优质高稳定性微晶硅薄膜的制备

对以SiCl_4和H_2为源气体、采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术在低温快速沉积优质高稳定性的微晶硅薄膜进行了研究.在低于250℃下,成功制备出了沉积速率高达0.28nm/s、晶化度达80%以上的微晶硅薄膜.通过光照实验,表明该微晶硅薄膜光致电导率基本保持恒定;通过对气流分布进行调节,微晶硅薄膜的均匀性得到明显改善,均匀度高达95%.     

腔室长时间使用造成的工艺漂移对微晶硅薄膜性质的影响

考查了等离子体增强化学气相沉积(PECVD)高压制备微晶硅(μc-Si:H)薄膜过程中,系统长时间使用造成的微晶硅薄膜特性的漂移情况。实验中,控制沉积条件,使薄膜的沉积速率达到约0.5nm/s;保证硅薄膜具有一定的晶化程度(40%～80%),由不同探测波长的Raman散射谱估算纵向结构变化。以腔室使用时间作为基准,考查不同硅烷浓度下制备的样品,发现在相同沉积条件下,材料的晶化率和光暗电导随腔室使用时间的增加而不断增大,沉积速率随之大幅提高。观察发现,在电极板和腔室壁上积累了大量硅反应残留物(硅粉末和硅薄膜),分析认为,薄膜特性漂移是这些硅残留物不断参与等离子体及成膜反应的结果。研究表明,提高硅烷浓度可有效校正微晶硅薄膜电学及结构特性的漂移,同时保持高速沉积。     

纳米硅薄膜太阳能电池的制备及特性研究

主要讲述了单晶体硅电池、多晶体硅电池、微晶硅电池及薄膜硅电池的性质及特点,同时介绍了硅太阳能电池的发展历程;讲述了纳米硅薄膜太阳能电池的等离子体增强化学气相沉积制备及沉积理论;论证了H稀释浓度对硅纳米薄膜太阳电池性能的影响;阐述了沉积气压和衬底温度对薄膜性能的影响;最后讲述了透明导电薄膜在薄膜太阳能电池中的应用情况及光学性质。     

读者之声

本期学术论文审稿意见二则本期第19-21页刊登的"腔室长时间使用造成的工艺漂移对微晶硅薄膜性质的影响"一文,考察了等离子体增强化学气相沉积(PECVD)高压制备微     

电子与硅烷分子碰撞的散射截面对微晶硅生长影响

较为系统的研究了甚高频化学气相沉积在高压高功率下生长的微晶硅薄膜.给出了功率密度-气体流量和压强-功率密度的二维相图.用朗缪尔探针测出薄膜沉积时等离子体内部电子温度,并用麦克斯韦玻尔兹曼分布进行拟合给出电子能量分布函数.由电子能量分布函数出发通过单电子碰撞模型给出等离子体内部各种基浓度的计算公式.并通过数值模拟给出等离子体中SiH2,SiH3等基的浓度.利用SiH2与SiH3比值,结合表面扩散模型,解释气压功率密度相图中随电子温度的增加（功率的增加）,晶化率增大的现象.     

氢化微晶硅薄膜沉积的气相反应过程模拟

以SiH4和H2为反应气源,建立了等离子体增强化学气相沉积法制备氢化微晶硅(μc-Si:H)薄膜的气相反应模型,模拟了硅烷浓度、等离子体参数(如电子温度Te和电子密度ne)等对气相反应的影响.结果表明:SiH3是μc-Si:H薄膜的主要沉积前驱物;随着硅烷浓度增大,等离子体中SiH3等前驱物的浓度增大,而H原子的浓度快速下降,二者的浓度比(H/SiH3)随之降低;随着Te和ne的增大,H原子的浓度单调升高,SiH3等前驱物的浓度先增大然后趋于饱和,H/SiH3比值增大.     

