pecvd淀积sio2薄膜工艺研究
PECVD工艺参数对SiO_2薄膜光学性能的影响

文章编号: 167329965(2010)022117204P ECVD工艺参数对SiO2薄膜光学性能的影响3杭凌侠,张霄,周顺(西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安710032)摘 要: 为探索利用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Depo2 sition,PECVD)技术制作光学薄膜的有效方法.以Si H4和N2O作为反应气体,通过采用MΟ2000U I型宽光谱变角度椭圆偏振仪对制作样片进行测试,分析了薄膜沉积过程中的不同的工艺参数对SiO2薄膜光学性能的影响.实验结果表明:在PECVD技术工作参数范围内,基底温度为350℃,射频功率为150W,反应气压为100Pa时,能够沉积消光系数小于10-5,沉积速率为(15±1)nm/min,折射率为(1.465±0.5)×10-4的SiO2薄膜.关键词: 等离子体增强化学气相沉积(PECVD);二氧化硅薄膜;工艺参数;薄膜光学特性中图号: O484 文献标志码: A 目前,用等离子体增强化学气相沉积方法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)制作SiO2单层介质膜以其优良的物理性能而广泛的应用在微电子领域[1Ο2].由于SiO2薄膜具有较低的折射率、熔点高、膜层牢固、抗磨耐腐蚀、保护能力强、对光的散射吸收小等独特性能,因而也非常适合用作制备光学增透膜.目前,绝大多数对SiO2薄膜光学特性的研究基本上是用PVD 方法制作得到的[3Ο4].在现代多晶硅太阳能电池中,运用PECVD方法沉积SiO2薄膜以其极好的光学特性和化学性能用来作为太阳能电池的减反射膜.因此,近年来采用PECVD技术制作SiO2作为太阳电池的光学减反射膜已经成为光伏界研究的热点[5Ο6].这些研究同时对于梯度折射率光学薄膜的研究也具有非常重要的指导意义[7Ο8].文中采用PECVD技术,以Si H4和N2O作为反应气体,利用椭偏技术进行薄膜光学性能分析,研究了温度、射频功率、工作真空以及反应气体流量比等工艺参数对硅基SiO2薄膜光学性能的影响.1 实验实验设备采用日本SAMCO生产的PDΟ220型等离子增强化学气相沉积系统.它采用两圆型铝制平行平板作为上下电极.射频电源频率13.56M Hz,通过配网耦合到上下极板上.样品采用电阻式加热,最高加热温度400℃,均匀性较好;为了获得更均匀的气场,上极板采用淋浴头型多孔结构(单个孔径0.5mm).实验中采用的两种工艺气体分别为10%的硅烷(氩气稀释)和高纯N2O(99.999%).为了提高椭圆偏振仪的测量精度,采用单面抛光的硅片做为薄膜沉积基底,在低温度下(T≤350℃)制备SiO2薄膜.考虑到光学薄膜应用范围,通过大量工艺实验,选取了薄膜吸收系数在10-5范围内变化的沉积工艺参数进行研究,主要讨论薄膜折射率和沉积速率与沉积工艺参数之间的关系.实验过程中的主要工艺参数及其范围:①基底温度为200~350℃;②射频功率为30~200W;③本底真空为5×10-2Pa;④工作真空为30~120Pa.制作样片的折射率与沉积薄膜厚度采用MΟ2000U I型宽光谱变角度椭偏仪测量,并且利用Wvase32软件中的Canchy模型对测量结果进行拟合.第30卷第2期 西 安 工 业 大 学 学 报 Vol.30No.2 2010年04月 Journal of Xi’an Technological University Apr.20103收稿日期:2009212211作者简介:杭凌侠(19582),女,西安工业大学教授,主要研究方向为光学薄膜与检测技术.E2mail:hanglingxia@.2 实验结果与讨论2.1 过程参量对薄膜光学特性的影响分别改变薄膜生长的工艺条件(基片加热温度、射频源输出功率以及工作真空),得到薄膜的沉积速率和折射率随各参量变化的趋势.实验中,被讨论的各个条件独立变化,维持其他工艺条件不变,气体流量比为N 2O ∶Si H 4=50∶70(sccm ).图1是基片加热温度(基片由电阻丝加热,热电耦测温)对沉积速率和薄膜折射率的影响.图中可见,由于温度的升高,成膜气体分子或原子在基底表面吸附和扩散作用加强,故沉积速率也越快,同时也更容易去除参杂在薄膜内部的少量N 原子,使薄膜成分更接近于纯的SiO 2薄膜.