热丝CVD法沉积超薄α-Si∶H钝化膜

采用热丝化学气相沉积法在n型直拉单晶硅圆片表面双面沉积厚度为10 nm的本征非晶硅(α-Si∶H)薄膜.利用光谱型椭偏测试仪和准稳态光电导法研究热丝电流、H2体积流量和热丝与衬底之间的距离对α-Si∶H薄膜结构和钝化效果的影响.结果表明,热丝电流为21.5～23.5 A时,钝化后硅片的少子寿命随着热丝电流的增加呈现先增加后降低的趋势,热丝电流为23.0A时,钝化效果最好;H2体积流量为5～ 20 cm3/min时,少子寿命随着H2体积流量的增加呈现先增加后降低的规律,体积流量为15 cm3/min时,钝化效果最好;热丝与衬底间距为4～5 cm时,随着间距的增加,薄膜的结构由晶化向非晶化转变,在间距为4.5 cm时硅片的钝化效果达到最优.     

热丝对微波ECR CVD方法制备的a-Si:H薄膜氢含量的影响

采用微波ECRCVD系统制备了a-Si：H薄膜，对比有无热丝辅助情况下薄膜的生长情况，并通过红外光谱测试进行氢含量分析。a-Si：H薄膜中氢的引入对薄膜的光学、电学性能有着极大的影响，它可以钝化非晶硅薄膜中大量存在的悬挂键，降低薄膜的缺陷密度，从而显著提高薄膜稳定性。通过对沉积速率的研究发现，在有热丝辅助的情况下沉积速率明显提高，可达3nm／s。实验证明，高温的热丝提高了工作气体的分解率，从而提高了薄膜的沉积速率。此外，在有热丝辅助的条件下制备出薄膜样品比没有热丝辅助条件下制备出的薄膜样品的氢含量低而且稳定性有了较大的改进。     

a-SiNx:H薄膜的热丝化学气相沉积及微结构研究

为了研究热丝温度对a-SiNx:H薄膜性能的影响,采用热丝化学气相沉积法,以SiH4,NH3,H2为反应气源,改变热丝温度沉积薄膜。通过紫外-可见光吸收谱、傅里叶红外透射光谱、光致发光光谱等测试手段对薄膜发光特性、微观结构及键合情况进行表征与分析。从测试情况可知,当热丝温度为1645℃时,H含量最大,N含量最小,同时其折射率最高,薄膜材料的有序度增大;当热丝温度为1713℃时,H含量减少,N含量达到最大,且随着热丝温度增大,薄膜中N含量又开始下降,内部缺陷态密度增加。结果表明,热丝法制备a-SiNx:H薄膜的热丝温度最佳值在1596℃~1680℃之间,此时所制备的薄膜折射率为2.0,适合应用于硅基太阳能电池减反射膜层,且具有较充分的氮、氢含量,薄膜结构、性能稳定。     

铝膜沉积温度对铝诱导结晶化多晶硅薄膜性能的影响

以超白玻璃为衬底,采用热丝化学气相沉积法沉积初始非晶硅膜,经自然氧化形成二氧化硅层,最后利用磁控溅射 法在不同衬底温度下沉积铝膜,制备了glass/Si/SiO/Al叠层结构并对其进行铝诱导晶化形成多晶硅薄膜.用X射线衍射,光学显微镜和拉曼光谱对样品进行了分析.结果表明,铝诱导晶化制备的多晶硅薄膜的晶粒大小随着铝膜沉积...     

磷掺杂比例对a-Si∶H薄膜太阳电池窗口层光电性能的影响

采用RF-PECVD法制备了磷掺杂氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜作为太阳电池窗口层.通过椭偏仪、Keithley 4200对所制备样品进行分析测试,研究了不同掺杂比例对非晶硅薄膜沉积速率、消光系数、折射率、光学带隙及电导率等的影响.实验表明:薄膜沉积速率随掺杂浓度升高先减小再增大;薄膜消光系数、折射率及禁带宽度随掺杂浓度升高呈现先减小后增大再减小的现象;电导率则先增大后减小再增大.     

等离子体过程不稳定性和氢处理对HIT电池界面特性影响的研究

采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术制备薄膜硅/晶体硅异质结,通过测量沉积了本征非晶硅（a-Si:H(i)）后晶体硅（c-Si）的少子寿命以及结构为Ag/a-Si:H(p)/a-Si:H(i)/c-Si(n) /Ag 异质结的暗I-V特性,研究了等离子体初期瞬态过程和氢预处理对异质结界面性质的影响。结果表明：使用挡板且当挡板时间（tS）大于100秒时,可以有效地减少等离子体初期瞬态过程对界面性质的负面影响;与热丝化学气相沉积中氢原子处理有利于界面钝化不同,PECVD中的氢等离子体处理,由于氢原子的轰击特性,对钝化可能存在一定的不利影响;最优氢预处理时间为60秒。     

