YAG激光参量对刻蚀微坑形貌的影响

为了增加单次激光脉冲刻蚀微坑的深度,提高加工效率,利用双声光调制技术,通过对比不同能量密度的脉冲激光刻蚀微坑深度,及对比两种激光器输出的激光脉冲刻蚀微坑形貌,研究了激光参量对刻蚀微坑形貌的影响。结果表明,脉冲能量密度为20.21J/cm2时,刻蚀微坑深度达到最大值,继续增加能量密度时,微坑深度将随之减小;相比于单腔激光器,双腔激光器刻蚀微坑深度从5μm增加至10μm,微坑直径从161μm降至134μm。     

低温酸刻蚀对多晶硅表面织构化的影响

采用低温酸刻蚀,通过优化HF-HNO3-H2O腐蚀溶液体系配比及相关工艺参数,在多晶硅材料的表面制备了绒面结构,并进行SEM表面形貌分析和反射谱的测试。结果表明,低温刻蚀比常温刻蚀在生产工艺中更有利于控制反应速度,从而得到效果较好的绒面结构。研究中发现,在不同HF-HNO3-H2O腐蚀溶液体系配比中,温度对反应速率的影响有较大差异,当HNO3含量相对较低时,低温刻蚀工艺有较好的效果。所得最佳绒面制备方案为:酸腐蚀溶液体系配比为VHF∶VHNO3∶VH2O=1∶4∶2,温度为3℃,反应速率控制为2.6μm/min。该方案已在25MW多晶硅太阳电池生产线上实施,不增加工艺难度和生产成本,适合于工业生产。     

表面处理对低成本多晶硅太阳电池性能的影响

通过沉积SiNx薄膜和H2退火表面处理工艺对低成本多晶硅太阳电池进行了处理,对表面处理前后的电池效率进行了对比测试,详细地研究了这两种表面处理工艺对电池的短路电流、开路电压、填充因子和转换效率的影响。实验发现,沉积了SiNx薄膜的低成本多晶硅太阳电池的效率在原有基础上提高了1.8%左右;而经过H2退火后的电池效率则出现了效率衰减。与此同时,对成本相对高的太阳能级多晶硅电池也进行了H2退火,与低成本多晶硅电池相比,其效率增加明显,与低成本太阳电池呈现了相反的现象。最后分析了两种表面处理工艺对电池性能造成影响的原因。     

低反射率多晶硅绒面的湿法制备研究

在多晶硅太阳电池制备工艺中,多晶硅表面制绒一直是研究热点,绒面的反射率以及形貌受到多个因素的影响。采用由HF,HNO3和H2O组成的腐蚀液对多晶硅进行腐蚀,研究了腐蚀时间,腐蚀液中HF与HNO3的体积比以及H2O在腐蚀液中的含量对制绒结果的影响。用分光光度计测量了制备绒面的反射率,并用扫描电镜观察了制备绒面的表面形貌。研究结果表明,腐蚀液中HF,HNO3和H2O的体积比对腐蚀坑的形貌有重要影响,而腐蚀坑形貌则决定了绒面反射率的高低。当腐蚀液中HF∶HNO3∶H2O体积比为5∶1∶2且腐蚀时间为3 min时,绒面在300 nm～900 nm波长范围内平均反射率最低,仅为20.4%,这是因为绒面中窄而深的腐蚀坑增强了硅片表面对光的吸收,降低了反射率。     

多晶硅太阳电池背表面刻蚀提升其性能的产线工艺研究

对比研究了产线上多晶硅太阳电池背表面刻蚀对 其光电转换性能的影响。示范性实验结果表明:多晶硅太阳电池背表面刻蚀能够改善其短路 电流, 从而相应的光电转换效 率提升了约 0．1％。依据多晶硅太阳电池背表面刻蚀前后的扫描 电镜(SEM)形貌、背表面漫 反射光谱及完整电池片外量子效率的测试结果,改进的光电转换的原因可能源于背表面刻蚀 “镜面”化有利于太阳光子在背表面内反射和改进印刷Al浆与背表面覆盖接触。背表面刻蚀 与当前晶硅电池产线工艺兼容,能够提升电池片的光电转换效率,是一种可供选择的产线升 级工艺。     

