低温制备微晶硅薄膜生长机制的研究

采用热丝化学气相沉积技术制备了一系列处于不同生长阶段的薄膜样品,用原子力显微镜系统地研究生长在单晶硅衬底和玻璃衬底上薄膜表面形貌的演化.按照分形理论分析得到:在玻璃衬底上的硅薄膜以零扩散随机生长模式生长;而在单晶硅衬底上,薄膜早期以有限扩散生长模式生长,当膜厚超过某一临界厚度时转变为零扩散随机生长模式.岛面密度与膜厚的依赖关系表明,在临界厚度时硅衬底和玻璃衬底上的岛面密度均出现了极大值.Raman谱的测量证实,玻璃衬底上薄膜临界厚度与非晶/微晶相变之间存在密切的关系.不同的衬底材料直接影响反应基元的表面扩散能力,从而造成薄膜早期生长模式的差异

利用x射线小角散射技术研究微晶硅薄膜的微结构

采用x射线小角散射(SAXS)技术研究了由射频等离子体增强化学气相沉积(rf-PECVD)、热丝化学气相沉积(HWCVD)和等离子体助热丝化学气相沉积(PE-HWCVD)技术制备的微晶硅(μc-Si:H)薄膜的微结构.实验发现,在相同晶态比的情况下,PECVD沉积的μc-Si:H薄膜微空洞体积比小,结构较致密,HWCVD沉积的μ-Si:H薄膜微空洞体积比大,结构较为疏松,PE-HWCVD沉积的μc-Si:H薄膜,由于等离子体的敲打作用,与HWCVD样品相比,微结构得到明显改善.采用HWCVD二步法和PE-HWCVD加适量Ar离子分别沉积μc-Si:H薄膜,实验表明,微结构参数得到了进一步改善.45°倾角的SAXS测量显示,不同方法制备的μc-Si:H薄膜中微空洞分布都呈各向异性.红外光谱测量也证实了SAXS的结果