Al/a-Si∶H复合薄膜的电导性能

采用真空热蒸发与PECVD方法,在经特殊设计的"单反应室双沉积"设备中沉积了Al/a-Si∶H复合薄膜,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射、Raman及X射线光电子谱等方法对复合薄膜在不同Al层厚度和不同温度退火后的晶化及电导行为进行了研究.结果表明,Al/a-Si∶H复合薄膜在不高于250℃的退火条件下即开始出现硅的晶体相.退火温度越高,Al层越厚,形成多晶硅的量越多.Al/a-Si∶H复合薄膜的电导率受Al原子在a-Si∶H中掺杂效应的影响,比纯a-Si∶H薄膜的大.随着硅晶体相在复合薄膜中的生成,复合薄膜的电导率受晶相比控制,晶相比增加,电导率增大.     

厚度对a-Si∶H薄膜性能的影响

用等离子体增强化学气相沉积法在最佳工艺参数下在硼玻璃基片上沉积了厚度为1 μm以下的不同厚度的a-Si∶H薄膜.测量了薄膜厚度对它的光电性质的影响.结果表明,当膜厚增加时,a-Si∶H薄膜暗电导、光电导和阈值电压增大,光学带隙和Raman谱的TA模与TO模峰值比减小,折射率几乎不变,光吸收系数和通断电流比先增大,达到最大值后又减小.     

低碳含量a-Si1-xCx∶H薄膜的化学键结构

利用两种不同激发波长进行Raman测量,研究了低碳含量a-Si1-xCx∶H(～＜20at.%)薄膜的结构特征.采用647.1nm激发时,由于激发光能量接近于各样品的光学带隙,因而在样品中具有较大的穿透深度;而采用488nm激发时,激发光被样品表面强烈吸收.探测深度的变化造成了两种激发下Raman谱出现较大的差异.实验结果表明样品体内存在硅团簇结构,样品的自由表面存在一层高浓度的缺陷层.这两种空间的不均匀性造成了高能激发时Raman谱的TO模频率和半高宽比低能激发时有大的红移和展宽.以上结果证明不同激发波长将造成Raman测量结果的差异.     

掺铒a-Si∶H,O薄膜1.54μm光致发光和微结构

采用等离子化学气相淀积方法 ,改变 Si H4 和 N2 O的流量比制备含有不同氧浓度的 a- Si∶ H,O薄膜 .用离子注入方法掺入铒 ,经 30 0— 935℃快速热退火 ,在波长 1 .54μm处观察到很强的室温光致发光 .氧的加入可以大大提高铒离子的发光强度 ,并且发光强度随氧含量的变化有一个类似于高斯曲线的分布关系 ,不是单调地随氧含量的增加而增强 .研究了掺铒 a- Si∶ H,O薄膜和微结构 ,讨论了发光强度与薄膜微结构的关系 .     

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.     

MWECR CVD系统中磁场梯度对a-Si∶H薄膜沉积速率的影响

为了定量地得到磁场梯度对a-Si∶H薄膜沉积速率的影响,对单磁场线圈分散场MWECR CVD系统等离子体室和沉积室中用三种方法得到的磁场形貌进行了研究.通过洛伦兹拟合的方法定量地得到了这些磁场形貌的磁场梯度.结果表明,样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为137.7A时其衬底附近磁场梯度值最大,样品台下面无钐钴永磁时,磁场线圈电流分别为137.7A和115.2A的磁场梯度值依次为次之和最小.制备a-Si∶H薄膜时,在衬底附近具有高的磁场梯度值可以得到高的沉积速率.通过红外吸收谱技术分析,虽然样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为137.7A下能得到最大的沉积速率,但是沿样品台半径方向沉积速率呈现很明显的不均匀分布.     

退火气氛对铝诱导a-Si薄膜结晶过程的影响

以玻璃为衬底,室温条件下采用直流磁控溅射技术制备了Glass/Al/a-Si样品.在H2,N2和空气3种不同气氛中进行了退火处理.分别采用XRD,Raman光谱和SEM研究了退火气氛对a-Si薄膜销诱导晶化(AIC)过程的影响.XRD实验结果表明:a-Si薄膜在H2气氛中400℃下经过90min的退火处理就能得到结晶较好的poly-si薄膜.Raman光谱实验结果表明:在500℃下退火处理,相同时间内H2气氛中a-Si结晶程度最好,空气气氛中结晶程度最差.这是因为高温H2退火过程中,高活性H原子能将弱的Si-Si键破坏,并与之反应形成强Si-Si键,使得薄膜结构更加稳定有序,同时能加速薄膜中氧的外扩散,促使薄膜晶化.     

