多晶硅薄膜低温生长中晶粒大小的控制

以SiCl4H2为气源,用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法低温快速沉积多晶硅薄膜.实验发现,在多晶硅薄膜的生长过程中,气相空间各种活性基团的相对浓度是影响晶粒大小的重要因素,随功率、H2/SiCl4流量比的减小和反应室气压的增加,晶粒增大.而各种活性基团的相对浓度依赖于PECVD工艺参数,通过工艺参数的改变,分析生长过程中空间各种活性基团相对浓度的变化,指出“气相结晶”过程是晶粒长大的一个重要因素. 关键词： 气相结晶 多晶硅薄膜 晶粒生长 SiCl4     

多晶硅薄膜低温学参数的模拟与分析

本研究了多晶硅薄膜在７７Ｋ下的电导率和迁移率特性。在多晶硅晶粒间界杂质分凝模型和界面载流子陷阱模型基础上，考虑载流子对晶粒间界势垒区的隧穿和热射两种机制，对多晶硅薄膜电导率和迁移率的低温特性及其温度关系进行了模拟与分析，并与有关实验结果进行了比较。     

铝诱导非晶硅薄膜的场致低温快速晶化及其结构表征

铝诱导非晶硅薄膜晶化可以降低退火温度、缩短退火时间，是制备多晶硅薄膜的一种重要方法.在此基础上，通过在退火过程中加入电场加速了界面处硅、铝原子间的互扩散，实现了非晶硅薄膜的快速低温晶化.实验结果表明，外加电场，退火温度为400℃，退火时间为60min时，薄膜的晶化率大于60％；退火温度为450℃退火时间为30min时，薄膜已经呈现明显的晶化现象；退火温度为500℃退火时间为15min时，薄膜的x射线多晶峰强度与非晶峰强度之比为未加电场的3—4倍. 关键词： 非晶硅薄膜 多晶硅薄膜 外加电场     

金属诱导低温制备多晶硅薄膜工艺新进展

多晶硅薄膜由于兼具稳定性、高光敏性、便于大面积沉积等优势成为目前光伏领域的研究热点.本文综述了近几年金属诱导非晶硅薄膜晶化的新工艺,介绍了各种工艺条件对多晶硅薄膜材料的结构、金属含量的调控规律.最后展望了未来的发展趋势.     

柔性低温多晶硅薄膜晶体管的弯曲稳定性

研究了以聚酰亚胺为基板的p型低温多晶硅薄膜晶体管在不同弯曲半径下的偏压稳定性。当曲率半径从15 mm变到3 mm时,在拉伸弯曲状态下,阈值电压和平坦时保持一致(Vth=-1.34 V),迁移率μsat从45.65 cm~2/(V·s)降到45.17 cm~2/(V·s),开关比增大;在压缩弯曲状态下,转移特性曲线和平坦状态保持了非常好的一致性。在最小弯曲半径为3 mm时,进行了正负偏压稳定性测试,结果表明,器件依然具有很好的稳定性。     

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。     

用SiCl4-H2低温沉积多晶硅薄膜微结构的Raman分析

用拉曼散射谱研究以SiCl4 H2 为气源 ,用射频辉光放电等离子体增强化学气相沉积技术 ,在 2 0 0℃低温下沉积多晶硅薄膜的微结构特征 .结果表明 ,薄膜表层包含有大量微晶相的纳米硅晶粒和非晶相的硅聚合物 ,随射频功率增加 ,晶相结构的成分增大 .另一方面 ,深度拉曼谱分布的研究也显示薄膜的晶化度和晶粒尺度随纵向深度的增加逐渐增大 .因此可以认为 ,在多晶硅薄膜生长的最初阶段 ,空间反应过程对低温晶化起重要作用 .     

利用等离子体辅助脉冲磁控溅射实现 多晶硅薄膜的低温沉积

本文报道了利用电感耦合等离子体辅助中频直流脉冲磁控溅射在温度300 ℃ 以下沉积氢化多晶硅薄膜的制备方法. 利用拉曼散射、X射线衍射、透射电子衍射和傅里叶红外光谱对多晶硅薄膜进行了表征. 详细研究了氢气在沉积过程中所起的作用, 并结合Langmuir探针和发射光谱等等离子体诊断方法, 对辅助等离子体源在多晶硅薄膜制备过程中所起到的作用进行了讨论.     

生长温度、过冷度对InAsPSb外延层表面形貌影响的研究

本文采用恒温液相外延生长方法,研究了InAsPSb四元材料外延层表面形貌与生长温度、过冷度之间的关系.实验结果表明,生长温度、过冷度对外延晶体质量及表面形貌的影响较为明显,同时对其它因素的影响也做了分析.     