所以,沉积薄膜的折射率随着温度的升高而降低.图1 沉积速率、折射率随温度变化曲线Fig.1 Curves of deposition rate and ref ractive index with temperatures在使用PECVD 法沉积SiO 2薄膜时,随着射频功率的增加,反应腔体内气体相互作用更加剧烈,沉积速率有随着功率的增加而升高的现象[9].但由于本文试验中使用的是氩气稀释10%的Si H 4,在Si H 4流量相对较小的情况下(50sccm ),使得流入反应腔体内的Si H 4基本能够完全反应.这样,在成膜原子数量一定的情况下,功率的增加对薄膜的沉积速率影响较小,如图2所示,甚至提高的射频功率会在成膜表面出现类似“溅射”的现象,使沉积速率呈缓慢下降的趋势[10].射频功率在25W 到200W 的范围内,对折射率没有过于明显的影响,但在150W 左右折射率变化较小,故选取此时射频功率大小为理想条件.图3是工作真空与沉积速率和薄膜折射率的关系.薄膜的沉积速率先随工作真空的增加而增加,在30~80Pa 之间出现极值(46nm/min ),这是因为反应气体在腔体内的滞留时间相对变长,更有图2 沉积速率、折射率随射频功率变化曲线Fig.2 Curves of deposition rate and refractive index with different RF power利于反应气体充分的反应;随着工作真空继续增大(80~120Pa ),各种分子、离子相互碰撞的几率增加,在原子能量一定的情况下,分子、离子的平均自由程变小,无法到达沉积表面,只有基底表面附近的反应的原子才能有效地成膜,此时薄膜的沉积速率迅速的减小[11].在气压的变化过程中,沉积速率升高,气体反应充分,薄膜呈富氧的趋势,所以折射率从初始的1.47下降至1.46;而当沉积速率下降时,由于很多氧原子不能有效的成膜,导致薄膜再次趋向富氮的状态,折射率迅速升高到1.47.图3 沉积速率、折射率随工作真空变化曲线Fig.3 Curves of deposition rate and ref ractiveindex withdifferent gas pressures图4 沉积速率、折射率随N 2O/Si H 4气流比变化曲线Fig.4 The deposition rate and ref ractive indexat different N 2O/Si H 4gas flow ratios2.2 气体流量比变化对薄膜光学特性的影响为了更加准确的控制沉积薄膜的厚度,通过进811 西 安 工 业 大 学 学 报 第30卷一步降低Si H 4的流速,来降低SiO 2薄膜的沉积速率.在改变反应气体流量比的试验中,保持Si H 4流速(20sccm )不变,通过改变N 2O 的流量大小(N 2O :Si H 4流量比:1∶1Ο2∶1),得到薄膜的沉积速率和折射率随反应气体流量比变化的趋势.如图4所示,可以看出SiO 2薄膜的生长速率随N 2O 流量的增加先增加后趋于稳定,这是因为当N 2O 流量增加时,有更多的Si H 4气体能够有效成膜,而继续增加N 2O 流量将会因Si H 4的耗尽使流入的N 2O 不再继续参加反应.于此同时使生长出的SiO 2薄膜中的N 含量升高,Si ΟN 键、N ΟH 键含量增加,导致薄膜变得疏松,折射率变大.2.3 讨论在过程参量实验中,降低Si H 4的流量可以迅速的减小薄膜的沉积速率,得到的可用薄膜生长速率在11.9~15nm/min 之间变化.根据以上实验结果,试验在基底温度为350℃,射频功率100W ,气压为100Pa ,N 2O :Si H 4气流比为20:28的情况下分别沉积75nm ,150nm ,300nm ,600nm (沉积时间分别为:5min ,10min ,20min ,40min )厚度的SiO 2薄膜,如图5所示,所得到薄膜的沉积速率为15(±1)nm/min ,折射率为1.465(±0.5×10-4),消光系数<10-5.可以得出,在此条件下,我们可以获得可靠的,光学特性最佳的SiO 2薄膜.