[发明专利]一种等离子装置以及纳米晶硅薄膜的制作方法

权利要求书

1.一种等离子装置，其特征在于，所述装置包括：

腔体；

位于所述腔体中的电弧电极组，所述电弧电极组包括一阳极以及一阴极，所述阴极与阳极之间具有一电弧放电空间，且所述阴极与阳极在彼此相对的一端分别具有一结晶硅靶材，所述结晶硅靶材的电阻率小于0.01欧姆·厘米；以及

位于所述腔体中的承载基座，所述承载基座具有一承载面，且所述承载面面向所述电弧放电空间。

2.如权利要求1所述的等离子装置，其特征在于，所述结晶硅靶材具有一单晶硅结构，且所述单晶硅结构具有高浓度掺杂的掺质，所述掺质在所述单晶硅结构中的掺杂浓度为1019-1020atom/cm²。

3.如权利要求1所述的等离子装置，其特征在于，所述结晶硅靶材中具有高浓度掺杂的掺质；当所述结晶硅靶材为P型半导体靶材时，所述掺质的材料选自第三族元素，当所述结晶硅靶材为N型半导体靶材时，所述掺质的材料选自第五族元素；当所述结晶硅靶材为本质型半导体靶材时，所述掺质的材料包括第三族元素以及第五族元素。

4.如权利要求1所述的等离子装置，其特征在于，所述结晶硅靶材的电阻率大于0.005欧姆/厘米。

5.如权利要求1所述的等离子装置，其特征在于，所述装置还包括一与所述电弧电极组连接的可动式机构，所述电弧电极组通过所述可动式机构而使所述阳极与阴极产生相对位移。

6.如权利要求1所述的等离子装置，其特征在于，所述装置还包括一载放于所述承载基座的所述承载面上的基板，所述承载基座还包括一冷却系统，所述冷却系统掩埋于所述承载面中并强行冷却在制程期间被加热的所述基板；

所述冷却系统进一步包括一冷却管路以及一冷却剂，所述承载基座的内部具有一沟槽，所述冷却管路穿设于所述沟槽中，且所述冷却剂在所述冷却管路中流动并进行循环。

7.如权利要求6所述的等离子装置，其特征在于，所述承载面的温度通过所述冷却系统而在制程期间强行冷却至小于摄氏0℃；所述冷却剂包括水或液态氮。

8.如权利要求6所述的等离子装置，其特征在于，所述基板为可挠式基板，所述基板的受镀面为平面、球面或镜面；

所述装置还包括一与所述基板连接的连续进料系统，所述基板通过所述连续进料系统而载放于所述承载基座上。

9.如权利要求1所述的等离子装置，其特征在于，所述装置还包括一设置于所述腔体的室壁上的气体管路，通过所述气体管路的掺杂气体源包括二硼烷或磷化氢。

10.一种纳米晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，所述方法是利用如权利要求1所述的等离子装置进行制作的，所述纳米结晶薄膜的制作方法包括：

提供一基板于所述承载基座的所述承载面上；

调整所述腔体中的气体至操作压力；

输入一电压差至所述阳极以及阴极之间；

缩短所述阳极以及阴极之间的距离，以使所述阳极与阴极之间产生一稳定电弧等离子；

所述阳极的所述结晶硅靶材与所述阴极的所述结晶硅靶材通过所述稳定电弧等离子而形成多个硅晶粒以及硅原子；以及

所述多个硅晶粒以及硅原子沉积于所述基板上而形成一纳米晶硅薄膜。

11.如权利要求10所述的纳米晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，通过所述稳定电弧等离子所形成的所述多个硅晶粒以及硅原子处于高温状态；

所述承载基座还包括一冷却系统，所述冷却系统掩埋于所述承载面中，并且在通过所述稳定电弧等离子而形成多个硅晶粒以及硅原子的步骤的前，于冷却系统通入一冷却剂，以强行冷却在制程期间被加热的所述基板，使得高温的所述多个硅晶粒以及硅原子冷却地沉积于所述基板上。

12.如权利要求10所述的纳米晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，所述纳米晶硅薄膜包括一连续相的非晶硅层以及多个分散于所述非晶硅层中的单晶硅晶粒，且所述多个单晶硅晶粒的尺寸为100纳米至5微米之间。

13.如权利要求10所述的纳米晶硅薄膜的制作方法，其特征在于，所述基板为可挠式基板，所述基板为连续进料，以于连续进料的所述基板上连续地沉积出所述纳米晶硅薄膜。