APCVD法多晶硅薄膜的制備及其性能研究.pdf

1、多晶硅薄膜作為一類新型半導(dǎo)體材料，具有較高的光吸收率及光電導(dǎo)等優(yōu)異性能，同時還兼有單晶硅材料高遷移率及非晶硅材料可大面積、低成本制備的優(yōu)點(diǎn)。目前已被廣泛應(yīng)用于一些半導(dǎo)體器件和集成電路中。因此，該材料制備工藝引起了研究人員的廣泛關(guān)注。本文主要研究常壓化學(xué)氣相沉積法(APCVD)多晶硅薄膜的制備工藝與性能影響。實(shí)驗(yàn)分別考察沉積溫度、反應(yīng)時間、SiH4濃度及襯底材料等條件對薄膜結(jié)構(gòu)、晶相生長及性能方面的影響，并對ITO導(dǎo)電玻璃上薄膜的制備進(jìn)行

2、探討，從而得到APCVD法多晶硅薄膜的制備工藝與性能的影響規(guī)律。研究表明:
　　(1)以Sill4為硅源，N2為載氣，采用APCVD方法在玻璃基板上成功制備了柱狀多晶硅薄膜。隨著沉積溫度從700℃增加至1000℃，Si晶相快速增長，當(dāng)溫度為700％，薄膜表面光滑，此時平均粗糙度Sq最小為9.04nm，晶粒尺寸最大（約150～200nm）;隨著反應(yīng)時間從30s延長到60s，Si晶粒逐漸增大，薄膜均勻致密，表面粗糙度Sq最小為8.72

3、nm，但時間超過90s后卻不利于柱狀多晶硅薄膜在空間上的持續(xù)生長;隨著Sill4濃度從1.0％增大到4.0％，Si薄膜的特征峰(111)、(220)、(311)均開始出現(xiàn)，且強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，峰形也越尖銳，故SiH4濃度增加至4.0％對APCVD法多晶硅薄膜生長有利。
　　(2)對于APCVD法多晶硅薄膜的制備，ITO導(dǎo)電玻璃襯底較普通玻璃襯底表現(xiàn)出很強(qiáng)的誘導(dǎo)作用;所得薄膜產(chǎn)品顆粒均勻，表面粗糙度Sq可達(dá)8.49nm;同時也改善了薄膜

4、的導(dǎo)電性。
　　(3)隨著沉積溫度升高、反應(yīng)時間延長或SiH4濃度增加，硅薄膜厚度均增加，致密性均提高，導(dǎo)致薄膜對光吸收逐漸增強(qiáng)，吸光度Amax=5.98;透射率下降，在可見光波長范圍內(nèi)Tmin=20.36％，顏色加深至金黃色。薄膜在ITO導(dǎo)電玻璃襯底上與在普通玻璃襯底上相比，前者對光的吸收更強(qiáng)，在可見光區(qū)域的透射率更低至6.23％;后者硅薄膜的方塊電阻R口(≥0.521×105Ω/sq)比前者R口(范圍167.3～466.2Ω/