利用甚高頻等離子增強化學氣相沉積（VHF- PECVD）制備了一系列微晶硅（μc- Si:H）薄膜。研究分析了功率密度、硅烷濃度和氣體流量在較高沉積氣壓（500 Pa 和600 Pa）下對薄膜生長速率、結晶狀況和電學特性的影響。研究表明：在高壓強條件下，硅烷濃度和氣體流量對沉積速率影響顯著，而功率密度影響較弱；高沉積速率生長的薄膜孵化層較厚；電學特性較好的薄膜位于非晶/ 微晶過渡區。經過工藝的初步優化，在高壓強（600 Pa）條件下，使微晶硅薄膜的沉積速率提升到2.1 nm/s。

　　近年來，在太陽能薄膜電池領域，微晶硅薄膜被認為是最有應用前景的材料之一。在太陽能薄膜電池應用上，與非晶硅相比，它克服了光致衰退（S-W）問題。但微晶硅薄膜是間接帶隙半導體材料，光吸收系數較低，用作太陽能電池有源層（本征層）時，為了有效的吸收入射光，厚度需要1~2 μm。因此，高速沉積微晶硅薄膜便顯得極為重要。

　　甚高頻等離子輔助化學氣相沉積結合高氣壓高功率被認為是最有效的方法之一。沉積速率的提高取決于反應等離子體中生長前驅物的多少，晶化率取決于等離子體中是否含有足夠的原子氫。由此可知提高沉積速率可采用兩種辦法：

　　（1）在壓強不是太高的條件下，采用高功率密度提高電子溫度和電子濃度，用于產生足夠的原子氫，適當控制硅烷濃度和氣體總流量提供足夠的可供分解的硅烷，提高生長前驅物的含量，可以達到較大的沉積速率。南開大學在壓強180 Pa，功率密度2.08 W/cm² 條件下沉積速率達到2.0 nm/s。

　　（2）在功率密度不是太高的條件下，采用較高的壓強提升硅烷的分壓和電子濃度，提高生長前驅物的含量，適當控制硅烷濃度和氣體總流量，也可達到和第一種方法同樣的生長速率。

　　本文通過第二種方法在功率密度不是太高的條件下，采用較高壓強，通過改變其它參數，以實現微晶硅薄膜的高速沉積, 并對其結晶情況和電學特性進行研究。

3、 結論

　　采用VHF- PECVD 技術在高壓強條件下，通過改變硅烷濃度、氣體流量和功率密度制備了一系列微晶硅薄膜。結果表明：在本文實驗范圍內，隨硅烷濃度和氣體總流量的增加沉積速率均單調增加，晶化率單調減小，且兩參量的變化對微晶硅薄膜生長速率的影響較顯著；隨功率密度的增加沉積速率先增加后減小，晶化率先增加后達到飽和，且功率密度的變化對生長速率的影響相對較弱；電學特性符合太陽能電池有源層要求的薄膜都位于從非晶向微晶轉變的過渡帶；在高沉積速率下生長的薄膜具有較厚的孵化層， 其對電池性能的影響有待進一步研究。