氢化非晶硅薄膜的性能研究new

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1、文章编号一氢化非晶硅薄膜的性能研究,叶林刘卫国西安工业学院光电微系统研究所,西安摘要本文研究了系统,沉积薄膜及其特性通过椭偏仪测出了薄膜的膜厚,、采用电子薄膜应力分布测试仪分析了薄膜应力并运用四探针装置研究了电阻率方、,、,阻及它们之间的相互关系结果表明所沉积的薄膜覆形特性好沉积速度快,,、沉积速率达到了另外它还具有低应力高的特点当薄膜电阻率,通过数据分析,电处在一定的范围内时阻率与之间几乎成线性关系一关键词工艺参数应力中图分类号文献标识码丫,一。一。,洲灯亡二刀,允曲又刀,伪功明,,饰一饰加,理·一引言且能够使人们进一步认识

2、固体理论中的许多基本间题一氢化非晶硅是当前非晶半导体材、料和器件的研究重点和核心由于一薄膜实验方法与测试十分独特的物理性能和在制作工艺方面的加工实验方法,、‘一优点它可用作大面积高效率太阳能电等离子增强化学气相沉积是一种,,池材料大屏幕液晶显示和平面显像电视机以一的方法,它化学沉积以辉光放电实现反应一、,及用于制作传感器和摄像管非晶电致发气体电离气体在外界电磁场的激励下放电而。。一光器件等由于有很大的应用前景和极为形成等离子体等离子体是物质的一种电离状,,丰富的物理现象因而已受到科技界和工业界态它包含相等数量的正电粒子离子与负

3、电的高度重视大量事实说明,通过研究非晶半导粒子电韵电子被外电场加速,等离子体中受,不仅能够产生新材料、,而体新器件和新工艺到电场加速的电子和中性分子或原子碰撞生成一收稿日期忍作者简介叶林一,男,安徽人,硕士,研究方向为红外探测器光学材料济,,©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net一,激发状态的分子和原子以及游离态和离子等新采用椭偏仪测定薄膜的厚度采,粒子这些生成物的化学性质都很活泼

4、,它们之用北仪的电子薄膜应力分布仪测量应力并采间通过相互反应可形成薄膜由于反应能量是用七星华创四探针测试仪测试电导率和方块电,由电场通过电子供给的,所阻从而间接算出电阻温度系数以能在较低的温度下进行薄膜沉积源输运时流体的分配方式可以表薄膜的沉积条件分为直流、射频、微波及多频等离子体过程典参数温度压强流速功率源气体浓度型的系统如图所示’。此系统为逆径向流反℃,,应室结构采用二级射频等离子体发生装置上‘数据稀释电极兼气流分配器,下电极放置衬底兼加热还可,提供额外的粒结果与讨论以引入一个低频偏置,子轰击以改善薄膜的结构与性质非晶硅薄

5、膜的力学性能分析膜厚的浏试爪厚度是重要的薄膜参数,几乎所有的薄膜胜质都与厚度有关一般情况下,膜厚可用椭偏仪来测试考虑到膜厚是研究探测器的理想厚度,所以在实验中我们沉积了厚度为的膜用椭偏仪在不同位置测了五次实验结果一如表所示得出的结果充分说明了镀裸抗射卫。,一膜机所镀的膜均匀性较好通过建模膜厚在波长为、条件下的拟合结果如图所示,效果较好图反应室示意图表昨晶硅的膜厚”,”,影响沉积薄膜性质的参数,以及最佳序号测试位置厚度参数对不同方法甚至同一种方法的不同系统均片中有差异,但是仍然有一些共同的趋势可以遵循。片左主要的参数包括源气体、

6、等离子体功率密度、衬片右底温度、沉积室气压、馈气浓度与流速以及磁场片上等。沉积时需要综合考虑这些因素。沉积可以用片下纯的或者氢稀释的硅烷或者乙硅烷进行。使用平均不同的源气体时,沉积参数的影响略有不同。产生的数据和实脸数据一本试验采用日本公司的镀翻目·,,—基片是氧化的硅片⋯匀万膜机进行硅烷为源气体一直径为膜层的制备过程为源气体扩散,通过喷头均匀送入反应室在ǎàē办、电场作用下,电子加速与气体分子碰撞,产生离化及中性基团、、等,这些基团在运行中又发生多种形式的二次反应,反应,物与衬底发生反应或吸附在衬底表面其中一的印部分便形成薄

7、膜。实验的条件如表所示。波长薄膜的测试图膜厚测量拟合图贾,,©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net应力的浏试在常温下的电学性能结果薄膜的应力,无论是压应力还是张应力,恒均会对悬空结构与衬底的接触点产生剪切流源力,严重时会造成接触失效通常,由于硅衬底具有高热膨胀系数,小的张应力有利于悬空结电压表构的平整,所,当应力无法完以在大多数情况下全消除时,在设计时有意保留残余张应力较为有利本实

8、验采,该用了电子薄膜应力分布测试仪测试仪是利用光学折反射原理进行测试的在薄膜沉积之前,对硅片进行应力测试,测试的数据保存等沉积完膜后,用应力测试仪再进行测样片加热台一尸声户,、、,,尸一试这时以硅片的应大数据为基准就可以得出薄膜应力的大小。本实验的非晶硅膜的应力图四探针测试示