大电流高开关比非晶硅薄膜二极管研究

报道了采用PECVD薄膜沉积技术制备的大电流、高开关比非晶硅薄膜二极管,在制备工艺温度低于200℃下,获得正向电流密度大于50A/cm-2,±3V偏压时开关比接近105的优质非晶硅薄膜二极管,完全符合三维集成电路(3D IC)中三维只读存储器(3D ROM)的要求。文中介绍了pin型二极管的结构设计和制造条件,并讨论了本征层材料厚度和微结构、界面匹配、电极材料等因素对二极管正、反向电流特性的影响。     

沉积压强对非晶硅薄膜光学性能和微结构的影响

为研究沉积压强对非晶硅薄膜光学性能和结构的影响,通过改变沉积压强并采用射频磁控溅射制备a-Si∶H薄膜.借助椭偏仪、紫外可见分光光度计和拉曼光谱来分析薄膜的光学性能和微结构.研究发现,在较低沉积压强下薄膜的致密度得到提高,光学带隙偏小,折射率和消光系数较大,短程序和中程序得到改善,体内缺陷较少.并且椭偏拟合参数A越大,...     

a-Si:H薄膜的磷-碳二元复合掺杂改性研究

以SiH4,PH3,CH4为源气体,采用射频等离子增强化学气相沉积(RF-PECVD)方法,通过改变CH4流量制备了磷、碳二元掺杂非晶硅薄膜,研究了磷、碳二元掺杂对薄膜微观结构和光学性能的影响.用X射线光电子能谱仪(XPS)观察到了C-Si峰的存在,同时发现随着CH4流量的增加,薄膜中C元素含量逐渐增大.傅里叶转换红外光谱(FTIR)测试表明,掺杂薄膜中的H含量随着CH4流量的增加逐渐增大,由11.5%增大到24.6%.光学性能测试表明,随着CH4流量的增加,掺杂薄膜的折射率逐渐降低,而光学带隙逐渐增加.     

连续氩氪离子激光晶化非晶硅薄膜的研究

为了研究连续激光晶化非晶硅薄膜中激光功率密度对晶化效果的影响,利用磁控溅射法制备非晶硅薄膜,采用连续氩氪混合离子激光器对薄膜进行退火晶化,用显微喇曼光谱测试技术和场发射扫描电子显微镜研究了薄膜在5ms固定时间下不同激光功率密度对晶化效果的影响,并对比了普通玻璃片和石英玻璃两种衬底上薄膜晶化过程的差异。结果表明,在一定激光功率密度范围内(0kW/cm2~27.1kW/cm2),当激光功率密度大于15.1kW/cm2时,普通玻璃衬底沉积的非晶硅薄膜开始实现晶化;随着激光功率密度的增大,晶化效果先逐渐变好,之后变差;激光功率密度增大到24.9kW/cm2时,薄膜表面呈现大面积散落的苹果状多晶硅颗粒,晶粒截面尺寸高达478nm ;激光功率密度存在一个中间值,使得晶化效果达到最佳;石英衬底上沉积的非晶硅薄膜则呈现与前者不同的结晶生长过程,当激光功率密度为19.7kW/cm2时,薄膜表面呈现大晶粒尺寸的球形多晶硅颗粒,并且晶粒尺寸随着激光功率密度的增大而增大,在 27.1kW/cm2处晶粒尺寸达到最大5.38m。研究结果对用连续激光晶化法制备多晶硅薄膜的研究具有积极意义。     

热丝CVD法生长纳米金刚石薄膜的研究

系统地研究了热丝CVD法中反应气体压力对沉积产物金刚石薄膜的形貌和拉曼谱图的影响,提出了热丝CVD生长纳米金刚石薄膜的新工艺,并在50mm硅片上沉积得到高质量的多晶纳米金刚石薄膜。高分辨透射电镜分析表明,薄膜的晶粒尺寸约为10nm,〈111〉晶面间距为0.2086nm,与标准值0.2059nm很接近,晶粒周围由非晶结构包围。紫外激光拉曼光谱有尖锐的金刚石峰和明显的石墨峰。     

非晶硅薄膜的准分子激光晶化研究

利用Kr准分子激光器晶化非晶硅薄膜, 研究了不同的激光能量密度和脉冲次数对非晶硅薄膜晶化效果的影响.利用X 射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对晶化前后的样品的物相结构和表面形貌进行了表征和分析.实验结果表明, 在激光频率为1 Hz 的条件下, 能量密度约为180 mJ/cm2时,准分子激光退火处理实现了薄膜由非晶结构向多晶结构的转变;当大于晶化阈值180 mJ/cm2小于能量密度230 mJ/cm2时, 随着激光能量密度增大, 薄膜晶化效果越来越好;激光能量密度为230 mJ/cm2时, 晶化效果最好、晶粒尺寸最大, 约60 nm, 并且此时薄膜沿Si(111)面择优生长;脉冲次数50 次以后对晶化的影响不大.     