图5 沉积(a )5min ,(b )10min ,(c )20min ,(d )40min SiO 2薄膜的椭偏测量结果Fig.5 The experimental ellipsometric spectra and results of SiO 2thin film withdifferent deposition time of 5min (a ),10min (b ),20min (c )and 40min (d )3 结论采用PECVD 技术制备了薄膜折射率和沉积速率可控的SiO 2光学薄膜,分析研究了薄膜光学特性随工艺条件的不同而变化的趋势,研究结果表明:1)在本文所选定的工艺参数范围内,工作真空对薄膜的光学性能影响较大,射频功率和温度影响相对较小;2)通过控制薄膜制备工艺参数,薄膜生长速率可控;其随射频功率的增加并不一定线性增加,而是变化缓慢甚至下降;3)增大工作真空或者升高温度,可以提高薄膜的沉积速率,降低薄膜的折射率;4)在Si H 4流量很小的情况下,增加N 2O 的流量,会增加SiO 2薄膜的沉积速率,但容易使薄膜有一个富氮的趋势,提高薄膜的折射率.5)当基底温度为350℃,射频功率100W ,气911 第2期 杭凌侠等:PECVD 工艺参数对SiO 2薄膜光学性能的影响压为100Pa,N2O∶Si H4气流比为20∶28的情况时,SiO2薄膜沉积速率为15nm/min,折射率为1.465,消光系数<10-5,薄膜光学性能较好.参考文献:[1] 董萼良,康新,陈凡秀.利用数字散斑相关法测定聚酰亚胺/SiO2合成薄膜的力学性能[J].实验力学,2005,20(1):11. DON G EΟliang,KAN G Xin,CH EN FanΟxiu.Experi2 mental Studies on the Mechanical Properties of thePolyimide/SiO2Film by the Digital Speckle Correla2 tion Method[J].Journal of Experimental Mechanics,2005,20(1):11.(in Chinese)[2] 吕文龙,罗仲梓,何熙,等.PECVD淀积SiO2的应用[J].功能材料与器件学报,2008,14(1):33. L V WenΟlong,L UO ZhongΟzi,H E Xi,et al.Applied Research on SiO2Deposited by PECVD[J].Journal ofFunctional Materials and Devices,2008,14(1):33. (in Chinese)[3] 冯丽萍,徐新.白宝石上生长SiO2薄膜的工艺[J].材料开发与应用,2005,20(3):32. FEN G LiΟping,XU Xin.Technics of SiO2Thin Films Prepared on Sapphire[J].Material Development andApplications,2005,20(3):32.(in Chinese)[4] 孙继红,章斌,徐耀,等.SiO2光学增透膜的制备及光学性能[J].光学技术,2000,26(2):104. SUN JiΟhong,ZHAN G Bin,XU Yao,et al.Prepara2 tion and Optical Properties of SiO2AR Coating[J]. Optical Technique,2000,26(2):104.(in Chinese) [5] Martirosyan K S,Hovhannisyan A S.Calculation ofReflectance of Porous Silicon DoubleΟlayer Antireflec2 tion Coating for Silicon Solar Cells[J].Physica StatusSolidi,2007,4(6):2103.[6] Sivoththaman S.Graded Silicon Based PECVD ThinFilm for Photovoltaic Applications[J].Proceedings ofSPIE,2007,66740A:1.[7] Ishikura N.Broadband Rugate Filters Based on Por2ous Silicon[J].Optical Materials,2008,31:102. [8] J anicki V,Lapp schies parison of Gradient In2dex and Classical Designs of a Narrow Band NotchFilter[J].Proceedings of SPIE,2005,596310:1. [9] 王福贞,马文存.