掺磷nc-Si:H薄膜的微结构与光电特性

• 作者: 刘利 刘磊 吴一 彭英才 范志东 郑树凯 马蕾
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 磷掺杂氢化纳米晶硅薄膜 晶化率 界面体积分数 光吸收系数 暗电导率
• 年，卷（期）: 2015,（10）
• 页码范围: 2756-2761
• 页数: 6页
• 分类号: O484
• 字数: 4132字
• 语种: 中文

摘要

采用常规射频等离子体增强化学气相沉积方法,以高氢稀释的SiH4为源气体和以PH3为掺杂剂,制备了磷掺杂的氢化纳米晶硅薄膜.结果表明,薄膜的生长速率随PH3/SiH4流量比(Cp)增加而显著减小.Raman谱的研究证实,随CP增加,薄膜的晶化率经历了先增大后减小的过程,当C,=1.0％,晶化率达到最大值45.9％.傅里叶变换红外吸收谱测量结果显示,薄膜中的H含量在CP=2.0％时达到最低值9.5％.光学测量结果表明,本征和掺P的氢化纳米晶硅薄膜在可见光谱范围呈现出良好的光吸收特性,在0.8 ～3.0 eV范围内,nc-Si (P):H薄膜的吸收系数显著大于c-Si.和α-Si:H薄膜相比,虽然短波范围的吸收系数较低,但是在hv＜1.7 eV区域,nc-Si(P):H薄膜的吸收系数要高两到三个量级,显示出优良的红光响应.电学测量表明,适当掺P会显著提高氢化纳米晶硅薄膜的暗电导率,当CP=0.5％时,薄膜的暗电导率可达5.4S·cm-1.