過渡層對熱絲法低溫制備多晶硅薄膜的影響.pdf

1、采用熱絲化學(xué)氣相沉積(HWCVD)方法分別在鍍Ag、鍍Cu玻璃襯底上低溫沉積出高質(zhì)量多晶硅薄膜。使用XRD、Raman光譜、掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)等測試手段研究了在不同燈絲/襯底間距(5～10mm)、燈絲溫度(1800～1300℃)以及對應(yīng)的襯底溫度(320～180℃)等實(shí)驗(yàn)條件下，金屬過渡層對多晶硅薄膜的微觀形貌、結(jié)晶性及晶體學(xué)生長方向的影響規(guī)律.并利用電子顯微探針(EPMA)觀察Cu元素在樣品截面上的濃度分

2、布，研究熱絲法沉積多晶硅薄膜過程中Cu元素的擴(kuò)散行為。 研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)銀過渡層厚度為700nm，df-s=5mm，Tf=1800～1700℃(相應(yīng)Ts=295～270℃)以及df-s=7.5mm，Tf=1700～1600℃(相應(yīng)Ts=265～240℃)時均獲得橫向晶粒尺寸達(dá)到微米量級，晶化良好的多晶硅薄膜。多晶硅薄膜的晶化程度隨燈絲溫度的降低呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢。其中df-s=5mm，Tf=1700℃(相應(yīng)Ts=270℃)

3、，薄膜的晶化率為98.7％。薄膜的擇優(yōu)生長方向不隨沉積參數(shù)而改變：(111)、(220)、(311)XRD衍射峰相對峰強(qiáng)與標(biāo)準(zhǔn)硅粉末樣品非常相似，表明在此條件下生長的多晶硅薄膜無擇優(yōu)取向。銀過渡層厚度減小到30nm時，在df-s=7.5mm下沉積薄膜的擇優(yōu)取向未發(fā)生變化。低沉積溫度下(Tf：1700～1300℃，Ts：265～180℃)，隨沉積溫度降低，薄膜的晶化率先增大后減小，晶粒尺寸逐漸減小。 df-s=5mm時，在鍍銅玻璃

4、襯底上得到了橫向晶粒尺寸約1μm，垂直晶粒尺寸高達(dá)到15μm以上，晶粒取向一致、均勻致密的柱狀晶結(jié)構(gòu)。與普通玻璃襯底上直接沉積多晶硅薄膜的表面形貌對比發(fā)現(xiàn)銅過渡層在較高沉積溫度下對晶粒尺寸的改善作用更為明顯，此規(guī)律與鍍銀玻璃襯底上所觀察到的結(jié)果一致。銅過渡層的加入提高了薄膜的晶化率(其中，df-s=5、8mm時，鍍銅玻璃上沉積薄膜的晶化率均＞90％)，并在一定沉積條件下改變了多晶硅薄膜的擇優(yōu)取向。多晶硅晶粒尺寸和晶化率隨df-s增大而減