利用热退火法从非晶硅薄膜中生长纳米硅粒

报道了一种从氢化非晶硅薄膜中生长纳米硅粒的方法.氢化非晶硅薄膜经过不同条件的热退火处理后,用拉曼散射和X射线衍射技术对样品进行了分析.实验结果表明:在快速升温条件下所形成的nc-Si在薄膜中的分布是随机均匀的,直径在1.6～15 nm范围内,硅粒大小随退火过程中升温快慢而变化.     

氢化非晶硅薄膜退火形成的纳米硅粒

报道了氢化非晶硅薄膜在600～620℃温度下快速退火10s可以形成纳米晶硅,其喇曼散射表明,在所形成的纳米晶硅在薄膜中分布是随机的,其直径在1.6～15nm以内.并且在强光照射下观察了纳米晶硅在薄膜中的结晶和生长情况.     

热处理升温快慢对非晶硅中形成的纳米硅粒尺寸的影响

含氢非晶硅薄膜经过快速热退火处理后,我们用拉曼散射和X-射线衍射技术对样品进行分析.我们的实验结果表明:在非晶硅薄膜中形成的纳米硅晶粒的大小随着热退火过程中升温快慢而变化.在升温过程中,当单位时间内温度变化量较大时（～100℃/s）,则所形成纳米硅粒较小（～1.6～15nm）;若单位时间内温度变化量较低（～1℃/s）,则纳米硅粒较大（～23～46nm）。根据分形生长理论和计算机模拟,我们讨论了升温快慢与所形成的纳米硅颗粒大小的关系.     

a-SiH 热处理过程中纳米硅粒尺寸的控制(英文)

报道了控制热处理过程中含氢非晶硅中纳米硅颗粒大小的一种新方法。用喇曼散射、X射线衍射和计算机模拟,发现在非晶硅中所形成的纳米硅颗粒的大小,随着热退火过程中升温速率的变化而变化。在退火过程中,若非晶硅薄膜升温速率较高(～100℃/s),则所形成纳米硅粒的大小在1.6～15nm;若非晶硅薄膜升温速率较低(～1℃/s),则纳米硅粒大小在23～46nm。根据晶体生长理论,讨论了升温速率的高低与所形成的纳米硅颗粒大小的关系。     

快速退火BF+注入非晶硅薄膜的显微分析

将具有能量９２ｋｅ Ｖ、剂量１×１０１５／ｃｍ ２ 的 Ｂ Ｆ＋ 注入由 Ｐ Ｅ Ｃ Ｖ Ｄ 方法制备的ａ Ｓｉ∶ Ｈ 薄膜中,然后用功率为 ６０ Ｗ 、束斑直径 ０２ｃｍ 的 Ｃ Ｗ Ｃ Ｏ２ 激光器进行 １０ｓ 快速退火。再用扫描电子显微镜（ Ｓ Ｅ Ｍ）进行显微形貌观察。分析结果指出：由于 Ｂ Ｆ＋ 的注入,使ａ Ｓｉ∶ Ｈ 薄膜中产生了多重结构缺陷,其表面轮廓是类似矩形和方形的图形;发现退火中的晶化是从这些缺陷的棱边开始。最后对晶化过程和机理进行了讨论。     

快速热退火温度对纳米晶氢-硅薄膜及其p-n结性能的影响

采用快速热退火(RTA)对热丝化学气相沉积HWCVD制 备的非晶氢-硅(a-Si:H)薄膜进行晶化处理,并在此基础上制备了 纳米晶氢-硅(nc-Si:H)薄膜p-n结。利用拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)和分光光 度计研究了所制备(nc-Si:H)薄膜的结构、光学性能与退火温度的关系;同时, 研究了不同RTA条 件下制备p-n结的整流特性随温度变化的规律。研究发现,随RTA温度由700℃升高至 1100℃,薄膜的晶化率由46.3%提高到96%,拉曼峰半高宽(FWHM)由19.7cm－1降低至7. 1cm－1。当退火 温度为700℃时,薄膜的XRD谱中只有一个较弱的Si(111)峰;当退火 温度高于900 ℃时,薄膜 的XRD谱中除Si(111)峰外,还出现了Si(220)、Si(311)峰。同时,随退火温度的升高,薄膜 的禁 带宽度由1.68eV升高至2.05eV。由于禁带宽 度的增加,相应的p-n结最高工作温度也由180℃升高至300℃。     

注砷硅快速热退火过程研究

本文研究砷注入硅后以高频感应石墨作辐射热源的快速热退火过程.实验结果表明,快速热退火过程可分为二个阶段:第一阶段为固相外延再生长.第二阶段为高温消除损伤.     

