濺射參量對(duì)Si薄膜自晶化程度的影響.pdf

1、本課題采用射頻磁控濺射法,通過調(diào)節(jié)Ar氣流量與基體負(fù)偏壓的大小直接制各了兩組具有一定晶化程度的Si薄膜。借助X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外.可見光光度計(jì)(Uv-VIS)以及少子壽命儀(HS-CLT)等手段對(duì)薄膜的厚度、微觀結(jié)構(gòu)、微觀形貌、晶粒大小及分布以及薄膜的光/電學(xué)性能進(jìn)行了檢測(cè),重點(diǎn)討論了Ar氣流量與基體負(fù)偏壓對(duì)薄膜的沉積速率、晶粒生長(zhǎng)以及光/電學(xué)性能的影響

2、,研究結(jié)果表明:
　　(1)隨著薄膜生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),在薄膜生長(zhǎng)方向上均出現(xiàn)了明顯的納米晶粒,且隨著薄膜的生長(zhǎng),其內(nèi)部晶粒的分布與大小發(fā)生明顯的變化,越靠近薄膜表面,晶粒越呈現(xiàn)纖維狀分布,晶粒尺寸越大。隨著Ar氣流量的增加,薄膜的晶化率與晶粒尺寸都有所下降;Ar氣流量的增大帶來薄膜表面粗糙度的上升。由此說明Ar氣流量的增大并不利于薄膜生長(zhǎng)過程中的自晶化生長(zhǎng)以及薄膜的微觀結(jié)構(gòu)與形貌的改善。
　　(2)隨著Ar氣流量的增大,薄膜厚

3、度下降,光學(xué)透過率呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì),光學(xué)帶隙單調(diào)上升。同時(shí),薄膜的少子壽命隨著心氣流量的增大明顯下降。由此說明Ar氣流量的增大不利于薄膜的光/電學(xué)性能的改善。
　　(3)Si薄膜的沉積速率隨著基體負(fù)偏壓的增大而明顯增大,晶粒尺寸隨著基體負(fù)偏壓的下降而下降,而晶化率則呈現(xiàn)上升趨勢(shì),說明基體負(fù)偏壓的增大會(huì)使得晶粒趨于細(xì)化。薄膜表面粗糙度隨著基體負(fù)偏壓的增大明顯下降。隨著基體負(fù)偏壓的增大,沿著薄膜生長(zhǎng)方向從薄膜結(jié)合面開始會(huì)出