μc-Si∶H/a-Si∶H多层膜的周期性结构和量子尺寸效应

利用射频辉光放电法 ,通过周期性交替切换两种耦合电极的方式 ,制备了 μc- Si∶ H/a- Si∶ H多层膜 .低角度X射线衍射 (L AXRD)测试表明 ,这种多层膜具有良好的周期性结构 .观察了上述多层膜的光学性质及电导率与温度的关系 ,发现其吸收边随着 a- Si∶ H层的减薄而蓝移 ,低温下的电导激活能 Ea 随着 a- Si∶ H层的减薄而减小 .     

Ni金属诱导晶化非晶硅(a-Si:H)薄膜

对在氢化非晶硅薄膜（a-Si：H）上溅射金属Ni的样品进行金属诱导晶化（MIC）／金属诱导横向晶化（MILC），制备多晶硅薄膜（p-Si）的上艺及薄膜特性进行了研究。XRD测最结果表明非晶硅在500℃退火1h后就已经全部晶化。金属诱导晶化的优选晶向为（220）．而且晶粒随退火时间的延长而长大。非晶硅薄膜样品500℃下退火6h后的扫描电镜照片显示，原金属镍覆盖区非晶硅全部晶化．晶粒均匀．平均晶粒大小约为0．3μm，而且已经发生横向晶化。EDS测试Ni在晶化的非晶硅薄膜中的原子百分含量分析表明，金属Ni在MILC过程中的作用只是催化晶化．除了少量残留在MILC多晶硅中外．其余的Ni原子都迁移至晶化的前沿。500℃下退火20h后样品的Raman测试结果也表明．金属离子向周边薄膜扩散．横向晶化了非晶硅薄膜。     

μc-Si∶H/a-Si∶H多层膜的周期性结构和量子尺寸效应

利用射频辉光放电法,通过周期性交替切换两种耦合电极的方式,制备了μc-Si∶H/a-Si∶H多层膜．低角度X射线衍射(LAXRD)测试表明,这种多层膜具有良好的周期性结构．观察了上述多层膜的光学性质及电导率与温度的关系,发现其吸收边随着a-Si∶H层的减薄而蓝移,低温下的电导激活能Ea随着a-Si∶H层的减薄而减小     

MWECR CVD系统中磁场梯度对a-Si∶H薄膜沉积速率的影响

为了定量地得到磁场梯度对a-Si∶H薄膜沉积速率的影响,对单磁场线圈分散场MWECR CVD系统等离子体室和沉积室中用三种方法得到的磁场形貌进行了研究.通过洛伦兹拟合的方法定量地得到了这些磁场形貌的磁场梯度.结果表明,样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为137.7A时其衬底附近磁场梯度值最大,样品台下面无钐钴永磁时,磁场线圈电流分别为137.7A和115.2A的磁场梯度值依次为次之和最小.制备a-Si∶H薄膜时,在衬底附近具有高的磁场梯度值可以得到高的沉积速率.通过红外吸收谱技术分析,虽然样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为137.7A下能得到最大的沉积速率,但是沿样品台半径方向沉积速率呈现很明显的不均匀分布.     

用椭偏法研究掺磷a-Si:H薄膜的光学特性

用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备了磷掺杂氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜.分别以50°和70°为入射角,测试了样品在300～1000nm波长的椭偏光谱,得到了其膜厚和光学常数谱(折射率和消光系数随波长变化谱),并应用Tauc作图法推算出了薄膜的光学带隙.     

退火气氛对铝诱导a-Si薄膜结晶过程的影响

以玻璃为衬底,室温条件下采用直流磁控溅射技术制备了Glass/Al/a-Si样品.在H2,N2和空气3种不同气氛中进行了退火处理.分别采用XRD,Raman光谱和SEM研究了退火气氛对a-Si薄膜销诱导晶化(AIC)过程的影响.XRD实验结果表明:a-Si薄膜在H2气氛中400℃下经过90min的退火处理就能得到结晶较好的poly-si薄膜.Raman光谱实验结果表明:在500℃下退火处理,相同时间内H2气氛中a-Si结晶程度最好,空气气氛中结晶程度最差.这是因为高温H2退火过程中,高活性H原子能将弱的Si-Si键破坏,并与之反应形成强Si-Si键,使得薄膜结构更加稳定有序,同时能加速薄膜中氧的外扩散,促使薄膜晶化.     