微波退火非晶硅薄膜低温晶化研究

多晶硅薄膜晶体管以及其独特的优点在液晶显示领域中起着重要的作用。为了满足在普通玻璃衬底上制备多晶硅薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器,低温制备（＜600℃高质量多晶硅薄膜已成为研究热点。文章研究了一种低温制备多晶硅薄膜的新工艺;微波退火非晶硅薄膜固相晶化法,利用X射线衍射、拉曼光谱和扫描电镜分析了微波退火工艺对非晶硅薄膜固相晶化的影响,成功实现了低温制备多晶硅薄膜。     

纳米硅／非晶硅多层膜室温可见光致发光研究

本文报道了在用等离子体增强化学汽相淀积法制备的氢化纳米硅（ｎｃ－Ｓｉ：Ｈ）／氢化非晶硅（ａ－Ｓｉ：Ｈ）多层膜中，未经任何后处理工艺，观察到室温可见光致发光（ＰＬ）．当ｎｃ－Ｓｉ：Ｈ层厚度由４．０ｎｍ下降至２．１ｎｍ时，ＰＬ峰波长由７５０ｎｍ兰移至７０８ｎｍ．本文将这种对量大于Ｓｉ单晶能隙的光发射归因于多层膜中ｎｃ－Ｓｉ：Ｈ子层的量子尺寸效应．     

快速热退火对纳米晶粒SnO2薄膜性质的影响

以SnCl2·2H2O及无水乙醇为原料,利用溶胶-凝胶法在快速热退火下制备了SnO2纳米薄膜,研究了快速热退火(RTA)对SnO2薄膜性质的影响.采用X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),研究了薄膜的晶粒尺寸、微结构、表面形貌与快速热退火条件的关联,用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和光致发光研究了薄膜的光学性质.结果表明,快速热退火(RTA)温度对薄膜的光学性质、晶粒尺寸和薄膜的结构形态均有较大的影响.     

快速光热退火法制备多晶硅薄膜的研究

为了制备应用于太阳电池的优质多晶硅薄膜,研究了非晶硅薄膜的快速光热退火技术。先利用 PECVD 设备沉积非晶硅薄膜,然后放入快速光热退火炉中进行退火。退火前后的薄膜利用 X 射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试其晶体结构及表面形貌,用电导率设备测试其暗电导率。研究表明退火温度、退火时间对非晶硅薄膜的晶化都有很大的影响,光热退火前先用常规高温炉预热有助于增大多晶硅薄膜的晶粒尺寸和暗电导率。     

激光结晶a-Si:H SOI离子注入和快速退火

本文对激光结晶a-Si∶H SOI结构砷注入和快速退火行为作了研究.a-Si∶H激光结晶有Lp-LCR,OD,FCR-2,FCR-1四个结晶区.用剖面电镜观察了结晶区的结构.扩展电阻测量表明Lp-LCR区中有两种扩散机制,即杂质在晶粒体内扩散和沿缺陷扩散.OD区中有三种扩散形式,除有上述两种以外,还有沿缺陷的扩散.首次比较了沿晶界和缺陷的扩散速度.     

Size Control of Nanoscale Silicon Particles Formed in Thermally Annealed A- Si: H Films and Its Photoluminescence

A method to control the size of nanoscale silicon grown in thermally annealed hydrogenated amorphous silicon (a-Si : H) films is reported. Using the characterizing techniques of micro-Raman scattering,X-ray diffraction and computer simulation, it is found that the sizes of the formed silicon particles change with the temperature rising rate in thermally annealing the a-Si : H films. When the a-Si: H films have been annealed with high rising rate( ～ 100 C/s), the sizes of nanoscale silicon particles are in the range of 1.6～ 15nm. On the other hand, if the a-Si: H films have been annealed with low temperature rising rate(～1 C/s),the sizes of nanoscale silicon particles are in the range of 23～46 nm. Based on the theory of crystal nucleation and growth, the effect of temperature rising rate on the sizes of the formed silicon particles is discussed. Under high power laser irradiation, in situ nanocrystallization and subsequent nc-Si clusters are small enough for visible light emission, authors have not detected any visible photoluminescence(PL) from these nc-Si clusters before surface passivation. After electrochemical oxidization in hydrofluoric acid, however, intense red PL has been detected. Cyclic hydrofluoric oxidization and air exposure can cause subsequent blue shift in the red emission. The importance of surface passivation and quantum confinement in the visible emissions has been discussed.     

