单晶硅外延生长晶化硅薄膜的研究

• 作者: 姚朝辉 杨启鸣 杨培志 杨雯 段良飞
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 诱导晶化 外延 退火 硅薄膜 晶化率
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 页码范围: 2337-2342
• 页数: 6页
• 分类号: O484.1
• 字数: 2529字
• 语种: 中文

摘要

采用P型单晶硅片为衬底,并经混合酸溶液腐蚀抛光、清洗后,利用射频磁控溅射镀膜系统在其表面制备非晶硅薄膜;再结合快速光热退火工艺,于N2气氛下480℃退火30 min,得到晶化硅薄膜;利用光学金相显微镜、XRD衍射仪和拉曼散射光谱(Raman)仪对单晶硅衬底和晶化硅薄膜进行结构和性能表征.研究了混合酸溶液对单晶硅表面腐蚀效果、籽晶诱导外延生长晶化硅薄膜的物相结构和薄膜带隙.结果表明:采用混合酸溶液腐蚀后得到表面平整、光滑的单晶硅衬底;非晶硅薄膜经过快速退火后受籽晶诱导生成晶化硅薄膜,其晶相沿单晶硅衬底取向择优生长;随着非晶硅薄膜厚度从80 nm增加到280 nm,晶化后硅薄膜的表面粗糙度逐渐减小,晶化率从90.0％逐渐降低到37.0％;晶粒尺寸从6.65 nm逐渐减小到1.71 nm;带隙从1.18 eV逐渐升高到1.52 eV.