熱絲化學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內容，利用X射線衍射譜、透射光譜、掃描電子顯微鏡、霍爾效應、伏安特性曲線和阻抗譜曲線對樣品進行深入細致地分析，討論工藝參數(shù)對微晶硅薄膜結構特性及電學特性的影響，包括：沉積氣壓對微晶硅薄膜光學帶隙的影響、晶化條件對微晶硅薄膜晶粒尺寸的影響、硼摻雜濃度對微晶硅薄膜電學特性的影響，另外還研究了HIT結構中本征層的作用。研究結果表明： 1.微晶硅薄膜的光學帶隙隨著沉積氣壓的升高而單調下降。產(chǎn)生該

2、規(guī)律的原因與不同沉積氣壓下各反應基元的碰撞幾率有關，沉積氣壓越大，基元發(fā)生碰撞的幾率越高，進而引起了不同的氣相反應。不同的氣相反應生成的基元會對微晶硅薄膜的生長結晶產(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，當晶粒尺寸達到飽和之后，進一步延長退火時間反而會使晶粒分裂。

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下降，比例每增加一倍遷移率都以一個數(shù)量級的幅度遞減。分析探討了會對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論。同時還發(fā)現(xiàn)摻雜氣體的引入會對結晶產(chǎn)生抑制作用。 4.通過對HIT結構的制備及其伏安特性和阻抗特性的測量和分析，從結構特性和電學特性兩方面入手，解釋了本征層厚度對HIT結構的影響。研究表明，本征層對HIT異質結構的晶格常數(shù)匹配起到很好的過渡作