α-Si：H/SiNx叠层薄膜对晶体硅太阳电池的钝化

利用等离子增强化学气相沉积法在硅衬底上制备了 α-Si:H/SiN_x叠层薄膜用来钝化晶体硅太阳电池. 用有效少子寿命表征薄膜的钝化效果, 通过模拟高频电容-电压测试结果分析薄膜钝化的机理. 将α-Si:H/SiN_x薄膜的钝化效果与使用相同方法制备的 α-Si:H薄膜进行对比, 发现 α-Si:H/SiN_x 薄膜的钝化效果明显优于 α-Si:H薄膜. 不同温度下热处理后, α-Si:H/SiN_x薄膜的钝化效果随着温度的上升先提高后降低. 在最佳热处理温度300 ℃下进行热处理, α-Si:H/SiN_x 薄膜的钝化效果能在90 min内始终保持优于 α-Si:H薄膜. 模拟计算结果表明, α-Si:H/SiN_x薄膜的钝化效果与 α-Si:H/Si界面处的态密度有关. 关键词： 太阳电池 钝化 α-Si：H/SiN_x薄膜')" href="#">α-Si：H/SiN_x薄膜 热处理     

基于SOI材料α-Si:H TFTs的制作和特性研究（英文）

采用RF-PECVD系统在SOI材料上制作α-Si:H TFT,纳米非晶硅薄膜厚度为98nm,沟道长宽比为10μm/40μm。用扫描电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱等检测方法对不同退火温度下的氢化非晶硅薄膜形貌进行了表征。采用CMOS工艺、各向异性腐蚀溶液EPW、射频溅射技术和等离子体刻蚀等工艺实现α-Si:H TFT的制作。在给出一般α-Si:H TFT特性分析和实验结果的基础上,又采用建模方式对α-Si:H TFT出现的负阻特性进行研究。提取纳米氢化非晶硅薄膜与栅氧化层界面处能带图的结果表明,在靠近漏端0.5μm范围内,漏压由6V增加到30V时,随漏压的增加,价带能量逐渐下降。研究结果表明,距离漏端0.5μm范围内的压降导致负阻特性产生。     

nc-Si:H/α-SiC:H多层膜的结构与光吸收特性

利用等离子体增强化学气相沉积工艺制备了α-Si:H/α-SiC:H多层膜结构,并在900—1000?C下进行了高温退火处理,获得了尺寸可控的nc-Si:H/α-SiC:H多层膜样品.Raman测量表明,900?C以上的退火温度可以使α-Si:H层发生限制晶化.透射电子显微镜照片显示出α-Si:H层中形成的Si纳米晶粒的纵向尺寸被α-SiC:H层所限制,而与α-Si:H层的厚度相当,晶粒的择优取向是?111?晶向.傅里叶变换红外吸收谱则清楚地显示出,高温退火导致多层膜中的H原子大量逸出,以及α-SiC:H层中有更多的Si-C形成.对nc-Si:H/α-SiC:H多层膜吸收系数的测量证明,多层膜的吸收主要由nc-Si:H层支配,随着Si晶粒尺寸减小,多层膜的光学带隙增大,吸收系数降低.而当nc-Si:H层厚度不变时,α-SiC:H层厚度变化则不会引起多层膜吸收系数以及光学带隙的改变.     

辉光放电无定形硅氢薄膜光隙计算的一个简化分析法

在计入相干效应和考虑衬底影响的基础上,提出一种非破坏性的简易分析法。利用此法,由非晶硅试样的光谱透射曲线可确定膜层的厚度、折射率及吸收系数。作为例子,我们计算了α-Si:H及α-SiC:H薄膜的光隙。     

溅射的Ti薄膜热氧化形成的TiO2薄膜与p+-Si形成的异质结的电致发光

利用磁控溅射法以不同条件在重掺硼硅片(p+-Si)上制备Ti薄膜,经过一定条件下的热氧化转化为TiO2薄膜,从而形成TiO2/p+-Si异质结.研究表明:要使TiO2/p+-Si异质结产生显著的电致发光,其中的TiO2薄膜必须呈现单一的锐钛矿相,这就要求在较低的功率下溅射获得晶粒尺寸较小的Ti薄膜.此外,TiO2的薄膜...     