激光诱导放电毛化技术中放电坑的表面形貌研究

利用高重频YAG激光作用在固体表面所产生的等离子体使工件和电极之间在电压远低于击穿阈值的条件下产生放电。实验结果显示 ,放电坑基本上呈火山坑形 ,既有单坑结构 ,也有多坑结构 ,其形貌受到放电波形、电源极性、放电介质等因素的影响。放电坑表面形貌的规律是 :①除了涂油时的阳极放电坑是单坑结构以外 ,其他条件下的放电坑都是复合多坑结构 ;②单坑结构呈火山坑形 ,坑底为圆弧形 ,熔凝物堆积在坑的边缘 ,多坑结构则是一个大的放电坑中有多个凸起尖峰     

AlN缓冲层对AlGaN表面形貌的影响

使用扫描电子显微镜、高分辨率X射线衍射、Raman散射、原子力显微镜、透射电镜等测试手段,对高铝组分的AlGaN样品表面形貌的形成原因进行研究。结果表明,AlN缓冲层的晶体质量,对后续外延层的结晶质量具有重要的影响,这也解释了AlGaN表面形貌的形成。     

碱性腐蚀工艺条件对硅片表面腐蚀形貌的影响

碱性腐蚀工艺条件对硅片表面腐蚀形貌如粗糙度、显微镜下的表面状况的影响做了研究,通过实验结果给出了特定要求条件下硅片腐蚀的最佳方案.运用硅的化学腐蚀机理分析了表面腐蚀状况的原因.     

纳米尺度多晶硅微结构刻蚀研究

以HBr作为刻蚀气体,采用ICP金属刻蚀系统对气体流量、刻蚀压力、离子源功率、偏压功率等工艺参数与刻蚀速率、刻蚀选择比和侧壁垂直度的对应关系进行了大量工艺实验。借助理论分析和工艺条件的优化,开发出一套可满足制备侧壁垂直度的纳米尺度多晶硅密排线结构的优化刻蚀工艺技术。实验结果表明:当采用900 W的离子源功率、11 W的偏压功率、25 cm3/min流量的HBr气体和3 mTorr(1 mTorr=0.133 3 Pa)刻蚀压力的工艺条件时,多晶硅与二氧化硅的刻蚀选择比大于100∶1;在保持离子源功率、偏压功率、气体流量不变的条件下,单纯提高反应腔工艺压力则会大幅提高上述选择比值,同时损失多晶硅和二氧化硅的刻蚀均匀性;HBr气体流量的变化在上述功率及反应腔工艺压力的工艺范围内,对多晶硅与二氧化硅的刻蚀选择比和多晶硅刻蚀的形貌特征均无显著影响。采用上述优化的刻蚀工艺条件,配合纳米电子束光刻技术成功得到多晶硅纳米尺度微结构,其最小线宽为40 nm。     

基于溶液法的金属诱导碟型晶畴多晶硅薄膜和薄膜晶体管的研究

以非晶硅为晶化前驱物,采用镍盐溶液浸沾的方法可以得到超大尺寸碟型晶畴结构的低温多晶硅薄膜.所得多晶硅薄膜的平均晶畴尺寸大约为50 μm,空穴的最高霍尔迁移率为30.8 cm~2/V·s,电子的最高霍尔迁移率为45.6 cm~2/V·s.用这种多晶硅薄膜为有源层,所得多晶硅TFT的场效应迁移率典型值为70～80 cm~2 /V·s,亚阈值斜摆幅为1.5 V/decade,开关电流比为1.01×10~7,开启电压为-8.3 V.另外,P型的TFT在高栅偏压和热载流子偏压下具有良好的器件稳定性.     

多晶硅沉积工艺中中间层对多晶硅质量的影响

采用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积(ECR-PECVD)技术,以SiH4和H2为气源,在350 ℃的低温条件下,在普通玻璃衬底上沉积了多晶硅薄膜.主要考察了中间层对多晶硅薄膜沉积质量的影响.实验证明,当中间层的沉积温度为350 ℃,H2流量为20 sccm时,得到多晶硅薄膜晶粒的直径最大,为53 nm;且随着中间层沉积温度的提高,薄膜的结晶度提高.     