气相沉积应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007. WAN G FuΟzhen,Ma WenΟcun.Vapour Deposition Application Technology[M].Beijing:China MachinePress,2007.[10] Hof mann M,Schmidtl C,K ohnl N,et al.Stack Sys2tem of PECVD Amorphous Silicon and PECVD Sili2con Oxide for Silicon Solar Cell Rear Side Passiva2tion[J].Research Application,2008,16:509. [11] 娄丽芳,盛钟延,姚奎鸿,等.厚二氧化硅光波导薄膜制备及其特性分析[J].光学学报,2004,24(1):24. LOU LiΟfang,SH EN G ZhongΟyan,YAO KuiΟhong, et al.PECVD Deposition and Characterization ofThin Silica Film for Optical Waveguide[J].ACTAPhotonica Sinica,2004,24(1):24.(in Chinese)Optical Properties of SiO2Thin Films Prepared by PECV DH A N G L i ngΟX i a,Z H A N G X i ao,Z HOU S hun(Shaanxi Province Key Lab of Thin Films Technology and Optical Test,Xi’an Technological University,Xi’an710032,China)Abstract: To explore a feasible met hod to p repare optical t hin films by plasma enhanced chemical vapor depo sitio n(PECVD)technology,using Si H4and N2O as reacting gas,SiO2t hin film was successf ully p repared on silicon subst rate by PECVD.Optical p roperties of t he films were examined by MΟ2000U I variable angle incidence spect ro scopic ellip someter.The result s show t hat SiO2t hin film wit h extinction coefficient less t han10-5can be depo sited at t he depositio n rate of(15±1)nm/min under t he condition of subst rate temperat ure350℃,RF power150W and reaction pressure100Pa,in addition t he ref ractive index of t he film(n equals about1.465)can be cont rolled accurately.K ey w ords: PECVD;SiO2t hin films;experiment parameter;optical properties(责任编辑、校对 张立新) 021 西 安 工 业 大 学 学 报 第30卷。
pecvd淀积sio2薄膜工艺研究

pecvd淀积sio2薄膜工艺研究PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)是一种常用的薄膜制备技术,其在半导体、光电子和微电子领域有广泛应用。
本文将以PECVD淀积SiO2薄膜工艺为研究对象,探讨其工艺原理、参数对薄膜性能的影响以及优化方法等方面内容。
