HWCVD工艺参数对a-Si∶H薄膜结构及其对单晶硅片钝化效果的影响研究

采用HWCVD法双面沉积a-Si∶H膜钝化n-Cz-Si片表面,利用光谱型椭偏测试仪和傅里叶红外光谱仪研究沉积气压、电流和热丝衬底间距对a-Si∶H薄膜结构及钝化性能的影响。结果表明,(1)薄膜中SiH2键相对SiH键含量随气压升高逐渐减少,随电流增大先减少后增大;(2)热丝衬底间距4.0cm相比7.5cm沉积的a-Si∶H薄膜微观结构中,SiH2键相比SiH键的比例更高,钝化效果也更好;(3)本文范围内,工艺参数分别为热丝衬底间距4.0cm时气压1.5Pa,沉积电流21.5A情况下钝化效果最优,钝化后硅片的表面复合速率为2.9cm/s。     

a-Si:H薄膜结构对多晶硅薄膜性能的影响

用a一Si:H薄膜经退火晶化成的多晶硅薄膜,其晶化温度、晶粒尺寸和电性能与薄膜的初始结构有密切关系,而a-Si:H薄膜的初始结构依赖于沉积条件.用PCVD方法高速沉积的a-Si:H薄膜,经550℃的低温退火,可以制备平均晶粒尺寸为几百nn,最大晶粒尺寸为2μ,电导率为1.62(Ω·on)-1的优质多晶硅薄膜.     

a-Si∶H薄膜结构对多晶硅薄膜性能的影响

用a -Si∶H薄膜经退火晶化成的多晶硅薄膜 ,其晶化温度、晶粒尺寸和电性能与薄膜的初始结构有密切关系 ,而a -Si∶H薄膜的初始结构依赖于沉积条件。用PCVD方法高速沉积的a -Si∶H薄膜 ,经 550℃的低温退火 ,可以制备平均晶粒尺寸为几百nm ,最大晶粒尺寸为 2 μm ,电导率为 1.6 2 (Ω·cm ) - 1 的优质多晶硅薄膜。     

a-Si:H薄膜的制备工艺对其光电特性的影响

采用MW-ECR CVD方法制备的a-SiH薄膜在模拟太阳光照射下进行光敏性(σp.σ d)和光致衰退测试.对比了有、无热丝辅助沉积的薄膜的光电特性,得出沉积温度是影响薄膜光敏性的主要因素,而适当温度的热丝辅助对于薄膜的光致衰退有一定延缓作用.     

沉积条件对GD′a-SiN_x:H,a-Si:H及a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜某些性质的影响

一、引言近年来,非晶态半导体薄膜无论从理论或实验都进行了广泛研究,并且得到许多方面的应用。由于非晶态硅比单晶硅有更好的光吸收特性,因而可做成廉价的太阳电池,特别是可做成大面积的薄膜太阳电池组件,大大的降低了太阳电池造价。目前非晶     

束流对氢离子源辅助磁控溅射制备a-Si:H薄膜结构特性的影响

利用氢离子源辅助磁控溅射制备氢化非晶硅薄膜(a-Si:H),借助拉曼光谱仪、红外光谱仪和椭圆偏振光谱仪等分析测试手段,研究氢离子源束流对a-Si:H薄膜结构特性影响规律。结果表明采用氢离子源辅助磁控溅射制备a-Si:H薄膜,有利于改善a-Si:H薄膜结构特性;当离子源束流为5 mA时,薄膜的结构特性最优,a-Si:H薄膜在0.8 eV处的吸收系数、氢含量、微结构因子和光学带隙分别是0.7 cm~(-1)、10.2%(原子比)、0.47和2.02 eV。表明采用氢离子源辅助磁控溅射制备a-Si:H薄膜满足器件要求。     

a-Si:H薄膜的再结晶技术及Si膜的Raman光谱分析

论述了非晶硅薄膜的几种主要再结晶技术,着重指出了各种晶化技术已取得的研究成果、优缺点、有待进一步研究的内容及其在多晶硅薄膜太阳电池工业生产中的应用前景.另外,还讨论了通过Raman光谱求纳晶硅薄膜的晶粒尺寸和结晶度的方法.     

PECVD法制备a-Si1-xCx:H薄膜的结构及光学性能研究

a-Si1-xCx:H的禁带宽度能随着薄膜中碳和氢的含量的变化而发生改变.深入了解薄膜中的键合情况及其对薄膜光学带隙的影响尤为重要.本文采用PECVD法,以硅烷(SiH4)和甲烷(CH4)为反应气源,通过选用不同的沉积功率及不同的组成制备出a-Si1-xCx:H薄膜,并采用红外光谱、喇曼光谱及紫外可见光谱等分析测试手段对薄膜中Si-C键的形成及其对光学能隙的影响进行了研究分析.分析表明Si-C键的形成几率及Si-C键的形成能力随着C和Si的含量接近而显著增加,Si-C键随着沉积功率的提高显著增加.研究得出,薄膜的光学能隙Eg受到a-Si1-xCx:H薄膜中的键合情况及薄膜缺陷态的影响.Eg随着薄膜中Si-C键含量的增加而变大,随着薄膜中的H含量的减少缺陷态的增加而减小.     

