Aaron PV
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/ PE-Poly 隧穿氧化层成膜规律 /
关键结论
PE法N2O制备隧穿氧化层有个最佳膜厚，隧穿层膜层质量和等离子体激发的O原子浓度直接相关，加入Ar可调节活性O原子浓度 n-poly Si内扩程度对于钝化和接触性能有个最佳范围 退火温度越高，激活P浓度越高，同步内扩会增加
实验方案
硅片：n型硅片，电阻率1-2 Ω·cm，经制绒→抛光→RCA清洗后硅片 隧穿氧化层沉积变量：N2O/Ar不同流量配比（5/0→5/10），膜厚0.82-1.76 nm 非晶硅a-Si厚度 120nm：SiH4/Ar/PH3=1/5/1 高温退火：时间60min，温度860-940℃ PECVD方式双面镀膜SiNx:H，双面钝化 烧结炉快烧 管式暗退火 400℃
量仪
ECV 四探针 原位光谱仪OES，检测O含量 sinton WCT120：量测iVoc，Jo TLM考察因素 隧穿层成膜速率、均匀性 退火内扩影响 钝化性能 接触电阻率
结果讨论
1. N2O/Ar PE隧穿氧化层成膜规律
随Ar流量占比的增加，隧穿氧化层成膜速率降低，同时膜厚收敛性较窄，均匀性有改善（极差由0.55 nm→0.17 nm） 100Pa-300Pa范围，随沉积压力的增加，氧化层膜厚升高 沉积温度300-500℃范围内，随温度升高，氧化层膜厚升高 隧穿氧化层沉积在最初的几十秒内成膜速率最高，之后沉积速率逐步降低 6-12KW范围内，射频功率越高，沉积速率越快
OES图谱
O原子发射谱尖峰对应777nm( →转换)，844nm(→转换) N2O/Ar流量比5/2时，O原子发射线达到最大值
2. 掺杂曲线影响
退火温度920℃，激活掺杂量 不同组别对应峰值掺杂浓度相同 内扩进入硅体内P掺杂量，不同组别（隧穿层厚度差异较大）氧化层厚度越厚，内扩越少；氧化层越致密，内扩越少 随着氧化层膜厚的降低，内扩增加，背面方阻降低 Ar的引入可以改善方阻均匀性，最佳组别N2O/Ar流量比5/2
退火温度影响
退火温度860→940℃，随温度的升高，退火后方阻降低。退火温度达到940℃时，方阻骤降值26Ω/sq，对应掺杂曲线内扩严重。 随退火温度的升高，峰值激活的P浓度增大
3. 钝化能力
最优组钝化效果iVoc 741mV 4.8 fA/cm2 同时接触电阻率较低
来源：Effect of PECVD N2O/Ar oxidation on TOPCon solar cells