一、工艺原理PECVD是一种在低压和高频电源激励下进行的化学气相沉积技术。
其原理是通过电离的等离子体将前驱体气体分解成活性物种,然后在衬底表面发生化学反应,最终形成所需的薄膜。
二、工艺参数1. 前驱体气体:常用的SiO2前驱体气体有TEOS(四乙氧基硅烷)和SiH4(硅烷)等。
不同的前驱体气体会影响薄膜的化学组成和物理性质。
2. 气体流量:控制前驱体气体的流量可以调节沉积速率和薄膜厚度。
3. 气体比例:混合气体中各种气体的比例会对薄膜的化学组成和性质产生影响。
4. 沉积温度:温度对薄膜的致密性、结晶度和附着力等性能有重要影响。
5. 沉积压力:沉积压力是控制沉积速率和薄膜致密性的重要参数。
三、薄膜性能1. 厚度均匀性:PECVD技术可以实现较好的均匀性,通过调节沉积参数可以进一步改善薄膜的均匀性。
2. 化学组成:前驱体气体的选择和混合比例会影响薄膜的化学组成,从而影响其介电性能、光学性质等。
3. 结晶度:沉积温度和沉积压力对薄膜结晶度有重要影响,高温和高压可以提高薄膜的结晶度。
4. 压电性能:SiO2薄膜具有压电效应,可以应用于传感器、压电驱动器等领域。
四、优化方法1. 参数优化:通过调节沉积温度、沉积压力、气体流量等参数,可以获得理想的薄膜性能。
2. 前处理:在沉积前对衬底进行清洗和表面处理,可以提高薄膜的附着力和致密性。
3. 薄膜后处理:对沉积后的薄膜进行退火、氧化等处理,可以改善薄膜的性能和稳定性。
PECVD淀积SiO2薄膜工艺是一种重要的薄膜制备技术,其工艺参数和薄膜性能之间存在着密切的关系。
PECVD氮化硅薄膜性质及工艺研究

PECVD氮化硅薄膜性质及工艺研究1. 引言1.1 背景介绍PECVD氮化硅薄膜是一种重要的薄膜材料,广泛应用于半导体领域、光电子器件和微电子器件中。
氮化硅薄膜具有优异的光学、电学和机械性能,具有很高的化学稳定性和耐热性,因此在微电子工业中具有广泛的应用前景。
随着半导体器件尺寸的不断缩小和功能的不断提高,对PECVD氮化硅薄膜的性能和工艺要求也越来越高。
传统的PECVD氮化硅薄膜制备工艺通常采用硅烷和氨气作为前驱物质,在高温和低压条件下沉积在衬底表面上。
由于氨气具有毒性和爆炸性,并且在制备过程中易产生氢气等副产物,对环境和人员健康造成威胁。
研究人员开始探索其他替代性氮源气体,如氮气等,以提高PECVD氮化硅薄膜的制备效率和质量,并减少对环境的影响。
本文旨在探究PECVD氮化硅薄膜的制备工艺、性质分析、影响因素、优化工艺以及未来应用展望,以期为相关领域的研究和应用提供参考和指导。
1.2 研究目的研究目的:本研究旨在深入探究PECVD氮化硅薄膜的性质及制备工艺,分析影响其性质的因素,为优化PECVD氮化硅薄膜的制备工艺提供理论依据。
通过对氮化硅薄膜在不同条件下的特性和性能进行研究,探讨其在光电子、微电子领域的潜在应用,为相关领域的科学研究和工程应用提供参考和指导。
通过本研究的开展,希望能够深化对PECVD氮化硅薄膜的认识,并为该材料的制备工艺和性能优化提供新思路和方法。
通过对未来应用展望的探讨,为相关领域的发展方向提供启示,促进氮化硅薄膜在光电子、微电子等领域的进一步研究和应用。
2. 正文2.1 PECVD氮化硅薄膜的制备工艺PECVD氮化硅薄膜的制备工艺是一项关键的研究内容,其制备过程必须严格控制以确保薄膜质量和性能。
通常,制备工艺包括以下几个步骤:首先是前处理步骤,包括基板清洗和表面处理。
基板清洗可以采用溶剂清洗、超声清洗等方法,以去除表面的杂质和污染物。
表面处理可以采用氧等离子体处理、氢气退火等方法,以改善基板表面的粗糙度和亲水性。
PECVD氮化硅薄膜性质及工艺研究

PECVD氮化硅薄膜性质及工艺研究一、引言氮化硅是一种重要的无机材料,具有优异的物理化学性质和广泛的应用前景。
在半导体、光电子器件、光学涂层、防反射膜等领域均有重要的应用价值。
PECVD(等离子体增强化学气相沉积)技术是制备氮化硅薄膜的重要方法之一,具有制备工艺简单、成本低廉、薄膜均匀性好等优点。
本文旨在通过对PECVD氮化硅薄膜的物理性质、化学成分、结构特征以及制备工艺等方面进行综合研究,探讨其在实际应用中的潜在价值和可能存在的问题,以期为相关领域的研究和应用提供理论依据和实际参考。
PECVD技术是一种常用的薄膜制备技术,其基本原理是通过等离子体激发和化学气相反应来实现对薄膜材料的沉积。