硅纳米薄膜法向热导率的进一步分析

应用非平衡分子动力学方法进一步研究了平均温度为300K、厚度为2.715nm-43.44nm的单晶硅薄膜的法向热导率,模拟结果表明,薄膜热导率低于同温度下单晶硅的实验值,存在显著的尺寸效应,当膜厚度在20nm以下时,法向热导率随尺度减小而线性减小,当膜厚度大于20nm时法向热导率随尺度呈现二阶多项式变化。法向热导率的变化规律与面向热导率的变化规律类似,表明薄膜厚度和表面晶格结构对声子传热影响的复杂性。     

人造金刚石生长中的温度控制

 本文讨论了与腔体组装方法、温度梯度和边界条件等有关的温度控制问题及其对金刚石生长的影响。     

REBCO厚膜的液相外延生长研究

本文从基片和种膜、LPE的初始阶段研究和超导性能的控制这三个方面回顾总结了液相外延生长REBCO(RE=稀土元素)厚膜的研究进展.我课题组发现的高温超导体氧化物YBCO的过热现象直接证实了采用低包晶熔点的YBCO种膜可以生长包晶温度较高的REB-CO,丰富了种膜的选择范围,此现象尤为值得关注.在LPE生长的初始阶段存在种膜的部分溶解、夹杂的形成和与稀土元素种类有关的择优生长等现象,用包括曲率效应和界面能影响的粗化机制可以解释以上现象.因而生长高结晶性的LPE厚膜时选用高品质的种膜甚为重要.为优化生长工艺,须考虑种膜的品质、熔剂中的Ba/Cu比和气氛对Mg的污染和结晶取向,RE离子对Ba的替代等方面问题,以达到获得高质量的REBCO LPE厚膜的目的.     

超导薄膜表面电阻测量新方法

本文报导一种测量高温超导薄膜微波表面电阻的新方法和测试装置.通过对加载两个不同蓝宝石的同一谐振腔进行测试,可以得到测试样品以外所有其它损耗对应的Q值.根据电磁场分布计算出谐振腔的结构参数G.用网络分析仪测量出谐振腔的无载Q值,便可计算出超导薄膜的微波表面电阻Rs.测量过程中既不会损伤超导薄膜样品,同时可以实现单片超导薄膜表面电阻的绝对测量,不需要校准件,测量简便可靠,精度高.     

多晶薄膜表面粗化与生长方式转变

采用原子力显微镜研究了磁控溅射多晶薄膜表面粗化行为对归一化沉积温度T_s/T_m(T_s是沉积温度，T_m是材料熔点)的依赖性与薄膜生长方式转变行为.随着T_s/T_m增加，薄膜表面粗糙度增加，而表征粗糙度随时间演化特征的生长指数β历经了先减小再增加的过程.β对T_s/T_m的依赖关系反映了薄膜生长方式的转变行为，即薄膜生长依次由随机生长方式向表面扩散驱动生长方式与异常标度行为生长方式转变.在低于体扩散控制薄膜生长的温度时，晶界扩散机理导致多晶薄膜的表面粗化的异常标度行为. 关键词： 多晶薄膜 表面粗化 温度 生长     

多孔硅表面Ag层对吸附其上的若丹明B染料分子表面增强Raman散射的影响

采用溶液电镀方法在多孔硅表面制备纳米尺寸的银颗粒,测量了不同镀银多孔硅表面吸附的ＲｈＢ染料分子以及固态的ＲｈＢ染料的Ｒａｍａｎ散射谱。在相同的激发强度下,固态ＲｈＢ染料的Ｒａｍａｎ散射最弱,而镀银的多孔硅表面具有明显的增强效果（～１０＾４）。     

EFFECT OF SMALL CLUSTER DIFFUSION DURING TWO-DIMENSIONAL THIN FILM GROWTH ON METAL SURFACE

The diffusion of small clusters such as dimers and trimers on metal surface and the growth of two-dimensional thin films are studied by Monte Carlo simulation, using realistic growth model and physical parameters. It is found that small cluster diffusion plays an important role in the process of thin film growth at not very low temperature. It affects not only the island density and the size of islands but also the critical value of saturation occurring during growth of thin films. The effect of small cluster diffusion depends on both the size of critical nucleus and the growth temperature. The simulation results also show that the larger the cluster allowed to diffuse, the easier the saturation that takes place, giving rise to the lower critical coverage of saturation occurring. It is suggested that the effect of small cluster diffusion should be included in establishing the growth models of thin films.     

煤低温氧化的微区组分分析与反应性研究

煤的低温氧化对着火性能、反应性、煤焦质量以及煤的自燃有重要影响．本文通过TGA-DSC、FSEM和EBSP研究了烟煤和无烟煤的低温氧化特性,研究表明:活性较高的煤表面固相氧的浓度增量比热重低温段的表观增重量大得多;根据最大吸氧量确定的着火温度随煤变质程度的加深和升温速率的增加而增加;升温速率小于1／12 K／s时,最大氧化速率和最大吸氧量能代表煤的氧化活性;含灰量低的中等变质程度的煤氧化活性最高;化学吸氧经历了从临界活化能、到活化能减小再增加到极大最后吸附终止的过程．