高速沉积微晶硅薄膜光发射谱的研究

采用PR650光谱光度计对高速沉积微晶硅薄膜的生长过程进行了在线监测研究,并对所对应的材料进行了Raman谱和红外吸收谱(FTIR)的测试.结果表明：能反映材料晶化程度的I_［SiH^*］/I_［Hβ^*］比值在沉积时间为100 s之内有下降的趋势,且反应气体总流量T_fl越小下降趋势越明显,这与拉曼散射光谱对材料的结构测试结果一致;沉积5 min时I 关键词： 高速沉积 微晶硅薄膜 电子温度     

VHF等离子体光发射谱(OES)的在线监测

采用光发射谱(OES)测量技术，对不同制备条件下的甚高频(VHF)等离子体辉光进行了在线监 测.实验表明，VHF等离子体中特征发光峰(Si，SiH,H_α,H^*_β 等)的强度较常规的射 频(RF)等离子体明显增强，并且在制备μc-Si：H的工艺条件下(H稀释度R(H₂/S iH₄)=23 )，随激发频率的增加而增大，这些发光峰的变化趋势与材料沉积速率的变化规律较相似.Si H峰等的强度随气压的变化则因硅烷H稀释度及功率的不同而异：高H稀释(R=23)时，SiH峰强 度在低辉光功率下随反应气压的增大单调下降，在高辉光功率下随气压的变化呈现类高斯规 律；低H稀释(R=5．7)时， SiH峰随气压的变化基本上是单调下降的，下降速率也与功率有 关，这些结果表明，VHF-PECVD制备μc-Si：H和a-Si：H的反应动力学过程存在较大差异.此 外，随着激发功率的增大，Si，SiH峰都先迅速增大然后趋于饱和，并且随着H稀释率的增大 ，将更快呈现饱和现象.通过对OES结果的分析与讨论可知，VHF-PECVD技术沉积硅基薄膜可 以有效提高沉积速率，而且，硅基薄膜的沉积速率的进一步提高需要综合考虑H稀释度、气 压和功率等的匹配与优化. 关键词： 甚高频等离子体化学气相沉积 氢化硅薄膜 光发射谱     

硅薄膜沉积过程中等离子发光基团的一维空间分布研究

使用光发射谱(OES)对甚高频等离子增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术沉积硅薄膜时的等离子体发光基团的空间分布进行了在线监测和研究. 研究表明：等离子体的不同发光基团都存在着一个中间强度较大的区域和两边电极附近的暗区;增大硅烷浓度和提高辉光功率都会增大SiH^*峰强度;硼烷的加入,使得SiH^*和Hα^*峰强度增大,但硼烷流量变化的影响很小;硼烷流量增大,材料的晶化率下降,而I_{［Hα^*］关键词： 甚高频等离子增强化学气相沉积 等离子体 发光基团 空间分布}     

沉积温度对微晶硅薄膜结构特性的影响

采用PECVD技术，在玻璃衬底上沉积μc-Si:H薄膜. 用拉曼光谱、SEM和UV分光光度计对不同沉积温度下沉积的薄膜的结构特性进行分析. 研究发现：沉积温度较低时，随着沉积温度的升高，薄膜的晶化率增加；当沉积温度超过某一温度值时，随着温度的进一步升高，薄膜的晶化率降低. 这时，表面反应由表面扩散限制转变为流量控制. 该温度值随着硅烷含量的降低而降低. 关键词： 氢化微晶硅薄膜 拉曼散射谱 晶化率 UV分光光度计     

高氢稀释制备微晶硅薄膜微结构的研究

采用高氢稀硅烷热丝化学气相沉积方法制备氢化微晶硅薄膜.其结构特征用Raman谱，红外透射谱，小角X射线散射等来表征.结果表明微晶硅的大小及在薄膜中的晶态比χ_c随氢稀释度的提高而增加.而从红外谱计算得到氢含量则随氢稀释度的增加而减少.小角X射线散射结果表明薄膜致密度随氢稀释度的增加而增加.结合红外谱和小角X射线散射的结果讨论与比较了不同相结构下硅网络中H的键合状态.认为随着晶化的发生和晶化程度的提高H逐渐移向晶粒表面，在硅薄膜中H的存在形式从以SiH为主向SiH₂ 关键词：     