甚高频对微晶硅薄膜微观结构的影响

系统研究了射频和甚高频下沉积微晶硅薄膜时沉积参数对薄膜质量的影响,并优化了沉积参数．在相同的沉积条件下,甚高频沉积速度明显大于射频沉积速度,并且制备出的太阳能电池效率同样高于射频沉积．一般情况下,当沉积速率提高时,沉积薄膜中存在大量悬挂键和Si-2H键等缺陷,会大大降低材料的光电性能,同样也会降低太阳能电池的效率．在保证材料的光电性能的前提下提高沉积速度,沉积参数需要优化．在系列优化沉积参数后,微晶硅沉积速率达到0．75nm／s,在该沉积速率下,制备出的单结n—i—P结构的太阳能电池效率达到5．41％．     

微晶硅薄膜电池的发展现状及制备技术研究

微晶硅薄膜能够克服非晶硅与多晶硅不足,在光照条件下性能稳定,禁带宽度较低,具有良好的光电转化效率,因此微晶硅薄膜电池是一种非常具有发展前景的薄膜电池。该文综述了微晶硅薄膜电池的发展过程,总结了微晶硅薄膜的制备方法,并根据国内外研究成果,分析了提高微晶硅薄膜转化效率的技术发展方向。     

利用13.56MHz射频PECVD技术高速沉积器件级质量的μc-Si:H薄膜材料

利用13．56MHz射频等离子体增强化学气相沉积(RF—PEcVD)技术，高速沉积器件级质量的微晶硅(μc-Si：H)薄膜，研究了沉积压力、射频功率、电极间距、氢稀释度等参数对沉积速率的影响，通过选择适当的沉积参数．得到了沉积速率为0．3～0．4nm／s的μc-Si：H薄膜材料．薄膜的暗电导为10^-7S／cm量级,光电导与暗电导之比近似为2个量级．电导激活能为0．52eV左右．所得的μc-Si：H薄膜材料稳定性好，达到了器件级质量。     

热催化PCVD法高速沉积a-Si:H膜

非晶硅薄膜的高速沉积是非晶硅太阳电池低成本,大规模生产和推广应用的关键技术之一.我们采用预热反应气体.在小的射频功率流密度条件下.用热催化等离子体化学气相沉积方法.获得了沉积速率为20×10~(-10)m/s光敏性达10~5的优质非晶硅薄膜.     

光学级透明金刚石膜的性

采用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)方法在单晶硅片上制备光学级透明金刚石膜, 利用傅里叶红外分光光度计和紫外-可见分光光度计分别测试不同厚度金刚石膜的红外光和紫外-可见光波段的透过率, 并分析了测试结果.      

衬底对沉积类金刚石薄膜结构和摩擦学性能的影响

利用直流-射频等离子化学气相沉积技术在玻璃、硅和钢表面沉积得到了薄膜,并用拉曼光谱和原子力对薄膜的结构和形貌进行了表征,用静动摩擦实验机对薄膜的摩擦学性能进行了测试．结果表明：沉积在硅和钢表面的薄膜具有典型类金刚石薄膜的特征,而沉积在玻璃表面的薄膜呈现类聚合物结构的特征,且沉积在玻璃表面的薄膜具有比较粗糙的表面,而沉积在硅表面的薄膜则比较光滑致密．摩擦学实验表明,沉积在硅表面的薄膜具有良好的摩擦学性能．     

Mechanism of hydrogen-induced crystallization of amorphous silicon

Hydrogenated amorphous and nanocrystalline silicon films manufactured by plasma deposition techniques are used widely in electronic and optoelectronic devices. The crystalline fraction and grain size of these films determines electronic and optical properties; the nanocrystal nucleation mechanism, which dictates the final film structure, is governed by the interactions between the hydrogen atoms of the plasma and the solid silicon matrix. Fundamental understanding of these interactions is important for optimizing the film structure and properties. Here we report the mechanism of hydrogen-induced crystallization of hydrogenated amorphous silicon films during post-deposition treatment with an H(2) (or D(2)) plasma. Using molecular-dynamics simulations and infrared spectroscopy, we show that crystallization is mediated by the insertion of H atoms into strained Si-Si bonds as the atoms diffuse through the film. This chemically driven mechanism may be operative in other covalently bonded materials, where the presence of hydrogen leads to disorder-to-order transitions.     

nc-Si:H薄膜的微结构特征与光学特性

利用射频等离子体增强型化学气相沉积(RF-PECVD)工艺,以SiH4和H2作为反应气体源,在玻璃和石英衬底上制备了氢化纳米晶硅(nc-Si:H)薄膜.采用Raman散射谱、原子力显微镜(AFM)、透射光谱方法对在不同衬底温度与不同H2稀释比条件下沉积生长薄膜的微结构和光学特性进行了实验研究.结果表明,nc-Si:H薄膜的晶粒尺寸为2.6～7.0nm和晶化率为45%～48%.在一定反应压强、衬底温度和射频功率下,随着H2稀释比的增加,薄膜的沉积速率降低,但晶化率和晶粒尺寸均有所增加,相应光学吸收系数增大.而在一定反应压强、射频功率和H2稀释比下,随着衬底温度的增加,沉积速率增加,薄膜晶化率提高.     

