富硅氧化硅微盘的制备研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)及高温退火工艺制备了富硅氧化硅(SRSO)薄膜材料.喇曼光谱仪探测表明,该材料具有较高的光致发光(PL)效率,并在750 nm波长处达到发光峰值.采用电子束光刻(EBL)及电感耦合反应离子刻蚀(ICP)技术在Si衬底上制备了基于富硅氧化硅材料的光学微盘结构.为防止Si衬底的光吸收,在反应离子刻蚀(RIE)系统中研究出一种各向同性的刻蚀工艺,有效使微盘与Si衬底分离.扫描电镜(SEM)探测表明,该工艺具有良好的尺寸控制及高稳定性.利用该工艺,成功制备了直径为4μm的富硅氧化硅微盘器件.     

纳米硅层状薄膜及其p-i-n太阳能电池的研制

通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法分别制备了本征、掺磷和掺硼的氢化纳米硅薄膜(nc-Si:H),并制备出纳米硅复合层状薄膜.对薄膜样品进行了喇曼(Raman)散射谱,X射线衍射等分析测试.结果表明:掺杂元素对纳米硅薄膜的晶态比和晶粒大小存在不同程度的影响;通过薄膜表面衍射(XRD)可得到硅的(111),(220)和(311)三个晶面衍射峰;并在制得的纳米硅复合层状薄膜的基础上,制备了结构为Al/ITO/n -nc-Si:H/i-nc-Si:H/p-c-Si/Al/Ag的太阳能电池.该电池的开路电压、短路电流和填充因子与非晶硅太阳电池相比,均得到很大的提高.     

纳米硅层状薄膜及其p-i-n太阳能电池的研制

通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法分别制备了本征、掺磷和掺硼的氢化纳米硅薄膜(nc-Si:H),并制备出纳米硅复合层状薄膜.对薄膜样品进行了喇曼(Raman)散射谱,X射线衍射等分析测试.结果表明:掺杂元素对纳米硅薄膜的晶态比和晶粒大小存在不同程度的影响;通过薄膜表面衍射(XRD)可得到硅的(111),(220)和(311)三个晶面衍射峰;并在制得的纳米硅复合层状薄膜的基础上,制备了结构为Al/ITO/n+-nc-Si:H/i-nc-Si:H/p-c-Si/Al/Ag的太阳能电池.该电池的开路电压、短路电流和填充因子与非晶硅太阳电池相比,均得到很大的提高.     

使用纳米硅薄膜技术改进现有硅器件的性能

使用PECVD薄膜沉积技术制成的具有新结构特征的纳米硅薄膜(nc-Si∶H)拥有一系列物性.以纳米硅膜为母体研制成异质结二极管,发现它具有一系列优于单晶硅二极管的独特性能.探讨了使用纳米硅薄膜制造的其它硅器件的可能性,如肖特基器件、TFT晶体管等.     

使用纳米硅薄膜技术改进现有硅器件的性能

使用PECVD薄膜沉积技术制成的具有新结构特征的纳米硅薄膜(nc-Si∶H)拥有一系列物性.以纳米硅膜为母体研制成异质结二极管,发现它具有一系列优于单晶硅二极管的独特性能.探讨了使用纳米硅薄膜制造的其它硅器件的可能性,如肖特基器件、TFT晶体管等.     

一种控制硅深刻蚀损伤方法的研究

提出了提高硅深反应离子刻蚀的新方法.该方法在硅的侧壁PECVD淀积SiO2,硅的底部采用热氧化的方法形成SiO2.由于在刻蚀中硅与SiO2的刻蚀选择比为120:1～125:1,因此SiO2层可以抑制在硅-玻璃结构的刻蚀中出现的lag和footing效应,扫描电镜结果也证明,采用改进工艺后的硅结构在经过长时间的过刻蚀后仍然保持了完整性.硅陀螺测试结果也证明了改进工艺的正确性.     

纳米硅薄膜结构分析

在常用的PECVD电容式耦合沉积系统中,使用高氢稀释硅烷为反应气氛,在r.f.+DC双重功率源激励下制备出具有纳米相结构的硅薄膜.使用HREM,Raman光散射,X射线衍射以及红外和紫外光谱分析手段广泛地检测了其结构特征.指出,纳米硅(nc-Si:H)薄膜由于具有一系列新的结构特征使它脱颖于熟知的 a-Si:H及 μc-Si:H范畴,从而显示出它自己的独特性能.     