低成本多晶硅片表面织构的研究

采用化学腐蚀液织构了经磷吸杂处理后的多晶硅片。利用SEM分析了化学腐蚀后多晶硅表面形态,并通过反射谱测试分析了多晶硅片表面的陷光效果。实验结果表明：经酸腐蚀后的样品表面分布着均一的“蚯蚓状”的腐蚀坑,且反射率较低。在400-1000nm波长范围内,反射率可达22．75％;生长了SiN,薄膜后,反射率减小至8．33％,比原始硅片的反射率低20．96％。     

热氧化方法改善硅干法刻蚀波导的表面粗糙度

提出了一种热氧化的方法来改善干法刻蚀硅波导的表面质量.通过Suprem二维工艺模拟程序对氧化过程的物理模型进行了分析.用实验证实了该方法的可行性并与模拟结果进行了比较.实验中将硅波导的表面粗糙度由65.4nm降低到了8.8nm.另外讨论了分次氧化方法的利弊     

碳化硅表面硅改性层的特性研究

为了获得具有高质量光学表面的非球面碳化硅反射镜,需对碳化硅反射镜表面进行改性。介绍了离子束辅助沉积硅的碳化硅表面改性技术。对改性样片表面硅改性层的机械性能、光学加工性、表面粗糙度及反射率等特性进行研究。实验结果表明,碳化硅表面的硅改性层具有优良的机械性能和良好的光学加工性。光学抛光后,碳化硅表面硅改性层的表面粗糙度为0.85nm[均方根(RMS)值],在可见光波段反射率最高可达98.5%(镀银反射膜)。采用数控加工方法对口径为Ф600mm的表面改性离轴非球面碳化硅反射镜进行加工,最终反射镜面形精度的RMS值达到0.018λ(λ=0.6328μm),满足高精度空间非球面反射镜的技术指标要求。     

半导体硅片表面缺陷光反射“魔镜”检测技术

本文报道应用古代“魔镜”成像原理和现代激光技术发展起来的一种新的光反射“魔镜”检测技术。采用这项技术可以非常直观,方便地观测到直径小于１５０ｍｍ的硅抛光片及硅外延片表面存在的缺陷情况,其分辨率为０．５μｍ,由于光反射“魔镜”检测技术是一种新型的光学无损检测技术,具有探测灵敏度高,快速,无破坏性,大面积检测等优点,该项技术检测将会有更加广泛的应用前景。     

太阳电池用单晶Si表面的织构化研究

在碱溶液各向异性腐蚀单晶硅片制备绒面的过程中,固定反应温度和添加剂体积分数,重点研究了金字塔倾斜角α的大小与反射率间的关系,并分析了反应时间和NaOH溶液的浓度对表面织构的影响.用分光光度计测量了制备绒面的反射率,结果表明,当腐蚀时间为40 min,NaOH质量分数为2.5％时,在400nm～1 100nm波长范围内,...     

多晶硅薄膜晶体管的表面氮钝化技术

采用N2O和NH3等离子钝化技术对多晶硅薄膜表面和栅氧表面进行了钝化处理。实验结果表明,该技术能有效降低多晶硅薄膜的界面态密度,提高多晶硅薄膜晶体管性能,二次离子质谱分析表明在p-Si/SiO界面有氮原子富积,说明生成了强的Si-N键。     

等离激元共振增强多晶硅薄膜太阳电池性能研究

采用磁控溅射方法,在多晶硅薄膜太阳电池表面沉积了不同粒径大小的Au纳米粒子,利用粒径大小可调控的Au纳米粒子的局域表面等离激元共振增强效应(LSPR),对入射光中的可见光区域实现“光俘获”;采用UV-vis吸收光谱对LSPR进行了研究,结果表明,LSPR能够有效拓展Au纳米粒子的光谱响应范围(400～800 nm),并且,随着Au纳米粒子粒径的增大,LSPR共振吸收峰呈现出明显“红移”;同时,通过SERS表征,证实LSPR能够有效增强Au纳米粒子周围的局域电磁场强度;最后,多晶硅太阳电池的J-V特性曲线表明,当Au纳米粒子溅射时间为50 s时,多晶硅太阳电池光电转换效率(η)最高为14.8％,比未修饰Au纳米粒子的电池η提高了42.3％.     

基于MODIS数据反演高反射率地区气溶胶光学厚度的方法研究

针对高反射率地区地表反射率难以确定的难点,假设在不同年间同一天相同地物的两个不同波段的比值近似相等的前提下,借助几何光学模型理论,应用MODIS历史产品和数据,即MODIS地表反射率产品(MOD09)、历史MODIS图像第七波段的地表反射率和待反演地区的MODIS第七波段的地表反射率数据计算出待反演地区的MODIS其他波段的地表反射率,然后结合利用6S辐射传输模式计算建立的查找表,可实现待反演区域的气溶胶光学厚度的反演.以北京市区为例,应用该方法实现了北京市区的气溶胶光学厚度反演,并把反演结果与AERONET观测站的结果进行了对比,对比发现该反演方法对亮区域有效,其误差在30％以内.