多晶硅薄膜的ECR-PECVD低溫沉積及特性.pdf

1、多晶硅(Poly-Si)薄膜以其優(yōu)異的光電性能與較低的制備成本在能源信息產(chǎn)業(yè)中，日益成為一種非常重要的電子材料，在大規(guī)模集成電路和半導(dǎo)體分立器件中得到廣泛應(yīng)用。為降低Poly-Si薄膜的生產(chǎn)成本，目前國(guó)際上已經(jīng)發(fā)展了多種低溫制備技術(shù)，但各有其不利于工業(yè)化生產(chǎn)的因素。傳統(tǒng)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù)，工藝成熟，制備的薄膜質(zhì)量高，較適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。本論文在此基礎(chǔ)上對(duì)沉積設(shè)備做了進(jìn)一步的完善，采用自行設(shè)計(jì)研制的電子回旋共振

2、(ECR)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(ECR-PECVD)技術(shù)，在玻璃和單晶硅片襯底上直接沉積Poly-Si薄膜。 雖然硅烷(SiH4)較其它鹵硅化物昂貴，但制備的薄膜排除了含有鹵素雜質(zhì)的可能。SiH4在空氣或鹵素氣體中在室溫下就易發(fā)生爆炸性燃燒。即使用其它氣體稀釋，如果濃度不夠低，仍能自燃。為了沉積過(guò)程中更安全可靠，我們將氫氣直接載入到石英杯中進(jìn)行放電獲得高密度的等離子體源，將經(jīng)氬氣稀釋的SiH4(氬氣稀釋率95﹪，SiH4：A

3、r=1：19)作為前驅(qū)氣源，在等離子體下游載入。力求在玻璃和單晶硅片襯底上直接沉積Poly-Si薄膜以尋求一種適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的方法。 研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)襯底溫度為500℃時(shí)，即能沉積高質(zhì)量的Poly-Si薄膜。并且，以玻璃為襯底的薄膜其晶粒大小隨膜厚的增加而增大，由此可推斷，若薄膜越厚，則晶粒會(huì)越大。襯底為硅片時(shí)，在較低的沉積功率下就能獲得完全晶化的Poly-Si薄膜。沉積前，H2等離子體的清洗時(shí)間和流量對(duì)Poly-Si薄膜的質(zhì)