氧化铝膜对铝诱导制备多晶硅薄膜的影响

2010-03-08 唐正霞 南京航空航天大学材料科学与技术学院

  考虑到考查硅铝软件页面被阳极被氧化的的反应铝膜对铝分析多晶硅的反应,本篇文章用磁控溅射具体技巧分离纯化了软件页面是不是被阳极被氧化的的反应铝膜的硅铝包覆框架。XRD 软件测试意味着两种方式铝分析具体技巧均分离纯化了会存在(111) 位置中选优趋向的多晶硅膜。光电器件电子显微镜和检测电镜相片显现,有被阳极被氧化的的反应铝膜时铝分析的多晶硅膜有有两层,中下层为大金属材质晶粒度(40μm - 60μm) 枝晶状多晶硅,拉曼谱显现其凝结体性能更加接近单晶硅,而主层膜金属材质晶粒度较小,凝结体性能偏弱。无被阳极被氧化的的反应铝膜时铝分析的多晶硅膜必须单面框架,其氯化钠晶体框架和凝结体性能都有有被阳极被氧化的的反应铝膜时铝分析的主层多晶硅膜形似。然而意味着,硅铝软件页面上被阳极被氧化的的反应铝的会存在洋洋提供了铝分析多晶硅膜的性能,而且另各方面也禁止了铝分析多晶硅的晶化传送速度。   铝合金促进多晶硅是种在窗户波璃等价格低的衬底低温制冷的效果制法多晶硅透气膜的具体的方式。自1999 年UNSW 高中生的Nast 等以窗户波璃为衬底制法了Al 促进多晶硅透气膜后,中国大陆外专家此类出现浓重的感兴趣,不断抓好了铝、镍 、金等其他铝合金促进多晶硅透气膜滋生的研发。铝合金促进多晶硅透气膜的适用研发也获得比较大近展:UNSW高中生的Aberle 等以窗户波璃为衬底制法了铝促进多晶硅透气膜,并用此为籽晶层本质滋生多晶硅透气膜,制法了高生产率为2.2%的日光能手机手机干电池。它们分折:经工序优化方案,这些具体的方式制法的日光能手机手机干电池高生产率一般到达10%。比利时的I. Gordon 等以Al2O3 陶瓷厂家为衬底,制法了铝促进多晶硅籽晶层,在其上涂热壁CVD 法滋生多晶硅,并制法了高生产率为8 %的透气膜日光能手机手机干电池。   是会因为金屬帮助型方式中自身的效果方面多,基理对比僵化,如此基理的理论探究很不更加充分。Al/a - Si 接面空气脱色反应反应铁pe膜在铝帮助型转变成了间断的多晶硅pe膜的方式中中起着至关很决定性的效果 。如此理论探究Al/a - Si 接面空气脱色反应反应铁膜对铝帮助型多晶硅pe膜的效果,而就铝帮助型多晶硅pe膜的基理理论探究起着很很决定性的效果。Schneider 等理论探究了空气脱色反应反应铁pe膜对多晶硅pe膜( 100) 选聘录用趋向的效果, 并组建了简约的类别。Stoger-Pollach 等理论探究了空气脱色反应反应铁膜在热处理中的相变和对铝帮助型多晶硅pe膜的效果 。是俩者而就空气脱色反应反应铁膜对铝帮助型多晶硅pe膜的效果处理方式不不一,前面的看做γ- Al2O3 易帮助型出现(111) 选聘录用趋向的多晶硅, 其后者看做γ - Al2O3 易帮助型转变成了(100)选聘录用趋向的多晶硅。如此理论探究空气脱色反应反应铁膜对铝帮助型多晶硅pe膜功能的效果有益于检查空气脱色反应反应铁膜对铝帮助型备制多晶硅pe膜的效果。

