nc-Si:H薄膜的结构特征和光电特性
本工作采用了射频等离子体增强型化学气相沉积（RF-PECVD）技术，以SiH4和H2为反应气体源，在单晶硅、石英和玻璃衬底表面上制备了nc-Si:H薄膜。实验研究了不同H2稀释比、衬底温度和射频功率条件下对制备的nc-Si:H薄膜结构特征和光电特性的影响。利用alpha-step200表面轮廓仪、DX-2500型X射线衍射仪（XRD）、激光波长为514.532nm的JYT64000型激光拉曼光谱仪、傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）、TU-1901型双光束紫外可见近红外分光光度计和keithley4200测试仪等设备对nc-Si:H薄膜的结构特征和光电特性进行了测试分析。结果表明，PECVD制备高质量nc-Si:H薄膜的典型工艺条件为：H2稀释比R为99%，衬底温度为250℃，反应压强为1Torr，射频功率为60W。其中得到的nc-Si:H薄膜的晶化率为53.1%，晶粒尺寸为3.5nm，光学带隙Eg为1.64eV。当H2稀释比增大时，nc-Si:H薄膜的生长速率减小，晶化率增强，晶粒尺寸增大，且薄膜在Si(111)晶向上择优生长，薄膜中总体H含量减小，同时nc-Si:H薄膜的吸收系数α减小，光学带隙Eg增大。当射频功率增大时，晶化率与晶粒尺寸均增大，nc-Si:H薄膜的光吸收系数α增强，光学带隙宽度Eg变窄，结构有序性增强和带尾态宽度减小。当衬底温度由50℃升高至250℃时，薄膜晶化率与晶粒尺寸随着增大并且晶化率趋于饱和，沉积速率增大，薄膜中SiH2含量增多且结构因子R增大，光吸收系数增大，光学带隙减小。不同工艺下制备的nc-Si:H薄膜中，晶化率越大，样品的暗电导率越高，但其光敏性会有所降低。
nc-Si:H薄膜;光电特性;微观结构;制备工艺;技术参数
河北大学
硕士
微电子学与固体电子学
娄建忠
2013
中文
TN304.12;TN304.055
58
2013-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）