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退火对Ge诱导晶化多晶Si薄膜结晶特性的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2012
  • 页码:1981011-1981016
  • 分类:O484.1[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,太阳能研究所,云南师范大学,昆明650092
  • 相关基金:国家自然科科学基金(批准号:50902119,61176127)和国家国际科技合作专项项目(批准号:2011DFA62380)资助的课题.
  • 相关项目:铜锌锡硫薄膜太阳电池材料及新型窗口层的制备和光电特性研究
中文摘要:

本文采用磁控溅射法,衬底温度500℃下在硅衬底上分别制备具有Ge填埋层的a—Si/Ge薄膜和a-Si薄膜,并进行后续退火,采用Raman光谱、X射线衍射、原子力显微镜及场发射扫描电镜等对所制薄膜样品进行结构表征.结果表明,Ge有诱导非晶硅晶化的作用,并得出以下重要结论:衬底温度为500℃时生长的a—Si/Ge薄膜,经600℃退火5hGe诱导非晶硅薄膜的晶化率为44%,在相同的退火时间下退火温度提高到700℃,晶化率达54%.相同条件下,无Ge填埋层的a-Si薄膜经800℃退火5h薄膜实现晶化,晶化率为46%.通过Ge填埋层诱导晶化可使在相同的条件下生长的非晶硅晶薄膜的晶化温度降低约200℃.Ge诱导晶化多晶Si薄膜在Si(200)方向具有高度择优取向,且在此方向对应的晶粒尺寸约为76nm.通过Ge诱导晶化制各多晶Si薄膜有望成为制备高质量多晶Si薄膜的一条有效途径.

英文摘要:

In this paper, an a-Si/Ge thin film with a buried layer of Ge and an a-Si thin film are prepared on Si substrates at a temperature of 500 ℃ by magnetron sputtering. The prepared films are annealed for 5h at different temperatures in vacuum. The annealed films are characterized by Raman scattering, X-ray diffraction, atomic force microscope and field emission scanning electron microscope. The results reveal that Ge can induce amorphous Si (a-Si) growing at a temperature of 500 ℃ by magnetron sputtering crystallize after annealing at a temperature of 600 ℃ for 5h. And in the a-Si/Ge thin film the degrees of crystallization of a-Si are 44% and 54% at the annealing temperatures of 600 ℃ and 700 ℃, respectively. By comparison, a-Si thin film without Ge is crystallized at an annealing temperature of 800 ℃ for 5h and the degree of crystallization is 46%. The crystallization temperature of a-Si/Ge is reduced by 200 ℃ compared with that of a-Si film without buffed Ge layer in the film. The prepared poly-Si thin film possesses high Si(200) orientation with a grain size of 76 nm. The preparation of poly-Si film by Ge-induced crystallization might be a useful technology for developing high-quality poly-Si film.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876