本征非晶硅薄膜的准分子激光晶化

为了减低非晶硅薄膜太阳能电池的光致衰减效应和提高其光电转换效率,用等离子体化学气相沉积系统制备了本征非晶硅薄膜,用波长为248nm的KrF准分子激光器激光晶化了非晶硅表层,用共焦显微喇曼测试技术研究了非晶硅薄膜在不同的激光能量密度和不同的频率下的晶化状态,并用扫描电子显微镜测试晶化前后薄膜的形貌。结果表明,随着激光能量密度的增大,薄膜晶化效果越来越好,能量密度达到268.54mJ/cm2时晶化效果最好,此时结晶比约为76.34%;最佳的激光能量密度范围是204.99mJ/cm2~268.54mJ/cm2,这时薄膜表面晶化良好;在1Hz~10Hz范围内,激光频率越大晶化效果越好;晶化后薄膜明显出现微晶和多晶颗粒,从而达到了良好的晶化效果。     

金刚石薄膜紫外光探测器电流—电压特性的研究

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)法制备了1.8 μm、2.5 μm和3.1 μm三种晶粒尺寸的金刚石薄膜,并制作了共平面光电导探测器.采用光学显微镜和拉曼光谱仪研究了薄膜的结构和表面形貌.电流-电压(I-V)特性测试结果表明,探测器性能与金刚石薄膜晶粒大小密切相关,随着晶粒尺寸的增加,光电流/暗电流之比以及净光电流均提高.     

Al2O3陶瓷上金刚石膜生长工艺优化及α粒子响应

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法在氧化铝陶瓷衬底上沉积金刚石膜,并制作梳状电极的α粒子探测器.通过优化薄膜生长条件,发现酒精浓度为0.8%、沉积温度为850℃时,金刚石薄膜的介电常数最接近单晶金刚石膜,X射线衍射、喇曼光谱及扫描电子显微镜测试表明金刚石膜的质量较好.探测器的FV测试结果表明暗电流在10-8～10-7A之间,α粒子(241Am 5.5MeV)辐照下电流为10-5～10-4A.     

低温氢化非晶硅薄膜晶体管研究

低温薄膜晶体管(TFT)的研究是开发大面积柔性衬底集成电路的基础.采用底栅TFT结构并入刻蚀阻挡层和钝化保护层,通过工艺参数和工艺流程的设计,研制了100℃低温氢化非晶硅TFT.实验对氢化非晶硅活性层、氮化硅介质层薄膜以及TFT特性进行了测试.所研制的低温TFT导通电流与截止电流之比高达106,场效应电子迁移率为0.825 cm2/Vs,表明适于柔性衬底工艺的100℃低温TFT得到了有效实现.     

沉积电流对ZnO薄膜的结构和光学性质的影响

采用阴极电沉积的方法在导电玻璃上制备了ZnO薄膜.研究了沉积电流对薄膜结构特性和光学特性的影响.XRD分析表明ZnO薄膜为纤锌矿结构,晶粒尺寸随电流的增大而增大,择优取向随电流的变化发生了转变.光学测试表明样品的透射率最大值可达84%,禁带宽度随电流变化不大,接近于3.3 eV.     

等离子体-热丝CVD技术制备多晶硅薄膜

采用热丝化学气相沉积和等离子体增强化学气相沉积相结合的技术制备了多晶硅薄膜,通过Raman散射、XRD、吸收谱等手段研究了薄膜结构和光学性质.结果表明,与单纯的热丝和等离子体技术相比,等离子体-热丝CVD技术在一定条件下有助于薄膜的晶化和提高薄膜均匀性.Auger谱研究表明等离子体的引入大大降低了硅化物在高温热丝表面的形成.     

Ar环境下氢化非晶锗硅的制备与特性研究

采用RF-PECVD法在氩环境下制备了Ge掺杂a-Si∶H.将样品通过台阶仪、傅里叶红外光谱仪、紫外可见光分光光度计以及Keithley高阻仪进行分析测试,研究了不同掺杂比例对非晶硅薄膜沉积速率、结构因子、光学带隙及光暗电导率的影响.实验表明:薄膜沉积速率随掺杂量的增大而增大;薄膜结构因子随掺杂量的增大而减小;薄膜对可见光的吸收随掺杂量的增大出现红移,光学带隙减小;掺杂比例较低时,薄膜光暗电导率变化不明显,当GeH4量达20 cm3/min时,薄膜暗电导明显增大,光暗电导比减小.     

硼轻掺杂对非晶硅薄膜光电性能的影响

用化学气相沉积法制备了厚度为 2 μm左右、掺杂比为 ( 2～ 6)× 1 0 -6的硼轻掺杂非晶硅半导体薄膜 ,测量了样品光电流随掺杂比、电压和光波长的变化。结果表明 ,非晶硅薄膜的光电流随掺杂比、电场强度和光功率密度的增大而增大 ,光电流灵敏度最高频谱范围随掺杂比和电场强度的增大而增大 ,掺杂比改变对光电流的影响比电场强度和光功率密度变化的影响更明显