在PECVD氮化硅薄膜的制备过程中,通常采用硅源气体(如二甲基硅烷、三甲基硅烷等)和氨气作为氮源进行反应,通过等离子体激发和化学反应实现氮化硅薄膜的沉积。
在具体的制备工艺中,首先将衬底放置于PECVD反应室中,然后通入所需的硅源气体和氨气,同时加入适量的惰性气体进行稀释和控制,通过高频激发产生等离子体,并将气相中的活性物种引入反应室中,最终在衬底表面形成氮化硅薄膜。
三、PECVD氮化硅薄膜的物理性质1. 光学性质:氮化硅薄膜具有较宽的光学带隙和良好的光学透明性,因此在光学器件和光学涂层中有着广泛的应用前景。
通过光学光谱分析,可以得出氮化硅薄膜的折射率、透过率等光学参数,为其在光学领域的应用提供重要的参考数据。
2. 机械性能:氮化硅薄膜的硬度和抗磨损性能良好,具有优异的机械稳定性和耐腐蚀性能,能够在恶劣的环境条件下保持较好的稳定性和使用寿命。
3. 热稳定性:氮化硅薄膜具有较高的热稳定性和热传导性能,能够在较高温度下保持较好的物理化学性能,具有一定的热阻隔效果。
通过对PECVD氮化硅薄膜的化学成分分析,可以得知其主要由硅、氮两种元素组成,并且含有少量的氧、碳等杂质元素。
氮化硅薄膜中氮元素的含量对其性能和应用具有重要影响,因此需要对其含氮量进行精确的控制和分析。
晶体硅太阳能电池表面PECVD淀积SiN减反射膜工艺研究讲解

毕业论文题目晶体硅太阳能电池表面PECVD淀积SiN减反射膜工艺研究目录摘要 (1)绪论 (3)第一章 PECVD淀积氮化硅薄膜的基本原理 (6)1.1化学气相淀积技术 (6)1.2 PECVD原理和结构 (6)1.3 PECVD薄膜淀积的微观过程 (8)1.4 PECVD淀积氮化硅的性质 (9)1.5表面钝化与体钝化 (9)第二章实验 (11)2.1 PECVD设备简介 (11)2.2 PECVD设备操作流程 (13)2.3 SiN 减反射膜PECVD淀积工艺流程 (13)2.4最佳薄膜厚度和折射率的理论计算 (13)2.5 理论实验总结 (15)结束语 (16)参考文献 (17)晶体硅太阳能电池表面PECVD淀积SiN减反射膜工艺研究摘要等离子增强化学气相淀积氮化硅减反射薄膜已经普遍应用于光伏工业中,其目的是在晶体硅太阳能电池表面形成减反射薄膜,同时达到了良好的钝化作用。
氮化硅膜的厚度和折射率对电池性能都有重要的影响。
探索最佳的工艺条件来制备最佳的薄膜具有重要意义。
本课题是利用Roth&Rau的SiNA设备进行淀积氮化硅薄膜的实验,介绍了几种工艺参数对薄膜生长的影响,获得了生长氮化硅薄膜的最佳工艺条件,制作出了高质量的氮化硅薄膜。
实验中使用了椭偏仪对样品进行膜厚以及折射率的测量。
关键词:等离子增强化学气相淀积,氮化硅薄膜,太阳能电池,光伏效应,钝化ABSTRACTSiN Film plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) is widely used in P-V industry as an antireflection thinfilm on the surface of crystal silicon solar cell. In addition this process takes advantage of an exellent passivation effect. Both the thickness and refractive index of the SiN film make important influences to the performance of solar cells. So it is very important to find the best process parameters to deposit the best film. In this paper, the experiment of SiN film deposition was completed with the equipment named SiNA produced by Roth&Rau. The influence of the parameters to the gowth of the film was introduced based on the experiment, and the best parameters to produce the top-quality SiN film were obtainted. The Spectroscopic ellipsometry was used to test the thickness and refractive index of the samples during the experiment.Key words:PECVD, SiN film, solar cell, photovoltaic effect, passivation第一章绪论从2003年开始,全球化石能源的缺乏引发了能源价格不断攀升,可再生能源也因此得到了更多的重视,太阳能光伏行业迎来了发展的春天。
