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相似文献
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1.
纳米晶硅薄膜中氢含量及键合模式的红外分析   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
采用传统射频等离子体化学气相沉积技术在100—350℃的衬底温度下高速沉积氢化硅薄膜. 傅里叶变换红外光谱和Raman谱的研究表明,纳米晶硅薄膜中的氢含量和硅氢键合模式与薄膜的晶化特性有密切关系,当薄膜从非晶相向晶相转变时,氢的含量减少了一半以上,硅氢键合模式以SiH2为主. 随着衬底温度的升高和晶化率的增加,纳米晶硅薄膜中氢的含量以及其结构因子逐渐减少. 关键词: 氢化纳米晶硅薄膜 红外透射谱 氢含量 硅氢键合模式  相似文献   

2.
HW-MWECR-CVD法制备氢化微晶硅薄膜及其微结构研究   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
刘国汉  丁毅  朱秀红  陈光华  贺德衍 《物理学报》2006,55(11):6147-6151
用热丝辅助微波电子回旋共振化学气相沉积方法制备出高晶化体积分数的氢化微晶硅(μc-Si:H)薄膜.拉曼散射和X射线衍射技术对样品的微观结构测量分析表明,当反应气体中SiH4浓度在3.6%—50%之间大范围变化时,μc-Si:H薄膜均具有高的晶化体积分数.进一步的分析表明,在SiH4浓度较大时制备的薄膜,其结构以非晶-微晶的过渡相为主.薄膜易于晶化或生长为过渡相的主要原因是微波电子回旋共振使SiH4气体高度分解,等离子体高度电离. 关键词: 微波电子回旋共振化学气相沉积 氢化微晶硅薄膜 拉曼散射 X射线衍射  相似文献   

3.
以SiH4与H2作为前驱气体,采用射频等离子增强化学气相沉积技术制备了纳米晶硅薄膜.利用Raman散射和红外吸收光谱等技术,对不同氢稀释比条件下薄膜的微观结构和键合特性进行了研究.结果表明,随着氢稀释比增加,薄膜的晶化率明显提高,而氢稀释比过高时,薄膜晶化率呈现减少趋势.红外吸收光谱分析表明,纳米晶硅薄膜中氢的键合模式与薄膜的晶化特性密切相关.随着氢稀释比增加,薄膜中整体氢含量和SiH2键合密度明显减少,而在高氢稀释比条件下,氢稀释比增加导致薄膜中SiH2键合密度和整体氢含量增加.  相似文献   

4.
氢稀释对多晶硅薄膜结构特性和光学特性的影响   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
以SiCl4和H2为气源,用等离子体增强化学气相沉积技术,在250℃的低温下,研究氢稀释度对多晶硅薄膜结构特性的影响.实验结果表明,对于以SiCl4和H2组成的反应源气体,氢对薄膜生长特性的影响有异于SiH4/H2,在一定功率下,薄膜的晶化率随氢稀释度的减小而增加,在一定的氢稀释度下薄膜晶化度达到最大值85%;随着氢稀释度的继续减小,薄膜晶化度迅速下降,并逐渐向非晶态结构转变.随氢稀释度的减小,薄膜的光学带隙由 1.5eV减小至约1.2eV,而后增大至1.8eV.沉积速率则随氢稀释度的减小先增加后减小,在无氢条件下,无薄膜形成.在最佳氢稀释度条件下,Cl基是促进晶化度提高,晶粒长大的一个主要因素. 关键词: 多晶硅薄膜 微结构 氢稀释 4')" href="#">SiCl4  相似文献   

5.
氢稀释对高速生长纳米晶硅薄膜晶化特性的影响   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
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,在较高的压强(230Pa)下,研究氢稀释率对纳米晶硅薄膜的生长速率和晶化特性的影响. 实验表明,薄膜的晶化率,晶粒尺寸随着氢稀释率的提高而增加,当氢稀释率为99%,薄膜的晶化率接近70%. 而沉积速率却随着氢稀释率的减小而增加,当氢稀释率从99%减小到95%时,薄膜的沉积速率由0.3nm/s 增加至0.8nm/s. 关键词: 纳米晶硅薄膜 氢稀释 晶化率 硅烷  相似文献   

6.
以SiH4与H2作为前驱气体,采用射频等离子增强化学气相沉积技术制备了纳米晶硅薄膜.利用Raman散射和红外吸收光谱等技术,对不同氢稀释比条件下薄膜的微观结构和键合特性进行了研究.结果表明,随着氢稀释比增加,薄膜的晶化率明显提高,而氢稀释比过高时,薄膜晶化率呈现减少趋势.红外吸收光谱分析表明,纳米晶硅薄膜中氢的键合模式与薄膜的晶化特性密切相关.随着氢稀释比增加,薄膜中整体氢含量和SiH2键合密度明显减少,而在高氢稀释比条件下,氢稀释比增加导致薄膜中SiH2键合密度和整体氢含量增加.  相似文献   

