfilmsbecauseofhighcarrierconcentration,goodtransmitta
6、nce,lowresistivityclosetotheindiumtinoxidethinfilmsandlowcost.ItisthemostpromisingalternativetoITOfilmtoapplyonthesefieldsuchaslightemittingdiodes,transistors,solarcellsandsoon.InthispaperAl-dopedzincoxide(AZO)filmswerepreparedonquartzsubstratesbyusingatomic
7、layerdeposition.Thegrowthrate,surfacemorphology,structure,compositionandelectricpropertieswerestudiedbyusingspectroscopicellipsometer,atomicforcemicroscopy,X-raydiffraction,Ramanspectroscopy,UV-visiblespectrophotometer,PLspectroscopy,X-rayphotoelectronspectr
8、oscopyandHallmeasurement.AZOthinfilmswereusedtosurfacepassivateofcrystallinesiliconandthemechanismofsurfacepassivatewasdiscussed.TheeffectofvariousratioofaluminumandzinconAZOthinfilmswerestudied
