3 实验与讨论

本研究使用德国ROTH&RAU科学仪器研制中心制造的PECVD-SiNA1型设备制备不同厚度的SiN薄膜。

测试设备用：SENTECH生产SE-400ADV的激光偏振仪;SEMILAB生产的WT-2000的少子寿命测试仪。

实验材料：材料采用P型(100)的直拉的125 mmx125 mm单晶硅片，电阻率约为0.5～3 Ω·cm，厚度200+50μm。在实验前经过硅片清洗和制绒，磷扩散，等离子刻蚀，去除磷硅玻璃等工艺。

实验用到的气体有SiH4，NH3，N2。腐蚀溶液为HF酸。SiH4和NH3气体分别用于等离子体增强型化学气相沉积法沉积SiN薄膜，为安全起见，SiH4由氮气稀释至10%，NH3浓度为99.999%。N2主要用于在沉积完薄膜后清洗气路和反应室，它们的纯度都为99.999%。

PECVD系统主要工艺参数包括射频功率、反应气体组分、气体总流量、衬底温度和反应压力等，这些参数对SiN薄膜的性能有很大影响。

由于影响PECVD系统淀积效果的参数很多，如气体流量和流量比，工艺腔温度，射频功率，沉积气压等等，而且对不同的PECVD设备会有不同的最佳参数，我们有必要就主要的控制参数进行研究，摸索出在这台PECVD设备上淀积氮化硅薄膜的最佳工艺参数组合。

在此一共选取了沉积压强(6组)、微波功率(5组)、气体流量比(11组)、工艺腔温度(4组)四个变量。采取改变其中的变量其他三个变量不变的实验方法，最后得出各个变量主要对电池片哪些参数有影响，提出一个可行的最优实验方案。

通过查阅相关资料，我们总结出SiN薄膜较好的各参数范围：薄膜厚度在70～80 nm之间，膜厚差应小于5 nm，折射率2.0～2.1之间，4 nd在630 nm左右，少子寿命越大越好，腐蚀速率越小。

根据资料和实际经验，从以上几组实验中找出了一些实验效果比较好的参数，然后共得到8组优化参数，这8组实验做完之后，再用1：5的氢氟酸对制得薄膜进行腐蚀，实验具体参数如表3，实验结果如表4。