a-Si∶H薄膜及MWECR-CVD制备技术

文章回顾了a -Si∶H薄膜的发展历程 ,并介绍了其近 10年的研究状况 .为提高a -Si∶H薄膜的沉积速度 ,还重点介绍了一种新的微波电子回旋共振等离子体CVD(MWECR -CVD)技术 .该技术的特点是 :不含电极 ,可避免电极溅射造成的污染 ;等离子区离子密度高 ,对硅烷能高度分解 ,从而可显著提高薄膜生长速率 ;改变磁场位形和结构 ,可改变等离子体分布及轰击基片离子的能量 .文章还分析了其制备a -Si∶H薄膜存在的问题 ,提出了今后的研究方向 .     

TiO_2薄膜的硼掺杂对TiO_2/p~+-Si异质结器件电致发光的增强

利用磁控溅射在重掺硼硅(p+-Si)衬底上分别沉积TiO2薄膜和掺硼的TiO2(Ti O2∶B)薄膜,并经过氧气氛下600℃热处理,由此形成相应的TiO2/p+-Si和TiO2∶B/p+-Si异质结。与Ti O2/p+-Si异质结器件相比,TiO2∶B/p+-Si异质结器件的电致发光有明显的增强。分析认为:TiO2∶B薄膜经过热处理后,B原子进入TiO2晶格的间隙位,引入了额外的氧空位,而氧空位是TiO2/p+-Si异质结器件电致发光的发光中心,所以上述由B掺杂引起的氧空位浓度的增加是TiO2∶B/p+-Si异质结器件电致发光增强的原因。     

基于SOI材料α-Si:H TFTs的制作和特性研究

采用RF-PECVD系统在SOI材料上制作-Si:H TFT,纳米非晶硅薄膜厚度为98 nm,沟道长宽比为10 m/40 m。用扫描电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱等检测方法对不同退火温度下的氢化非晶硅薄膜形貌进行了表征。采用CMOS工艺、各向异性腐蚀溶液EPW、射频溅射技术和等离子体刻蚀等工艺实现-Si:H TFT的制作。在给出一般-Si:H TFT特性分析和实验结果的基础上,又采用建模方式对-Si:H TFT出现的负阻特性进行研究。提取纳米氢化非晶硅薄膜与栅氧化层界面处能带图的结果表明,在靠近漏端0.5 m范围内,漏压由6 V增加到30 V时,随漏压的增加,价带能量逐渐下降。研究结果表明,距离漏端0.5 m范围内的压降导致负阻特性产生。     

基于SOI材料α-Si:H TFTs的制作和特性研究

采用RF-PECVD系统在SOI材料上制作-Si:H TFT,纳米非晶硅薄膜厚度为98 nm,沟道长宽比为10 m/40 m。用扫描电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱等检测方法对不同退火温度下的氢化非晶硅薄膜形貌进行了表征。采用CMOS工艺、各向异性腐蚀溶液EPW、射频溅射技术和等离子体刻蚀等工艺实现-Si:H TFT的制作。在给出一般-Si:H TFT特性分析和实验结果的基础上,又采用建模方式对-Si:H TFT出现的负阻特性进行研究。提取纳米氢化非晶硅薄膜与栅氧化层界面处能带图的结果表明,在靠近漏端0.5 m范围内,漏压由6 V增加到30 V时,随漏压的增加,价带能量逐渐下降。研究结果表明,距离漏端0.5 m范围内的压降导致负阻特性产生。     

α-Si1-xCx:H薄膜材料的弹性反冲探测分析

介绍在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上，对α-Si1-xCx:H薄膜样品进行弹性反冲探测分析的方法和结果．用该加速器提供的高品质^127Ⅰ束流轰击α-Si1-xCx:H薄膜材料样品，用△E(gas)一E(PSD)望远镜探测器，在前角区(30。角)测量从该样品中反冲的各元素的能谱．然后用离子束分析(IBA)程序SIMNRA对能谱进行拟合，得到样品中H，C和Si的比分及深度分布．Elastic recoil detection analysis of α-Si_(1-x)C_(x)∶H foils has been performed at the HI-13 tandem accelerator of CIAE. High quality~(127)I beam bombards the target of α -Si_(1-x)C_(x)∶H_( ) thin film. A ΔE(gas)-(E(PSD)) telescope was used to measure the energy spectra of all elements recoiled from the samples at the angle of 30° in laboratory system. Components of H, C and Si and the profiles were obtained by simulation of the energy spectra using the program SIMNRA calculation.     