微晶硅薄膜的结构及光学性质的研究

借助RF-PECVD辅助RTP技术，采用高沉积气压的技术路线制备了优质的微晶硅薄膜，并利用拉曼光谱、反射谱和透射谱分别研究了微晶硅的晶化率和光学性质.实验中发现微晶硅的吸收边出现了相对红移，此相对红移可归结于薄膜晶化率的提高和带尾态密度的降低. 关键词： 微晶硅 拉曼光谱 快速热处理 红移     

微晶硅薄膜沉积过程中的等离子体光学与电学特性研究

采用空间分辨光发射谱和傅里叶变换功率阻抗分析仪研究了衬底偏压和辉光功率对微晶硅薄膜沉积过程中的等离子体光学与电学特性的影响.研究表明：在交流偏压(AC)、悬浮(floating)、负直流加交流(-DC＋AC)偏压下,Hα发射强度空间分布规律相似,平均鞘层长度相等;正直流加交流(＋DC＋AC)偏压和接地(grounded)时Hα发射强度显著增强,并存在双峰(double layers)现象.增大功率,Hα发射强度也随着增大,并在17W与22W之间产生跳变.电学测试发现功率增大,等离子体电阻降低,电抗降低,电 关键词： 等离子体 光发射谱 衬底偏压 辉光功率     

拉曼光谱和红外光谱分析沉积气压对微晶硅薄膜微结构的影响

采用射频等离子体增强化学气相沉积法(RF-PECVD),在玻璃和硅衬底上以230—310Pa之间的沉积气压生长微晶硅(μc-Si:H)薄膜。利用拉曼光谱和红外光谱分析样品的微结构。结果发现样品的微结构强烈依赖于沉积气压,并且存在着最佳沉积气压250Pa,在此条件下的微晶硅薄膜晶化率为60.6%,氢含量为最小值9.1%。     

高压PECVD技术沉积硅基薄膜过程中硅烷状态的研究

采用高压射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)方法在不同功率下制备了一系列硅薄膜材料，研究了材料晶化率和生长速度随功率变化的规律， 进而研究PECVD方法沉积硅薄膜过程中的硅烷反应状态，并提出可以根据硅烷耗尽程度的不同将硅烷反应状态分为未耗尽、耗尽和过耗尽三种.然后，对不同硅烷反应状态下的材料结构、光电性能以及相应的电池进行了研究，并指出适合于太阳电池本征层的高质量微晶硅材料应该沉积在硅烷耗尽状态. 关键词： 耗尽状态 微晶硅 光发射谱     

HW-MWECR-CVD法制备氢化微晶硅薄膜及其微结构研究

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     

Optical emission spectroscopy study on depositionprocess of microcrystalline silicon

This paper reports that the optical emission spectroscopy (OES) is used to monitor the plasma during the deposition process of hydrogenated microcrystalline silicon films in a very high frequency plasma enhanced chemical vapour deposition system. The OES intensities (SiH\sj{*}, H微晶硅 VHF-PECVD 发射光谱学 薄膜物理学microcrystalline silicon, VHF-PECVD, optical emission spectroscopy2005-11-092005-11-092005-12-12This paper reports that the optical emission spectroscopy （OES） is used to monitor the plasma during the deposition process of hydrogenated microcrystalline silicon films in a very high frequency plasma enhanced chemical vapour deposition system. The OES intensities （Sill^＊, H^＊ and H^＊β） are investigated by varying the deposition parameters. The result shows that the discharge power, silane concentrations and substrate temperature affect the OES intensities. When the discharge power at silane concentration of 4% increases, the OES intensities increase first and then are constant, the intensities increase with the discharge power monotonously at silane concentration of 6%. The SiH^＊ intensity increases with silane concentration, while the intensities of H^＊α and H^＊β increase first and then decrease. When the substrate temperature increases, the SiH^＊ intensity decreases and the intensities of H^＊α and H^＊β are constant. The correlation between the intensity ratio of IH^＊α/ISiH^＊ and the crystalline volume fraction （Xc） of films is confirmed.     