氮化硅薄膜的PECVD沉积工艺与绝缘耐压性能

用PECVD法制备氮化硅介质薄膜 ,分析了沉积温度、本底真空度及气体流量比等工艺参数对氮化硅薄膜绝缘耐压性能的影响 ,制备出 0 .4 μm的性能良好的氮化硅介质绝缘膜     

Discharge characteristics of protective LaB6 thin films in an AC plasma display panel

Lanthanum hexaboride (LaB 6) thin films were used as protective layers in alternating current plasma display panels (AC-PDPs).The firing voltages and discharge delay time of protective LaB 6 thin films were evaluated and compared with the conventional protective MgO layers in planar-type test panels filled with 5%-15% Ne-Xe.By employing LaB 6 thin films as protective layers,both the firing voltages and discharge delay time decreased drastically.Improvements in the discharge properties of the LaB 6 thin film could be attributed to the lower work function,offering more priming electrons during the discharge process.     

等离子掺杂聚乙烯薄膜介电、光学和光电特性研究

本文研究了等离子聚合和等离子掺杂聚乙烯薄膜的介电、光学特性和光电效应.结果表明,等离子聚合薄膜在组成结构和性能上不同于化学聚合薄膜.氮进入聚乙烯薄膜使击穿强度提高、电频及光频区介电常数增大,暗电导率与光电导率都有明显降低.硅进入聚乙烯薄膜却使击穿强度下降、暗电导率减小、光电导率提高约两个数量级.研究认为:氮、硅掺杂的不同影响是由于引入了不同的电子陷阱能级所造成的.文中还报导了掺硅聚乙烯薄膜的异常光伏效应现象.     

p-i-n型非晶硅薄膜电池p层材料制备及光学性能研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)方法制备非化学计量比氢化非晶碳化硅(a-SiC:H)薄膜材料,借助紫外可见(UV-Vis)光谱、激光拉曼(Raman)光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱等手段,研究了p-i-n型非晶硅(a-Si:H)薄膜太阳能电池p层a-SiC:H薄膜材料的制备与光学性能.研究结果表明甲烷和硅烷掺杂比能影响a-Si:H薄膜成键情况,而射频功率一定程度上能影响薄膜沉积速率,该研究结果可为制备转换效率高、性能稳定的p-i-n型非晶硅薄膜太阳能电池提供支持.     

SiCl_4-H_2沉积多晶硅薄膜过程中放电功率的影响

以SiCl4 和H2 为气源 ,用等离子体增强化学气相沉积技术 ,以 3 5 s的速率生长出了晶化度为 75 %的优质多晶硅薄膜 .着重分析放电功率的影响 ,结果表明 :随着功率的增大 ,薄膜沉积速率基本上线性增大 ,之后有减小的趋势 ;薄膜晶化度随功率的增大而减小 ;功率较大时 ,晶粒密度也大 ,且比较均匀 ,但晶粒尺寸较小 ,功率较小时 ,大尺寸的晶粒明显增多 ,但仍有较多的小晶粒存在     

Nd掺杂BST薄膜的微结构与光学特性研究

用改进的溶胶-凝胶技术,在硅和石英衬底上制备了不同浓度的Nd掺杂Ba0.80Sr0.20TiO3薄膜,应用XRD和SEM表征了薄膜的晶化行为和微观形貌.测试发现700℃退火后,薄膜晶化情况良好,具有典型的多晶钙钛矿结构,表面致密,无裂纹和孔洞,晶粒生长均匀,随着Nd掺杂量的增加,晶粒尺寸逐渐减小.在200~1 000 nm的波长范围内测试了薄膜的透射谱,用"包络法"计算了薄膜的折射率,薄膜折射率与波长呈现典型的电子带间跃迁的色散关系,波长为400 nm时,1%Nd(按物质的量计算百分比)掺杂的BST薄膜的折射率为2.06,小于纯BST薄膜的折射率2.10,这是由于Nd掺杂引起薄膜内部应力变化造成薄膜折射率降低.由吸收谱和Tauc关系确定了Nd掺杂对薄膜的光学带隙的影响.