PECVD氧化硅薄膜

PECVD 氧化硅薄膜简介PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)是一种基于等离子体增强的化学气相沉积技术。
PECVD 涉及在低压和高温条件下将化学气体中的前体分子转化为固态材料。
氧化硅(SiO2)是一种重要的半导体材料,具有优秀的电学性能和化学稳定性。
PECVD 氧化硅薄膜在集成电路制造、太阳能电池、平板显示器等领域有广泛的应用。
在本文档中,我们将介绍 PECVD 氧化硅薄膜的制备方法、特性及其应用。
制备方法PECVD 氧化硅薄膜的制备过程可以分为以下几个步骤:1.基片清洗:将基片进行溶剂清洗和酸碱清洗,以去除表面的杂质和有机物。
2.进料:将预先准备好的前体气体(例如二甲基硅醇、三甲基硅烷等)与载气(通常为氢气或氮气)混合,并通过进料系统输入反应室。
3.产生等离子体:通过加入高频电场或微波,将反应室中的气体激发为等离子体。
4.反应:等离子体中的激发态气体与基片表面反应,并沉积成氧化硅薄膜。
5.退火处理:薄膜表面的有机物残留和内部应力可以通过热退火来去除和缓解。
6.冷却:待薄膜制备完成后,关闭进料系统,并冷却基片。
特性PECVD 氧化硅薄膜具有以下几个主要特性:1.良好的绝缘性能:氧化硅具有较高的介电常数和低的电导率,使其成为优秀的绝缘材料。
2.较低的表面态密度:PECVD 氧化硅薄膜具有低的表面态密度,减少了表面缺陷对器件性能的影响。
3.可调控的薄膜厚度:通过控制前体气体和反应条件,可以实现不同厚度的氧化硅薄膜的制备。
4.良好的化学稳定性:氧化硅对常见的化学物质(如酸碱)具有较高的化学稳定性,使其适用于各种环境条件下的应用。
5.较低的制备成本:相对于其他制备氧化硅薄膜的技术,PECVD 具有较低的制备成本和较高的生产效率。
应用PECVD 氧化硅薄膜在多个领域有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:1.集成电路制造:氧化硅薄膜作为绝缘层广泛应用于集成电路制造过程中,起到隔离和保护作用。
常压cvd淀积非晶硅薄膜的研究

常压cvd淀积非晶硅薄膜的研究常压化学气相沉积(CVD)是一种常用的制备非晶硅(a-Si)薄膜的方法。
这种方法利用化学反应在常压下通过气态前体物质的热分解或氧化还原反应,使前体物质沉积在衬底表面上形成薄膜。
常压CVD制备非晶硅薄膜的过程通常包括以下步骤:1. 衬底准备:选择合适的衬底材料,如玻璃、金属或聚合物,然后经过清洗和处理,以确保表面平整和无杂质。
2. 前体物质供应:选择适当的气态前体物质,如硅烷(SiH4)或三氯化硅(SiCl3),然后通过气体供应系统将前体物质输送到反应室中。
3. 反应室环境控制:控制反应室中的温度、压力和气体流量,以确保适当的反应条件和前体物质的热分解或氧化还原反应发生。
4. 薄膜沉积:在适当的反应条件下,前体物质分解或反应生成非晶硅的气态物质,并在衬底表面上沉积形成非晶硅薄膜。
5. 后处理:通过热处理或化学处理等方法,进一步改善非晶硅薄膜的性质和结构。
常压CVD制备非晶硅薄膜的研究主要围绕以下方面展开:1. 反应条件优化:研究合适的反应温度、压力和气体流量,以及前体物质的浓度和输送方式,以提高薄膜的沉积速率和质量。
2. 薄膜性质表征:通过光学、电子和结构分析方法,研究非晶硅薄膜的光学、电学、热学和结构等性质,并评估其在光电子器件等应用中的适用性。
3. 薄膜结构调控:通过调整反应条件、添加掺杂元素或采用多组分混合气体,研究改变非晶硅薄膜微观结构和成分,以提高其性能和稳定性。
4. 应用研究:将非晶硅薄膜应用于太阳能电池、薄膜晶体管、液晶显示器等光电子器件中,并优化工艺和结构,以提高器件性能和稳定性。
