论文摘要
本文以HWCVD法制备微晶硅薄膜为主要研究内容,利用X射线衍射谱、透射光谱、扫描电子显微镜、霍尔效应、伏安特性曲线和阻抗谱曲线对样品进行深入细致地分析,讨论工艺参数对微晶硅薄膜结构特性及电学特性的影响,包括:沉积气压对微晶硅薄膜光学带隙的影响、晶化条件对微晶硅薄膜晶粒尺寸的影响、硼掺杂浓度对微晶硅薄膜电学特性的影响,另外还研究了HIT结构中本征层的作用。研究结果表明:1.微晶硅薄膜的光学带隙随着沉积气压的升高而单调下降。产生该规律的原因与不同沉积气压下各反应基元的碰撞几率有关,沉积气压越大,基元发生碰撞的几率越高,进而引起了不同的气相反应。不同的气相反应生成的基元会对微晶硅薄膜的生长结晶产生不同的效果。2.微晶硅薄膜的晶粒尺寸随着退火时间和温度的改变而产生变化:随着退火温度的提高晶粒的尺寸逐渐增大;退火时间短的样品晶粒尺寸较大。产生该规律的原因与微晶硅薄膜的薄膜厚度以及晶粒密度有关,当晶粒尺寸达到饱和之后,进一步延长退火时间反而会使晶粒分裂。3.微晶硅薄膜的载流子迁移率随着掺杂比例的升高而单调下降,比例每增加一倍迁移率都以一个数量级的幅度递减。分析探讨了会对微晶硅薄膜迁移率产生影响的各种因素,得出晶粒尺寸越大迁移率越高的结论。同时还发现掺杂气体的引入会对结晶产生抑制作用。4.通过对HIT结构的制备及其伏安特性和阻抗特性的测量和分析,从结构特性和电学特性两方面入手,解释了本征层厚度对HIT结构的影响。研究表明,本征层对HIT异质结构的晶格常数匹配起到很好的过渡作用,同时其厚度会对HIT结构的等效电阻产生影响。本征层越厚,等效电阻越大。
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标签：热丝化学气相沉积论文; 微晶硅论文; 硼掺杂论文; 光学带隙论文; 异质结构论文;