熱絲化學(xué)氣相沉積制備微晶硅薄膜的研究.pdf

1、本文以HWCVD法制備微晶硅薄膜為主要研究?jī)?nèi)容，利用X射線衍射譜、透射光譜、掃描電子顯微鏡、霍爾效應(yīng)、伏安特性曲線和阻抗譜曲線對(duì)樣品進(jìn)行深入細(xì)致地分析，討論工藝參數(shù)對(duì)微晶硅薄膜結(jié)構(gòu)特性及電學(xué)特性的影響，包括：沉積氣壓對(duì)微晶硅薄膜光學(xué)帶隙的影響、晶化條件對(duì)微晶硅薄膜晶粒尺寸的影響、硼摻雜濃度對(duì)微晶硅薄膜電學(xué)特性的影響，另外還研究了HIT結(jié)構(gòu)中本征層的作用。研究結(jié)果表明： 1.微晶硅薄膜的光學(xué)帶隙隨著沉積氣壓的升高而單調(diào)下降。產(chǎn)生該

2、規(guī)律的原因與不同沉積氣壓下各反應(yīng)基元的碰撞幾率有關(guān)，沉積氣壓越大，基元發(fā)生碰撞的幾率越高，進(jìn)而引起了不同的氣相反應(yīng)。不同的氣相反應(yīng)生成的基元會(huì)對(duì)微晶硅薄膜的生長(zhǎng)結(jié)晶產(chǎn)生不同的效果。 2.微晶硅薄膜的晶粒尺寸隨著退火時(shí)間和溫度的改變而產(chǎn)生變化：隨著退火溫度的提高晶粒的尺寸逐漸增大；退火時(shí)間短的樣品晶粒尺寸較大。產(chǎn)生該規(guī)律的原因與微晶硅薄膜的薄膜厚度以及晶粒密度有關(guān)，當(dāng)晶粒尺寸達(dá)到飽和之后，進(jìn)一步延長(zhǎng)退火時(shí)間反而會(huì)使晶粒分裂。

3、 3.微晶硅薄膜的載流子遷移率隨著摻雜比例的升高而單調(diào)下降，比例每增加一倍遷移率都以一個(gè)數(shù)量級(jí)的幅度遞減。分析探討了會(huì)對(duì)微晶硅薄膜遷移率產(chǎn)生影響的各種因素，得出晶粒尺寸越大遷移率越高的結(jié)論。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)摻雜氣體的引入會(huì)對(duì)結(jié)晶產(chǎn)生抑制作用。 4.通過對(duì)HIT結(jié)構(gòu)的制備及其伏安特性和阻抗特性的測(cè)量和分析，從結(jié)構(gòu)特性和電學(xué)特性兩方面入手，解釋了本征層厚度對(duì)HIT結(jié)構(gòu)的影響。研究表明，本征層對(duì)HIT異質(zhì)結(jié)構(gòu)的晶格常數(shù)匹配起到很好的過渡作