硅基薄膜在新型器件中的應(yīng)用.pdf

1、硅基薄膜具有制備成本低，工藝成熟、易集成、無毒，襯底選擇性多等特點(diǎn)，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重要部分，在信息、能源等產(chǎn)業(yè)中正起著無可替代的作用，在集成電路，太陽能電池，光電探測(cè)器等方面有廣泛的應(yīng)用。本論文研究?jī)?nèi)容包括二部分:1、碳化硅基硅納米晶薄膜(Si-NC∶SiC)的制備工藝及機(jī)理;2、非晶硅薄膜基電阻存儲(chǔ)器(RRAM)制備及特性等。
　　本論文首先在緒論中全面介紹了全硅疊層高效太陽能電池和電阻存儲(chǔ)器的概念、原理和研究現(xiàn)狀。然后

2、以提高納米晶密度、控制硅納米晶尺寸為目的，深入研究了熱絲化學(xué)氣相沉積技術(shù)(HWCVD)制備碳化硅基硅納米晶薄膜的工藝，分析了氣體的比例和反應(yīng)壓強(qiáng)對(duì)納米晶密度及尺寸的影響。利用X射線衍射，Raman散射，傅立葉紅外變換，掃描電子顯微鏡等檢測(cè)手段來表征薄膜特性。其次，利用HWCVD沉積非晶硅薄膜制備了Ag/a-Si/p-Si，Ag/a-Si/Au兩種結(jié)構(gòu)的電阻存儲(chǔ)器并用Keithley4200-SCS測(cè)試儀研究其記憶電阻特性。研究結(jié)果表明:

3、
　　(1)增加氣體比例和壓強(qiáng)均能增加硅納米晶的晶粒大小和晶化百分比。但增加反應(yīng)壓強(qiáng)時(shí)，晶化百分比增加率大于晶粒大小，說明成核密度提高。根據(jù)H稀釋作用和氣相反應(yīng)特點(diǎn)得出增加反應(yīng)壓強(qiáng)能夠制備較高密度的納米硅晶。
　　(2)測(cè)試結(jié)果表明，Ag/a-Si/p-Si，Ag/a-Si/Au兩種結(jié)構(gòu)都具有雙向開關(guān)特性，具有較好的重復(fù)性;通過數(shù)據(jù)擬合研究開關(guān)機(jī)理，表明，Ag/a-Si/p-Si器件的導(dǎo)通是由金屬銀形成的導(dǎo)電通道和空間電荷限