无氨氮化硅薄膜在MEMS硅腐蚀中的应用

研究了等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)生长的无氨氮化硅薄膜作为掩蔽层在MEMS硅腐蚀工艺中的应用。比较了PECVD不同工艺条件(衬底温度和功率)以及不同四甲基氢氧化铵(TMAH)硅腐蚀液温度对无氨氮化硅薄膜硅腐蚀掩蔽效果的影响。通过优化无氨氮化硅薄膜生长条件和硅腐蚀液温度,得到了高质量的氮化硅薄膜,颗粒以及针孔密度较少,0.2μm以上颗粒度小于100,提高了硅腐蚀掩蔽选择比。实验结果显示优化生长条件的氮化硅薄膜(衬底温度350℃,功率30 W),在85℃的TMAH硅腐蚀液中,硅的腐蚀速率为68μm/h,氮化硅薄膜腐蚀速率为33.2 nm/h,硅与氮化硅的腐蚀选择比为2 048,满足MEMS体硅腐蚀工艺对于掩膜特性的要求。     

电极结构对硅薄膜生长过程及材料特性的影响

在制备硅薄膜材料的PECVD系统中,分别采用普通平行板电极和网状电极,在相同的工艺条件下研究了电极结构对硅薄膜材料均匀性、电学性能以及微结构的影响.发现采用网状电极使薄膜(400～500nm)均匀性得到明显改善,在20cm×20cm内不均匀性从±12.6%下降到±2.1%.等离子体发光光谱的测试表明,网状电极可大大提高硅烷的利用率,因而在相同工艺条件下,生长微晶硅材料需要更高的功率密度.文中对实验结果进行了详细的讨论.     

硅通孔电镀铜填充工艺优化研究

研究了孔径40μm的硅通孔铜电镀填充工艺,通过改善电镀工艺条件使得孔径40μm、孔深180μm的硅通孔得以填充满。首先,在种子层覆盖以及电镀液相同条件下通过改变电镀电流密度,研究不同电流密度对于铜填充的影响,确定优化电流密度为1ASD(ASD:平均电流密度)。之后,在相同电流密度下,详细分析了超声清洗、去离子水冲洗以及真空预处理等电镀前处理工艺对铜填充的影响。实验表明,采用真空预处理方法能够有效的将硅通孔内气泡排出获得良好的铜填充。最终铜填充率在电流密度为1ASD、真空预处理条件下接近100%。     

PECVD法制备纳米硅薄膜材料

采用等离子增强化学汽相淀积（ＰＥＣＶＤ） 法制备了纳米硅薄膜材料， 研究了工艺参数， 如衬底温度、衬底直流偏压、反应气体流量比等对薄膜性能的影响。采用椭圆偏振光谱和有效介质近似法分析了薄膜结构     

Cat-CVD法制备硅薄膜及在TFT中的应用进展

目前有源平板显示领域主要采用PECVD法制备TFT用硅薄膜,但是由于PECVD中等离子对Si薄膜的损伤以及淀积薄膜的温度很高的缺点,使其在制备高迁移率TFT的应用中受到了限制。新出现的催化化学气相淀积法(Cat-CVD)与PECVD法相比,具有淀积速率高、原料气体利用效率高、衬底温度低、生长的薄膜致密、电学特性好等优点,将更有希望成为TFT用硅薄膜制备的新技术。文章对Cat-CVD法的工作机理及其在TFT中的应用进展进行了详细总结,归纳了各种催化丝材料,并对当前Cat-CVD技术研究中的不足及其以后的研究发展进行了讨论。     

Cr掩模在硅湿法刻蚀中的应用研究

针对硅湿法刻蚀中常见的SiO2、Si3N4掩模的缺点,提出了以Cr薄膜层为刻蚀掩模的新方法,并进行了相应的试验.试验结果表明,Cr掩模湿法刻蚀技术可用于硅半导体器件的制作.此项工艺为硅湿法刻蚀加工提供了一条新的技术途径.     

Si外延过程中图形漂移的研究

给出了图形漂移的定义,综合介绍了埋层外延中图形漂移的监测方法,其中包括常规的磨角染色法和无损伤测量垂直和平行于参考面两个方向上图形线宽的变化比例法。结合不同面上的原子密度的不同,分析各晶向上生长速率的差异,解释了不同晶向上不同的生长速率是造成图形漂移的根本原因。通过比对常压和减压外延的机理,明确了Si源中氯类物质的存在是导致图形漂移的必要条件。结合Si外延过程中对图形漂移的影响因素,分别指出了衬底晶向、淀积时反应室压力、生长速率和生长温度、HCl对Si片表面腐蚀量、Si源等6个参量和图形漂移的关系,并给出了6个参量的优化方向。     

激光等离子体化学气相沉积掺氢非晶硅薄膜——一种新的LCVD方法

采用一种新方法,用脉冲CO_2激光器获得了掺氢非晶硅薄膜。描述了我们的实验。给出了生长速率与有关实验参数的关系和合适的工作条件;测量和分析了这种薄膜的某些性质。     

Multi‐crystalline Si solar cells with very fast deposited (180 nm/min) passivating hot‐wire CVD silicon nitride as antireflection coating

