大晶粒多晶Si薄膜的結(jié)構(gòu)特征與光電特性.pdf

1、本工作采用高頻感應(yīng)化學(xué)氣相淀積(HFCVD)技術(shù)，以SiH4為反應(yīng)氣體源，在石英襯底表面上制備了大晶粒多晶硅(pc-Si)薄膜。實(shí)驗(yàn)研究了襯底溫度、反應(yīng)壓強(qiáng)和SiH4濃度等工藝參數(shù)對(duì) HFCVD生長(zhǎng) pc-Si薄膜的晶粒尺寸和光學(xué)性質(zhì)的影響。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X-射線單晶衍射(XRD)和Raman光譜等技術(shù)手段，對(duì) pc-Si薄膜的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了分析表征。利用紫外分光光度計(jì)和霍爾測(cè)試儀測(cè)試了pc-Si薄膜的光電特性。初步探討

2、了HFCVD原位摻雜生長(zhǎng)中摻硼(B)濃度對(duì) pc-Si薄膜光電特性的影響。結(jié)果指出，pc-Si薄膜的晶粒尺寸隨襯底溫度、反應(yīng)壓強(qiáng)、SiH4濃度和摻 B濃度的增加呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)。在襯底溫度為1000℃，反應(yīng)壓強(qiáng)為200Torr，摻雜濃度為0.83％(Si:B=1000:8.3)條件下，得到晶粒尺寸為2.5μm、光學(xué)帶隙為～1.55 eV的pc-Si薄膜。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，pc-Si薄膜隨 B摻雜濃度的增加而變厚，薄膜的結(jié)晶程度則隨摻雜濃度的

3、增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。在B濃度較低時(shí)，薄膜晶粒尺寸會(huì)隨摻雜濃度的增加而增大.當(dāng)濃度增加到一定值時(shí)，晶粒尺寸大小將不再發(fā)生變化。定性分析認(rèn)為,這種現(xiàn)象與B原子在薄膜生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)襯底表面發(fā)生的H2解吸的促進(jìn)作用有關(guān)。B的摻入會(huì)降低 H2解吸勢(shì)壘，促進(jìn)襯底表面 H的解吸過(guò)程，從而增加了薄膜的淀積速率，并導(dǎo)致薄膜晶粒尺寸的變化。利用所制備的大晶粒 pc-Si薄膜設(shè)計(jì)了nc-Si:H/pc-Si異質(zhì)結(jié)，并測(cè)試了該異質(zhì)結(jié)在暗室和光照條件下的I