热丝辅助ECR-CVD制备a-Si:H薄膜的红外和光致衰退研究

采用热丝辅助MWECR-CVD系统制备出了a-SiH薄膜.应用傅立叶红外仪测量了薄膜的红外谱,用共面蒸铝电极法测量了薄膜的光电导.通过比较A样品(加入热丝)和B样品(未加热丝),得出在热丝辅助MWECR-CVD系统制备非晶硅薄膜过程中,热丝的光照对薄膜的抗衰退起到了关键作用,用该系统制备非晶硅薄膜,大大降低了薄膜中的总氢含量,提高了薄膜的稳定性,同时,Si-H键合体的摇摆模发生了红移.     

碱性（NH4）2对n型GaSb钝化表面的研究

利用光致发光光谱（Photoluminescence。简称PL）、光扫描系统（PLMapping）、原子力显微镜（Atomic Force Microscope,简称AFM）等测试手段,研究碱性（Nil4）2s对n型GaSbSE4L表面的影响,发现与未处理的GaSb表面相比,其光学性质明显提高。当硫化时间为180s时,光学强度提高了10倍左右,发光均匀性和表面平整度也达到了最优。同时,分析了钝化效果的时效性,发现当钝化后的样品放置于空气中48h时,钝化效果基本消失。     

热丝辅助MW-ECRCVD制备a-Si:H薄膜及硅-氢键合模式变化的研究

采用热丝辅助微波电子回旋共振化学汽相沉积(MW ECR-CVD)系统制备氢化非晶硅(a-SiH)薄膜.实验证明在原有的MW ECR-CVD基础上加入热丝辅助系统能有效提高a-SiH薄膜的沉积速率并大幅改善薄膜的稳定性;薄膜的沉积速率随着沉积压强的增加和热丝温度的上升而增加.通过光致衰退实验,将样品衰退前后的红外吸收谱图进行基线拟合和高斯函数拟合,计算得到薄膜的氢含量基本不发生变化,但Si-H与Si-H2组态的相对含量改变.     

掺硼a-Si:H薄膜脉冲快速光热退火(PRPTA)的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积（RF-PECVD）法制备掺硼非晶硅（a-Si：H）薄膜,然后用脉冲快速光热退火（PRPTA）法对其进行固相晶化。研究结果表明：掺硼a-Si：H薄膜在550℃恒温条件下退火3h后,其结晶状况无明显变化;而通过加高温热脉冲可以在玻璃衬底上获得晶化较好的P型多晶硅薄膜。另外,非晶硅薄膜的掺硼浓度及脉冲条件对脉冲快速光热退火的效果有一定影响。     

DLC薄膜中sp~2键含量对HUVEC细胞附着性能的影响

本文利用具有特殊的电子结构的类金刚石(DLC)薄膜来研究材料表面电子结构对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)附着性能的影响。采用直流电弧脉冲等离子体沉积法制备DLC薄膜,通过改变靶室气体种类和气体压强来控制DLC薄膜中sp2键的含量,并通过Raman光谱分析法进行测定。采用DAPI免疫荧光染色法对细胞附着形态进行观察,并利用ImageJ对随机记录的多个视场的所有细胞进行了细胞附着形态的统计学分析。实验结果表明:在充入Ar气制备的DLC薄膜表面,内皮细胞的附着性能随着sp2键含量的升高而变差,充入Ar/C2H2混合气体制备的DLC薄膜因所有细胞附着形态均很差而未体现出随sp2键含量而变化的明显趋势。     

衬底温度对氢离子束辅助磁控溅射制备a-Si∶H薄膜结构特性的影响

利用氢离子束辅助磁控溅射制备氢化非晶硅薄膜(a-Si∶H),借助拉曼光谱仪、红外光谱仪和椭圆偏振光谱仪等分析测试手段,研究衬底温度对a-Si∶H薄膜结构特性影响规律。结果表明在合适的衬底温度下氢离子束辅助磁控溅射制备的a-Si∶H薄膜具有较好短程有序度和中程有序度;当衬底温度为200℃时,薄膜的结构特性最优,a-Si∶H薄膜的次带吸收系数为0.46 cm~(-1)、氢含量为10.36%(原子比)、微结构因子为0.68和光学带隙为1.94 e V。     

