nc-Si-H薄膜的結(jié)構(gòu)特征和光電特性.pdf

1、本工作采用了射頻等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積（RF-PECVD）技術(shù)，以SiH4和H2為反應(yīng)氣體源，在單晶硅、石英和玻璃襯底表面上制備了nc-Si:H薄膜。實(shí)驗(yàn)研究了不同H2稀釋比、襯底溫度和射頻功率條件下對(duì)制備的nc-Si:H薄膜結(jié)構(gòu)特征和光電特性的影響。利用alpha-step200表面輪廓儀、DX-2500型X射線衍射儀（XRD）、激光波長為514.532nm的JYT64000型激光拉曼光譜儀、傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）、TU

2、-1901型雙光束紫外可見近紅外分光光度計(jì)和keithley4200測試儀等設(shè)備對(duì)nc-Si:H薄膜的結(jié)構(gòu)特征和光電特性進(jìn)行了測試分析。結(jié)果表明，PECVD制備高質(zhì)量nc-Si:H薄膜的典型工藝條件為：H2稀釋比R為99%，襯底溫度為250℃，反應(yīng)壓強(qiáng)為1Torr，射頻功率為60W。其中得到的nc-Si:H薄膜的晶化率為53.1%，晶粒尺寸為3.5nm，光學(xué)帶隙Eg為1.64eV。當(dāng)H2稀釋比增大時(shí)，nc-Si:H薄膜的生長速率減小，晶

3、化率增強(qiáng)，晶粒尺寸增大，且薄膜在Si(111)晶向上擇優(yōu)生長，薄膜中總體H含量減小，同時(shí)nc-Si:H薄膜的吸收系數(shù)α減小，光學(xué)帶隙Eg增大。當(dāng)射頻功率增大時(shí)，晶化率與晶粒尺寸均增大，nc-Si:H薄膜的光吸收系數(shù)α增強(qiáng)，光學(xué)帶隙寬度Eg變窄，結(jié)構(gòu)有序性增強(qiáng)和帶尾態(tài)寬度減小。當(dāng)襯底溫度由50℃升高至250℃時(shí)，薄膜晶化率與晶粒尺寸隨著增大并且晶化率趨于飽和，沉積速率增大，薄膜中SiH2含量增多且結(jié)構(gòu)因子R增大，光吸收系數(shù)增大，光學(xué)帶隙減