Hot‐wire chemical vapor deposition (HWCVD) is a promising technique for very fast deposition of high quality thin films. We developed processing conditions for device‐ quality silicon nitride (a‐SiN_x:H) anti‐reflection coating (ARC) at high deposition rates of 3 nm/s. The HWCVD SiN_x layers were deposited on multicrystalline silicon (mc‐Si) solar cells provided by IMEC and ECN Solar Energy. Reference cells were provided with optimized parallel plate PECVD SiN_x and microwave PECVD SiN_x respectively. The application of HWCVD SiN_x on IMEC mc‐Si solar cells led to effective passivation, evidenced by a V_oc of 606 mV and consistent IQE curves. For further optimization, series were made with HW SiN_x (with different x) on mc‐Si solar cells from ECN Solar Energy. The best cell efficiencies were obtained for samples with a N/Si ratio of 1·2 and a high mass density of >2·9 g/cm³. The best solar cells reached an efficiency of 15·7%, which is similar to the best reference cell, made from neighboring wafers, with microwave PECVD SiN_x. The IQE measurements and high V_oc values for these cells with HW SiN_x demonstrate good bulk passivation. PC1D simulations confirm the excellent bulk‐ and surface‐passivation for HW SiN_x coatings. Interesting is the significantly higher blue response for the cells with HWCVD SiN_x when compared to the PECVD SiN_x reference cells. This difference in blue response is caused by lower light absorption of the HWCVD layers (compared to microwave CVD; ECN) and better surface passivation (compared to parallel plate PECVD; IMEC). The application of HW SiN_x as a passivating antireflection layer on mc‐Si solar cells leads to efficiencies comparable to those with optimized PECVD SiN_x coatings, although HWCVD is performed at a much higher deposition rate. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

PECVD生长氮化硅介质膜的工艺研究

对PECVD生长氮化硅介质膜的工艺条件进行了实验研究,获得了生长氮化硅介质膜的最佳工艺条件,制出了高质量的氮化硅介质膜,对样品进行了湿法腐蚀和超声实验,在显微镜下观察无膜脱落现象发生。阐述了几种工艺参数对介质膜生长的影响。     

Study of nickel silicide contact on Si/Si/sub 1-x/Ge/sub x/

The properties of nickel silicide formed by depositing nickel on Si/p/sup +/-Si/sub 1-x/Ge/sub x/ layer are compared with that of nickel germanosilicide on p/sup +/-Si/sub 1-x/Ge/sub x/ layer formed by depositing Ni directly on p/sup +/-Si/sub 1-x/Ge/sub x/ layer without silicon consuming layer. After thermal annealing, nickel silicide on Si/p/sup +/-Si/sub 1-x/Ge/sub x/ layer shows lower sheet resistance and specific contact resistivity than that of nickel germanosilicide on p/sup +/-Si/sub 1-x/Ge/sub x/ layer. In addition, small junction leakage current is also observed for nickel silicide on a Si/p/sup +/-Si/sub 1-x/Ge/sub x//n-Si diode. In summary, with a Si consuming layer on top of the Si/sub 1-x/Ge/sub x/, the nickel silicide contact formed demonstrated improved electrical and materials characteristics as compared with the nickel germanosilicide contact which was formed directly on the Si/sub 1-x/Ge/sub x/ layer.     

SiO2/Si波导应力双折射数值分析

采用有限元法对SiO2/Si掩埋光波导制备工艺中的应力变化进行了系统的分析，在此基础上，应用有限差分束传播法(FDBPM)对应力光波导的双折射进行了计算．结果表明上包层的玻璃化过程是SiO2/Si波导形成水平方向和垂直方向应力差的主要原因，相应的应力双折射系数Ｂ在10~－4量级．进一步的分析表明上包层B，P重掺杂可明显减小波导的双折射系数．     

在ZnO/Si衬底上ZnCdSe/ZnSe多量子阱的生长与光学特性

在经NH3等离子体氮化的Si(100)衬底上。用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)的方法生长了ZnO缓冲层，经X射线衍射(XRD)测量，得到了单一取向的ZnO(0002)膜。在此ZnO缓冲层上利用低压金属有机化学气相淀积(LP-MOCVD)方法生长了较高质量的ZnCdSe／ZnSe量子阱。通过不同阱宽的ZnCdSe／ZnSe量子阱生长和测量，得到了多级共振拉曼峰。从发光谱中可见，在1520nm附近有很强的发光，而在未覆盖ZnO的Si衬底上直接生长的ZnCdSe／ZnSe量子阱结构，其光致发光(PL)谱未见发光。可见，在氮化的Si衬底上覆盖ZnO膜生长的ZnCdSe/ZnSe量子阱质量较好。是一种在Si衬底上生长Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料的有效方法。