磁控濺射SiGe薄膜的制備工藝及性能研究.pdf

1、隨著光電子技術(shù)和薄膜技術(shù)的共同發(fā)展，多晶硅鍺薄膜日益受到研究者的重視，在光電集成、微電子以及薄膜太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域都滲透著硅鍺薄膜的廣泛應(yīng)用，而且硅鍺薄膜也已經(jīng)進(jìn)入到了人們的日常生活當(dāng)中。多晶SiGe薄膜具有制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，可以大面積生產(chǎn)，易于控制等特點(diǎn)。本論文采用直流濺射和射頻濺射共同濺射SiGe薄膜，目的是得到質(zhì)量均勻的優(yōu)質(zhì)薄膜，主要開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的工作:
　　1、系統(tǒng)闡述了多晶SiGe薄膜的優(yōu)異性質(zhì)，以及目前制備S

2、iGe薄膜的主要方法——磁控濺射，用磁控濺射分別濺射Si、Ge，獲得濺射Si、Ge的最佳參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，共同濺射SiGe多層復(fù)合薄膜。
　　2、研究了濺射過(guò)程中濺射參數(shù)對(duì)薄膜的晶化和質(zhì)量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)襯底溫度為500～600℃時(shí)，薄膜的質(zhì)量最佳，結(jié)晶度增加，晶粒直徑大，而且表現(xiàn)出良好的擇優(yōu)生長(zhǎng)特性;壓強(qiáng)太低和太高，都不利于薄膜的優(yōu)化生長(zhǎng)。當(dāng)壓強(qiáng)為2.5Pa時(shí)，濺射速率適當(dāng)，薄膜的質(zhì)量及致密性最佳;加一定的偏壓可以降低襯底溫度

3、，實(shí)現(xiàn)多晶薄膜的低溫生長(zhǎng)。當(dāng)加偏壓為20V時(shí)，可將襯底溫度降到300℃，同樣可得到晶界明顯的多晶薄膜。
　　3、研究了退火溫度和時(shí)間對(duì)薄膜晶化及質(zhì)量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)退火溫度為700℃時(shí)，薄膜質(zhì)量的均勻性和致密性最佳;隨著退火時(shí)間的增加，晶粒增大，粗糙度增加，SiGe膜層均勻性變差。
　　4、通過(guò)改變?yōu)R射生長(zhǎng)周期，研究發(fā)現(xiàn)SiGe薄膜的發(fā)光主要是由a-Si、Si納米和Ge納米晶粒間的缺陷引起的。當(dāng)濺射周期為25時(shí)，晶界面最清