7.
采用等离子体增强化学气相沉积技术沉积一系列处于不同生长阶段的微晶硅薄膜.通过同步辐射X射线掠角反射技术研究微晶硅薄膜的表面粗糙度随时间等的演化,探讨微晶硅薄膜的生长动力学过程及其生长机制.研究结果表明,在衬底温度为200 ℃,电极间距为2 cm,沉积气压为6.66×102 Pa,射频功率密度为0.22 W/cm2,氢稀释度分别为99%和98%的沉积条件下,在玻璃衬底上生长的微晶硅薄膜生长指数β分别为0.21±0.01和0.24±0.01.根据KPZ模型,微晶硅薄膜的生长机制为有限扩散生长. 关键词: X射线掠角反射 微晶硅薄膜 表面粗糙度 生长机制  相似文献   

8.
采用H2,He混合气体稀释等离子辅助反应热化学气相沉积法生长微晶硅锗薄膜,并在生长过程中对等离子体进行光发射光谱在线监测.结果表明:混合气体稀释法可以有效提高等离子体中的原子氢数目,降低等离子体中的电子温度;用XRD和光暗电导率表征样品的微结构和光电特性时发现,通过优化混合稀释气体中He和H2气体的比例,能够减少薄膜中的缺陷态,促进薄膜<220>择优取向生长,有效改善微晶硅锗薄膜结构,提高光电吸收性能. 关键词: 化学气相沉积 微晶硅锗薄膜 光发射光谱 X射线衍射  相似文献   

9.
热丝法制备纳米晶硅薄膜结构及沉积机制的研究   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
用热丝法制备了纳米晶硅薄膜.通过Raman散射谱及X射线谱,系统地研究了沉积气压Pg、高H2稀释及衬底与钨丝之间距离对沉积速率、纳米硅薄膜的形成和结构等的影响.计算了沉积过程中的温度场分布.讨论了沉积过程中反应基元的输运和相关的气相反应,以及H在薄膜生长中的作用,由此分析了沉积参量对薄膜结构的影响,得到了与实验相一致的结果. 关键词:  相似文献   

10.
采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了一系列不同氢稀释率下的硅薄膜,采用拉曼散射光谱和傅里叶红外光谱技术研究了非晶/微晶相变区硅薄膜的微观结构变化,将次晶结构(paracrystalline structure)引入到非晶/微晶相变区硅薄膜结构中,提出了次晶粒体积分数(fp),用来表征硅薄膜中程有序程度。结果表明,氢稀释率的提高导致硅薄膜经历了从非晶硅到微晶硅的相变过程,在相变区靠近非晶相的一侧,硅薄膜表现出氢含量高、结构致密和中程有序度高等特性,氢在薄膜的生长中主要起到表面钝化作用。在相变区靠近微晶相的一侧,硅薄膜具有氢含量低、晶化率高和界面体积分数小等特性,揭示了氢的刻蚀作用主控了薄膜生长过程。采用扫描电子显微镜对样品薄膜的表面形貌进行分析,验证了拉曼散射光谱和傅里叶红外光谱的分析结果。非晶/微晶相变区尤其是相变区边缘硅薄膜结构特性优良,在太阳能电池应用中适合用作硅基薄膜电池本征层。  相似文献   

11.
利用x射线小角散射技术研究微晶硅薄膜的微结构   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
采用x射线小角散射(SAXS)技术研究了由射频等离子体增强化学气相沉积(rf-PECVD)、 热丝化学气相沉积(HWCVD)和等离子体助热丝化学气相沉积(PE-HWCVD)技术制备的微晶硅( μc-Si:H)薄膜的微结构.实验发现,在相同晶态比的情况下,PECVD沉积的μc-Si:H薄膜微 空洞体积比小,结构较致密,HWCVD沉积的μ-Si:H薄膜微空洞体积比大,结构较为疏松,PE -HWCVD沉积的μc-Si:H薄膜,由于等离子体的敲打作用,与HWCVD样品相比,微结构得到明 显改善.采用HWCVD二步法和PE-HWCVD加适量Ar离子分别沉积μc-Si:H薄膜,实验表明,微结 构参数得到了进一步改善.45°倾角的SAXS测量显示,不同方法制备的μc-Si:H薄膜中微空 洞分布都呈各向异性.红外光谱测量也证实了SAXS的结果. 关键词: 微晶硅薄膜 微结构 微空洞 x射线小角散射  相似文献   

12.
郭艳青  黄锐  宋捷  王祥  宋超  张奕雄 《中国物理 B》2012,21(6):66106-066106
Amorphous-layer-free nanocrystalline silicon films were prepared by a very high frequency plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD) technique using hydrogen-diluted SiH4 at 250 C.The dependence of the crystallinity of the film on the hydrogen dilution ratio and the film thickness was investigated.Raman spectra show that the thickness of the initial amorphous incubation layer on silicon oxide gradually decreases with increasing hydrogen dilution ratio.High-resolution transmission electron microscopy reveals that the initial amorphous incubation layer can be completely eliminated at a hydrogen dilution ratio of 98%,which is lower than that needed for the growth of amorphous-layer-free nanocrystalline silicon using an excitation frequency of 13.56 MHz.More studies on the microstructure evolution of the initial amorphous incubation layer with hydrogen dilution ratios were performed using Fourier-transform infrared spectroscopy.It is suggested that the high hydrogen dilution,as well as the higher plasma excitation frequency,plays an important role in the formation of amorphous-layer-free nanocrystalline silicon films.  相似文献   