The role of hydrogen in hydrogenated microcrystalline silicon film and in deposition process with VHF-PECVD technique

The role of hydrogen in hydrogenated microcrystalline silicon ($\mu $c-Si:H) thin films in deposition processes with very high frequency plasma-enhanced chemical vapour deposition (VHF-PECVD) technique have been investigated in this paper. With \textit{in situ} optical emission spectroscopy (OES) diagnosis during the fabrication of $\mu $c-Si:H thin films under different plasma excitation frequency $\nu _{\rm e }$ (60MHz--90MHz), the characteristic peak intensities ($I_{{\rm SiH}^*}$, $I_{{\rm H}\alpha^*}$ and $I_{{\rm H}\beta ^*}$) in SiHVHF-PECVD技术 氢化微晶硅 光发射光谱 薄膜学VHF-PECVD technique, hydrogenated microcrystalline silicon, role of hydrogen, optical emission spectroscopyProject supported by the Natural Science Foundation of Guangdong Province, China (Grant No 05300378), the State Key Development Program for Basic Research of China (Grant Nos G2000028202 and G2000028203) and the Program on Natural Science of Jinan University, Guangzhou, China (Grant No 51204056).2005-11-252005-11-252006-01-05The role of hydrogen in hydrogenated microcrystalline silicon （μc-Si：H） thin films in deposition processes with very high frequency plasma-enhanced chemical vapour deposition （VHF-PECVD） technique have been investigated in this paper. With in situ optical emission spectroscopy （OES） diagnosis during the fabrication of μc-Si：H thin films under different plasma excitation frequency Ve （60MHz-90MHz）, the characteristic peak intensities （IsiH＊, IHα＊ and IHβ＊ ） in SiH4＋H2 plasma and the ratio of （IHα＊ ＋ IHβ＊ ） to IsiH＊ were measured; all the characteristic peak intensities and the ratio （IHα＊ ＋ IHβ＊ ）/IsiH＊ are increased with plasma excitation frequency. It is identified that high plasma excitation frequency is favourable to promote the decomposition of SiH4＋H2 to produce atomic hydrogen and SiHx radicals. The influences of atomic hydrogen on structural properties and that of SiHx radicals on deposition rate of μc-Si：H thin films have been studied through Raman spectra and thickness measurements, respectively. It can be concluded that both the crystalline volume fraction and deposition rate are enhanced with the increase of plasma excitation frequency, which is in good accord with the OES results. By means of FTIR measurements, hydrogen contents of μc-Si：H thin films deposited at different plasma excitation frequency have been evaluated from the integrated intensity of wagging mode near 640 cm^-1. The hydrogen contents vary from 4% to 5%, which are much lower than those of μc-Si：H films deposited with RF-PECVD technique. This implies that μc-Si：H thin films deposited with VHF-PECVD technique usually have good stability under light-soaking.     

硅甲烷射频放电分解动力学的CARS光谱研究

应用相干反斯托克斯喇曼光谱(CARS)技术对硅甲烷(SiH_4)的射频放电分解进行在位诊断.基于硅甲烷v_1振动模CARS信号强度的变化,研究了SiH_4-H_2及SiH_4-N_2体系中射频功率及总气压对硅甲烷分解速率的影响.此外,还用CARS方法检测硅甲烷分解的中间产物,得到信噪比较好的光谱,并试作了初步归属.     

