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高氢稀释制备微晶硅薄膜微结构的研究

郭晓旭 朱美芳 刘金龙 韩一琴 许怀哲 董宝中 生文君 韩和相

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高氢稀释制备微晶硅薄膜微结构的研究

郭晓旭, 朱美芳, 刘金龙, 韩一琴, 许怀哲, 董宝中, 生文君, 韩和相

MICROSTRUCTURES OF THE MICRO-CRYSTALLINE SILICON THIN FILMS PREPARED BY HOT WIRE CHEMICAL DEPOSITION WITH HYDROGEN DILUTION

GUO XIAO-XU, ZHU MEI-FANG, LIU JIN-LONG, HAN YI-QIN, XU HUAI-ZHE, DONG BAO-ZHONG, SHEN WEN-JUN, HAN HE-XIANG
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  • 采用高氢稀硅烷热丝化学气相沉积方法制备氢化微晶硅薄膜.其结构特征用Raman谱,红外透射谱,小角X射线散射等来表征.结果表明微晶硅的大小及在薄膜中的晶态比χc随氢稀释度的提高而增加.而从红外谱计算得到氢含量则随氢稀释度的增加而减少.小角X射线散射结果表明薄膜致密度随氢稀释度的增加而增加.结合红外谱和小角X射线散射的结果讨论与比较了不同相结构下硅网络中H的键合状态.认为随着晶化的发生和晶化程度的提高H逐渐移向晶粒表面,在硅薄膜中H的存在形式从以SiH为主向SiH2
    Microcrystalline silicon thin films were prepared by hot wire chemical vapor deposition with hydrogen dilution. Structures of the films were examined by Raman scattering, Fourier transform infrared (IR) and small angle X-ray scattering (SAXS)etc. It is shown that with increasing flow ratio RH=H2/(H2+SiH4) the volume fraction of crystalline increases while the hydrogen content decreases. The result from SAXS indicates that with increasing dilution ratio, the density of the film is increased, which implies the volume fraction of micro-voids is reduced. Combining with the data from IR and SAXS, we conclude that SiH2 vibration mode in hydrogenated microcrystalline silicon thin film is located at the grain boundaries rather than in the internal surface of the micro-voids.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:69576023)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  1998-01-19
  • 修回日期:  1998-03-27
  • 刊出日期:  1998-09-20

高氢稀释制备微晶硅薄膜微结构的研究

  • 1. (1)中国科学技术大学研究生院物理系,北京 100039;中国科学院半导体材料科学实验室,北京 100083; (2)中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室,北京 100084; (3)中国科学院高能物理研究所,北京 100039
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:69576023)资助的课题.

摘要: 采用高氢稀硅烷热丝化学气相沉积方法制备氢化微晶硅薄膜.其结构特征用Raman谱,红外透射谱,小角X射线散射等来表征.结果表明微晶硅的大小及在薄膜中的晶态比χc随氢稀释度的提高而增加.而从红外谱计算得到氢含量则随氢稀释度的增加而减少.小角X射线散射结果表明薄膜致密度随氢稀释度的增加而增加.结合红外谱和小角X射线散射的结果讨论与比较了不同相结构下硅网络中H的键合状态.认为随着晶化的发生和晶化程度的提高H逐渐移向晶粒表面,在硅薄膜中H的存在形式从以SiH为主向SiH2

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