  本文比较了Al/ a - Si 界面有无氧化铝膜时铝诱导多晶硅薄膜的结构、形貌及结晶性能,并讨论了氧化铝膜在铝诱导制备多晶硅薄膜过程中的机理。

1、实验方法

  以康宁Eagle2000 玻璃为衬底,分别用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗10min 后,氮气吹干。用国产JGP- 500 型磁控溅射仪先后在经过上述处理的衬底上沉积370nm 厚的铝薄膜和420nm 厚的非晶硅薄膜。沉积铝薄膜的条件如下:本底真空1.0 ×10 - 4 Pa ,直流溅射,功率60W ,Ar 气压1.0Pa 。沉积非晶硅薄膜的条件如下:本底真空1.0 ×10- 4 Pa ,射频溅射,功率100W ,Ar 气压1.5Pa 。为了比较有无氧化铝膜的区别,制备的薄膜分两组:1 # 样品沉积铝薄膜后置于空气中自然氧化数十小时生成氧化铝薄膜后再沉积非晶硅薄膜,制备出glass/ Al/ Al2O3/ a- Si 结构;2 # 样品铝薄膜不经氧化直接在其上沉积非晶硅薄膜,制备出glass/ Al/ a - Si 结构。沉积了铝和非晶硅薄膜的1 # 和2 # 样品同时置于真空管式炉中,通入氮气,于500 ℃退火7h 以使非晶硅在铝诱导下生成多晶硅。最后,将样品置于铝标准腐蚀液(80 %H3PO4 + 5 %HNO3 + 5 %HAc + 10 %去离子水)中腐蚀15min 以去除表面的铝。

  通过x 光谱图线衍射仪(XRD ,Bruker D8 Advance) 分享塑料膜样品管理的氯化钠晶体设计,使用CuKa 当做普及源,λ= 0.154nm;用场试射扫面电镜(SEM,LEO - 1530VP)和光学仪器pe膜高倍显微镜观察(武汉长方CMM - 50) 分享塑料膜的形貌;用台阶高度仪(AMBIOS ,XP - 1) 衡量塑料膜它的厚度;用搭配光学仪器pe膜高倍显微镜观察的微区机光拉曼光谱图仪( RMS ,T64000) 分享塑料膜的析出性能方面,使用Ar + 机光,λ=514.5nm ,黑斑高低为1μm。

2、结果与讨论

2.1、多晶硅复合膜硫化锌节构特别   图1 是1#和2 # 多晶硅膜的XRD 谱,公测前供试品经铝基准规定生锈液生锈取除铝。由图看得出,glass/Al/Al2O3/ a-Si 和glass/ Al/ a-Si 几种架构均可以促进转换成多晶硅膜,且所备制的多晶硅均为(111) 较高择优录用认知,但其中1 # 供试品的衍射角2θ为28.5°,半高宽为0.1674°,2 # 供试品的衍射角2θ为28.24°,半高宽为0.1712°。1 # 供试品与Si (111) 的基准规定衍射角2θ28147°非常接近,而2 # 供试品的衍射角2θ向小角度看方位偏斜,会根据布拉格方程式:2 dsinθ= nλ,在λ相同的状态下,2θ变小,显示晶面高度d 缩小,膜中留存抛物线于膜表层的压应力应变。   表明Scherrer 表达式: D = kλ/βcosθ   在这其中,D 为晶体外形尺寸( nm) ; k 为Scherrer 常数,其数值0.89 ;λ为X电子束主波长,为0.154056 nm;β为积分兑换半高宽(rad) ;θ为衍射角(°) 。确定出1 # 和2 #土样晶体面积依次为48.4nm 和47.3nm ,俩者的差别不多。   1 # 和2 # 多晶硅塑料透气膜硫化锌结构的的十分证实钝化铝膜不危害多晶硅塑料透气膜定向倾向的转变成,所以钝化铝膜的发生使生产的多晶硅塑料透气膜的热应力扩大。

1 # 和2 # 多晶硅薄膜的XRD 谱

图1  1 # 和2 # 多晶硅保护膜的XRD 谱 2.2、多晶硅复合膜的形貌比效   在散发出电子光学高倍高倍显微镜下多晶硅呈成黄色,非晶硅呈桔蓝色,铝为深蓝色。退火处理前,因为glass/ Al/ Al2O3/ a-Si 和glass/ Al/ a-Si 五种叠层通常情况下包含有铝,但是其在散发出高倍高倍显微镜下均不透光,照片头像呈深蓝色。

1 # 和2 # 多晶硅薄膜表面的光学显微镜和SEM照片 

图2  1 # 和2 # 多晶硅bopp薄膜面上的光学材料电子显微镜和SEM像片   图2 是1 # 和2 # 印刷品管理管理热加工处理后的光电技术显微图(原文件为色彩,文章加工处理成黑纯白色) 和表皮SEM 手机照片,当中:1 # (a) 和2 # (a) 不同是1 # 和2 # 印刷品管理管理腐化铝前的散发出光电技术显微图;1 # (b) 和2 # (b) 不同是1 # 和2 # 印刷品管理管理腐化铝后的散发出光电技术显微图,1 # (a) 和1 # (b) 的右上角配图为从安全玻璃衬底侧分析的相同的印刷品管理管理侧面的反射面强度光电技术显微图;1 # (c) 是1 # 印刷品管理管理去掉铝后经1 %HF氢氧化钠溶液浸过脱离后改变到载波片上的pe膜的反射面强度光电技术显微图;2 # (c) 是2 # 印刷品管理管理的表皮SEM图。