低碳含量a-Si_(1-x)C_x∶H薄膜的化学键结构

利用两种不同激发波长进行 Ram an测量 ,研究了低碳含量 a- Si1 - x Cx∶ H (～ <2 0 at.% )薄膜的结构特征 .采用 6 47.1nm激发时 ,由于激发光能量接近于各样品的光学带隙 ,因而在样品中具有较大的穿透深度 ;而采用488nm激发时 ,激发光被样品表面强烈吸收 .探测深度的变化造成了两种激发下 Raman谱出现较大的差异 .实验结果表明样品体内存在硅团簇结构 ,样品的自由表面存在一层高浓度的缺陷层 .这两种空间的不均匀性造成了高能激发时 Raman谱的 TO模频率和半高宽比低能激发时有大的红移和展宽 .以上结果证明不同激发波长将造成Ram an测量结果的差异 .     

a-Si∶H/SiO2多层膜晶化过程中的发光机理

采用在等离子体增强化学气相沉积（PECVD）系统中淀积a-Si∶H薄膜结合原位等离子体氧化的技术，制备了一系列不同a-Si∶H子层厚度的a-Si∶H/SiO2多层膜. 通过对其进行三步热处理：脱氢、快速热退火及准静态退火,使a-Si∶H/SiO2多层膜中a-Si∶H层发生非晶态到晶态的相变，获得尺寸可控的纳米硅nc-Si/SiO2多层膜. 结合Raman谱，FTIR谱和TEM测试，对退火过程中多层膜的光致发光性质进行跟踪研究，分析了a-Si∶H/SiO2多层膜在各个热处理阶段发光机理的演变，讨论了a-Si∶H/SiO2多层膜晶化为nc-Si/SiO2多层膜过程中，发光机制与微结构之间的相互联系.     

薄膜厚度对ZnO∶Al透明导电膜性能的影响

铝掺杂的氧化锌(ZnO∶Al)透明导电膜是采用射频磁控溅射法在有机衬底(Polypro-pylene adipate, PPA)和Corning 7059玻璃上制备的.详细研究了薄膜的结构性质、光学和电学性质随薄膜厚度的变化关系.制备的ZnO∶Al薄膜具有(002)面的单一择优取向的多晶六角纤锌矿结构,性能优良的薄膜电阻率在两种衬底上分别为2.55×10-3Ω·cm和1.89×10-3Ω·cm,平均透射率达到了80%和85%.     

Au、Al/a-Si:H热退火行为研究

本文借助改进的干涉增强喇曼散射技术、AES分析和高温金相显微镜在位观察研究了Au、Al/a-Si∶H系统的真空热退火行为.发现受金属复盖的a-Si∶H的晶化温度和其激活能均比未复盖的a-Si∶H要低得多;a-Si∶H上的Al-Si互溶温度也比C-Si上的低,并且该互溶作用在350℃退火后加剧;Al诱导的a-Si∶H晶化后,在表面上有一连续的低阻Si(Al)析出层,它可Al/a-Si∶H的肖特基结转为欧姆结.     

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.     

MWECR CVD系统中磁场梯度对a-Si:H薄膜沉积速率的影响

为了定量地得到磁场梯度对a Si∶H薄膜沉积速率的影响 ,对单磁场线圈分散场MWECRCVD系统等离子体室和沉积室中用三种方法得到的磁场形貌进行了研究 .通过洛伦兹拟合的方法定量地得到了这些磁场形貌的磁场梯度 .结果表明 ,样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为 137 7A时其衬底附近磁场梯度值最大 ,样品台下面无钐钴永磁时 ,磁场线圈电流分别为 137 7A和 115 2A的磁场梯度值依次为次之和最小 .制备a Si∶H薄膜时 ,在衬底附近具有高的磁场梯度值可以得到高的沉积速率 .通过红外吸收谱技术分析 ,虽然样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为 13     

铝诱导晶化法制备多晶硅薄膜

多晶硅薄膜在微电子和能源科学领域有着广泛的应用.本文介绍了利用铝诱导晶化非晶硅制备多晶硅薄膜的方法,叙述了铝诱导晶化法制备多晶硅薄膜的一般过程,着重讨论了铝诱导晶化非晶硅的机理和在制备过程中各种参数对多晶硅薄膜质量的影响.