SnO_2/p~+-Si异质结器件的电致发光:利用TiO_2盖层提高发光强度

通过在重掺硼硅(p+-Si)衬底上溅射SnO2薄膜并在O2气氛下800℃热处理形成SnO2/p+-Si异质结.基于该异质结的器件可在低电压(电流)驱动下电致发光.进一步地,通过在SnO2薄膜上增加TiO2盖层,使器件的电致发光获得显著增强.这是由于TiO2盖层的引入,一方面使SnO2薄膜更加致密,减少了非辐射复合中心;另一方面TiO2较大的折射率和合适的厚度使SnO2薄膜电致发光的出光效率得到提高.     

利用x射线小角散射技术研究微晶硅薄膜的微结构

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     

磷掺杂纳米硅薄膜的研制

用PECVD薄膜沉积方法,成功地制备了磷掺杂纳米硅(nc-Si:H(P))薄膜.用扫描隧道电镜(STM)、Raman散射、傅里叶变换红外吸收(FTIR)谱、电子自旋共振(ESR)、共振核反应(RNR)技术对掺磷纳米硅进行了结构分析,确认了样品的微结构为纳米相结构.掺磷后膜中纳米晶粒的平均尺寸d减小,一般在25—45nm之间,且排列更加有序.掺磷nc-Si:H膜具有较高的光吸收系数,光学带隙在173—178eV之间,和本征nc-Si:H相同.掺杂nc-Si:H薄膜电导率在10^-1关键词：     

聚苯乙烯单层空心微球掺硫层不均匀结构研究

采用红外显微图像技术对单层掺硫空心微球上出现的不均匀结构进行了表征分析,证明了不均匀结构的产生来源于掺硫剂PSS（聚苯乙烯磺酸钠）。同时对PSS的成膜性能进行了研究,并使用红外显微图像技术和偏光显微镜对PSS平面薄膜进行表征,结果表明,掺硫剂PSS成膜性能较差,薄膜表面存在分子有序化聚集体和结晶现象。热处理结果显示PSS薄膜与聚苯乙烯薄膜热性能相差较大,易产生脆性开裂并从聚苯乙烯表面剥离,说明PSS不适合于高掺硫量微球制备。     

磁控共溅射低温制备多晶硅薄膜及其特性研究

多晶硅在光电子器件领域具有较为重要的用途。利用磁控溅射镀膜系统,通过共溅射技术在玻璃衬底上制备了非晶硅铝(α-Si/Al)复合膜,将Al原子团包覆在α-Si基质中,膜中的Al含量可通过Al和Si的溅射功率比来调节。复合膜于N₂气氛中进行350 ℃,10 min快速退火处理,制备出了多晶硅薄膜。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪和紫外-可见光-近红外分光光度计对多晶硅薄膜的性能进行表征,研究了Al含量对多晶硅薄膜性能的影响。结果表明：共溅射法制备的α-Si/Al复合膜在低温光热退火下晶化为晶粒分布均匀的多晶硅薄膜;随着膜中Al含量逐渐增加,多晶硅薄膜的晶化率、晶粒尺寸逐渐增加,带隙则逐渐降低;Al/Si溅射功率比为0.1时可获得纳米晶硅薄膜,Al/Si溅射功率比为0.3时得到晶化率较高的多晶硅薄膜,通过Al含量的调节可实现多晶硅薄膜的晶化率、晶粒尺寸及带隙的可控。     

硅基掺铒二氧化钛薄膜发光器件的电致发光:共掺镱的增强发光作用

在我们以前的工作(Zhu C, Lü C Y, Gao Z F, Wang C X, Li D S, Ma X Y, Yang D R 2015 Appl.Phys.Lett.107 131103)中,利用掺铒(Er)二氧化钛薄膜(TiO_2:Er)作为发光层,实现了基于ITO/TiO_2:Er/SiO_2/n~+-Si结构的发光器件的Er相关可见及近红外(约1540 nm)电致发光.本文将镱(Yb)共掺入TiO_2:Er薄膜中,显著增强了Er相关可见及近红外电致发光.研究表明,一定量Yb的共掺会导致TiO_2:Er薄膜由锐钛矿相转变为金红石相,从而使得Er~(3+)离子周围晶体场的对称性降低.此外,Yb~(3+)离子比Ti~(4+)离子具有更大的半径,这使TiO_2基体中Er~(3+)离子周围的晶体场进一步畸变.晶体场的对称性降低及畸变使得Er~(3+)离子4f能级间的跃迁概率增大.由于上述原因,Yb在TiO_2:Er薄膜的共掺显著增强了相关发光器件的电致发光.     