薄膜硅/晶体硅异质结电池中本征硅薄膜钝化层的性质及光发射谱研究

本文采用甚高频等离子体化学气相沉积技术 (VHF-PECVD) 制备薄膜硅/晶体硅异质结电池中的本征硅薄膜钝化层, 光发射谱 (OES) 测量技术研究了硅薄膜沉积过程中等离子体发光谱随时间的变化. 结果表明: 在实验优化条件下等离子体发光谱很快达到稳定 (大约25 s), 并且SiH^*/H_α^* 的比值随时间变化较小, 避免了生长过程中硅薄膜结构的不均匀性, 这主要是SiH₄没有完全耗尽避免了SiH₄的反向扩散. 进一步研究了沉积参数对稳态发光谱和硅薄膜性质的影响, 结果表明: 随着硅烷浓度增加, H_α^*峰强度减小, SiH^*峰强度增加, 薄膜从微晶转变成非晶, 非晶硅薄膜钝化效果好; 随着沉积气压增大, H_α^*和 SiH^*峰强度先增加后减小, 高气压下H_α^*和 SiH^*峰强度下降主要是反应前驱物的聚合形成高聚合物, 不利于形成高质量的硅薄膜, 因此钝化效果下降; 随着反应功率密度增加, H_α^*和 SiH^*峰强度增大, 当功率密度为150 mW/cm² 趋于饱和, 硅薄膜的致密度和钝化效果也开始下降, 50 mW/cm²的低功率密度下硅薄膜钝化效果差可能是由于原子H 浓度低, 不能完全钝化单晶硅表面的悬挂键. 关键词： 薄膜硅 异质结 光发射谱 钝化     

不同方法制备的类金刚石薄膜的XPS和Raman光谱的研究

分别利用金属脉冲磁过滤真空阴极弧沉积法(FCVA)、直流磁控溅射法(SP)和脉冲辉光放电等离子体化学气相沉积法(PECVD)在硅片上沉积类金刚石膜层.并利用激光拉曼光谱法(Raman spectroscopy)和X射线光电子能谱法(XPS)对类金刚石膜层进行研究.通过研究分析发现,不同方法制备的类金刚石膜层的G峰位、D...     

三萜大叶冬青甙I和苦丁冬青甙K的NMR研究

大叶冬青甙I和苦丁冬青甙 K系分别从Ilex latifolia Thunb.和Ilex kudincha C. J. Tseng的叶子中分离得到的三萜皂甙.用化学和波谱方法,特别是2D NMR波谱技术,推定它们的结构分别为3-O-β-D-吡喃葡萄糖-(1→3)-α-L-吡喃阿拉伯糖-30(S)-3β,19α,23-trihydroxy-urs-12-en 28-oic acid 28-O-β-D-吡喃葡萄糖甙和3-O-［α-L-吡喃鼠李糖-(1→2)］-［β-D-吡喃葡萄糖-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖-(1→3)］-α-L-吡喃阿拉伯糖-3β,19α,20β-trihydroxyurs-12-en-28-oic acid 28-O-［α-L-吡喃鼠李糖-(1→2)］-β-D-吡喃葡萄糖甙,并对其NMR信号进行了全归属.     

光谱法研究七、八元瓜环对亚甲基蓝的分子识别

利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱法考察了七、八元瓜环(Q[7],Q[8])对客体亚甲基蓝染料(g)的分子识别作用.结果表明,Q[7]与g作用形成物质的量比为2:1的主客体配合物,Q[8]与g作用形成的是物质的量之比为1:2的主客体配合物.吸收光谱法测得的包结常数分别为KQ[7]-g=1.34×1012 L2·mol-2,KQ[8]-g=5.34×1012 L2·mol-2;荧光光谱法测得的KQ[7]-g=1.53×1012 L2·mol-2,KA[8]-g=6.11×1012 L2·mol-2,两种方法结果一致.随着Q[7或8]浓度的增加,瓜环对客体有明显的荧光增敏作用,而Q[8]对客体有明显的荧光猝灭作用.从Q[7]和Q[8]分别与客体作用体系的紫外-可见吸光度和荧光强度随pH值改变的变化规律可以看出,体系在pH在0.5～13范围内均能观察到主客体的相互作用,且作用比例不发生变化.