用椭偏法研究掺磷a-Si∶H薄膜的光学特性

用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法制备了磷掺杂氢化非晶硅（a—Si：H）薄膜。分别以50°和70°为入射角，测试了样品在300-1000nm波长的椭偏光谱，得到了其膜厚和光学常数谱（折射率和消光系数随波长变化谱），并应用Tauc作图法推算出了薄膜的光学带隙。

掺磷a-Si∶H红外薄膜电阻率及电阻温度系数研究

用等离子体增强化学气相沉积方法制备了掺磷氢化非晶硅薄膜材料,对薄膜的电阻率以及电阻温度系数进行了详细研究。结果表明,掺磷a-Si∶H薄膜的电阻率随磷掺杂比(PH3/SiH4)的增大和气体温度的升高而降低,但随退火温度的升高而增大;掺磷a-Si∶H薄膜的电阻温度系数随薄膜自身电阻率的增大而增大,但随环境温度的升高而降低。

掺磷氢化纳晶硅薄膜的晶粒尺寸和晶格畸变的研究

采用等离子增强化学气相沉积在玻璃衬底上制备了掺磷氢化纳晶硅薄膜,并利用X射线衍射谱(XRD)和拉曼散射谱研究了PH3浓度(GFR=[PH3]/[Si H4])对薄膜平均晶粒尺寸和晶格畸变的影响.结果显示磷弱掺杂有利于晶化,而重掺杂抑制晶化.随着GFR的增大,Si(111)方向上的平均晶粒尺寸呈现出先减小后增大的趋势,而对应的晶格畸变则呈现了相反的变化趋势,小的晶粒尺寸诱导了大的晶格畸变.该结果可归结于与平均晶粒尺寸相关的表面增强效应.在掺磷氢化纳晶硅薄膜的制备过程中,PH起了关键的有效掺杂作用.

PECVD生长纳米硅薄膜的X射线衍射分析

等离子增强化学沉积生长的纳米硅薄膜是由纳米级尺寸的晶粒和晶界组成的厚度极薄的薄膜,采用X射线薄膜衍射法即X射线以低掠射角(1°～5°)入射,延长X射线在薄膜中的行程,同时将聚焦光路改为平行光光路,以提高来自薄膜的衍射强度,得到纳米硅薄膜的衍射峰。借此方法,研究了本征膜和掺磷薄膜的硅晶体结构及掺磷浓度对硅晶粒大小和晶格微观畸变的影响。