掺硼nc-Si:H薄膜中纳米硅晶粒的择优生长
来源期刊：功能材料与器件学报2003年第1期
论文作者：韩和相 丁琨 李国华 张春熹 韦文生 王天民
关键词：nc-Si:H薄膜; 掺硼; 纳米硅晶粒; 择优生长; 电场;
摘 要：利用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)生长的系列掺硼氢化纳米硅 (nc- Si:H)薄膜中纳 米硅晶粒( nanocrystalline silicon,简称 nc- Si)有择优生长的趋势.用 HRTEM、 XRD、 Raman等方 法研究掺硼 nc- Si:H薄膜的微观结构时发现: 掺硼 nc- Si:H薄膜的 XRD只有一个峰, 峰位在 2θ≈ 47o,晶面指数为( 220),属于金刚石结构.用自由能密度与序参量的关系结合实验参数分析掺 硼 nc- Si:H薄膜择优生长的原因是:适当的电场作用引起序参量改变,导致薄膜在适当的自由能 范围内 nc- Si的晶面择优生长.随着掺硼浓度的增加, nc- Si:H薄膜的晶态率降低并逐步非晶化. nc- Si随硅烷的稀释比增加而长大,但晶态率降低. nc- Si随衬底温度升高而长大,晶态率提高. nc- Si随射频功率密度的增大而长大,晶态率增大的趋势平缓.但未发现掺硼浓度、稀释比、衬底 温度、射频功率密度的变化引起薄膜中 nc- Si晶面的择优生长.
韩和相1，丁琨1，李国华1，张春熹2，韦文生3，王天民3
(1.中国科学院半导体研究所半导体超晶格与微结构国家重点实验室,北京,100083;
2.北京航空航天大学宇航学院光电技术研究所,北京,100083;
3.北京航空航天大学理学院材料物理与化学研究中心,北京,100083)
摘要:利用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)生长的系列掺硼氢化纳米硅 (nc- Si:H)薄膜中纳 米硅晶粒( nanocrystalline silicon,简称 nc- Si)有择优生长的趋势.用 HRTEM、 XRD、 Raman等方 法研究掺硼 nc- Si:H薄膜的微观结构时发现: 掺硼 nc- Si:H薄膜的 XRD只有一个峰, 峰位在 2θ≈ 47o,晶面指数为( 220),属于金刚石结构.用自由能密度与序参量的关系结合实验参数分析掺 硼 nc- Si:H薄膜择优生长的原因是:适当的电场作用引起序参量改变,导致薄膜在适当的自由能 范围内 nc- Si的晶面择优生长.随着掺硼浓度的增加, nc- Si:H薄膜的晶态率降低并逐步非晶化. nc- Si随硅烷的稀释比增加而长大,但晶态率降低. nc- Si随衬底温度升高而长大,晶态率提高. nc- Si随射频功率密度的增大而长大,晶态率增大的趋势平缓.但未发现掺硼浓度、稀释比、衬底 温度、射频功率密度的变化引起薄膜中 nc- Si晶面的择优生长.
关键词:nc-Si:H薄膜; 掺硼; 纳米硅晶粒; 择优生长; 电场;
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