5. 低温CVD:研究低温条件下非晶硅薄膜的制备方法,以适应一些对衬底材料有温度要求、或需要与其他材料复合的应用。
总之,常压CVD淀积非晶硅薄膜的研究旨在优化制备工艺、改善薄膜性质和结构,以及应用于光电子器件等领域。
PECVD淀积氮化硅薄膜性质研究

第25卷第3期2004年6月太阳能学报A(汀AENERGIAES()IARISSINICAVd.25.No.3July,2004文章编号:0254.O眇6f2004)03一0341.鹏PECVD淀积氮化硅薄膜性质研究王晓泉,汪雷,席珍强,徐进,崔(浙江大学硅材料国家重点实验室,杭州310027)灿,杨德仁摘要:使用等离子体增强化学气相沉积(PlasrIlaEnhancedCh鲫icalvapor决p商tion,P壬x:vD)在P型硅片上沉积了氮化硅(siNx)薄膜,使用薄膜测试仪观察了薄膜的厚度、折射率和反射光谱,利用扫描电子显微镜(sEM),原子力显微镜(越、M)观察了截面和表面形貌,使用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和能谱仪(EI)x)分析了薄膜的化学结构和成分。
最后,考察了薄膜在经过快速热处理过程后的热稳定性,并利用霍尔参数测试仪(}h11)比较了薄膜沉积前后载流子迁移率的变化。
关键词:太阳电池;Hm;氮化硅中图分类号:n(511+.4文献标识码:A0引言由于有着良好的绝缘性,致密性,稳定性和对杂质离子的掩蔽能力,氮化硅薄膜作为一种高效器件表面的钝化层已被广泛应用在半导体工艺中。
人们同时发现,在多晶硅太阳电池表面生长高质量氮化硅薄膜不仅可以十分显著地提高多晶硅太阳电池的转换效率,而且还可以降低生产成本。
这是因为作为一种减反射膜,氮化硅不仅有着极好的光学性能(A=632.8m时折射率在1.8~2.5之间,而最理想的封装太阳电池减反射膜折射率在2.1~2.25之间)和化学性能,还能对质量较差的硅片起到表面和体内钝化作用,提高电池的短路电流。
因此,采用氮化硅薄膜作为晶体硅太阳电池的减反射膜已经成为光伏界的研究热点【卜3l。
1996年,Kyocera公司通过生长氮化硅薄膜作为太阳电池的减反射膜和钝化膜在15cm×15cm的多晶硅太阳电池上达到了17.1%的转换效率L41;A.HuKbner等人利用氮化硅钝化双面太阳电池的背表面使电池效率超过了20%【5J。
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pecvd淀积sio2薄膜工艺研究
PECVD是一种常用的薄膜制备技术,被广泛应用于微电子设备、光电器件和传感器等领域。
其中,PECVD淀积SiO2薄膜是一项重要的研究课题。
本文将探讨PECVD淀积SiO2薄膜的工艺研究。
介绍PECVD的原理和工艺。
PECVD是基于等离子体化学气相沉积技术,通过高频电场激发工作气体形成等离子体,在等离子体的作用下,将气相中的前驱体分解并沉积在基底上形成薄膜。
在PECVD 淀积SiO2薄膜的工艺中,常用的前驱体有硅源(如SiH4)和氧源(如O2或N2O),同时还可添加掺杂源来控制薄膜的性质。
讨论SiO2薄膜的制备参数对薄膜性质的影响。
在PECVD淀积SiO2薄膜的过程中,各种制备参数包括沉积温度、前驱体浓度、气体流量、沉积时间等都会对薄膜的性质产生影响。
例如,提高沉积温度可以增加薄膜的致密性和抗热膨胀性,但也会降低薄膜的介电常数。
通过调节这些参数,可以实现对SiO2薄膜性质的精确控制。
然后,探讨PECVD淀积SiO2薄膜在微电子器件中的应用。
SiO2薄膜具有优良的绝缘性能和化学稳定性,因此广泛应用于微电子器件中的绝缘层和介电层。
例如,在MOSFET器件中,SiO2薄膜用作栅氧化物,起到隔离栅极和衬底的作用。
此外,SiO2薄膜还可用于制备光波导、薄膜电容器等器件。
讨论PECVD淀积SiO2薄膜工艺的发展趋势和挑战。
随着微电子器
件的不断发展,对SiO2薄膜的要求也越来越高。
例如,需要更薄的薄膜、更高的介电常数和更低的漏电流。
因此,研究人员正在积极探索新的前驱体、改进工艺参数和引入新的淀积技术,以满足微电子器件对SiO2薄膜的不断需求。
PECVD淀积SiO2薄膜工艺的研究对于微电子器件的制备和应用具有重要意义。
通过对制备参数的优化和工艺的改进,可以实现对SiO2薄膜性质的精确控制,满足微电子器件对薄膜的要求。
未来,随着技术的不断进步,相信PECVD淀积SiO2薄膜工艺将在微电子领域发挥更加重要的作用。