热丝辅助ECR-CVD制备a-Si:H薄膜的红外和光致衰退研究

采用热丝辅助MWECR-CVD系统制备出了a-SiH薄膜.应用傅立叶红外仪测量了薄膜的红外谱,用共面蒸铝电极法测量了薄膜的光电导.通过比较A样品(加入热丝)和B样品(未加热丝),得出在热丝辅助MWECR-CVD系统制备非晶硅薄膜过程中,热丝的光照对薄膜的抗衰退起到了关键作用,用该系统制备非晶硅薄膜,大大降低了薄膜中的总氢含量,提高了薄膜的稳定性,同时,Si-H键合体的摇摆模发生了红移.     

a-Si:H薄膜的制备工艺对其光电特性的影响

采用MW-ECR CVD方法制备的a-SiH薄膜在模拟太阳光照射下进行光敏性(σp.σ d)和光致衰退测试.对比了有、无热丝辅助沉积的薄膜的光电特性,得出沉积温度是影响薄膜光敏性的主要因素,而适当温度的热丝辅助对于薄膜的光致衰退有一定延缓作用.     

热丝辅助MW ECR CVD法高速沉积优质氢化非晶硅薄膜

我们用热丝辅助MW ECRCVD系统,在热丝温度分别为0、1350、1400、1450、1500、1600和1700℃时制备出a-SiH薄膜.通过膜厚测定,红外光谱分析光、暗电导测量等手段,分析了其沉积速率、光敏性及光学带隙的变化规律.结果表明沉积速率和薄膜质量均得到明显的提高,沉积速率超过3nm/s,光暗电导之比提高到6×105.找到最佳辅助热丝温度为1450℃.通过对带隙值的分析,发现当带隙值在1.6～1.7范围内时,薄膜几乎都具有105以上的光暗电导之比.     

氢化非晶硅薄膜光衰退稳定性的影响因素

用热丝辅助微波电子回旋共振化学气相沉积制备样品,通过红外吸收谱图和光衰退图,分析影响a-SiH薄膜光衰退稳定性的因素一方面,非晶硅网格中氢含量、氢硅键合方式以及氢的运动情况均对非晶硅材料的稳定性起着十分重要的作用,另一方面,在非晶硅的基体上生长少量微晶硅,可提高薄膜的稳定性.最终希望能通过两者的结合来探讨如何制备高光敏性和低光致衰退的非晶硅薄膜.     

微波ECR CVD法制备a-Si:H膜的氢含量研究

应用微波电子回旋共振化学气相沉积(MWECR CVD)方法,在较高速率下沉积了a-SiH薄膜,用FTIR红外谱仪研究a-SiH薄膜的结构特性与衬底温度、氢稀释比、光学带隙的对应关系,并对2000cm-1附近的特征吸收峰用高斯函数进行了拟合分析,获得了沉积高质量a-SiH薄膜的最佳工艺条件.     

MW-ECR制备的氢化非晶硅光电特性研究

通过对热丝辅助微波电子回旋共振(HW-MW-ECRCVD)法制备的氢化非晶硅(a-SiH)薄膜进行暗电导与温度关系的测试,可得到暗电导激活能(Ea),并研究了Ea与a-SiH薄膜光敏性(σph/σ d)的关系;发现随着Ea的增大,费米能级位置下移,缺陷态密度减少,薄膜的光敏性变好.     

ECR-CVD方法生长a-SiNx:H薄膜的研究

使用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)方法室温生长了非晶氢化的氮化硅薄膜,通过改变前驱气体(SiH4 80%Ar和NH3)的流量比,研究了薄膜的生长速率、等离子体的发射光谱和薄膜的红外特性.结果表明:随着NH3流量的增加,氮化硅薄膜的生长速率呈下降趋势,这主要是由于等离子体中的气相前驱成分之一硅基团浓度的不断下降所导致的;随着NH3流量的增加,薄膜中键合了较多的具有较高电负性的N原子是Si-N和Si-H伸缩振动发生蓝移的主要原因.红外光谱的定量计算表明所制备的氮化硅薄膜具有相对较低的H浓度,约15%左右.文中对氮化硅薄膜的生长机制也进行了讨论.     

微波等离子体化学气相沉积法生长非晶碳化硅薄膜

利用SiH4(80%Ar稀释)和CH4作为源气体,通过改变源气体流量比、基片温度、沉积气压等参量,使用微波电子回旋共振化学气相沉积法生长非晶碳化硅薄膜。实验结果表明碳化硅薄膜沉积速率随气体流量比R(CH4/(CH4+SiH4))的增加而减小、随基片温度的升高明显减小、随沉积气压的增加先增大后减小。红外结构表明:在较低流量比R下,薄膜主要由硅团簇和非晶碳化硅两相组成,而当R>0.5时,薄膜的结构主要由非晶碳化硅组成,薄膜中键合的H主要是Si和C的封端原子。同时,沉积温度的升高使碳化硅薄膜中Si-H,C-C和C-H键的含量减少,而薄膜中Si-C含量明显增加且峰位发生了红移。薄膜相结构的转变是薄膜光学带隙变化的原因。     

石英衬底上的BPxN1-x薄膜沉积及P对其光学带隙调制的研究

以光学石英为衬底,采用热丝辅助射频等离子体增强化学气相沉积方法(HF-PECVD)沉积了BPxN1-X薄膜.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDAX)、紫外-可见(UV-VIS)等测试手段研究了薄膜的化学组成、结晶状况,以及P元素掺杂对BPxN1-X薄膜材料光学带隙的调制规律.结果表明,所沉积薄膜具有多晶团聚、定向生长的特点,其表面形貌随时间而变化,最后发展成多晶球状密堆成膜,与石英衬底结合牢固.BPxN1-x薄膜的磷元素相对含量随磷烷流量增加而增加,光学带隙相应窄化.通过控制磷的掺杂量可以有效调整该薄膜材料的光学带隙.     

ECR-CVD法制备BN薄膜

cBN薄膜的CVD制备是一个很受关注的课题.本文研究了ECR-CVD系统的等离子体特性,并在Si(100)衬底上进行了BN薄膜的生长实验,初步获得了cBN含量约为23.8%的BN薄膜;分析了H2在CVD生长cBN中的影响.