13.
Intrinsic hydrogenated microcrystalline silicon (μc-Si:H) films have been prepared by hot-wire-assisted microwave electron-cyclotron-resonance chemical vapour deposition (HW-MWECR-CVD) under different deposition conditions, Fourier-transform infrared spectra and Raman spectra were measured. Optical band gap was determined by Tauc plots, and experiments of photo-induced degradation were performed. It was observed that hydrogen dilution plays a more essential role than substrate temperature in microcrystalline transformation at low temperatures. Crystalline volume fraction and mean grain size in the films increase with the dilution ratio (R=H2/(H2+SiH4)). With the rise of crystallinity in the films, the optical band gap tends to become narrower while the hydrogen content and photo-induced degradation decrease dramatically. The samples, were identified as μc-Si:H films, by calculating the optical band gap. It is considered that hydrogen dilution has an effect on reducing the crystallization activation energy of the material, which promotes the heterogeneous solid-state phase transition characterized by the Johnson-Mehl-Avrami (JMA) equation. The films with the needed structure can be prepared by balancing deposition and crystallization through controlling process parameters.  相似文献   

14.
The structural and electronic properties of thin hydrogenated polymorphous silicon films obtained by plasma-enhanced chemical vapor deposition from hydrogen (H2) and monosilane (SiH4) gas mixture have been studied by means of transmission electron microscopy, electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy, and Raman spectroscopy. It has been established that the studied films consist of the amorphous phase containing silicon nanocrystalline inclusions with the average size on the order of 4–5 nm and the volume fraction of 10%. A signal was observed in the hydrogenated polymorphous silicon films during the EPR investigation that is attributed to the electrons trapped in the conduction band tail of microcrystalline silicon. It has been shown that the introduction of a small fraction of nanocrystals into the amorphous silicon films nonadditively changes the electronic properties of the material.  相似文献   

15.
用SiCl4/H2气源沉积多晶硅薄膜光照稳定性的研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
对以SiH4/H2及SiCl4/H2为源气体、采用 等离子体增强化学气相沉积技术制备的非晶硅薄膜和多晶硅薄膜进行了光照稳定性的研究.实验表明,制备的多晶硅薄膜并没有出现 非晶硅中的光致衰减现象,其光电导、暗电导在光照过程中没有下降反而有所上升且电导率 变化快慢受氢稀释度的制约.多晶硅薄膜的光照稳定性可能来源于高的晶化度及Cl元素的存在. 关键词: 多晶硅薄膜 稳恒光电导效应 晶界 光致衰退效应  相似文献   

16.
采用对靶磁控反应溅射技术,以氢气作为反应气体在不同的氢稀释比条件下制备了氢化非晶硅薄膜.利用台阶仪、傅里叶红外透射光谱、Raman谱和紫外-可见光透射谱测量研究了不同氢稀释比对氢化非晶硅薄膜生长速率和结构特性的影响.分析结果发现,利用对靶磁控溅射技术能够实现低温快速沉积高质量氢化非晶硅薄膜的制备.随着氢稀释比不断增加,薄膜沉积速率呈现先减小后增大的趋势.傅里叶红外透射光谱表明,氢化非晶硅薄膜中氢含量先增大后变小.而Raman谱和紫外-可见光透射谱分析发现,氢稀释比的增加使氢化非晶硅薄膜有序度和光学带隙均先增大后减小.可见,此技术通过改变氢稀释比R能够实现氢化非晶硅薄膜结构的有效控制.  相似文献   

17.
王利  张晓丹  杨旭  魏长春  张德坤  王广才  孙建  赵颖 《物理学报》2013,62(5):58801-058801
采用重掺杂的p型微晶硅来改善前电极掺硼氧化锌 (ZnO:B) 和窗口层p型非晶硅碳 (p-a-SiC) 之间的非欧姆接触特性. 通过优化插入层p型微晶硅的沉积参数 (氢稀释比H2/SiH4、硼掺杂比B2H6/SiH4) 获得了较薄厚度下 (20 nm) 暗电导率高达4.2 S/cm的p型微晶硅材料. 在本征层厚度约为150 nm, 仅采用Al背反射电极的情况下,获得了效率6.37%的非晶硅顶电池(Voc=911 mV, FF=71.7%, Jsc=9.73 mA/cm2), 开路电压Voc和填充因子FF均较无插入层的电池有大幅提升. 关键词: 氧化锌 p型微晶硅 非晶硅顶电池 非欧姆接触  相似文献   

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