Size Control of Nanoscale Silicon Particles Formed in Thermally Annealed A-Si∶H Films and Its Photoluminescence

A method to control the si ze of nanoscale silicon grown in thermally annealed hydrogenated amorphous silico n (a-Si∶H) films is reported. Using the characterizing techniques of micro-Ra man scattering, X-ray diffraction and computer simulation, it is found that the sizes of the formed silicon particles change with the temperature rising rate i n thermally annealing the a-Si∶H films. When the a-Si∶H films have been anne aled with high rising rate( ~100 ℃/s), the sizes of nanoscale silicon particle s are in the range of 1.6~15 nm. On the other hand, if the a-Si∶H films have been annealed with low temperature rising rate(~1 ℃/s), the sizes of nanoscale silicon particles are in the range of 23~46 nm. Based on the theory of crystal nucleation and growth, the effect of temperature rising rate on the sizes of th e formed silicon particles is discussed. Under high power laser irradiation, in situ nanocrystallization and subsequent nc-Si clusters are small enough for vis ible light emission, authors have not detected any visible photoluminescence(PL) from these nc-Si clusters before surface passivation. After electrochemical ox idization in hydrofluoric acid, however, intense red PL has been detected. Cycli c hydrofluoric oxidization and air exposure can cause subsequent blue shift in t he red emission. The importance of surface passivation and quantum confinement i n the visible emissions has been discussed.     

a-Si:H热处理过程中形成的纳米硅粒及其光致发光

报道了氢化非晶硅薄膜在600～620℃温度下快速退火10 s可以形成纳米晶硅,其拉曼散射表明,所形成的纳米晶硅在薄膜中的分布是随机的,其直径在1.6～15 nm内.根据晶体生长理论和计算机模拟,讨论了升温快慢与所形成纳米硅颗粒大小之间的关系,并且在强光照射下观察了纳米晶硅在薄膜中的结晶和生长情况.经退火形成的nc-Si可见光辐射较弱,不能检测到它们的光致发光,但用氢氟酸腐蚀钝化后则可检测到较强的红PL,并且钝化后的nc-Si在空气中暴露一定时间后,其辐射光波长产生了蓝移.就表面钝化和量子限制对可见光辐射的重要性作了讨论.     

非晶硅薄膜瞬态光电导的光致变化

研究了非晶硅薄膜的瞬态光电导的光致变化情况.用通常的非晶态半导体的瞬态光电流的乘方规律和稳态光电导的扩展指数规律都不能对试验数据进行很好的拟合,而采用两个指数函数相加的形式可以对实验数据进行很好的拟合.这表明非晶硅薄膜长时间的衰退不是由带尾态决定,而是由深的陷阱决定的.两个指数函数的衰退分别对应于距导带0.52eV和0.59eV的两个陷阱,这两个陷阱可以被指认为带隙中的荷负电中心.光照后,带隙中的复合中心增加,导致电子寿命的减少,从而引起光电导的衰退.     

a-Si:C:H and a-Si:N:H Thin Films Obtained by PECVD for Applications in Silicon Solar Cells

Hydrogenated amorphous silicon-carbon (a-Si:C:H) and hydrogenated silicon-nitrogen (a-Si:N:H) antireflective films were deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) at 13.56 MHz in SiH₄ + CH₄ and SiH₄ + NH₃ gaseous mixtures of various compositions. The silicon and glass samples were investigated by optical spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM). A correlation between film properties and process parameters was found. The refractive index decreased and the energy gap increased with an increase of carbon and nitrogen in the films. For some process parameters, it was possible to obtain smooth, hydrogen rich, and homogeneous films of low reflectivity. The silicon solar cells with antireflective coatings revealed an increase in efficiency.