低温等离子体氧化α—Si：H薄膜的蓝光发射

通过荧光光谱研究了放电等离子体氧化的α-Si:H薄膜的荧光特性,在450nm-500nm范围内常温下观察到强蓝光发射,发光强度随沉积－氧化的周期数增加而增强。发射带呈七峰结构,位置分别为460nm、465nm、472nm、478nm、485nm、490nm、496nm。实验结果直接证明了蓝光发射与缺陷能级有关,其起源于Si-O结合特定组态而形成的发光中心。     

α-C:H膜表面形貌及光学性能的测试分析

 以H₂和反式-2-丁烯（T₂B）为工作气体,利用低压等离子体增强化学气相沉积法制备了α-C:H薄膜。采用原子力显微镜、扫描电镜测试了α-C:H薄膜的表面形貌,分析了实验参数对其形貌的影响。研究表明：固定压强(15 Pa),当T₂B/H₂流量比为4时,薄膜均方根粗糙度可达0.97 nm。保持T2B/H2流量比固定,增加工作气压,薄膜均方根粗糙度减小,表面更平整、致密。利用傅里叶变换红外光谱仪对薄膜价键结构进行分析,结果表明：α-C:H薄膜中主要存在sp3C—H键,氢含量较高;T₂B/H₂流量比越低,薄膜中含有更多的C=C键。应用UV-VIS光谱仪,获得了波长在200～1 100 nm范围内薄膜的光吸收特性,α-C:H薄膜透过率可达98%,计算得到的折射率在1.16～1.40。随工作气压的增加,α-C:H薄膜中sp³杂化键增多,透过率、折射率增大。     

掺杂金刚石薄膜的缺陷研究

利用多普勒增宽谱和电子顺磁共振研究了掺硼和掺硫金刚石薄膜的缺陷状态.多普勒增宽谱的结果表明，不同杂质元素掺杂的金刚石薄膜，其中使正电子湮没的缺陷种类是相同的；正电子与不同杂质元素硼、硫之间的相互作用不明显；少量硼可使金刚石膜中的空位浓度减少.EPR结果表明，各掺杂样品的顺磁信号主要来自于金刚石的碳悬键. 关键词： 金刚石 掺杂 多普勒增宽谱 电子顺磁共振     

低温铝诱导晶化制备纳米晶硅薄膜的物相和光学性能研究

采用射频磁控溅射镀膜系统,在玻璃衬底上制备了非晶硅(α-Si)/铝(Al)复合薄膜,结合氮气(N₂)气氛中低温快速光热退火制备了纳米晶硅(nc-Si)薄膜;利用光学显微镜、共焦光学显微仪、X射线衍射(XRD)仪、拉曼散射光谱(Raman)仪和紫外-可见光-近红外分光光度计(UV-VIS-NIR)对纳米晶硅薄膜的表面形貌、物相及光学性能进行了表征,研究了退火工艺对薄膜性能的影响。结果表明： 300 ℃,25 min光热退火可使α-Si/Al膜晶化为纳米晶硅薄膜,晶化率为15.56%,晶粒尺寸为1.75 nm;退火温度从300 ℃逐渐升高到400 ℃,纳米晶硅薄膜晶粒尺寸、晶化率、带隙逐渐增加,表面均匀性、晶格畸变量逐渐减小;退火温度从400 ℃逐渐升高到500 ℃,纳米晶硅薄膜的晶粒尺寸、晶化率继续增加,带隙则逐渐降低;采用纳米晶硅薄膜的吸光模型验证了所制备的纳米晶硅薄膜的光学特性,其光学带隙的变化趋势与吸光模型得出的结果一致。