原子层沉积Al2O3薄膜钝化n型单晶硅表面的研究

以三甲基铝(TMA)和水为反应源,采用原子层沉积(ALD)技术在n型单晶硅表面沉积15nm、30nm和100nm的Al2O3薄膜,并对样品进行快速退火(RTA)处理。采用少子寿命测试仪测试样品的有效少子寿命,获得了表面复合速率(SRV),通过X射线光电子能谱(XPS)分析了薄膜的化学成分,在此基础上研究了薄膜厚度及退火条件对钝化效果的影响,并分析了钝化机理。结果表明:ALD技术制备的Al2O3薄膜经退火后可使n型单晶硅SRV值降低到7cm/s,表面钝化效果显著。     

Au含量对Ag基键合合金线键合强度及可靠性影响研究

利用扫描电镜、强度测试仪研究了?0.025 mm的不同Au含量对银基键合合金线键合强度及可靠性的影响,研究结果表明,对于Ag-Au键合合金线,随着Au含量增加,其无空气焊球成球性较好,球拉力和球剪切力均增加,热影响区长度降低,Ag-5Au键合合金线球拉力和球剪切力比Ag-1Au球拉力和球剪切力高出28.4%和28.6%; Ag-5Au键合合金线热影响区长度比Ag-1Au键合合金线短42.8%;Ag-5Au键合合金线拉力测试过程中中间位置断裂比例为96%,Ag-1Au键合合金线中间位置断裂比例为21%;含Au银基键合合金线冷热冲击后失效模式为颈部断裂,Ag-5Au键合合金线可靠性高于Ag-1Au键合合金线。     

硼轻掺杂对a-Si∶H光电导层性能影响的研究

用等离子体增强化学气相沉积法制备了厚为1μm左右的B轻掺杂a-Si∶H光电导层，得到了a-Si∶H的暗电导率与淀积工艺参数和B掺杂比关系的实验曲线，利用该曲线确定了最佳工艺参数和最佳掺杂比。测量了最佳参数下淀积的a-Si∶H薄膜的电学和光学性能及其受掺杂比的影响。结果表明，当B掺杂比增大时，a-Si∶H的暗电导率先减小后增大，并可发生几个数量级的变化。光电导率减小，折射率略有降低，线性吸收系数显著增大，光学带隙减小。测量的数据表明，我们制备的B轻掺杂a-Si∶H光电导层满足投影机用液晶光阀的要求。     

热丝CVD工艺参数对GeSi薄膜键结构影响的研究

对高H2稀释比条件下热丝CVD法制备GeSi薄膜的工艺参数对薄膜的键结构的影响进行了研究。用Raman谱和FT-IR谱对薄膜中非极性键(Ge—Ge、Ge—Si和Si—Si)相对含量的变化和极性键(Ge—H、Ge—H2、Si—H等H键)相对含量的变化进行了分析。研究结果表明,热丝CVD工艺参数对制备的GeSi薄膜中非极性键和极性键的影响规律是不同的。热丝温度和锗烷硅烷流量比(RS/G)对非极性键相对含量的变化均有影响。随着热丝温度上升Ge—Si和Si—Si相对含量均增加。随着RS/G增加Si—Si相对含量一直增加,Ge—Si相对含量先增加,当RS/G1.4时开始下降。但热丝温度和RS/G对H键的影响规律有很大不同:随着RS/G增加,Si—H键的相对含量增加,Ge—H和Ge—H2键的相对含量减少,而热丝温度对H键相对含量基本无影响。     

La掺杂n型Mg2Si基半导体的热电性能研究

采用感应熔炼然后热压的方法制备了La掺杂Mg2Si基热电材料Mg2-xLaxSi(x=0、0.002、0.005、0.010、0.015).La在Mg2Si中占Mg位,当x≥0.005时,出现第二相LaMg.性能测试表明,Mg2-xLaxSi的导电类型为n型,Seebeck系数的绝对值随La含量的增多而减小,电导率和热导率均随La含量的增多而增大,在测试温度范围内,Mg1.995La0.005Si具有最高的ZT值,在774K温度下达到0.42.     

制备工艺对n型Bi_2Te_3基材料热电性能和抗压强度的影响

以商用区熔(ZM)n型Bi2Te3基材料为原料,采用简单研磨结合放电等离子烧结技术(ZM+SPS)和熔体旋甩(MS)结合放电等离子烧结技术(MS+SPS)制备了n型Bi2Te3基块体热电材料.对三种不同工艺制备出样品的微结构、热电性能和力学性能进行了研究.FESEM微结构表征结果表明:区熔样品的晶粒粗大,有较强的取向性;经SPS烧结后,晶粒细化,取向性大为降低;而区熔样品经MS+SPS后,晶粒得到进一步细化,且没有明显的取向性.对三组样品进行的热电性能和抗压强度测试,结果表明:区熔原料最大ZT值为0.72(430K),抗压强度仅为40MPa;经SPS后,样品的最大ZT值为0.68(440K),抗压强度为110MPa,相比区熔样品提高了175%;MS+SPS样品的最大ZT值为0.96(320K),其室温ZT值相比区熔样品提高了64%,抗压强度相比区熔样品提高了400%,达到200MPa.