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退火对Ge诱导晶化多晶Si薄膜结晶特性的影响

康昆勇 邓书康 申兰先 孙启利 郝瑞亭 化麒麟 唐润生 杨培志 李明

退火对Ge诱导晶化多晶Si薄膜结晶特性的影响

康昆勇, 邓书康, 申兰先, 孙启利, 郝瑞亭, 化麒麟, 唐润生, 杨培志, 李明
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  • 本文采用磁控溅射法, 衬底温度500 ℃下在硅衬底上分别制备具有Ge填埋层的a-Si/Ge 薄膜和a-Si薄膜, 并进行后续退火, 采用Raman光谱、X射线衍射、原子力显微镜及场发射扫描电镜等对所制薄膜样品进行结构表征. 结果表明, Ge有诱导非晶硅晶化的作用, 并得出以下重要结论: 衬底温度为500 ℃时生长的a-Si/Ge薄膜, 经600 ℃退火5 h Ge诱导非晶硅薄膜的晶化率为44%, 在相同的退火时间下退火温度提高到700 ℃, 晶化率达54%. 相同条件下, 无Ge填埋层的a-Si薄膜经800 ℃退火5 h薄膜实现晶化, 晶化率为46%. 通过Ge填埋层诱导晶化可使在相同的条件下生长的非晶硅晶薄膜的晶化温度降低约200 ℃. Ge诱导晶化多晶Si薄膜在Si(200)方向具有高度择优取向, 且在此方向对应的晶粒尺寸约为76 nm. 通过Ge诱导晶化制备多晶Si薄膜有望成为制备高质量多晶Si薄膜的一条有效途径.
    • 基金项目: 国家自然科科学基金(批准号: 50902119, 61176127) 和国家国际科技合作专项项目(批准号: 2011DFA62380)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-02-17
  • 修回日期:  2012-04-05

退火对Ge诱导晶化多晶Si薄膜结晶特性的影响

  • 1. 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室, 太阳能研究所, 云南师范大学, 昆明 650092
    基金项目: 

    国家自然科科学基金(批准号: 50902119, 61176127) 和国家国际科技合作专项项目(批准号: 2011DFA62380)资助的课题.

摘要: 本文采用磁控溅射法, 衬底温度500 ℃下在硅衬底上分别制备具有Ge填埋层的a-Si/Ge 薄膜和a-Si薄膜, 并进行后续退火, 采用Raman光谱、X射线衍射、原子力显微镜及场发射扫描电镜等对所制薄膜样品进行结构表征. 结果表明, Ge有诱导非晶硅晶化的作用, 并得出以下重要结论: 衬底温度为500 ℃时生长的a-Si/Ge薄膜, 经600 ℃退火5 h Ge诱导非晶硅薄膜的晶化率为44%, 在相同的退火时间下退火温度提高到700 ℃, 晶化率达54%. 相同条件下, 无Ge填埋层的a-Si薄膜经800 ℃退火5 h薄膜实现晶化, 晶化率为46%. 通过Ge填埋层诱导晶化可使在相同的条件下生长的非晶硅晶薄膜的晶化温度降低约200 ℃. Ge诱导晶化多晶Si薄膜在Si(200)方向具有高度择优取向, 且在此方向对应的晶粒尺寸约为76 nm. 通过Ge诱导晶化制备多晶Si薄膜有望成为制备高质量多晶Si薄膜的一条有效途径.

English Abstract

参考文献 (23)

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