射频PECVD法高压快速制备纳米晶硅薄膜

采用传统的射频等离子体增强化学气相沉积技术,在较高的工作气压(133～266Pa)下,以0.4nm/s速率制备出优质的氢化纳米晶硅薄膜.薄膜的晶化率约60%,平均晶粒尺寸约6.0nm,暗电导率为10-3～104/Ω·cm.红外吸收谱显示,薄膜中没有Si-O、Si-C、Si-N等杂质键,随晶化率的提高,Si-H键也逐渐消失.     

PECVD法低温制备纳米晶硅薄膜晶化特性的Raman分析

以SiH4与H2为气源,采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,在较低的温度(200℃)和较高的压强(230 Pa)下,在普通的玻璃衬底上制备出沉积速率达8×10-10m/s,晶化率大于60%的纳米晶硅薄膜.利用Raman谱分析硅烷浓度和射频功率对纳米晶硅薄膜的晶化特性的影响.结果表明,薄膜的晶化率、沉积速率与硅烷浓度和射频功率存在着密切的关系.随着硅烷浓度的降低,即氢稀释率的提高,晶化率提高,而沉积速率随着射频功率的增大而增大.当硅烷体积浓度为1%、射频功率为70 W时,获得晶化率接近70%的优质纳米晶硅薄膜.     

衬底温度对纳米晶硅薄膜微结构的影响

采用传统的射频等离子体增强化学气相沉积技术,在较高的工作气压130 Pa和较高的射频功率70 W下,在高于100 ℃低温下,以0.14 nm/s速率制备出优质的纳米晶硅薄膜.研究结果表明,衬底温度对薄膜晶化率、表面的粗糙度和沉积速率影响很大.当衬底温度高于100 ℃时,薄膜由非晶相向晶相转化.随着衬底温度升高,薄膜晶化率提高,沉积速率缓慢增加.当温度超过300 ℃时,薄膜的晶化率降低,薄膜表面的粗糙度增加,均匀性降低.     

硅基锗硅驰豫衬底的外延生长

应用低温缓冲层的方法,采用超高真空化学汽相淀积法(UHV/CVD)在硅(100)衬底上外延出应变弛豫的低位错密度的锗硅(SiGe)薄膜,分别采用利用X射线双晶衍射和拉曼光谱仪、原子力显微镜和化学腐蚀位错坑等方法,对薄膜进行分析检测.结果表明,在300 oc低温时Ge量子点缓冲层上生长的SiGe外延层厚度仅为380 nm,弛豫度已达99%,位错密度低于1×10~5 cm~(-2),表面无Cross-hatch形貌,表面且粗糙度小于2 nm.     

衬底温度对低温制备纳米晶硅薄膜的影响

采用传统的射频等离子体增强化学气相沉积技术,在较高的工作气压130Pa和较高的射频功率70W下,在＞100℃的低温下,以0.14nm/s速率制备出优质的纳米晶硅薄膜.研究结果表明,薄膜晶化率和沉积速率与衬底温度有密切关系.当衬底温度＞100℃,薄膜由非晶相向晶相转化,随着衬底温度的进一步升高,薄膜晶化率增大,当温度为300℃时,薄膜的晶化率达82%,暗电导率为10-4·cm-1数量级,激活能为0.31eV.当薄膜晶化后,沉积速率随衬底温度升高而略有增加.     

优质纳米晶硅薄膜的低温制备技术及其在太阳能电池中的应用进展

纳米晶硅薄膜是集晶体硅材料和氢化非晶硅薄膜优点于一体,可望广泛应用于薄膜太阳能电池、光存储器、发光二极管和薄膜晶体管等光电器件的一种新型功能材料.本文综述低温制备优质纳米晶硅薄膜技术的研究进展及其在薄膜硅太阳能电池上的应用.     

低温高压快速生长纳米晶硅薄膜中氢的作用

以SiH4/H2为气源,用PECVD沉积技术,在低温(200℃)、高压下(230Pa)下制备出优质纳米晶硅薄膜.研究氢在高速生长纳米晶硅薄膜材料中的作用.实验表明,氢对纳米晶硅薄膜的高速生长起到非常关键的作用.随着氢稀释率由95%提高至99%,薄膜的晶化率由30%增大到70%,晶粒尺寸由3.0nm增大至6.0nm,而沉积速率却由0.8nm/s降低至0.3nm/s.