氫化非晶-納米晶硅薄膜的PECVD法制備與性能研究.pdf

1、與單晶硅材料相比氫化非晶/納米晶硅(a-Si:H/nc-Si:H)不僅擁有較高的光吸收系數(shù)，還具備光學(xué)帶隙、電導(dǎo)率可調(diào)和制備成本低等特點，使得它們在光調(diào)制器、光傳感器、太陽能電池及薄膜晶體管等領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。
　　a-Si:H/nc-Si:H薄膜的成膜機理和摻雜機制非常復(fù)雜，且大量實驗研究表明薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和各項特性與制備條件關(guān)系密切，國內(nèi)關(guān)于這些方面的研究仍然不夠充分，尤其對磷重摻雜和硼輕摻雜研究較少。
　　論文

2、針對上述問題展開工作，采用RF-PECVD法制備本征及摻雜氫化非晶硅薄膜，并對本征非晶硅進行退火實驗；利用多種分析測試手段對薄膜的特性進行了較為系統(tǒng)地研究；將硼摻雜氫化非晶硅用作液晶空間光調(diào)制器的光敏層，并制備出完整器件。主要研究內(nèi)容和獲得的成果包括以下幾個方面：
　　(1)退火實驗表明，當退火溫度達到900時，薄膜出現(xiàn)明顯晶化現(xiàn)象；經(jīng)500和700退火所得到的薄膜均為非晶態(tài)，且晶格結(jié)構(gòu)復(fù)雜；700退火條件下得到的薄膜出現(xiàn)大量針孔

3、；晶化后薄膜的光學(xué)禁帶寬度和電導(dǎo)率有明顯增大。
　　(2)采用氫稀釋與layer by layer結(jié)合的手段制備氫化硅薄膜，發(fā)現(xiàn)氫對促進薄膜晶化有一定作用，但高密度氫等離子體的刻蝕作用會引起薄膜表面產(chǎn)生嚴重的缺陷及大量的空隙，使得薄膜暴露在空氣中后易發(fā)生嚴重的氧化。
　　(3)磷摻雜硅薄膜均為非晶態(tài)，且結(jié)構(gòu)因子R*都較大；摻磷對薄膜的光學(xué)帶隙有拓寬作用，光學(xué)帶隙在摻磷濃度為2.5％時達到最大；磷摻雜氫化非晶硅薄膜的電導(dǎo)率要比