低溫下Poly-Si薄膜的ECR-PECVD生長及特性研究.pdf

1、多晶硅薄膜以其優(yōu)異的光電性能和較低的制備成本，在能源信息工業(yè)中，同益成為一種重要的電子材料，并被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路和半導(dǎo)體分立器件。為降低多晶硅薄膜的生產(chǎn)成本，研究在廉價的玻璃襯底上低溫制備多晶硅薄膜的技術(shù)成為當(dāng)今國際的熱門課題。等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù)因具有沉積溫度低，大面積均勻生長等優(yōu)點，成為生長多晶硅薄膜的一種主要方法。 本實驗采用電子回旋共振ECR-PECVD方法，以SiH<,4>(摻95％的Ar

2、氣)和H<,2>為氣源，在硅和普通玻璃為襯底上低溫沉積了多晶硅(Poly-Si)薄膜。與傳統(tǒng)的PECVD相比較，本設(shè)備有以下特點：1.使用微波源，利用ECR在低氣壓下產(chǎn)生非平衡等離子體，使SiH<,4>易于分解沉積，大大降低了沉積溫度。2.利用具有較高蒸氣壓的SiH<,4>(摻95％的Ar氣)為源，使其在氫氣氣氛中析出Si原子，直接在襯底上沉積薄膜，成膜中不含氯、氟等雜質(zhì)。3.Ar氣稀釋有利于微波放電，提高SiH<,4>離解率。

3、 本文以硅為襯底，通過改變SiH<,4>流量、H<,2>流量和襯底溫度等工藝參數(shù)，沉積了晶質(zhì)較好的多晶硅膜。利用透射電鏡(TEM)來表征晶體的微結(jié)構(gòu)，利用原子力顯微鏡(AFM)來表征表面形貌，通過RHEED對實驗結(jié)果進(jìn)行分析比較，得出適宜低溫生長多晶硅薄膜的工藝參數(shù)。研究結(jié)果表明：溫度為350～500℃時，其它沉積參數(shù)不變，襯底溫度越高沉積薄膜的晶化越好；在SiH<,4>流量穩(wěn)定的情況下，適當(dāng)增大H<,2>流量也有利于Poly-Si薄膜