apcvd法掺杂制备硅薄膜及其微结构与性能研究

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1、浙江大学硕士学位论文摘要本文全面介绍了镀膜玻璃的发展概况、薄膜均匀性和附着力的研究现状、镀膜玻璃的制备技术等。并详细阐述了化学气相沉积(CVD)方法的原理、特点和用途。简要概述了硅薄膜的表征技术。通过模拟浮法在线镀膜玻璃生产工艺，采用常压化学气相沉积(APCVD)方法，以硅烷fsira)为主要原料气体，通过改变沉积工艺条件中的沉积温度以及掺入不同量的乙烯和磷烷气体，在玻璃基板上制备了大面积硅薄膜系列样品。采用红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、高分辨电镜(HRTEM)和原子力显微镜(AFM)等测试方法分析，对其

2、微结构及均匀性、光学性能和膜与基板间的附着力等展开了研究。论文首先研究了基板温度对硅薄膜微结构和性能的影响。在580。C～660℃温度范围内制备的硅薄膜，得出了随着基板温度升高，硅薄膜的结晶性能变好，硅薄膜的平均粒径随着沉积温度升高而变大，硅一硅键平均键角偏移减小，在620"C时沉积的薄膜的无序度最小；薄膜的表面颗粒相对比较均匀，薄膜的表面粗糙度Ra随着温度升高而减小。在硅烷混合气体中掺入适量磷烷所沉积的硅薄膜，其无序度减小；磷烷的掺入会促进薄膜中纳米硅晶粒的形成和生长。因此，在反应混合气体中掺入磷烷能有效的改善硅薄膜中

3、微结构的均匀性。研究了工艺条件对薄膜光学性能的影响。文中通过改变沉积温度，以及分别在混合气中掺入不同量的乙烯、磷烷来沉积薄膜，总结出了薄膜透射率和反射率随其变化的规律，所制各的薄膜都能达到阳光控制的目的，其中，乙烯掺杂制备的样品的光学带隙先随乙烯对硅烷体积比增大而增大，然后随乙烯对硅烷体积比的增大而减小。最后研究了掺杂气体对薄膜附着力的影响。采用划痕法表征薄膜与基板问附着力。结果表明，乙烯掺杂制备的硅薄膜附着力会随着乙烯掺入量的增加而减小。而硅烷混合气体中磷烷的掺入会在很大程度上的提高薄膜与基板间的附着力，能有效解决实际

4、生产中提高薄膜附着力的问题。关键词：APCVD、硅薄膜、镀膜玻璃、均匀性、附着力、原子力显微镜浙江大学硕士学位论文AbstractThebasicprinciples，featuresandapplicationsofChemicalVaporDeposition(CVD)havebeendiscussed．Andthedevelopmentsandapproachesoftheuniform，theadhesion，andthepreparationmethodoffilmsdepositedontheglasssub

5、stratewerereviewed．Thecharacterizationmethodsofstructureandpropertiesofsiliconfilmshavebeensummarizedbdefly．SiliconfilmshavebeenpreparedbyAtmospherePressureChemicaIVaporDeposition(APCVD)onthefloatingglasssubstrateswithagasmixtureofSiH4andPH3orSiI-14andC2H4．Themic

6、rostructureofsiliconfilmspreparedatthevariousdepositiontemperaturesandmolratioofdopedgasWereinvestigatedbyFourierTransformedInfraredspectrum(FTIR)，Ramanscatteringspectum，High—resolutionelectronmicroscope(HRTEM)andAtomicForcemicroscope(AFM)．Theeffectofthedepositio

7、ntemperatureonthestructureandproertiesofthesiliconfilmswereinvestigatedintherangefrom580。Cto660。C．Theresultsshowthecrystallinityofsiliconfilmandtheaveragegrainbecomebetterwithincreasingofthedepositiontemperature，whiletheshiftingofSi-Si·Sibondangleandtheroughness，

8、Radescreased．ThedopingofthePH3improvesthesiliconcrystallinityandtheuniformoffilms．Thetransmissivityandthereflectanceoffilmsofvariousdepositiontemperature，ratio