多晶硅薄膜以其优异的光电性能和较低的制备成本在能源信息工业中，日益成为一种非常重要的电子材料，被广泛应用于大规模集成电路和半导体分立器件。高效、稳定、廉价的多晶硅薄膜太阳电池有可能替代非晶硅薄膜太阳电池成为新一代无污染民用太阳能电池。 为降低多晶硅薄膜的生产成本，目前国际上已发展了多种低温制备技术，但各有其不利于工业化生产的因素。而传统的PECVD系统较适合大规模工业化生产，而且工艺成熟，所制备的薄膜质量高，因而PECVD法是工业化生产最有效的方法。SiCl₄与SiF₄结构性能相近，且是一种比SiH₄、SiF₄更廉价的工业原材料，生产更安全，能有效降低生产成本。因此，本论文尝试采用SiCl₄/H₂作为反应气体，用传统的射频辉光放电PECVD方法，在玻璃和硅衬底上直接制备多晶硅薄膜，以求寻找一种适应大规模工业化生产的方法。 我们发现，当衬底温度仅为200℃时，即能沉积到多晶硅薄膜。这在国内外都未见报导过。由Raman光谱估计该薄膜的晶化度接近100％。薄膜由纯硅元素组成，不含Cl、H、C、N、O等杂质；暗电导率最高可达10^-5Ω^-1·cm^-1，光照稳定性好；在可见光区吸收系数可达10⁴cm^-1。并且，以玻璃为衬底的薄膜其晶粒大小随深度的增加而增大，由此可推断，若薄膜越厚，则晶粒会越大。衬底为硅片时，在较低的沉积功率下就能获得完全晶化的多晶硅薄膜。 通过与其他源反应气体相比较，我们认为，1、是Cl元素的原位化学清洁作用、原位化学腐蚀作用和对衬底的预处理促进了薄膜的低温晶化。2、在该反应体系中，在薄膜沉积的最初阶段，晶化主要取决于等离子体中的空间气相反应过程。因此，薄膜的晶化度受沉积功率的影响。3、在等离子体中形成的已具有足够大小的晶粒经过扩散作用迁移到衬底表面，在那里发生各种表面反应过程，晶粒得以长大并成 硕士研究生学位论文 膜。在本论文中，由于表面所能提供的能量较低，也就是说促进晶粒 长大的动力较小，因而晶粒总体来说还是较小。